QFD、TRIZ、田口方法與汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)

1、Word 版本W(wǎng)ord 版本 PAGE 8QFD、TRIZ、田口方法與汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)20 世紀(jì)80 年代以后許多跨國公司逐步認(rèn)識到產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量創(chuàng)新在產(chǎn)品全生命周期中的重要地位，把許多新技術(shù)，新理論和新方法，如：質(zhì)量功能展開(qualityfunctiondeployment)，解決創(chuàng)造問題的理論(theoryof inventiveproblem和田口方法(Taguchi相繼應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計階段，合理有效地利用它們實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的管理，從而使企業(yè)不斷開發(fā)和生產(chǎn)出滿足顧客呼聲，價格低、質(zhì)量好和有創(chuàng)新的產(chǎn)品。美國供應(yīng)商協(xié)會(ASI)已經(jīng)把這三種方法的結(jié)合稱之為六西格瑪設(shè)計(Design f

2、or Six 并介紹給世界500 強(qiáng)企業(yè)使他們在應(yīng)用中開闊了視野， 并把三種方法用于產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新中，取得了豐碩的成果，亦成為他們贏得競爭優(yōu)勢的核心技術(shù)之一。美國供應(yīng)商協(xié)會(ASI)行政副主席蘇比喬杜里先生曾提出，企業(yè)僅通過采用DMAIC 來實現(xiàn)六西格瑪，所能取得的成果是有限的。如果一個組織希望自己的效率能更上一層樓，它就必須在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段采取六西格瑪設(shè)計方法。在六西格瑪設(shè)計中，如何將顧客呼聲轉(zhuǎn)化為可客觀衡量的工程指標(biāo)是一個穩(wěn)健(Robustness)設(shè)計所必須具備的重要特征。在目前的設(shè)計理論中，質(zhì)量功能展開可以解決做什么(to do what的問題，發(fā)明問題解決理論(TRIZ)可以解決怎么

3、做(How to do的問題，田口方法可以解決怎么做到最優(yōu)(Optimal result)具。一、背景介紹(一)六西格瑪設(shè)計(DFSS)六西格瑪設(shè)計就是按照合理的流程，運(yùn)用科學(xué)的方法準(zhǔn)確地理解和把握顧客呼聲，對新產(chǎn)品新技術(shù)新流程進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計，使產(chǎn)品技術(shù)流程在低成本的情況下，對造成變化的因素(制造環(huán)境或用戶環(huán)境)的敏感度最小化，從而實現(xiàn)六西格瑪質(zhì)量水平。六西格瑪設(shè)計在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的同時，會降低成本及縮短開發(fā)周期，具有很高的實用價值。(二)質(zhì)量功能展開(QFD)20 70 汽車公司成功地運(yùn)用該方法于汽車產(chǎn)品的設(shè)計中，取得了巨大成功，并迅1984 QFD 方法進(jìn)行質(zhì)量分析，不僅縮短了產(chǎn)品設(shè)計

4、周期，提高了用戶滿意程度，降低了成本，還為克服美國企業(yè)嚴(yán)重的部門本位化、復(fù)雜化的痼疾做出了貢獻(xiàn)。QFD QFD ASI 的四階段模式，GOALQPC ASI 的四階段模式應(yīng)用最為廣泛。ASI Sulliven 認(rèn)為：QFD 作為一個總體概念，它提供了一種方法，通過這種方法，可以在產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的每個階段把顧客呼聲轉(zhuǎn)變?yōu)檫m當(dāng)?shù)墓こ讨笜?biāo)。QFD 是通過質(zhì)量屋(Hou se of Quality，HOQ)來有效規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計的，采用階段模式分解，建立客戶呼聲和工程指標(biāo)之間的關(guān)系，支持設(shè)計及制造的全過程。HOQ 僅僅反映了顧客呼聲與工程指標(biāo)之間的關(guān)系，為了進(jìn)一步QFD 還應(yīng)包括其他矩陣，如設(shè)計規(guī)劃、制造

5、過程規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃矩陣等(1)John RHauser 和Don Clausing 提出的QFD QFD 包含兩個要素：質(zhì)量展開(quality deployment)和功能展開(function deployment)。質(zhì)量展開即把顧客呼聲融入到設(shè)計過程中去，保證產(chǎn)品的設(shè)QFD 小組， 把不同職能部門結(jié)合到從產(chǎn)品設(shè)計到制造的各個階段中，促進(jìn)小組成員的溝通。(三)發(fā)明問題解決理論(TRIZ)TRIZ Genrich Altshuller 50 年時間總結(jié)歸納出的解決創(chuàng)造問題的理論，它幾乎可以被用在產(chǎn)品各個生命周期的各個階段。它與開發(fā)高質(zhì)量產(chǎn)品、獲得高效益、擴(kuò)大市場、創(chuàng)新產(chǎn)品、分析產(chǎn)品失效、保護(hù)

6、自主知識產(chǎn)權(quán)以及研發(fā)下一代產(chǎn)品等都有十分密切的聯(lián)系。TRIZ (Contradiction Matrix)；分離原理，創(chuàng)新等級， 76 個標(biāo)準(zhǔn)解，理想法則與理想化的最后結(jié)果(Ideal Final Result)在汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中，矛盾矩陣，分離原理和物一場分析是經(jīng)常用到的方法，它們?yōu)楣こ處熖峁┝肆硪环N分析，解決問題的思路。(四)田口方法田口方法(Taguchi 主要包括線內(nèi)質(zhì)量控制和線外質(zhì)量控制。線內(nèi)(online)質(zhì)量控制主要研究生產(chǎn)現(xiàn)場中有關(guān)質(zhì)量控制的技術(shù)，包括工序的診(offline) 質(zhì)量控制主要研究在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)工藝設(shè)計階段使產(chǎn)品質(zhì)量好、成三次設(shè)計的核心是參數(shù)設(shè)計，參數(shù)

7、設(shè)計的目的是通過選擇設(shè)計參數(shù)、確定實驗方案，以信噪比(SN ratio)為分析指標(biāo)，實現(xiàn)減小目標(biāo)值的變異，即減小噪音因子對目標(biāo)值的影響，增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)健性，保證研發(fā)產(chǎn)品具有先行性、通用性和再現(xiàn)性。二、六西格瑪設(shè)計 QFD、TRIZ 和田口方法的結(jié)合QFD QFD 中找不到瓶頸工程和最優(yōu)化方案。瓶頸工程可以TRIZ 所產(chǎn)生的各種解決矛盾，沖突的設(shè)計方案加以克服，而且更重要TRIZ 能提供創(chuàng)新性設(shè)計方案，但是在具TRIZ 的不足。通過田口方法的應(yīng)用，可以得到穩(wěn)健的產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)組合。同TRIZ 的應(yīng)用，還可以彌補(bǔ)田口方法不能消除矛盾沖突的缺陷。意義和指導(dǎo)作用。QFDTRIZ 和田口方法的綜合應(yīng)用

8、。(一)QFD TRIZ 結(jié)合的工程指標(biāo)。工程指標(biāo)之間是相互關(guān)聯(lián)的，某一工程指標(biāo)的變化可能影響到其它工程指標(biāo)的變化。這種變化有三種，分為正相關(guān)(工程指標(biāo)對，向相同方向變化)()TRIZ TRIZ 矛盾解決原理來解決。QFD 收信號，氣體發(fā)生器開始充氣。充氣速度越快，氣囊越早保護(hù)乘客不至于撞到方向盤、擋風(fēng)玻璃和前座椅上。但是，如果氣囊充氣太快，又會使氣囊過于堅硬，類似剛體，因而傷及乘客。這里，氣囊充氣速度和氣囊堅硬TRIZ 方的影響(2)TRIZ 的矛盾矩陣可以得到解決問題的思路：(21)(39)惰性環(huán)境；(16)(22)變害為利。工程師根據(jù)創(chuàng)新原理和所要解決問題的特定條件，進(jìn)一步具體細(xì)化，最后

9、提出解決問題的具體方法：利用減少有害作用時間，調(diào)整氣囊膨脹速度和氣囊堅硬度，當(dāng)氣囊完全膨脹后，才會出現(xiàn)乘客與之碰撞的可能，于是在氣囊側(cè)面開孔眼，這樣就達(dá)到在乘客和氣囊相互作用過程中自行調(diào)整氣囊堅硬度的目的，減輕對乘客的傷害。Z 主要是解決設(shè)計中如何做的問題)TRIZ 的出發(fā)點是借助于經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)恰恰能解決做什么的問題。所以，將兩者有機(jī)地結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢， 將更有助于產(chǎn)品創(chuàng)新。(二)QFD 與田口方法的結(jié)合三次設(shè)計思想幾乎涵蓋了產(chǎn)品的整個設(shè)計階段，與質(zhì)量功能展開在設(shè)計過程中的功能有許多相似和交互的地方。不斷變化的顧客呼聲使得那些當(dāng)初根據(jù)顧客期望設(shè)計的產(chǎn)品在投入市場不久可能就被顧客所淘汰。因此，如

10、何保證產(chǎn)品的設(shè)計不受顧客呼聲變化的影響成為工程師必須面對的問題。田口的動態(tài)特性參數(shù)設(shè)計能夠幫助解決這個難題。田口方法的目標(biāo)就是設(shè)計出對噪音因子不敏感的產(chǎn)品，如果將變化的顧客呼聲作為噪音因子，則設(shè)計出的工程指標(biāo)目標(biāo)值就可以做到對這種噪音不敏感，從而保證了設(shè)計工作的有效性。一方面，田口的參數(shù)設(shè)計可以應(yīng)用于質(zhì)量屋的相關(guān)分析， QFD 是這一缺點的有力彌補(bǔ)措施。?生器充氣壓力是多少，泄氣孔的個數(shù)和位置，氣袋的材料，氣袋折疊方式等參數(shù)如何設(shè)計，這些都可以用田口方法找到它們的最優(yōu)組合(3)工程師可更改的設(shè)計參數(shù)及變化水平，氣袋系統(tǒng)可能遇到的噪音因子及變化水平。對設(shè)計參數(shù)采用正交列表安排試驗，對噪音因子采用

11、組合策略。然后計算設(shè)計參數(shù)不同水平的各種組合在噪音因子影響下的信噪比和輸出平均值，繪出信噪比和平均值的點圖，找出設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)化組合。在實際產(chǎn)品開發(fā)過程中，可以把 QFD 中的工程指標(biāo)之間的相互關(guān)系與TRIZ 的矛盾矩陣聯(lián)系起來，解決工程指標(biāo)之間的矛盾，得到滿足顧客呼聲QFD、TRIZ 和田口方法融為一體(4)，用于產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量控制， 達(dá)到六西格瑪設(shè)計的目的。三、結(jié)論在 21 世紀(jì)，無論是汽車行業(yè)，還是其他行業(yè)，企業(yè)要滿足顧客呼聲、開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，擁有足夠的市場份額、獲取更多的利潤，保持競爭優(yōu)勢， 就必須學(xué)習(xí)和掌握先進(jìn)的技術(shù)、理論和方法并應(yīng)用于產(chǎn)品全生命周期的各個階段，尤其是產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計階段，因為至少 80的產(chǎn)品質(zhì)量是在這個階段決定的。QFD、TRIZ 和田口方法組成了六西格瑪設(shè)計的重要部分，是一個強(qiáng)大的產(chǎn)品設(shè)計