质量管理与可靠性

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质量管理与可靠性质量管理与可靠性

主讲：周鹏主讲：周鹏E_mail:[email protected]





第五章设计质量控制第五章设计质量控制

3


导论

625

8955

96

90

87

62

90

95

在开发过程中大量应用的质量保证手段

33

27

28

50

45

71

100100

5331

83

85

质量功能配制产品故障模式与影响分析

工艺故障模式与影响分析故障树分析

实验设计实验评估统计工艺控制

质量圈

产品评估

系统评估

波卡—约基

占企业百分比

一般企业优质企业

主要应用领域

开发过程

生产过程


导论

Text1

Text2Text3

Text4

设计质量控制技术

设计质量控制概述

设计质量控制分析

设计质量控制实施


一、设计质量控制概述一、设计质量控制概述


相关概念

设计质量所设计的产品是否能够满足顾客需求、性能是否易于制造和维护、经济性是否合理、对生态环境是否造成危害、风险是否最小等。

设计质量控制按规定程序和规范，控制和协调各个阶段的设计工作，以保证产品的设计质量，及时地以最少的耗费完成设计工作。


设计质量与产品质量

设计质量（产品设计有关）

顾客质量（产品保障有关）

市场调研质量（产品需要有关）

制造质量（设计的符合性有关）


产品质量设计模型

产品的质量特性值与对其有影响的设计参数和误差因素有关。可用函数表示为：

产品的质量设计过程中，为了稳定产品性能，就应该使设计输出结果的均值和标准差满足以下两个条件：条件 1 ：，一批产品的质量特性均值应恒等于目标特性值；条件 2 ：，一批产品的质量特性值的标准差应小于目标特性值极限偏差与一常数的比值。

z)x,f(y

0yy y

kS 1


二、设计质量控制分析二、设计质量控制分析


需求原则信息原则系统原则继承原则效益原则

简化原则定量原则时间原则合法原则审核原则

设计质量控制原则


设计质量特性分级

设计质量特性重要度分级方法一般由设计人员运用专业技术知识进行设计质量特性的分级，根据产品的总功能，按照产品—→部件—→零件的步骤进行功能展开，并联系产品及其零部件的设计质量特性值的许容差进行分级。


设计质量特性分级表示方法

符号表示法

对于复杂的零件，宜采用表格法标注设计质量特性。采用表格法标注分级要求时，设计专用的表格，规定零件的质量特性重要度分级情况和说明，作为独立的文件发放给施工人员，配合零件的设计图样进行零件的施工。

表格法


三、设计质量控制技术三、设计质量控制技术


确定要求

概念开发

详细设计

制造系统的概念开发

工序设计

服务与支持

QFD

QFD、 DFM 和PDCA

QFD 、产品 FMEA田口方法和 DFM

QFD 、 PDCA 和工序 FMEA

QFD 、工序 FMEA 、田口方法、过程能力

统计过程设计 PDCA

产品开发普遍采用的技术和方法


质量功能展开

质量功能展开质量功能展开（ Quality Function Development， QFD ）采用 QFD 可使检验生产质量转向检查产品的设计质量——产品的内在质量， QFD 使设计成为现实之前就已引进许多无形的要素，产品质量就溶于设计之中。狭义的质量功能展开，将形成质量的功能乃至业务，以不同的层次展开到具体的部分。质量展开，是将顾客的需要转换为图纸和设计要求及产品生产过程中各阶段的要求，以确定产品的设计质量，并将其系统、关联地展开到零部件的质量、零件质量、工艺要求以及工序要求等过程。


质量功能展开

质量功能展开示意图


质量功能展开

QFD 的核心是质量屋（ House of Quality， HOQ ），质量屋是由一系列的二维矩阵和图表构成的。

5（）

3（）

4（）

n要求

2（）

工程技术措施1

工程技术措施2

工程技术措施n 本产品

A公司产品

N公司产品

¡ ¡

6（）

7（）工程措施的测量单位

工程措施的重要度

本产品

A公司产品

N公司产品

8（）

技术难度

目标值9（）

1 2 nn-1

¡ ¡

¡ ¡

¡ ¡

设计声明

1（）

要求重要度

1要求

2要求口味好

营养丰富

视觉效果美观

价格适中

◎ △ ○

５４４４５

４

４

３

５

调味成分

尺寸

卡路里

成本控制

脂肪

２５３２４

３４４４３

A B

３４５

３

３

４

２３

５４

３４

市场竞争性评价

我们顾客需求重要

度

我们

A

B技术竞争性评价

◎○ ◎

◎ △ △

◎

◎○

○

△◎

说明：

１＝低５＝高

△负相关○强相关◎强正相关

QFD 质量屋的构成

一级质量屋举例


质量功能展开

QFD 的质量屋基本上是由以下不同参数的矩阵图表和一项设计目标声明构成：

（ 1 ）目标声明（ 2 ）顾客需求及其重要度（ 3 ）工程技术措施（ 4 ）关系矩阵（ 5 ）相关性矩阵（ 6 ）市场竞争性评价矩阵（ 7 ）工程技术措施特性指标及其重要度（ 8 ）技术竞争性评价矩阵（ 9 ）技术难度和目标值


TRIZ理论 TRIZ 是俄文 Teorijz Rezhenija Izobretatel’skich Zadach 的缩写，其英文含义为发明问题解决理论（ theory of inventive problem solving, TRIZ ），它是一种创新性问题解决方法指导性理论。 TRIZ认为，创新并不是灵感的闪现和随机的探索，它存在着解决问题的一般规律，这些规律和原则可以告诉人们按照什么样的方法和过程去进行创新并对结果具有预测性和可控制性。

TRIZ 理论

Genrich AltshullerGenrich Altshuller


TRIZ 理论

TRIZ理论 TRIZ 设计理论的主要内容和工具有：产品的进化理论、39 个工程参数、 40条发明原理、物理矛盾、分离原理、物质——场分析、科学和技术成果数据库、 ARIZ算法等。 TRIZ 理论认为，产品在设计过程中，存在着管理、技术和物理三种矛盾冲突。


分离原理 . 四种分离原理解决物理矛盾：空间分离；时间分离；基于条件的分离；整体与部分的分离 .

矛盾矩阵将 39 个工程参数与 40 条发明原理建立了对应关系，很好地解决了选择发明原理的难题。

40条发明原理 40 条发明原理是解决技术矛盾的关键。

39 个工程参数

用 39 个通用工程参数将技术矛盾转化为一般的或标准的技术矛盾。

产品的进化分析根据产品生命周期曲线来针对性实施策略

分离与发明的关系分离原理与解决技术矛盾的发明原理之间存在一定的关系 .

TRIZ 理论

具体步骤和使用参见补充资料


稳健设计方法

田口方法稳健设计是一种低成本、高质量的统计分析设计方法，起源于 20世纪 70年代日本的田口玄一（ Taguchi ）提出的“三次设计法”，国际上又称为“田口方法”。稳健设计的基本原理就是在设计产品或工艺时，就考虑到产品在制造和使用中各种因素发生偏差，以及在规定的寿命期间内产品发生老化、性能变差时，都能使产品的性能保持稳定的一种设计方法即使选用价格廉价的零部件（指要求的加工精度低或二级、三级品等类零部件），通过稳健设计，调整影响产品质量的可控因素（即设计参数）的水平和组合以及容许差，使总的产品性能对其它质量因素的敏感程度降低，提高和稳定产品抗干扰的能力，以获得低成本高性能的产品。


第三次设计

决定产品功能和结构的设计

核心设计首次设计

为了提高和保证产品性能，同时考虑成本因素，以优化产品性能为目标，设计出质量稳定、成本合理的产品。

通过控制可控因素的容差，衰减或缩小误差因素所引起的产品质量波动，调整产品质量与成本关系的一种设计方法。

系统设计参数设计容差设计

稳健设计方法


• 采用 QFD 方法，得到顾客对产品的要求，知道顾客想要什么样的产品，确定了设计的方向和目标，但它无法进一步向设计人员提供可操作的解决产品创新设计的具体方法

• 对用 TRIZ创新设计理论得到系统功能原型进行参数设计和容差设计，得到产品各个设计参数的最佳水平值及其组合，就能获得价格合理、质量性稳定的产品

• 实现产品创新设计的有力工具，它将产品创新的核心——概念设计（在稳健设计中称为系统设计）过程具体化，并提出了规则、算法与发明创新原理供设计人员使用。

QFD TRIZ 稳健设计

QFD、 TRIZ 和稳健设计的集成应用

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