质量功能配置在新产品开发中的应用.docx

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质量功能配置在新产品开发中的应用

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摘要

随着现代科技的飞跃发展，技术变革既带来了机遇，也带来了挑战。

大多数企业都将新产品开发放在自身发展战略的突出位置，积极探索利用企业自身资源提高产品开发效率。

基于此:

研究了QFD的工作原理，并对其工程应用情况进行了论述。

以QFD原理为基础，建立了面向中小型企业的低成本信息管理系统（LowCostInformationManagementsystem，LCIM）中QFD模块的功能模型和信息模型，并对该模块的关键技术单元进行了分析，重点研究了其软件实现技术。

以上述工作为基础，开发了LCIM软件系统中的QFD模块。

作为验证，给出了软件系统中QFD模块的实例运行描述，从运行效果来看该模块实现了将顾客对目标新产品的相对离散和模糊的需求变换为明确的质量特性要求的功能。

关键词　质量功能配置，质量屋，软件模型，J2EE

ABSTRACT

Withthedevelopmentofmoderntechnology,technologicalchangebringsopportunitiesandchallenges.Thedevelopmentofnewproductsisputinaprominentpositionofenterprisedevelopmentstrategies,anditisexploredhowtoimprovetheR&DefficiencyofProductswithenterprise'sresource.Baseonthis:

TheprincipleofQFD（QualityFunctionDeployment）hadbeenresearched,andtheengineeringapplicationofQFDhadbeendescribed.ThefunctionalmodelandinformationmodelofQFDmodelforLCIM（LowCostInformationManagementsystemforsmallandmedium-sizedenterprises）hadbeenestablished.It'skeytechnology,especiallythetechnologiestorealizethesoftware,hadbeendiscussedindetail.ThemodelofQFDmodelforLCIMhadbeendeveloped,andanactualrunningcaseforitwasgiven.Ithadbeenrealizedtochangethediscreteandfuzzyrequirementaboutnewproductforcustomersintodefinitequalitycharacteristicsfromtherunningresult.

KeywordsQFD,HOQ,softwaremodel,J2EE

目录

摘要…………………………………………………………………………………I

ABSTRACT……………………………………………………………………………II

1绪论…………………………………………………………………………………1

1.1课题研究背景及意义…………………………………………………………………………1

1.2课题的技术路线………………………………………………………………………………3

1.3课题主要研究内容及篇章结构………………………………………………………………3

2QFD的简介及研究现状……………………………………………………………5

2.1QFD的产生和发展过程………………………………………………………………………5

2.1.1QFD的概念和模式………………………………………………………………5

2.1.2QFD的产生和发展………………………………………………………………7

2.2QFD的基本思想和工作原理…………………………………………………………………8

2.2.1QFD的基本思想…………………………………………………………………8

2.2.2质量屋及其组成结构……………………………………………………………9

2.2.3质量屋的配置过程及其特点…………………………………………………13

2.3QFD及工程应用概述………………………………………………………………………15

2.3.1QFD在不同行业中的应用概述…………………………………………………15

2.3.2QFD软件工具简介………………………………………………………………18

2.3.3实施QFD的企业成功案例…………………………………………………20

2.4小结…………………………………………………………………………………………20

3软件模型的建立……………………………………………………………………21

3.1软件的目标与任务…………………………………………………………………………21

3.2LCIM软件系统功能模型……………………………………………………………………21

3.2.1LCIM软件系统的功能结构树的建立…………………………………………21

3.2.2数据特征模型………………………………………………………………22

3.3软件系统的工作流程………………………………………………………………………23

3.3.1软件系统的总体工作流程……………………………………………………23

3.3.2质量屋配置系统工作流程……………………………………………………24

3.4相关的关键单元模块描述…………………………………………………………………25

3.4.1LCIM软件系统中的质量功能配置……………………………………………25

3.5软件界面风格设计………………………………………………………………………27

3.6本章小结……………………………………………………………………………………27

4LCIM软件系统中关键实现技术研究……………………………………………28

4.1实现LCIM软件系统的软件技术…………………………………………………………28

4.1.1系统的物理构架设计……………………………………………………28

4.1.2软件系统体系结构………………………………………………………28

4.1.3J2EE的核心技术………………………………………………………………30

4.2面向新产品开发的QFD涉及的算法及关键代码……………………………………32

4.3小结………………………………………………………………………………33

5LCIM软件系统运行实例…………………………………………………………34

5.1LCIM软件系统的运行描述…………………………………………………………34

5.2本章小结…………………………………………………………………………36

结论…………………………………………………………………………………36

参考文献………………………………………………………………………………38

致谢…………………………………………………………………………………40

1绪论

本课题是“攀枝花市杰出青年技术创新人才培养”（项目编号：

2006DW-1）的子项目。

主要是围绕QFD软件的设计，侧重于顾客需求分析和质量功能配置，分析设计并实现了顾客需求获取和分析，以及质量屋的配置。

该系统的研究与实现对于新产品开发过程具有重要的指导作用和实际的应用价值。

1.1课题研究背景及意义

在当今开放的世界经济环境中，企业之间的竞争主要归结为产品、服务、资源和技术的竞争，而质量是进入市场参与竞争的通行证。

可以说，无论是对制造业，还是对服务业来说，没有质量优势，势必在竞争中处于劣势。

早在1994年，美国质量管理学家朱兰博士就曾预言“如果20世纪将以生长率的世纪载入史册，那么，即将到来的21世纪是质量的世纪。

”因此，单纯实现基本功能的产品已远远不能满足人们的要求。

而为了达到这个目标，企业就需要不断的推陈出新，生产出令顾客满意的商品，只有这样才能在今天的市场上拥有一席之地。

虽然当前的产品质量和生产技术得到了空前的发展，产品的种类日益增多，产品的推陈出新也越来越快，却也存在着不容忽视的问题，这就是产品的质量问题。

产品质量在世界范围内得到了广泛的重视，企业己经把质量作为提高自身市场竞争能力的重要因素。

面对当前日益激烈的市场竞争，企业必须在竞争中不断地提高产品的质量，以质量优势占领市场，只有这样才能获得最大的效益。

然而，技术的发展，市场竞争压力的增大以及资源的有限，再加上新产品开发的高失败率，这些都使得企业在产品的质量问题上难以放开手脚，往往投入的很多却收效甚微。

根据PDMA（ProductDevelopmentandManagementAssociation）的调查显示，大部分的新产品未能进入市场，其失败比率在30％—40％之间

，此数字还不包括大部分在研发早期或开发过程中被终止的开发项目。

新产品开发的重要性和低成功率是目前产品生产过程中一个重要的急需解决的问题。

市场需求的趋势是产品用户化，越来越多的客户希望按照产品符合他们的要求和偏好而不是千篇一律按照设计人员的想法来设计和生产产品。

因此，对于企业来说，如何生产出最大限度满足顾客需求的产品己经成为产品生产过程中质量问题的关键。

然而顾客需求种类繁多、数量庞大，并且很多的需求还存在着不合理的地方。

因此企业如何将收集到的顾客需求简化分类，从中提取出最重要的信息并配之以有限的资金和资源己经成为顾客需求阶段的最重要的任务。

新产品开发（NewProductDevelopment，NPD）是一个复杂的信息和业务处理过程，其中产品质量设计是确保新产品质量、赢得市场竞争的关键活动。

采用先进的技术和工具是确保新产品开发成功和让用户满意的重要保证。

质量功能配置（QualityFunctionDeployment,QFD）

技术，是用于新产品开发的质量保证的一种方法，确保从开发、设计开始的全过程的质量。

它把用户的需求或声音（VoiceofCustomer，VOC）转化为设计工程师的语言，通过产品规划、零部件规划、工艺规划和质量控制转换成可度量的产品。

因此，新产品开发中QFD过程的有效规划与管理是新产品开发需要解决的关键问题。

QFD技术已经成为并行工程环境下确保新产品开发质量，满足顾客需求的重要方法和规划手段

。

因此，采用QFD技术可以有效地规划与管理，从而解决新产品开发中的关键问题。

在欧美国家，QFD己经成为许多企业实现产品开发决策的有效方法之一。

产品设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定因素，但就整体而言，我国制造业新产品开发能力还很薄弱，技术落后，竞争力低下，不少企业处于仿制国外产品阶段。

因此，能否尽快提高产品自主开发的能力进行自主创新事关我国制造业的兴衰成败

。

随着技术与经济的发展，产品质量的概念也发生了变化

。

在20世纪40年代以前，企业按照美国工程师泰勒的管理模式进行生产，即通过专业化的分工提高生产率，通过设置专职检验人员，根据产品的技术标准进行事后检验来保证产品的质量。

这种“质量”是衡量制造出的产品符合设计者所确定的技术标准的程度，它表明了产品的一致性。

在市场竞争日趋激烈的今天，产品的个性化日趋强烈，产品的高质量意味着必须在可靠性、安全性、适应性、经济和时间等方面满足顾客需求。

要达到这样的高质量仅仅靠高水平的制造系统和精心制作是无法实现的，必须从产品的设计和开发阶段开始就注入新的观念和思维，为顾客着想，满足顾客的各种需求，而质量功能配置（QFD）正是这样一种顾客驱动的产品开发过程管理的系统化的方法与工具。

采用QFD技术，可以迅速、准确的得到新产品的技术评估（Pullmanetal,2002），还可以有效的整合种类繁多、数量庞大，并且存在着大量不合理数据的顾客需求，对其进行聚类分析。

此外QFD还可以同时整合正面与负面顾客需求，在新产品的设计过程中凸显出最大限度满足顾客需求的工程技术特性与设计特性，使所开发的新产品成为最为贴近顾客需求的产品，使顾客需求得到最大的满足。

从而实现缩短新产品开发周期，提高新产品质量，减小开发成本以及实现利润最大化的目的。

QFD是一种思想，一种产品开发和质量保证的方法论，一种可以帮助企业进行新产品开发的思想。

它要求我们产品的开发直接面向顾客需求，而质量屋则是在产品开发中具体实现这种方法论的工具。

在为顾客提供恰当产品或服务为导向的今天，质量屋技术的应用必然成为市场研究公司帮助厂商有效开发新产品，将有限的成本转化为最大的竞争优势并进行竞争性评估的必然趋势。

1.2课题的技术路线

课题研究工作采用系统工程的思想和方法。

如图1.1，首先通过调研和阅读文献等方式，了解顾客需求的获取方式和过程，产品开发过程，部分产品的技术特征等知识。

然后再查阅国内外文献的基础上，对产品开发过程，产品质量控制，质量功能配置（QFD）的研究，了解质量屋的建立和决策的方法，对质量屋的配置进行综述的分析。

在了解QFD的知识和产品开发过程，以及参考同类QFD软件基础上，设计开发了面向中小型企业低成本信息管理系统（LowCostInformationManagementsystem，LCIM）中的QFD模块。

在获得产品市场数据后根据产品所针对目标市场、特定人群等要素的不同，也可根据获得的市场调查数据对各零部件特征进行定量分析。

图1.1本文研究技术路线

1.3课题主要研究内容及篇章结构

本文的研究的内容及篇章结构安排如下：

第一章主要介绍了本课题的研究背景及技术路线。

第二章介绍了QFD的产生和发展，以及QFD的基本思想。

第三章以前面的研究成果为基础，建立了面向中小型企业的低成本信息管理系统（LowCostInformationManagementsystem，LCIM）的功能模型和信息模型，并对与其相关的关键功能模块（质量功能配置）进行详细论述。

第四章将研究LCIM软件系统的关键实现技术，主要内容包括软件技术、算法以及关键代码。

第五章描述LCIM软件系统的运行实例。

第六章给出本文的结论，指出尚待进一步研究的问题。

2QFD的简介及研究现状

2.1QFD的产生和发展过程

质量功能配置（QualityFunctionDeployment，QFD）技术，是从市场的要求质量到计划质量、设计质量和制造质量为止，对质量自身的系统和质量保证业务系统进行了分工，同时，把两者作为质量保证系统进行一体化。

它能够使公司将顾客的愿望偏好通过工程和制造的工艺得以实现，根据注目于顾客的要求，在企业组织中的每一位成员都有了比较清晰的目标，即如何使他的工作来满足顾客们的要求。

实践证明，运用QFD方法，新产品开发启动成本累计下降了61%，而开发周期缩短1/3，质量大幅度提高，产品产量大量增加

。

2.1.1QFD的概念和模式

Akao

将QFD定义为：

将顾客需求转换成代用质量特性，进而确定产品的设计质量（标准），再将这些设计质量系统地（关联地）展开到各个功能部件的质量、零件的质量或服务项目的质量上，以及制造工序各要素或服务过程各要素的相互关系上。

使产品或服务事前就完成质量保证，符合顾客要求。

QFD是一种系统化技术方法。

Bicknell,B.&Bicknell,K,D.

将QFD定义为：

一种使用矩阵及其它量化和质化之技术，以系统化方法将顾客需求结合成可定义的并可测量之产品与步骤之参数。

ColenLou

认为，QFD是一种结构化的产品计划与开发方法，该方法使得产品开发小组能够清楚地了解顾客需求，并对所提出的产品或服务的性能，根据其对顾客需求的满足程度系统地进行评价。

关于QFD的定义

，一直没有统一的概念，但是主要存在三种不同的模式，即综合QFD模式、ASI四阶段模式、GOAL/QPC矩阵模式。

综合QFD模式

所谓综合QFD模式，刘鸿恩、张列平认为其综合地反映了QFD的实质。

其代表人物是水野滋（ShligeruMizuno）、赤尾洋二（YojiAkao）和T.Ohfuji。

他们认为，QFD可以看作是由一系列关系组成的网络，通过这一网络，顾客需求被转化为产品质量特征。

产品的设计则通过顾客需求与质量特征之间的关系较系统地“展开”到产品的每个功能组成中，并进一步“展开”到每个零部件和生产过程中。

另外，如果产品在有可靠性需求的情况下，必须针对可靠性进行特别的重点管理。

在新产品开发中，设计部门担负着主要作用，因此，质量保证活动必须适应设计部门的业务。

为此，赤尾洋二等归纳了以设计为中心，由64步工作步骤组成的综合性质量展开的框架，即综合QFD模式，具体包括质量展开、技术展开、成本展开和可靠性展开。

通过学习这一过程，最终实现产品设计。

刘鸿恩、张列平认为Akao的定义为我们得供了一个有关QFD的多重网络，这是一种矩阵的矩阵，通过几十个矩阵、图表来具体描述产品开发步骤。

能够综合地反映QFD的实质。

ASI四阶段模式

Sulliven

作为ASI模式的开创者，他认为，QFD作为一个总体概念，它提供了一种方法。

通过这种方法，可以在产品开发和生产的每个阶段把顾客需求转变为适当的技术要求。

QFD的展开需要将顾客需求逐层分解，直至可以量化度量。

同时采用矩阵（也称为质量屋）的形式，将顾客需求逐步展开、分层地转换为工程特性、零部件特征、工艺规划和生产规划。

Sulliven的定义把QFD作为一种认识方法，看作一种过程。

其结构简明，成为欧美企业实践的主流模式，在理论研究上，许多学者也倾向于该模式。

GOAL/QPC矩阵模式

GOAL/QPC模型是由BobKing

提出的。

该模型是美国的非盈利性培训组织，GOAL/QPC即为GrowthOpportunityAllianceofLawrence.Inc的缩写。

GOAL/QPC模式包括30个矩阵，涉及产品开发过程诸方面的信息，对QFD系统中的各种活动提供了良好支持。

从系统、组织的角度对QFD做了阐述，认为QFD是一个根据顾客需求来设计产品和服务的系统，该系统包含了生产商或供应商的所有成员。

比较适合复杂的系统和产品。

虽然目前尚没有统一的质量功能配置的定义。

但对QFD有如下共同的认识：

QFD有最为显著的特点是要求企业不断地倾听顾客的意见和要求，然后通过合适的方法和措施在开发的产品中体现这些要求。

也就是说，QFD是一种顾客驱动的新产品开发方法。

QFD是在实现顾客需求的过程中，帮助产品开发各个职能部门制订出各自的相关技术要求和措施，并使各职能部门协调地工作的方法。

QFD是一种在产品设计阶段进行质量保证的方法。

QFD的目的是使产品以最快的速度、最低的成本和最优的质量占领市场。

一般认为，质量功能配置（QFD）是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将对顾客需求的过程分解到产品开发的各个过程和各个职能部门中去，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客需求。

QFD的核心内容是需求转换，采用的是质量屋（HouseofQuality，HOQ）形式，它是一种直观的矩阵框架表达形式，是QFD方法的工具。

建立质量屋的基本框架，给以输入信息，通过分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。

通常的质量屋如图2.1所示，其由以下几个广义矩阵部分组成：

WHATS矩阵，表示需求什么，包含顾客需求及其重要度（权重）；HOWS矩阵，表示针对需求怎样去做，是技术需求（产品特征或工程措施）；相关关系矩阵，表示WHATS项的相关关系，它表示顾客需求和技术需求之间的关系；HOWS的相关矩阵，表示HOWS阵内各项目的关联关系，评价矩阵，表示HOWS项的组织度或技术成本评价情况；竞争性或可竞争力或可行性分析比较。

质量屋建立完成后，通过定性和定量分析得到输出项——HOWS项，即完成了“需求什么”到“怎样去做”的转换。

概括起来，质量功能配置（QFD）是用于倾听顾客呼声（VoiceofCustomer，VOC）的系统性的规划与决策方法，它将顾客的要求恰如其分地转换成工程设计人员所能理解的产品和零部件的技术特征，以及配置到制造过程的各工序上和生产计划中，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客需求。

质量功能配置（QFD）把顾客（用户、使用方）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。

采用QFD技术使产品的全部研制活动与满足顾客需求紧密联系，从而提高了顾客满意度，增强了产品的市场竞争能力，保证产品开发一次成功。

图2.1质量屋的基本形式

2.1.2QFD的产生和发展

1966年三菱重工神户造船厂

所针对产品可靠性，提出了质量表的雏形。

同年，普利斯通（Bridgestonetire）轮胎公司久留米工厂提出了“工序保证项目一览表”。

其主要内容是为了达到产品保证项目中的产品质量要求，工厂怎样保证成型质量，该厂在一览表中用因果分析图寻找哪些是制造工艺中应该保证的项目，并且，把产品保证项目与对厂外的保证项目的联系也列入一览表中，将用户质量要求和各道工序的作业联系起来考虑。

1978年6月，水野滋、赤尾洋二教授编写的《品质机能展开》由日本科技连出版社出版。

该书专门就“品质机能”进行了探讨，在“品质机能展开”一书中，明确指出：

“确保质量的活动（质量策划和质量保证）可以简单的称为‘品质机能’（QualityFunction），明确产品从策划到废弃的各步骤‘品质机能’，并切实地实施。

为此，必须明确该‘机能’的目的是什么，谁负责实施等事项。

”此时的“品质机能”（QualityFunction）主要是指质量职能。

所以，水野滋提到的QFD（后来被称为狭义的QFD），不是质量展开，更不是功能展开，而是质量职能展开。

同书中，赤尾洋二教授对质量展开进行了详细的论述。

美国而后引入了QFD技术，并在汽车工业和国防工业进行了推广，进一步的提高了QFD技术。

QFD除了在美国和日本得到了广泛的应用外，也已经在全球几十个国家得到应用，其中包括澳大利亚、中国、巴西、丹麦、芬兰、德国、印度、爱尔兰、以色列、意大利、韩国、马不西亚、荷兰、苏格兰、新加坡、斯洛文尼亚、瑞典、等。

随着QFD技术的全球化，有关QFD的资源也越来越多，出现了很多QFD的相关组织，包括研究与培训公司、学会等。

QFD作为一种策划工具，已经不只是被应用于最初的生产领域，而且被广泛应用于非生产领域，如服务业

、软件业

等。

我国在20世纪90年代初期引入质量功能配置方法，但是主要应用于航空航天、兵器制造，在其他行业还未得到广泛开展应用。

质量功能配置方法，对降低成本、缩短产品开发周期、提高产品质量及企业市场占有率都有明显的效果，所以它在美国、日本及许多其它欧美国家获得了广泛的应用。

在中国不少学者进行了这方面的研究，国家也给予了很大的基金支持，获得了一定的成果。

近年来，国家863计划CIMS主题在基础研究和系统开发方面支持了一些项目，意在推广这种方法在企业中的应用。

可以相