质量功能展开的原理

一、 QFD瀑布式分解模型 

调查和分析顾客需求是QFD的最初输入，而产品是最终的输出。这种输出是由使用他们的顾客的满意度确定的，并取决于形成及支持他们的过程的效果。由此可以看出，正确理解顾客需求对于实施QFD是十分重要的。顾客需求确定之后，采用科学、实用的工具和方法，将顾客需求一步步地分解展开，分别转换成产品的技术需求等，并最终确定出产品质量控制办法。相关矩阵（也称质量屋）是实施QFD展开的基本工具，瀑布式分解模型则是QFD的展开方式和整体实施思想的描述。图1是一个由4个质量屋矩阵组成的典型QFD瀑布式分解模型。

图1  典型的QFD瀑布式分解模型示意图

实施QFD的关键是获取顾客需求并将顾客需求分解到产品形成的各个过程，将顾客需求转换成产品开发过程具体的技术要求和质量控制要求。通过对这些技术和质量控制要求的实现来满足顾客的需求。因此，严格地说，QFD是一种思想，一种产品开发管理和质量保证与改进的方法论。对于如何将顾客需求一步一步地分解和配置到产品开发的各个过程中，需要采用QFD瀑布式分解模型。但是，针对具体的产品和实例，没有固定的模式和分解模型，可以根据不同目的按照不同路线、模式和分解模型进行分解和配置。下面是几种典型的QFD瀑布式分解模型。 

1. 按顾客需求→产品技术需求→关键零件特性→关键工序→关键工艺及质量控制参数将顾客需求，分解为4个质量屋矩阵，如图5-1所示； 

2. 按顾客需求→供应商详细技术要求→系统详细技术要求→子系统详细技术要求→制造过程详细技术要求→零件详细技术要求，分解为5个质量屋矩阵；  

3. 按顾客需求→技术需求(重要、困难和新的产品性能技术要求）→子系统/零部件特性(重要、困难和新的子系统/零部件技术要求)→制造过程需求(重要、困难和新的制造过程技术要求)→统计过程控制(重要、困难和新的过程控制参数)，分解为5个质量屋矩阵； 

4. 按顾客需求→工程技术特性→应用技术→制造过程步骤→制造过程质量控制步骤→在线统计过程控制→成品的技术特性，分解为6个质量屋矩阵。 

下面以图1所示的QFD瀑布式分解模型为例进一步说明QFD的分解步骤和过程。

二、 QFD的分解步骤 

顾客需求是QFD最基本的输入。顾客需求的获取是QFD实施中最关键也是最困难的工作。要通过各种先进的方法、手段和渠道搜集、分析和整理顾客的各种需求，并采用数学的方式加以描述。之后，进一步采用质量屋矩阵的形式，将顾客需求逐步展开，分层地转换为产品的技术需求、关键零件特性、关键工艺步骤和质量控制方法。在展开过程中，上一步的输出是下一步的输入，构成瀑布式分解过程。QFD从顾客需求开始，经过4个阶段，即4步分解，用4个质量屋矩阵——产品规划矩阵、零件规划矩阵、工艺规划矩阵和工艺/质量控制矩阵，将顾客的需求配置到产品开发的整个过程。 

1. 确定顾客的需求 

由市场研究人员选择合理的顾客对象，利用各种方法和手段，通过市场调查，全面收集顾客对产品的种种需求，然后将其总结、整理并分类，得到正确、全面的顾客需求以及各种需求的权重(相对重要程度)。在确定顾客需求时应避免主观想象，注意全面性和真实性。 

2. 产品规划 

产品规划矩阵的构造在QFD中非常重要，Shewart指出，满足顾客需求的第一步是尽可能准确地将顾客需求转换成为通过制造能满足这些需求的物理特性。产品规划的主要任务是将顾客需求转换成设计用的技术特性。通过产品规划矩阵，将顾客需求转换为产品的技术需求，也就是产品的最终技术性能特征，并根据顾客需求的竞争性评估和技术需求的竞争性评估，确定各个技术需求的目标值。 

QFD具体在产品规划过程要完成下列一些任务： 

l   完成从顾客需求到技术需求的转换； 

l   从顾客的角度对市场上同类产品进行评估； 

l   从技术的角度对市场上同类产品进行评估； 

l   确定顾客需求和技术需求的关系及相关程度； 

l   分析并确定各技术需求相互之间制约关系； 

l   确定各技术需求的目标值。

3. 产品设计方案确定 

依据上一步所确定的产品技术需求目标值，进行产品的概念设计和初步设计，并优选出一个最佳的产品整体设计方案。这些工作主要由产品设计部门及其工作人员负责，产品生命周期中其它各环节、各部门的人员共同参与，协同工作。 

4. 零件规划 

基于优选出的产品整体设计方案，并按照在产品规划矩阵所确定的产品技术需求，确定对产品整体组成有重要影响的关键部件/子系统及零件的特性，利用失效模型及效应分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等方法对产品可能存在的故障及质量问题进行分析，以便采取预防措施。 

5. 零件设计及工艺过程设计 

根据零件规划中所确定的关键零件的特性及已完成的产品初步设计结果等，进行产品的详细设计，完成产品各部件/子系统及零件的设计工作，选择好工艺实施方案，完成产品工艺过程设计，包括制造工艺和装配工艺。 

6. 工艺规划 

通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键产品特征和零部件特征所必须给以保证的关键工艺步骤及其特征，即从产品及其零部件的全部工序中选择和确定出对实现零部件特征具有重要作用或影响的关键工序，确定其关键程度。 

7. 工艺/质量控制 

通过工艺/质量控制矩阵，将关键零件特性所对应的关键工序及工艺参数转换为具体的工艺/质量控制方法，包括控制参数、控制点、样本容量及检验方法等。 

三、 QFD的应用

QFD的实施和应用也是一个符合PDCA循环的过程。为了有效地应用QFD，必须按照PDCA循环的方法，认真解决好以下六方面的问题。 

1. 顾客需求的获得 

是否能够及时地获取顾客需求即用户呼声(Voice of Customer, VOC)以及所获取顾客需求是否全面、详尽、真实，是成功实施和应用QFD的基础。如果不能及时地获取需的顾客需求或所获取顾客需求欠全面、详尽、真实，很难想象采用QFD进行质量管理的效果会好。必须采用科学的方法指导VOC的获取和信息分析。功能分析法(Function Analysis, FA)、KJ法、因果图的方法、排列图的方法以及调查表和分法等都是广泛用于顾客需求信息获取和分析的有效方法。VOC获取后，如存在矛盾和冲突，需要通过合理的分析与综合，对矛盾和冲突进行仲裁、解决。具体的方法有专家仲裁、模糊分析和人工神经网络等。 

2. 确定瀑布分解模型 

针对具体的产品和实例，并根据其质量控制要求，确定出它QFD的瀑布分解模型。QFD瀑布分解模型是反映产品或实例的质量功能展开的整体规划，直接决定和指导着QFD的实施方案，并影响着QFD的应用效果。在设计和确定QFD的分解模型时，必须从产品质量控制的整体出发，对于质量控制的关键或薄弱环节，在进行瀑布分解模型设计时，可以考虑分解得细一些；反之，对于质量比较有保证的环节，在设计瀑布分解模型时，可以考虑分解得粗一些。具体分解为几个质量屋矩阵，视具体的产品和实例及其对质量控制的要求而定，不能一概而论。

3. 质量功能的分解与展开 

QFD各质量屋相关矩阵的配置，应该是在包括市场、设计、工艺、制造、质量和销售等部门人员的多功能工作小组(Teamwork)的共同参与下协同完成的。矩阵的展开和分解要贯穿于产品开发过程的各个阶段。从QFD及基于QFD的质量控制的角度出发，应首先进行质量功能的展开和分解，进行质量屋的配置，然后进行产品及其零部件的方案设计、工艺过程设计、质量计划的制订等工作。这一点与PDCA循环的方法不矛盾。在产品研制与开发PDCA循环中，质量功能的展开是其计划制订即P环节。在该环节，通过对产品质量要求及现状进行分析，找出质量保证与改进的关键及可能存在的问题；分析影响产品质量的因素，确定出主要原因，并制订相应的对策和执行计划。 

4. 应用QFD及其质量屋配置，指导产品研制与开发工作 

质量功能分解与展开完成之后，瀑布分解模型中涉及到的所有环节和工作，应该在QFD及其质量屋配置结果的指导下，开展产品的研制与开发工作。否则，就失去QFD进行质量控制的意义。对于一个具体产品或实例的质量管理，其QFD的分解及质量屋配置结果，是指导该产品研制与开发工作的法规性文件和行动指南，该产品的一切设计、制造工作，应以它的QFD分解及其质量屋的配置结果为依据。 

5. 基于QFD及其质量屋配置，监控产品研制与开发工作 

依据QFD的分解及其质量屋的配置，对产品研制与开发工作进行监控。检查这些工作是否按QFD的分解及其质量屋的配置结果进行实施。寻找并发现执行过程中的问题。问题将可能涉及两个主要方面，一是产品的研制与开发人员，没有按照QFD的分解及其质量屋的配置开展工作；二是在产品的设计和制造过程中，由于对质量管理认识的提高、设计和制造能力的提高，或者设计制造质量管理水平的变化等，使得当初所做的QFD的分解及其质量屋的配置已不再适合企业的现状。这时，必须及时对QFD的分解及其质量屋的配置进行实时优化、调整。 

6. 改进 

对存在的问题进行深入的剖析，确定原因，制订措施。在此基础上，对QFD的分解及其质量屋的配置结果进行改进。通过改进，使产品质量持续提高，使质量控制水平不断提高。