质量屋的应用

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现代制造技术与装备

２００８第２期总第１８３期

ＱＦＤ中“质量屋”的系统开发及应用

蔺麦田

曹

岩

（西安工业大学机电工程学院，西安７１００３２）

摘要：质量功能配置（ＱＦＤ）利用质量屋将顾客需求转变成产品设计及制造需求。本文介绍了质量机能展

开的概念、原理，并对其应用的基本过程进行了介绍，同时利用Ｄｅｌｐｈｉ７．０开发软件编制完成“质量屋”的算法程序，同时考虑了所开发的系统用户界面友好，便于使用的要求。

关键词：ＱＦＤ

质量屋

顾客需

求

图１中，“左墙”是顾客需求及其权重，是质量屋的“什么”，它直接驱动整个ＱＦＤ过程，是按照设计小组认同的或用正规的非参数统计技术组合起来的产品属性［２］；“天花板”是技术需求（最终产品特征），是“质量屋”的“如何”，产品特性的术语反映到工程特性上；“房间”是顾客需求和技术需求之间的关系矩阵，研究两者之间的关联度，来响应顾客的需求变化，协调相互冲突的设计变化；“右墙”是顾客竞争性评估，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力；“屋顶”是技术需求相关关系矩阵，反映的是改变设计特性对其他特性的影响，从而可以看出特性之间的一些问题；“地板”、“地下室”包括技术竞争性评估，技术需求重要度和目标值的确定等，用来确定应优先配置的项目，还有设计的输出值。

在市场经济条件下，为了适应市场竞争，必须以顾客需求为导向进行产品开发。质量功能展开（ＱＦＤＱｕａｌｉｔｙ

ＦｕｎｃｔｉｏｎＤｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）又称质量功能配置，即是一种顾客驱

动的产品开发方法，由日本质量管理大师赤尾洋二（Ｙｏｊｉ

Ａｋａｏ）和水野滋（ＳｈｉｇｅｒｕＭｉｚｕｎｏ）提出，旨在时刻确保产品

设计满足顾客需求和价值，它把顾客（用户、使用者）对产品的需求进行多层次的演绎分析，转化为产品的设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的质量工程工具，用来指导产品的健壮设计和质量保证。ＱＦＤ于２０世纪７０年代初起源日本，主要用于产品设计和生产的质量保证上，２０世纪８０年代中期，已被许多家企业广泛采用，不断向管理、服务业等各个领域渗透，表现出广泛的适应性。

ＱＦＤ体现了以市场为向导，以顾客要求为产品开发的

唯一依据的指导思想。它在产品设计的初期阶段就考虑到顾客对质量的需求，并在产品设计与生产的各个阶段都尽力确保这一需求得到实现。因此ＱＦＤ代表了从制造过程质量控制到产品开发质量控制的一个转变。根据报道［１］，运用ＱＦＤ方法，产品开发周期可缩短１／３，成本可减少１／２，质量大幅度提高，产量成倍增加。在质量管理方面，ＱＦＤ也是开展六西格玛设计必须运用的最重要的方法之一。

１质量功能展开的原理

ＱＦＤ方法的核心思想是：注重产品从开始的可行性分

析研究到产品的生产都是以市场顾客的需求为驱动，强调将市场顾客的需求明确地转变为产品开发的管理者、设计者、制造工艺部门以及生产计划部门等有关人员均能理解执行的各种具体信息，从而来保证企业最终能生产出符合市场顾客需求的产品。简言之，ＱＦＤ把用户的需求转换成对设计人员的相关性技术要求，避免了用户需求和新产品形成过程的脱钩现象。

１．２基于ＱＦＤ的产品开发流程

（１）调查和分析顾客需求

顾客需求是质量功能配置的最基本的输入。顾客需求的获取是质量功能配置过程中最为关键也是最为困难的一步。要通过各种市场调查方法和各种渠道搜集顾客需求，然后进行汇集、分类和整理，并用加权来表示顾客需求的相对重要度。

（２）顾客需求的瀑布式分解过程

采用“质量屋”的形式，将顾客需求逐步展开，分层地

１．１质量屋的概念

“质量屋（ＨｏｕｓｅｏｆＱｕａｌｉｔｙ）”的概念是由美国学者Ｊ．Ｒ．

ＨＡＵＳＥＲ与Ｄ．ＣＬＡＵＳＩＮＧ于１９８８年提出的。ＱＦＤ的核心

内容是需求转换，采用的就是“质量屋”形式。“质量屋”是一种直观的矩阵框架表达形式，是ＱＦＤ方法的工具，是驱动整个ＱＦＤ的核心。“质量屋”的基本结构如图１所示。

设计与研究

转换为产品工程特性、零件特征、工艺特征和质量控制方法。在展开过程中，上一步的输出就是下一步的输入，构成瀑布式分解过程。ＱＦＤ从顾客需求开始，经过四个阶段

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即四步分解，用四个矩阵，得出产品的工艺和质量控制参数，如图２所示。这四个阶段是：

图２四个阶段的质量功能展开

①产品规划阶段

“质量屋”通过产品规划矩阵（也称），将顾客需求转换为技术需求（最终产品特征），并根据顾客竞争性评估（从顾客的角度对市场上同类产品进行的评估，通过市场调查得到）和技术竞争性评估（从技术的角度对市场上同类产品的评估，通过试验或其它途径得到）结果确定各个技术需求的目标值。

关数据，对当前的铅笔进行认真的整理和分析，将“书写，“外形美观”，“切削性能好”，“使用方便”，“价格适舒适”

中”，“适度耐用”，“橡皮去污能力强”及“油漆不含铅”作为产品规划阶段质量屋的顾客需求。在这些顾客需求中既有顾客的基本需求还有顾客的潜在需求。同时我们对每个需求都进行重要度评分，因为我们不仅需要知道顾客需求什么，还要知道这些需求对于顾客的重要程度。

顾客需求重要度Ｋｉ（ｉ＝１，２，３……，ｍ）可取下列五个等级：

②零部件展开阶段

利用前一阶段定义的技术需求，从多个设计方案中选择一个最佳的方案，并通过零件配置矩阵将其转换为关键的零件特征。零部件配置阶段的质量屋的最终输出是能保证实现工程特征要求的零部件特征要求。

１—不影响功能实现的需要；２—不影响主要功能实现的需

求；３—比较重要的影响功能实现的需求；４—重要的影响功能实现的需求；５—基本的、涉及安全的、特别重要的需求。

铅笔开发中，“书写舒适”所对应的工程措施为笔芯设计，“橡皮去污能力强”的工程措施为橡皮去污力，“油漆不含铅”的所对应的工程措施是油漆类型等等，根据顾客需求最终确定了７项设计要求：笔芯设计，橡皮去污力，油漆类型，外形设计，木杆材料，成本控制，笔套装置。这７项设计要求没有层次上的隶属关系，是作为统计工程措施列入质量屋的。

在明确了顾客需求以及工程措施之后，并不代表产品质量设计的任务已经完成，因为工程措施和顾客需求之间存在着一定的关系，它们的完成与否将对顾客的满意度有决定性影响。同时，若企业将改造的重点至于这些设计要求之上，必然也可以节省大量的物力与财力。

用关系矩阵来表示关系度ｒｉｊ。根据工程措施和顾客需求之间存在微弱、较弱、一般、密切、非常密切的关系，分别工用１、３、５、７、９来表示其关系度。根据顾客需求重要度、程措施和顾客需求间的关系度，建立开发优质铅笔第一级“质量屋”，如图４所示。

利用所开发的系统，输入矩阵，就可以计算得到“市场

③工艺计划阶段

通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键的产品特征和零件特征所必须保证的关键工艺参数。

④生产计划阶段

通过工艺／生产矩阵将关键的零件特征和工艺参数转换为具体的质量控制方法。

“质量屋”的系统开发与应用举例２ＱＦＤ中

２．１系统开发

针对“质量屋”中的顾客需求和设计需求形成的相关矩阵，考虑到计算的繁琐性，故开发此系统来实现计算市场竞争能力指数、技术能力指数等相关评价指数。

首先，输入相关矩阵中的行和列数，即“顾客需求数”和“设计需求数”，如图３所示。

然后，输入相关矩阵的参数，进行相关的计算。

图３系统参数输入

竞争能力”、“技术能力”评价参数，如图５所示

２．２应用事例

本文针对开发优质铅笔作为实例进行产品规划设计阶段的一级“质量屋”的构建。从顾客使用的角度以及相

３ＱＦＤ存在的问题以及发展趋势

ＱＦＤ是一种结构化的过程和方法，它可以按照顾客的

需求有效的转化为设计和制造过程中的技术要求，这种机

（１）市场调查的结果是正确的。

（２）顾客需求能够被捕获和记录下来，并且在产品发展流程中保持不变。

３．１．２局限及缺点

（１）巨型的矩阵图表固然全面地概括了产品开发的过程，但由于过于复杂，往往不易实施，这是本文系统开发的主要目的。

（２）顾客感知是通过市场调研获得的，一旦市场调研不准，其后的所有分析结果只会给公司带来灾难，而且缺乏依据反馈信息进行动态优化调整。

图５系统输出结果

（３）顾客的想法和需求瞬息万变，所以确定顾客需求权重的方法有限。

确定顾客需求重要度的方法目前只局限于简单加权法、层次分析法，而作为一项综合管理系统和结构化的质量控制方法，要顺应如此快速的市场变化，比较复杂。

制保证了新产品的研究与开发人员不但了解设计目标，而且也对具体的设计环节和零部件之间的相互关系有一个清楚地把握，工程师们不但知道需要什么，而且知道如何从技术上保证这些需求的满足，另外这种方法也保证了参与部门之间在决策上的协调性和有效性，功能的合理部署和信息有效的传递，使得所有的开发人员的努力方向都与开发的目标要求一致，从而可以有效地境地开发成本，减少开发时间，并保证新产品的市场竞争力。缺点３．１质量功能展开的局限、

３．１．３应用ＱＦＤ应注意的问题

（１）质量屋的不断改进、完善

因为市场是不断变化的，所以在完成第一轮质量屋的设计生产工作后，随着产品研制工作的深入，需要对各阶段的质量屋及时地、不断地进行改进、完善。在新产品上市后，应继续应用ＱＦＤ方法，开发

（下转第１８页

）

３．１．１质量功能展开的两个假定条件

［５］孟宪福．基于优先级的任务调度与负载均衡模型研究［Ｊ］．小

型微型计算机系统，２００５，２６（９）：１６０１－１６０５

ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｏｆＦＭＳ，ａｐｒｉｏｒｉｔｙｂａｓｅｄｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｉｍｅｄＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＰｅｔｒｉｎｅｔｉｓｕｓｅｄｔｏｍｏｄｅｌｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＦＭＳ．ＴＴＰＮｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓａｎｄｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｒｕｌｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇａｒｅｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｍｏｄｅｌ．Ｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｄｅａｌｗｉｔｈｐｒｏｔｅａｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎｅｘａｍｐｌｅｉｓｔａｋｅｎｔｏｐｒｏｖｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｄｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．

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ｎｅｔ，

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ｄｙｎａｍｉｃ

ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌ

［６］ＨＵＲＲＩＯＮＲＤ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｍ］．

Ｋｅｍｐｓｔｏｎ，Ｂｅｄｆｏｒｄ，Ｕ．Ｋ．：ＩＦＳＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓＬｔｄ．，１９８６．

ＭｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅＤｙｎａｍｉｃＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＦＭＳＢａｓｅｄｏｎＰｅｔｒｉｎｅｔ

ＺＨＡＮＧＪｉａｎｊｕｎ，ＺＨＡＮＧＳｈａｏｊｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵ－

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第１４页）

和优化售后服务，收集、研究顾客的要对其中某些共性的东西加以标准化、规范化，例如ＱＦＤ方法的工作流程、实施手段等，这也有助于ＱＦＤ在企业中的推广和应用。一个值得注意的事实是，在美国，从１９８９年开始，

意见，应用ＱＦＤ方法不断改进产品，提高产品质量，推出新的款式、型号，满足市场新的需求。

（２）视情剪裁质量屋

质量屋的部件结构应当灵活运用，质量屋的形式可以根据实际应用需要而改变。在具体应用中，可以根据实际情况对质量屋进行适当的剪裁和扩充，例如一般“质量屋”的“地下室”（技术竞争能力评估）和“右墙”（市场能力评估）在产品规划阶段的质量屋中必须有，但在零件展开阶段、工艺规划阶段、质量控制阶段可以根据需要决定是否使用；“屋顶”（相关矩阵）也可以根据实际情况决定取舍。

ＡＳＩ和ＧＯＡＬ／ＱＰＣ这两家持不同ＱＦＤ分解方法的ＱＦＤ咨询

公司开始共同举办每年一期的ＱＦＤ培训班，这也从某种程度

上反映了ＱＦＤ向标准化、规范化迈出了重要的一步。

４结束语

总之，ＱＦＤ代表了从被动的、反应式的传统产品开发到一种主动的、预防式的现模型即“设计→试验→调整”代产品开发模型的转变。是系统工程思想在产品设计和开发全过程中的具体应用。它将注意力集中于规划和问题的预防上，而不仅仅集中于问题的解决上。在我国，ＱＦＤ方法的应用还没有受到广泛的重视。但笔者相信，随着

３．２质量功能展开的发展趋势

随着ＱＦＤ的日趋完善和计算机技术、信息技术等其它相关支撑技术的发展，ＱＦＤ呈现以下发展趋势：

（１）目前，ＱＦＤ已有较成熟的研究成果和相应软件，但值得进一步研究的是如何把这种从市场感受向过程技术转换的方法论应用到不同的领域，总结出不同领域的实现技术，这是以后研究的热点，也是研究的发展趋势。

（２）智能化、集成化计算辅助ＱＦＤ应用环境的出现。由于ＱＦＤ应用过程中需要具有丰富经验知识的各个领域专家，专家系统技术在许多领域已显示或正在显示其强大的生命力。因此，为了减少在顾客需求提取过程和ＱＦＤ配置过程中对专家的依赖，将专家系统技术应用于ＱＦＤ是必然的趋势。另外，在ＱＦＤ的配置过程中，需要大量的输入信息，这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等，因此常常是模糊的；而处理模糊的知识正是模糊集理论的“专长”，所以模糊集理论在ＱＦＤ的配置过程中大有用武之地。另一方面，ＱＦＤ与ＦＭＥＡ（故障模式和效应分析）、ＤＦＭ／Ａ（面向制造／装配的设计）、ＳＰＣ（统计过程控制）这些工具有效地结合起来，将会发挥更大的作用［３］。作者认为，智能化、集成化计算机辅助ＱＦＤ应用环境的开发将是今后ＱＦＤ研究的一个主要方向，同时它的出现也必将促进ＱＦＤ在工业界的推广和应用。

（３）ＱＦＤ的应用领域不断拓宽。尽管ＱＦＤ主要是针对产品开发而提出来的，但人们已将ＱＦＤ成功地应用于软件开发等领域中。我认为，随着ＱＦＤ的不断发展，其应用领域必将不断地拓宽。

（４）ＱＦＤ的标准化、规范化。尽管ＱＦＤ是一种柔性很大的方法。但是，随着ＱＦＤ的日趋成熟和其应用的不断深入，有必

ＱＦＤ应用效果的不断增大，这一方法必将迅速的得到人

们的关注与广泛运用，从而对我国企业的新产品开发和老产品质量改进产生重大作用。

参考文献

［１］尤列加等著．质量功能展开概论．邵家骏译．北京：国防工业出

版社，１９９１

［２］迈克尔・哈默和詹姆斯・钱匹．管理创新．北京：中国国际广播

出版社，２００２

［３］于宗民．基于质量功能配置法的产品开发研究．沈阳：中国集

体经济，２００７，３

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ“ｈｏｕｓｅｏｆｑｕａｌｉｔｙ”ｉｎＱＦＤＳｙｓｔｅｍ

ＬＩＮＭａｉｔｉａｎ，ＣＡＯＹａｎ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉ－

ｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ＱＦＤ）ｌｅｔｓｔｈｅｃｕｓ－ｔｏｍｅｒ＇ｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｂｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕ－ｆａｃｔｕｒｉｎｇｄｅｍａｎｄｓｂｙｔｈｅｕｓｅｏｆｑｕａｌｉｔｙｈｏｕｓｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｉｎｔｒｏ－ｄｕｃｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＱＦＤ，ｔｈｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｈｅｈｏｕｓｅｏｆｑｕａｌｉ－ｔｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｃｅｄｕｒｅｕｓｉｎｇＤｅｌｐｈｉ７．０，ａｎｄｈａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｂｏｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆａｆｒｉｅｎｄｌｙｕｓｅｒｃｏｎｔａｃｔｓｕｒｆａｃｅ，ｗｈｉｃｈｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓｆｏｒｔｈｅｕｓｅｒ＇ｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｌｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ＱＦＤ），ｈｏｕｓｅｏｆｑｕａｌｉ－ｔｙ，ｃｕｓｔｏｍｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ