第五节 质量设计方法与工具

第五节 质量设计方法与工具，包含产品质量先期策划、 质量功能展开、可靠性设计、任务分解法等。

第五节 质量设计方法与工具

• 任务分解法（工作分解结构WBS）
  • 概念
    • WBS指以可交付成果为导向，对项目团队为实现项目目标并完成规定的可交付成果而执行的工作所进行的层次分解
    • WBS详细描述项目的可交付成果和范围，即项目的具体内容，但不描述过程或进度计划，不去定义如何或何时生产可交付成果，而是专门局限于描述和细分项目成果和范围
    • WBS法能够将复杂任务分解为多个简单任务，可将项目分解为可管理的活动，可作为项目计划和跟踪的基础
  • WBS作用
    • 便于有效地控制项目
    • 便于利益相关者之间的沟通
    • 报告项目状况的基础框架
    • 清晰各项目工作之间的相互联系的结构设计工具
  • WBS特点
    • 100%原则是WBS的核心特点，它体现了WBS包括项目服务所定义的所有工作内容以及所有可交付成果，包括内部的、外部的和中间要完成的，还包括项目管理
    • 100%原则是指导WBS编制、分解和评价的最重要原则之一，适用于WBS的所有层次：“子”层次上的所有工作总和应100%完全等于“母”层次上的工作
    • WBS不应包括项目范围以外的任何工作，即不能超出100%的工作范围
    • 100%原则也适用于活动层次
    • 在每个工作包中，由活动表示的工作总和应100%等于完成此工作包所需要的所有工作
  • 表示方式
    • 层次结构图、提纲
    • 表格式结构
  • WBS的分解原则
    • 任务分层原则
    • 最小时间原则
    • 责任到人原则风险分解原则
    • 逐步细分原则
    • 风险分解原则
    • 团队合作原则
  • WBS的方法
    • 类比方法
    • 自上而下的方法
    • 自下而上的方法
    • 头脑风暴法
• 产品质量先期策划（APQP）
  • 定义
    • APQP是国际先进汽车企业集团的技术规范IATF16949中的一项重要要求
    • APQP的内容包括如何对产品设计和开发进行控制，确保产品质量满足要求、提高效率和降低成本
  • 作用
    • APQP是用以确保产品质量符合要求、增强顾客满意度的一种结构化方法
    • APQP是一个典型的PDCA管理循环四个阶段的有序排列，贯穿于产品的整个生命周期
  • 阶段划分：各个阶段在实施时序上具有时间交叉，并不是一个过完全结束才进行下一个过程，而是根据具体过程提点适时开展所需的活动
    • 计划和确定项目阶段-从产品概念提出到项目批准阶段：了解顾客的需求和期望以计划和决定要开发的项目以及项目开发计划的阶段
    • 产品设计和开发阶段-从项目批准到样品完成阶段：需要完成全部产品图样和设计文件，并通过样件试制和试验，验证产品图样和设计文件的正确性、产品的适用性和可靠性、产品满足顾客要求的程度
    • 过程设计和开发阶段-从样品完成到试生产阶段：开发一个有效的制造系统，并保证这个制造系统满足顾客的要求、需求和期望
    • 产品和过程确认阶段-从样品完成到试生产阶段：验证试生产运行中是否遵循了控制计划和过程流程图，产品是否满足顾客的要求，以及正式生产运行之前对有关关注问题进行调查与解决
    • 反馈、评定和纠正措施阶段-从试生产到正式量产阶段：根据生产过程、产品使用、交付服务中得到的信息反馈，改进产品质量策划中的不足，提供顾客满意度
• 质量功能展开（QFD）
  • 定义：QFD指一种把顾客或市场的要求转化为设计要求、生产制造要求、试验检验要求、售后服务要求等的多层次质量演绎分析方法
  • 内容
    • 确定目标顾客
    • 调查顾客要求，确定顾客各项要求的重要性
    • 根据顾客的要求，确定最终产品应具备的特性
    • 分析产品的每一特性与满足顾客各项需求之间的关联程度
    • 评估产品的市场竞争力，据此了解产品在市场的优势、劣势及需要改进的地方，并请顾客就本公司产品及竞争对手产品对其要求的满足程度作出评价，确定各产品特性的改进方向
    • 选定需要改进的产品特性，并确定其目标值
  • 阶段（AST）：以顾客需求为起点，经过四个阶段即四步展开，用四个矩阵，得出产品的工艺和生产控制参数
    • 产品规划阶段：通过产品规划矩阵将顾客需求转化为质量特性，并根据顾客竞争性评估和技术竞争性评估结果确定各个质量特性的目标值
    • 零件配置阶段：利用前一阶段定义的质量特性，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
    • 工艺设计阶段：通过工艺设计矩阵，确定要实现关键的质量特性和零件特征所必须保证的关键工艺参数
    • 生控制阶段：通过生产控制矩阵将关键的零件特征和工艺参数转换为具体的生产控制方法或标准
• 实验设计（试验设计DOE）
  • 基本概念
    • 实验设计是以深入了解分析对象内在运行特征为目的，预先设计一系列实验，通过对试验结果的分析，提炼出有价值信息的序贯过程
    • 因子（影响因子）：对输出有影响的因素
      • 可控因子（控制因子）：指能够被实验者自助调节的因子
      • 不可控因子（噪声因子）：指从技术、成本或主观意愿上不能够被实验者主动调节因子
  • 作用
    • 筛选
      • 从为数众多的因子中筛选出对响应值影响相对显著的因子
      • 因子数量的减少可以为后续工作减少试验次数，也可以为更加有效地对过程实施监控提供必要的条件
      • 从技术上还是成本上考虑，高维过程的监控难度要远远大于低维过程
    • 优化
      • 找到使响应值达到最优的可控因子的最佳配置
      • 响应值的最优类型
        • 望大型、望小型、望目型
        • 望大型响应值越大越好，望小型响应值越小越好，望目型指期望值越接近目标值越好
    • 稳健性：找到可控因子的合理配置使得响应值受不可控因子的影响最小化
• 可靠性设计
  • 内涵：可靠性指产品在规定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能力
    • 规定的条件：指产品使用时的应力条件、环境条件及储存条件等、操作技术、维修保养条件
    • 规定的时间：指产品的工作时间
    • 规定的功能：指产品应具有的技术指标
  • 可靠度（R（t））：指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率
  • 设计
    • 可靠性设计是指为了满足可靠性定性和定量要求，根据可靠性理论与方法，结合以往产品的设计经验和教训，利用成熟的可靠性设计技术，使产品零部件以及整机的设计满足或达到可靠性指标的过程
    • 可靠性设计是可靠性工程中最重要的组成部分，也是提高产品固有可靠性水平的基本措施
    • 可靠性设计的关键流程阶段
      • 识别
      • 设计
      • 分析
      • 验证
      • 确认
      • 监控
  • 分配：将设计规范规定的系统可靠度指标合理地分配给组成该系统的各个单元，确定系统各组成单元的可靠性指标定量要求，从而使整个系统可靠性指标得到保证
    • 等分配法
    • AGREE分配法
    • ARINC分配法
    • 评分分配法