試析基于QFD與TRIZ的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化研究
產(chǎn)品質(zhì)量(Quality)指的是在商品經(jīng)濟范疇，企業(yè)依據(jù)特定的標準，對產(chǎn)品進行規(guī)劃、設(shè)計、制造、檢測、計量、運輸、儲存、銷售、售后服務、生態(tài)回收等全程的必要的信息披露。以下是一篇關(guān)于試析基于QFD與TRIZ的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化研究的論文范文，供大家閱讀參考!
論文摘要：隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，如何使自身產(chǎn)品可以緊隨時代潮流并經(jīng)久不衰，成為企業(yè)越來越重視的話題。需求是經(jīng)濟發(fā)展的動力，面對顧客需求的多變性和多樣化，企業(yè)應該不斷創(chuàng)新、改進自己的產(chǎn)品，增加產(chǎn)品功能，提升產(chǎn)品質(zhì)量，以動態(tài)、持續(xù)地滿足顧客需求，擴大市場份額，提升產(chǎn)品市場競爭力。
論文關(guān)鍵詞：QFD TRIZ 產(chǎn)品質(zhì)量 優(yōu)化研究
1 緒論
1.1 選題背景及意義
質(zhì)量功能展開(QFD)作為在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程中分析顧客需求與技術(shù)特性、為產(chǎn)品質(zhì)量改進和優(yōu)化提供方向的一種技術(shù)方法理論，被應用于諸多企業(yè)的質(zhì)量管理中。它通過質(zhì)量屋(HOQ)將顧客需求分層次展開，確定需求重要度，并進行重要性排序;構(gòu)建顧客需求-技術(shù)特性相關(guān)矩陣，以及技術(shù)特性自相關(guān)矩陣，依照需求重要度和技術(shù)特性相關(guān)關(guān)系，進行工藝改進和質(zhì)量優(yōu)化，實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。為了增強質(zhì)量功能展開理論應用過程中的客觀性和科學性，諸多學者將 QFD 與各種理論方法(如模糊集理論、AHP、RAHP、KANO 模型、田口方法、TRIZ 理論等)相結(jié)合，以便更加深入分析、抽取顧客需求，找出需要改進的技術(shù)特性，為產(chǎn)品創(chuàng)新提供方向。創(chuàng)新是一切進步的源泉!國家對創(chuàng)新的重視和制定的相關(guān)政策，既引領(lǐng)著企業(yè)的發(fā)展道路，也推動了創(chuàng)新技術(shù)方法在國內(nèi)的推廣和應用。發(fā)明問題解決理論(TRIZ)作為創(chuàng)新方法中的一種，與其他方法相比具有打破思維定勢，提升創(chuàng)新效率的優(yōu)勢，已逐步在我國得到推廣和應用，并日益受到企業(yè)的重視[1]。它是阿奇舒勒審閱世界 250 萬份專利后，總結(jié)出來的發(fā)明規(guī)律和發(fā)明問題解決模式，是最切合企業(yè)實際和行之有效的創(chuàng)新方法。TRIZ 理論現(xiàn)已在美國、日本、韓國、歐洲等地得到廣泛應用，并在企業(yè)應用中取得了成效。但在我國，該理論只是在近幾年才得到重視，應用于少數(shù)省份和企業(yè)。目前，國內(nèi)外學者逐步加強了對 TRIZ 理論的應用拓展研究，并結(jié)合企業(yè)實際，將其與諸如計算機輔助創(chuàng)新技術(shù)、六西格瑪、QFD、沖突解決圖表等結(jié)合使用，以提升創(chuàng)新的效率。但眾多成功應用 TRIZ 的企業(yè)案例以國外居多，國內(nèi)屈指可數(shù)。
1.2 國內(nèi)外研究狀況
質(zhì)量功能展開(QFD)主要應用于產(chǎn)品設(shè)計階段，確定客戶需求與質(zhì)量特性的關(guān)系，以最大限度提升顧客滿意度為目的，進行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計與改進。國外學者對質(zhì)量功能展開的定義有不同的理解：20 世紀 70 年代，赤尾洋二教授第一次提出了質(zhì)量展開(Quality Development, QD)的概念：將顧客的需求轉(zhuǎn)換為質(zhì)量屬性，將產(chǎn)品質(zhì)量標準系統(tǒng)地展開到影響各個零部件和生產(chǎn)工藝的要素上，使產(chǎn)品或服務預先實現(xiàn)質(zhì)量保證，符合客戶需求[2]。水野滋博士認為，QFD 是將保證質(zhì)量的職能或業(yè)務，按照目的、手段系統(tǒng)展開，以確保滿足客戶需求，它是一種體系化的管理方法[2]。Mazur 和 Glenn 認為，QFD 就是用于提高產(chǎn)品/服務顧客滿意水平的工具[3]。Joachim K. 和 Feng J. W 等人認為，QFD 是將顧客需求進行分解、展開和轉(zhuǎn)化，通過一系列的量化評分表和相關(guān)矩陣組合，對影響質(zhì)量的主要因素和指標進行詳細分析，最后實現(xiàn)系統(tǒng)化[4]。Lou Colen 認為，QFD 是一種評價和衡量方法，使得產(chǎn)品開發(fā)小組能夠清晰了解客戶的需求，并對產(chǎn)品或服務的性能滿足客戶需求的程度進行系統(tǒng)地評價[5]。20 世紀 50 年代企業(yè)質(zhì)量控制活動在日本得到廣泛開展，人們意識到生產(chǎn)過程需要進行質(zhì)量控制，設(shè)計過程更需要進行質(zhì)量控制，提前控制產(chǎn)品質(zhì)量，可以減少原材料損耗，進而降低企業(yè)成本。質(zhì)量功能展開(QFD)最早產(chǎn)生于日本，在質(zhì)量展開的概念被提出后，日本的神戶造船廠開發(fā)出了質(zhì)量表的雛形，彌補了質(zhì)量展開的不足。
2 相關(guān)理論概述
2.1 質(zhì)量功能展開(QFD)理論
如何了解客戶對企業(yè)產(chǎn)品的需求，發(fā)現(xiàn)顧客的魅力型需求，以及產(chǎn)品應如何改進才能更好地滿足顧客需求是企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計與質(zhì)量優(yōu)化中的重點。質(zhì)量功能展開可通過質(zhì)量屋技術(shù)細化顧客需求，識別需要改進的技術(shù)特性和工藝，為產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化提供方向。赤尾洋二教授對 QFD 的定義在國外比較具有代表性，而國內(nèi)具有代表性的觀點認為 QFD 既是一種直觀的、系統(tǒng)的、強有力的產(chǎn)品規(guī)劃工具，又是一種以顧客需求為依據(jù)、綜合產(chǎn)品開發(fā)階段的各項技術(shù)要素進行系統(tǒng)創(chuàng)新的方法[22]。其基本思想是將顧客的需求貫穿到產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)的全過程。綜合國內(nèi)外學者的研究，本文認為質(zhì)量功能展開(QFD)是指結(jié)合市場、成本等因素，綜合各種量化方法和管理思想分析客戶的當然需求，挖掘客戶的魅力型需求，尋找符合客戶需求的產(chǎn)品技術(shù)特性及產(chǎn)品關(guān)鍵控制點進行產(chǎn)品設(shè)計，以提升客戶滿意度和產(chǎn)品市場競爭力的系統(tǒng)性的技術(shù)與方法。四個階段的矩陣相當于簡易的質(zhì)量屋，各個階段的質(zhì)量屋存在內(nèi)在聯(lián)系，即下一道工序使上一道工序的“顧客”，將上一道工序的顧客需求轉(zhuǎn)變?yōu)橄乱坏拦ば虻募夹g(shù)特性。產(chǎn)品規(guī)劃矩陣將客戶需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)特性;零部件開發(fā)階段將產(chǎn)品規(guī)劃階段的技術(shù)特性作為顧客需求，分析影響該技術(shù)特性的零部件特性(如技術(shù)參數(shù)、大小尺寸、材料等)，進行產(chǎn)品設(shè)計，并利用最重要的零件特征構(gòu)建產(chǎn)品質(zhì)量屋。前兩個階段是產(chǎn)品設(shè)計階段的質(zhì)量屋構(gòu)建，本文主要應用的是 QFD 的前兩個階段，即通過分析顧客需求，確定需要改進的技術(shù)特性，并進一步具體到與需要改進的技術(shù)特性相關(guān)聯(lián)的零件生產(chǎn)和加工工藝。
2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析
灰色關(guān)聯(lián)分析(Grey Relational Analysis, GRA)是根據(jù)各因素變化曲線幾何形狀的相似程度，來判斷因素之間關(guān)聯(lián)程度的方法[23]。此方法主要用于計算比較數(shù)列和參考數(shù)列的相關(guān)關(guān)系;灰色關(guān)聯(lián)度越大，表示比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系越密切[24]。故障模式與影響分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)是在一項產(chǎn)品出廠之前，確認、消除產(chǎn)品整個設(shè)計、生產(chǎn)過程中已知的和潛在的問題與錯誤的技術(shù)方法，也稱作潛在失效模式及后果分析[25]。該方法是通過 FMEA 表格分析產(chǎn)品或服務的零部件或工藝流程的故障模式及其影響，預先查找產(chǎn)品質(zhì)量缺陷或故障，降低產(chǎn)品生產(chǎn)風險和成本，提升顧客滿意度。FMEA 一般分為設(shè)計 FMEA 和過程 FMEA，其中設(shè)計 FMEA 的表格構(gòu)成為：設(shè)計功能、潛在故障模式、潛在故障影響、關(guān)鍵特性、嚴重度(SEV)、故障原因、發(fā)生度(OCC)、檢測方法、檢測度(DET)、風險順序數(shù)(RPN)、建議措施、責任人/責任范圍/完成日期、落實措施的結(jié)果[25]。
3 矛盾分析與系統(tǒng)優(yōu)化模型的構(gòu)建 21
3.1 構(gòu)建基于灰色關(guān)聯(lián)分析與 FMEA 的質(zhì)量屋模型 ...... 21
3.2 建立系統(tǒng)優(yōu)化模型.......... 29
3.2.1 確定矛盾沖突 29
3.2.2 解決矛盾沖突 30
3.2.3 系統(tǒng)優(yōu)化模型 32
4 汽車安全氣囊發(fā)生器質(zhì)量優(yōu)化實證分析 .......... 34
4.1 分析 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器組件的顧客需求 ...... 34
4.2 構(gòu)建 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器質(zhì)量屋 354
4.3 基于 TRIZ 的 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器質(zhì)量優(yōu)化方案設(shè)計........ 47
5 結(jié)論與展望. 50
5.1 研究工作與結(jié)論.. 50
5.2 研究展望........... 50
4 汽車安全氣囊發(fā)生器質(zhì)量優(yōu)化實證分析
安全氣囊是汽車必不可少的一部分，它的質(zhì)量和可靠性與乘員的生命安危息息相關(guān)。汽車在行駛中出現(xiàn)安全事故時，會產(chǎn)生兩次碰撞，第一次是汽車和外部事物的碰撞，導致汽車行駛的速度迅速下降;第二次是由于汽車速度急速下降所產(chǎn)生的慣性使乘員和汽車內(nèi)部構(gòu)件之間發(fā)生碰撞。汽車安全氣囊的主要作用是：在兩次碰撞之間，安全氣囊迅速彈出、膨脹，降低乘員的碰撞程度，以起到保護作用。汽車安全氣囊的工作原理為：當汽車發(fā)生碰撞事故時，安全氣囊控制系統(tǒng)檢測到?jīng)_擊力(減速度)超過設(shè)定值時，安全氣囊電子控制裝置立即接通充氣元件中的傳爆管電路，點燃傳爆管內(nèi)的點火介質(zhì)，火焰引燃點火藥粉和氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，在 0.03s的時間內(nèi)即將氣囊充氣，使氣囊急劇膨脹，沖破方向盤，緩沖碰撞對駕駛員和乘員的沖擊，隨后又將氣囊中的氣體放出[26]。X 汽車安全系統(tǒng)有限公司主要從事汽車主、被動安全技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計和制造，是國內(nèi)最大的自主品牌安全氣囊和安全帶的供應商。公司在生產(chǎn)過程中實行ISO/TS16949 質(zhì)量保證體系，并通過了 ISO14001 環(huán)境體系認證。公司根據(jù)顧客對不同車型安全氣囊發(fā)生器的需求，進行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計和質(zhì)量優(yōu)化，以最大限度滿足顧客需求，贏得市場份額。本文選擇 X 公司的 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器組件作為研究對象，通過 QFD 與 TRIZ 的集成應用，幫助企業(yè)分析顧客需求，實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計和質(zhì)量優(yōu)化。
結(jié)論
本文基于 FMEA 與灰色關(guān)聯(lián)分析構(gòu)建了質(zhì)量屋規(guī)劃模型，并利用 TRIZ 對 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器進行優(yōu)化設(shè)計和改進。其中所做的研究工作主要有：
(1)對 QFD、TRIZ 的拓展研究以及 QFD 與 TRIZ 的集成應用做了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀評價和總結(jié)，并提出了自己對 QFD 定義的理解;
(2)介紹了 QFD 的相關(guān)理論知識和內(nèi)容及其核心技術(shù)——質(zhì)量屋技術(shù)，并對質(zhì)量屋的組成部分和構(gòu)建過程進行了詳細、重點介紹;
(3)對 QFD 質(zhì)量屋構(gòu)建過程中使用的灰色關(guān)聯(lián)分析和故障模式與影響分析(FMEA)進行詳細介紹，通過灰色關(guān)聯(lián)分析方法計算顧客需求重要度，確定顧客需求與技術(shù)特性相關(guān)關(guān)系矩陣，利用 FMEA 修正技術(shù)特性重要度，既消除了數(shù)據(jù)獲取的主觀性和隨意性，又盡量避免了產(chǎn)品優(yōu)化過程中的質(zhì)量缺陷和成本、資源浪費，使產(chǎn)品在提升顧客滿意度的前提下實現(xiàn)質(zhì)量優(yōu)化。
(4)QFD 的質(zhì)量屋構(gòu)建過程是根據(jù)顧客需求發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或系統(tǒng)中存在的沖突，而TRIZ 則是根據(jù)發(fā)現(xiàn)的沖突，運用固有的技術(shù)方法解決沖突和問題。QFD 與 TRIZ 的集成應用實現(xiàn)了優(yōu)勢互補，將發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題結(jié)合起來，推動產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與質(zhì)量優(yōu)化。
(5)本文將 X 公司的 A15 汽車安全氣囊發(fā)生器作為研究和模型應用對象，通過灰色關(guān)聯(lián)分析和 FMEA 將安全氣囊發(fā)生器進行質(zhì)量功能展開，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與優(yōu)化過程中的沖突和問題，并用 TRIZ 分析問題，提出相應的解決思路，以實現(xiàn)該類汽車安全氣囊發(fā)生器的優(yōu)化設(shè)計，為 X 公司和類似公司產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)化提供借鑒。
參考文獻(略)
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