第三章面向质量的设计
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2020/12/8
第三章面向质量的设计
•顾 客 声 音 （ VOC)
•质量功能展开 • （ QFD）
•稳 健 性 设 计 Robust Design
•制造过程的检 测和控制
• 检测技术
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•销 售 及 售 后 服 务
•顾客的信息反馈
•质量工程QE •新七种工具，并行工程 ，工程技术知识，工作 结构分解等
• 横向展开
•纵
•（综合质量展开）
•向
•展
•开
•（狭义的质量展开）
•工序表
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第三章面向质量的设计
二、QFD的原理和方法
n 从本质上讲，QFD是一种对顾客需求的直观展开和规划的方
法。采用规范的方法将顾客所需的质量特性转换为产品的一 系列工程特性。
n 基本工具是质量屋。
n （一）质量屋的构成
n 赤尾洋二QFD的定义：“将用户的要求变换成代 用特性，确定产品的设计质量，然后经过各功能部 件的质量，从而至各部分的质量和工序要素，对其 中的关系进行系统的展开。”
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第三章面向质量的设计
• 质量功能展开
•质量展开起点
•技术展开
•可靠性展开 •成本展开
•设计语言 •部件展开 •零件展开
技术竞 改进后 5 4 4 5 5 5 4 0.91
争能力
Ti
国内对 4 4 3 4 5 4 4 0.78
手
国外对 5 5 5 5 5 4 5 0.98
手
技术竞 争能力 T
•开发原珠笔一级质量屋
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第三章面向质量的设计
•技术竞争能力指数J
•市场竞争能力指数 M:
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第三章面向质量的设计
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第三章面向质量的设计
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第三章面向质量的设计
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•产品规划阶段的质量屋
第三章面向质量的设计
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•零部件设计阶段的质量屋
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•工艺规划阶段的质量屋
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•生产计划阶段的质量屋
第三章面向质量的设计
n QFD 起源于上世纪60年代—70年代初日本三菱重工，由日 本质量专家赤尾洋二和水野滋提出，后广泛应用于日本、 美国及世界各国的船舶、汽车、建筑机械、航天飞行器、 家电、飞机等的设计与制造中收到了显著的效果。成为一 种重要的质量设计技术
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第三章面向质量的设计
n QFD 旨在开发设计阶段就对产品的适用性开 展全方位的展开。以质量展开为起点，从产 品及市场对产品的要求的语言信息出发，将 其转换为设计语言，进行纵向和横向的展开， 并逐项落实，寻求对策。形式上以一系列展 开表和矩阵图为特征。
n 满足顾客需求必须采取的工程措施（P1，P2，P3
Pn）
n 3、房间—相关关系矩阵，表示顾客需求项目WHATS和工程措
施的相互关系。
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第三章面向质量的设计
n 4、右墙—产品的竞争性或可行性评价矩阵，从顾客 的角度评价产品，与市场上竞争对手进行比较。
n 5、屋顶—HOWS的相互关系矩阵，表示HOWS阵内 各项目的关联关系；表示工程措施之间的相互关系。 n 6、地板—技术竞争性评价矩阵，表示HOWS项的组 织度或技术成本评价情况；包括技术特性的重要度和 目标值，并确定优化配置的项目和重点保证的质量特性。 n 质量屋基本构造如图所示：
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•重要度 63 54 45 9 63 105 6 18 27
第三章面向质量的设计
n （三）系列质量屋
n QFD可以视为一个由产品规划、零部件设 计、工艺规划和生产计划等四个阶段组成 的系列过程，将顾客的需求转换为对制造 的要求。
n QFD也可用于组织的非制造过程的策略规 划方面，或某个项目的策划。如：开发某 个服务项目，律师事务所承接新的案子等。
n 3、房间——关系矩阵
n 顾客需求项目和各项的工程技术措施关系矩阵图，Ci
与Pj的交点处以数值rij表示第i项顾客需求和第j项工程技
术措施关系的密切程度。rij的确定方法可采用常规分析方法
或层次分析方法。采用综合评分法：依据两者的相关程度打分为
1~9分，大致分为4档：1~3 工程措施对顾客需求有微弱影响； 3~5 工程措施对顾客需求有一定影响； 5~7 工程措施对顾客需求有较大影响； 7~9 工程措施对顾客需求有重要影响；
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第三章面向质量的设计
n 计算机辅助QFD软件 n 美国供应商协会(Ameirican Supplier Institute) n 开发的QFD designer TM系列软件系统是高效
的计算机辅助QFD软件。
n 中国成都飞机设计研究院发布的质量功能展 开软件2.15版,由以下功能摸块组成: (1) 建立质量屋
n 计算不同对手的市场竞争能力指数 M，具有综合性的相对量。
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第三章面向质量的设计
•◎ •○ •◎
•＃
•＃
工程措施
笔 油 油 收 外 成 材 市场竞争能力Mi
(一级)
•顾客需求 • (一级)
重 尖墨墨 放 形 本 料
要 组浓成 机 设 控
度 件度分 构 计 制
Ki
设 计
•国 •国
•本
n 质量屋（House of Quality）是一种直观的矩阵框架表达形 式，是QFD方法的工具。通常的质量屋如图所示，其由以下 几个广义矩阵部分组成：
n 1、左墙——WHATS矩阵，表示顾客需求和重要度，是HOQ的
顾客需要“什么”；（C1，C2 ，C3
C m）
n 2、天花板—HOWS矩阵，表示针对需求怎样去做；
三、QFD的工作程序
n 确定开展QFD的项目 n 成立多功能的、综合的QFD小组，团队工作方法 n 顾客需求分析 1、调查顾客需求 顾客对产品需求分为基本需求，
特性需求，激动人心的需求（Excitement Need） 2、顾客需求的整理和分解 3、市场竞争能力的分析 n 工程措施的分析和确定 1、工程措施的确定 2、质量屋要素的量化评估 3、工程措施指标的确定 4、质量屋的全面评估
n
顾客需求及其重要性、顾客评价
顾客需求特性 顾客需求特性分解
Y1
C1
C2
Y2
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C3 C4
（指标层）
重要性 顾客评价
K1
12 3 45
K2
Δ ο
•ο Δ
K3
Δ
ο
K4
ο Δ
不同的对手ο Δ
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顾客需求重要度 Kij标度准则
顾客需求性质
不影响功能实现的需求 不影响主要功能实现的需求
•试验设计（DOE），田口方法（TM ），故障树分析（FTA），故障模式 及影响性分析（FMEA）、波动、仿 真分析等
•先进的质量系统（AQS），先进制 造技术，SPC，在线质量控制技术
•测量系统分析（MSA），先进测试 技术（CAT，CMM，，CCD等）， 抽样检验方法，
第三章面向质量的设计
一、 基本概念
标所需的过程和资源，以及实现的时间计划。策划的 输出应形成文件，一般是计划。如：产品的质量计划， 产品的质量目标。
n ２、前期（先期）Advanced n 一个产品从构思到投放市场，到用户满意可分为两个
时期：第一是产品孕育、诞生到批量生产成熟；第二是产
影响比较重要功能实现的需求 重要的影响功能实现的需求 基本的、涉及安全的、特别重要的需求
标度 1 2
3 4 5
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第三章面向质量的设计
n 2、工程措施的展开、重要性和难度的评价
n 根据顾客的需求设计出可定量表示的工程技术措施项目。表示 为： （P1，P2，P3 …… Pn）由工程技术人员确定填入天花板的 技术要求展开表。对各项工程措施的重要性和难度的评价后打 分填入地下室的技术措施评价表。（见书图5-11）
•改
内
外
产
进
对
对
品
后
手
手
书写流利
5
永不褪色
4
外形美观
3
使用方便
3
价格适中
1
适度耐用
2
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工程措施重要度hi
95 5
124
5
4
5
29
1
3
4
3
5
1
39124
5
4
5
1
81
4
5
5
5
1
22
9
4
5
4
4
2
3
175
5
5
5
圆 将 选 收 美 售 选 0.78 0.96 0.81 0.99
珠浓择 放 观 价 用 与度合 方 大 不 合
n QFD （Quality Function Deploement）是一个把顾客或市场 的定性需求通过形象直观的图形——质量屋和科学的加权 评价法转化为定量的设计要求（设计标准、技术规范，产 品特性）、零部件特性、工艺要求、监控及检测要求、售 后服务措施等的多层次演绎并确定质量关键的分析方法。
n 它是一种在设计阶段应用的系统性策划方法，采用规范化 的方法将顾客或市场的需求精确地转移到产品寿命循环的 各个阶段的有关技术和措施中去。以最短的时间，最低的 成本生产出功能满足顾客需求的高质量产品。管理学称为： 以顾客为导向的“源流管理”理论。
•销售 • 维修
•市场分析 •产品设计
陈家骏 程序设计教程 第4版
陈家骏程序设计教程第4版第一章：概述1. 计算机程序设计在今天的社会中扮演着越来越重要的角色。
程序设计不仅仅是编写一些代码，而是需要深入理解问题的本质，创造性地解决问题。
2. 本书是陈家骏教授的程序设计教程的第4版，旨在帮助读者系统地学习程序设计的基础知识，掌握编程思维和技能。
第二章：编程基础1. 程序设计的基础是编程语言，本书将着重介绍C++和Python两种常用的编程语言。
2. 学习编程语言需要从基本的语法规则开始，逐步深入理解变量、数据类型、运算符等概念。
3. 本章还将介绍控制流程、函数、数组和指针等编程基础知识，帮助读者建立起扎实的编程基础。
第三章：面向对象程序设计1. 面向对象程序设计是现代程序设计的重要范式，本书将详细介绍面向对象的思想和技术。
2. 读者将学习如何定义类和对象，理解封装、继承和多态等面向对象的核心概念。
3. 通过实例和练习，读者将掌握如何运用面向对象的程序设计方法解决实际问题。
第四章：数据结构与算法1. 数据结构是程序设计的基础，良好的数据结构能够提高程序的效率和可靠性。
2. 本章将介绍常见的数据结构，包括数组、链表、栈、队列、树等，以及它们的基本操作和算法。
3. 算法是程序设计的灵魂，我们将学习基本的排序算法、查找算法和图算法等，帮助读者提高解决问题的思维能力。
第五章：图形用户界面设计1. 图形用户界面是现代程序的重要组成部分，本书将介绍如何使用C++和Python编写简单的图形用户界面程序。
2. 读者将学习如何使用相关的库和工具进行界面设计、布局和事件处理，开发出美观、易用的界面程序。
第六章：程序设计实践1. 最后一章将通过一些具体的项目案例，帮助读者将前面所学的知识应用到实际的程序设计中。
2. 通过实践项目，读者将加深对程序设计的理解，并培养解决实际问题的能力。
结尾1. 本书将程序设计的基础知识与实际应用进行了有机的结合，帮助读者全面、系统地掌握程序设计的核心概念和技能。
设计过程中的质量控制技术
国内外对CIMS集成质量系统的研究也不少。 我国863/CIMS主题专门设立“集成质量系统” (Integrated Quality System, IQS)专题，对集成质 量系统开展研究。 十多年来，在CIMS集成质量系统研究方面 取得较大进展 。当前在这方面的研究主要在集 中在以下几个方面：
稳健设计用到的主要方法以统计理论为基础。 CE及先进的产品开发与生产模式对质量保证的要 求，使得稳健设计技术不断发展，并为稳健设计 技术的发展注入新的活力。
稳健设计的内容包括产品设计和工艺设计两 个方面，分系统设计、参数设计和容差设计三个 阶段，利用质量损失函数(Loss Function)，即 由于参数的波动引起的费用损失来衡量质量，进用的分析方法有： 试验设计(Design of Experiment, DOE)、 失效模式及效果分析(Failure Model and Effects Analysis, FMEA)、 价值工程(Value Engineering, VA)、
可靠性理论 仿真技术、优化与决策等。
相关分析 方差分析以及RSM 灵敏度法和随机模型法
质量管理的观念和方法一直在更新： 质量检验(Quality Inspect) 统计质量管理(Statistical Quality Control, SQC)， 全 面 质 量 管 理 (Total Quality Management ， TQM)， 以 统 计 理 论 为 基 础 的 统 计 过 程 控 制 (Statistical Process Control, SPC)主要用于制造过程的质量控制。 在将质量控制的范围由制造过程扩展至设计乃至整 个产品生命周期之后，可靠性理论、稳健设计等质 量保证方法也逐渐得到认可和采用。
天津大学软件工程课程教学大纲
2. Course Description This course presents an introduction to the basic concepts of software, objects of
software engineering, traditional procedure-oriented soft development methods and object-oriented soft development methods, so students can master the method to develop high quality software. By learning the software develop process and process management techniques, students can understand how to conduct software metrics and management, how to take quality assurance activities, so the students can plan and manage software development activities effectively.
《软件工程——理论与实践（第三版）》，Pfleeger.S.L，Atlee.J.M.著，高等教 育出版社，2006 年 9 月。
制定人： 审核人： 批准人： 批准日期：
年月日
TU Syllabus for Software Engineering
Code:
2160288
Semester Hours: 56
Chapter 2 Software Process Software Process Model Component-Based Development Process RUP CMM
面向质量检测业务的智能化表单系统的设计
Ｅ ｍ ｉ ｘｊ ｃｃ ｅｃ － ａ ： ｓ＠ｃｃ． ｔ ｎ ｌ ｌ ｎ．
ｈｔ：ｗ ｔ ／ ｗｗ． ｎ ｓ ｅ ．ａ ｐ／ ｄ ｚ． ｔ ｎ ｃ Ｔ ｌ ８ — ５ — ６ ０ ６ ５ ９ ９ ４ ｅ： ６ ５ ５ ９ ９ ３ ＋ １ ６ ０ ６
关 键 词 ： Ｃ Ｅ ｉ ｒ 智 能表 单 ： Ｆ Ｋ ｄｔ ： ｏ 质检 报 告 中图 分 类 号 ： Ｐ １ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （ ０ １１ — ６ ６ ０ １ ０ — ０ ４２ １ ）９ ４ ０ — ２
Ｔ ｅＤｅｉｎｏ ｔｌｇ ｎｅＦ ｒ Ｓ ｓ ｍ ｒＱ ａｉ ｏ ｔ ｌ ｈ ｓ ｆ ｎｅｌ ｅ ｃ ｏｍ ｙｔ ｆ ｕ ｌｙＣ ｎｒ ｇ Ｉ ｉ ｅ ｏ ｔ ｏ
Ｘ Ｉ Ｇｕａ —ｑａ Ｅ ｎｇ — ｉｎｇ
（ａｕｔ ｏ ｏ ｕｅ ｆ ｕｎ ｄ ｎ ｉｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏｏｙ Ｇ ａｇｈ ｕ５ ００ ， ｈｎ） Ｆ ｃｌ ｆ ｍｐ ｔ ｏ ａ ｇｏ ｇＵｎｖｒｔ ｏ ｃｎ ｌｇ ， ｕｎ ｚｏ １０ ６ Ｃ ｉａ ｙ Ｃ ｒ Ｇ ｓｙ Ｔ
ｍ ｏ ｕｌｓｏｆｒｐｏ ｔｆ ｒ ，ｉｃｕｄ ｏ ｌ ａ ｇｅ ｅ ，ｃ ｎｔｎｔｍ ａ ｇ ｍ ｅ ，ｄ ｎａ ｉ ｉ ｉ ｇ ｏ ａａ ｄ ｅ ｅ ｒ ｍ ｎ ｌ ｅ ｍ ｄｕ ｅｍ ｎａ ｍ ｎｔ ｏ ｅ ｎａ ｅ ｎｔ ｙ ｍ ｃｂｎｄ ｎ ｆｄ ｔ．Ｔｈ ｙ ｔｍ ｅ ｌ ｅ ｈｅｄ ａ ｉ ｅｉ ｏ ｅｓ ｓｅ ｒａｉ ｄ ｔ ｙｎ ｍ ｃ ｄ ｓ ｚ ｇｎ
委 托 开 发 人员 定 制 好 的 ， 这使 得 用 户 无 法 在 浏 览 器 上 更 改 质 检 报 告 的 格 式 。但 是 随 着 业 务 的 发 展 ， 告 的格 式 是 经 常 变 化 的 ， 报 这需
面向质量设计的质量评估集成模型
Ｅ＿ ｍａＩｔ ａ ｗｈ＠ ｙ ａ ． ｅ ． Ｉ；ｏ ｇ ｅ ｈ ｎ ｔ
维普资讯
第 ２期
王 洪 等 ： 面向 质 量 设 计 的质 量 评 估 集 成模 型
的质量评估 具 有广 泛的集成 性 。具体 体现 在如 下几
０ 引言
面 向 质 量 的 设 计 （ ｅｉｎ ｆｒＱｕ ｌ ｙ Ｄ Ｑ） Ｄ ｓ ｏ ａｉ ， Ｆ 合 考 虑 两 类 质 量 的 需 求 ， 用 采
相 应的设 计方 法 ， 相关 的 因素 、 将 环节 融人 到产 品设
计 中 ， 现 以质量驱 动设 计 ； 实
维普资讯
第 ８卷 第 ２期
２００２年 ２月
计算 机集 成 制 造 系 统
ｃＭｓ Ｉ
Ｖｏ ． ｌ ８ Ｎｏ ２
Ｆｅ ２００ ２ ｂ
Ｃｏ ｐｕ ｅ ｎｔ ｇｒ ｔ ｄ Ｍ ａ ｍ ｔ ｒＩ ｅ ａ ｅ ｎｕｆｃ ｕｒｎｇ Ｓｙｓｅ ｓ ａｔ ｉ ｔｍ
的质量 ， 即最 终产 品所体 现 的质 量 特征 、 性 ； 内 特 ② 部质量 （ ） ｑ 。是指 企业 内部 为实 现 Ｑ 而进 行 的一 切
生 产 经 营 活 动 的 质 量 ， 括 设 计 、 造 、 配 、 购 和 包 制 装 采
销售 等活动 的质 量 ， 之为产 品过程 质量 。 称
收藕 日期 ： ０ １ ０ — １ Ｉ 订 日期 ： ０ １ ０ — ０ 。 ２ ０ — ４ １Ｉ Ｉ ２ ０ — ７ ２
ｌ 面 向 Ｄ Ｑ 的质 量 评估 的 集成 性 Ｆ
为 满足 以质 量驱 动产 品设计 的需要 ， 面向 Ｄ Ｑ Ｆ
作考 茼 介 ： 王
洪 （９ ４ ． ， 宁 鞍 山人 ， 京航 空 航天 大 学 博 士 研 究 生 要从 事 计 算 机 集 成 制 造 量 工程 、 行 设 计 等 研究 １ ７ 一） 男 辽 北 主 质 井
面向质量的设计培训教程
面向质量的设计培训教程1. 引言在软件开发领域，质量是一个至关重要的概念。
无论是企业级应用程序还是个人项目，都需要关注软件的质量。
质量设计是一种以质量为中心的设计方法，旨在提供高质量的软件产品。
本教程旨在向开发人员和设计师介绍面向质量的设计方法，并提供一些实用的技巧和指导。
2. 质量设计的基本原则在进行面向质量的设计之前，首先需要了解质量设计的基本原则。
以下是一些常见的原则：简洁性是质量设计的基本原则之一。
简洁的设计通常更易于理解、测试和维护。
避免过度设计和冗余代码，将代码分解成简单的模块，并遵循单一责任原则。
2.2 可测试性可测试性是质量设计的另一个重要原则。
可测试性意味着设计应该易于编写测试用例，并且能够在不同场景下进行测试。
通过使用适当的设计模式和规范，可以提高代码的可测试性。
2.3 可扩展性可扩展性是一个好的设计的标志。
一个具有良好可扩展性的系统能够很容易地添加新的功能和组件。
遵循开放封闭原则和使用松散耦合的设计模式是实现可扩展性的关键。
安全性是现代软件设计中不可或缺的一部分。
设计应该考虑到安全问题，并采取适当的预防措施，以防止潜在的安全漏洞。
使用最佳的安全实践，并遵循安全性设计的准则。
3. 面向质量的设计方法3.1 需求分析在设计一个高质量的系统之前，首先需要对系统的需求进行分析。
需求分析旨在识别和定义出系统的功能和非功能需求。
通过与利益相关者沟通和明确需求，可以确保设计满足用户的期望。
3.2 架构设计架构设计是一个高层次的设计过程，旨在定义系统的整体结构和组件之间的交互。
通过合理的架构设计，可以实现系统的可扩展性、可维护性和可测试性。
3.3 模块设计模块设计是将系统分解为更小的、可组合的模块的过程。
每个模块应该具有单一的功能，并且能够独立地工作。
通过模块化的设计，可以提高代码的复用性和可维护性。
3.4 接口设计接口设计是定义模块之间的交互方式和通信协议的过程。
良好的接口设计应该是简单、一致且易于使用的。
面向质量不合格率的CUSUM控制图参数优化设计
稍稍 发 生 变 化 ， 会 导 致 ＡＲＬ 的改 变 ． 而 ， 就 因
如何 合适 的选 择 参 数 Ｈ ， 就 变 得 异 常 重 要 ． Ｋ 几
乎所有的＿ 料上都使用 的是推荐值 ， 资 大多数是令
ｋ＝ ． ， ：０ ５ 然后再 得 出 ｈ值 ； 数 情 况 先 确定 ｈ值 ， ： 少 然后定 矗值． 这些 方 法 得 出 的参 数 Ｈ ， 值 并 不 Ｋ
是理 想 的数值 ．
指 标． 受控状 态 下 ， 望受控 平 均运行 链 长数值 在 希
越大越 好 ； 失控状 态下 ， 希望 失控平 均运 行链 在 则 长数 值 越 小越 好． ＡＲＩ 小 与 Ｃ ＵＭ 控 制 而 大 ＵＳ
本文 拟 以控制 过程 质 量不合 格 率为 目标 ， 结
（ ｃ ｏ ｌ ｆＭ ｅ ｈ ｎ ｃｌＥ ｇｎ ｅｉｇ，Ｓ ａ ｄ ｎ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｚ ｂ ５ ０ ９，Ｃｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｏ ｎ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｉｏ ２ ５ ４ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓａ ｔ ｌ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ａ ａ ｔｒ ｆＣ ｓｒ ｃ ： ｉ ｒｉ ｅ ｒ ｐ ｓ ｓ ａ ｐ ｉ ａｉ ｅ ｉ ｎ ｐ ｒｍｅ ｅ ｓ ｏ ＵＳ ｃ ｍｉ ｏ ＵＭ ｏ ｔｏ ｈ ｒ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｃ ａ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｌ ｙ ｆａ ｔ ｎ ｄ ｆｃ ｉｅ． ｅｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｅ ，ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｎ ｑ ａｉ ｒ ｃ ｉ ｅ ｅ ｔ ｔ ｏ ｖ Ｔｈ ｏ ｅ ｉ ｌ ｄ ｌ ｓｄ ｄ ｃ ｄ ｐ ｉ ａ ｉ ｒ ｃ ｓ ｒ ｐ ｓ ａ ｄ ｈ ｃ ｉ ｍｉ ｏ ｓ ｄ ａ ｘ ｍｐ ｅ ｉ ｇ ｖ ｎ ｔ ｎ ｌ ｚ ｅ ｔ ｎ ｉ ｌ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ａ ｌ ｉ ｅ ． ｎ ｅ ａ ｌ ｓ ｉｅ ｏ ａ ａｙ ｅ ｔｓ ，ａ ｄ ａ ｓｍｐ ｅｏ ｔ ｍｉ ｉ ａａ ｔ ｒｔ ｂ ｅｉ ｌ ｔ ｄ ａ ｏ ｓ ｓ
研究生现代设计之面向“X”的设计
2021级研究生现代设计方法课程提纲〔六〕面向“X〞的设计〔DFX〕1、概述面向“X〞的设计最初是以DFM〔面向制造的设计〕和DFA〔面向装配的设计〕呈现的DFM技术强调在设计过程中考虑加工因素，即可加工性和加工的便利性DFA技术强调在设计过程中考虑装配因素，即可装配性、装配的便利性和减少装配价格DFX技术中的“X〞是将面向制造的设计和面向装配的设计进一步扩展到产物寿命周期的所有领域，并逐渐形成一个技术族，力图设计好造、好修、好用的产物。
DFX包罗的内容：面向制造的设计面向装配的设计面向维修的设计面向回收的设计面向质量的设计面向成本的设计面向环保的设计面向可靠性的设计面向包装运输的设计面向均衡寿命的设计面向操作(好用)的设计2、面向制造的设计面向制造的设计(DFM)是最常用的DFX方法，贯穿产物的整个开发过程,有效的DFX可以在图1不降低产物质量的情况下降低制造成本2 .1面向制造的设计思想、道理典型的DFM模型〔图1〕2.2 面向制造的设计方法概述DFM方法如图2所示，主要包罗 :❖估计制造成本❖降低部件成本❖降低装配成本❖降低辅助出产成本❖考虑DFM决策对其他因素的影响图2从图2可以看出,DFM方法是从估计选定方案的制造成本开始的,估计制造成本可以帮忙开发组判断出部件、装配和辅助出产中哪一个成本最高.使开发组在以后的开发过程中采纳办法降低成本,不竭地改进产物设计直到它达到必然的程度为止.估计制造成本图3所示为一个简单的制造系统输入与输出模型,此中输入包罗原材料、外购件、工人的劳动、能量与设备；输出包罗加工出的产物与废物。
制造成本就是系统输入花费与处置废物的花费之和。
制造成本的构成以下图所示为制造成本的构成。
制造成本主要由：部件成本、装配成本和间接成本组成图3〔1〕估计尺度件成本估计尺度件成本有两种方法：➢将部件与公司已制造或购置的相似部件比拟较来确定其成本，该方法主要用于小部件的成本估算。
➢询问供货商或卖主。
产品和服务设计相关资料PPT(34张)
•
并行工程通过协同工作、仿真技术和集成
化支持平台等使顾客参与的程度大大提高，真
正实现了顾客对企业活动的参与。
• (4)支持并行工程的主要技术
• 过程重构与建模技术； • 仿真技术； • DFX技术； • 同期设计。
• 3.6.6 计算机辅助设计
• 两维CAD
• 三维CAD
• CAD-CAM
• 3.6.7 模块化设计
概念设计
详细设计
工艺设计
原形制造及测试
生产制造
图1 传统的串行设计方法
概念设计
减 少
产品结构配置
对结构和功能的改进意见
反
功能规范
复
详细设计
次 数
几何特征精度
工艺设计
可加工性、经济、质量 评估
定位装夹可行性
原形制造及测试
生产制造
图2 并行设计方法
（3）并行工程的组织手段
协同工作 顾客参与
• 协同工作(Team work)
• 是标准化的一种形式。
• 模块是由一组零件组成的组件，但不一定装 配。
• 3.6.8 延迟差异化设计
•
在设计产品和服务时，暂不彻底完成它，
延迟至知道用户的确切需求时再完成它。
• 3.7 服务设计
• 3.7.1 产品设计与服务设计的区别
• （1）服务设计比产品设计更注重不可触摸因素；
• （2）服务的创造与传递是同时的，所以，员工培训、流程 设计及与顾客的关系特别重要；
• （1）策略
•
领先型策略
•
追随型策略
• （2）产品开发的方式
•
独立开发
•
技术引进
•
独立开发与技术引进结合
面向质量不合格率的CUSUM控制图参数优化设计
面向质量不合格率的CU SU M 控制图参数优化设计王前洪, 张宇, 杨慕升(山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049)摘要: 提出以质量不合格率这一质量指标为目的,优化CU SU M控制图的参数,建立了优化设计理论模型,提出了优化分析的流程,进行了实例分析和验证. 给出了常规需要范围的质量不合格率的简单参数推荐表格.关键词: 质量目标;质量不合格率;平均运行链长;累积和控制图中图分类号: F273 . 2文献标识码: AA qual i ty2oriented f r act i on def e ct i ve opt i mized design on CUS UM c hartWA N G Qia n2ho ng , Z H A N G Yu , YA N G M u2she ng ( S choo l of Mechanical Engineering , Sha n d o n g U n iver s it y of Tech n o lo g y , Zib o 255049 , China)Abstract : This article p r opo s es an optimizati o n design param eters of CU S U M co n t r ol chart based o n qualit y f r acti o n defective . The t h eoretical m o d el is deduced , op t im iz ati o n p r ocess is p r opo s ed and an exam ple is given to analyze test , and a sim ple optimizati o n para m eter table is listed.K ey w ords : qualit y target ; qualit y f r acti o n defective ; average run lengt h ; CU S UM co n t r ol chart常规控制图对于过程均值的小偏移的检出效率很低, CU SU M控制图或EWMA 控制图则对监控过程均值的小偏移更适合. CU SU M控制图是由Pa g e 在1954 年根据序贯比最优化得出的一种控制图[ 1 ] . 本文重点探讨CU SU M 控制图有关参数的确定及优化. 评价一个控制图性能的好坏, A R L ( A v e r a g e Run L e n gt h)是一个非常重要的指标. 在受控状态下,希望受控平均运行链长数值越大越好;在失控状态下,则希望失控平均运行链长数值越小越好.而A R L 大小与CU S U M控制图的门槛值参数( H) 和参考值参数( K) 密切相关(具体关系式见本文式(6) ) . 相对应的h 称为门槛值系数, k 称为参考值系数. 如果参数H 或K 之一稍稍发生变化, 就会导致A R L 的改变.因而,如何合适的选择参数H , K 就变得异常重要. 几乎所有的资料上都使用的是推荐值,大多数是令k = 0 .5 ,然后再得出h 值;少数情况先确定h 值,然后定k 值. 这些方法得出的参数H , K 值并不是理想的数值.本文拟以控制过程质量不合格率为目标,结收稿日期: 2005 10 15基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 50175066)作者简介: 王前洪( 1975 ) ,男,硕士研究生.52山 东 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) 2006 年合失控平均运行链长 ,并以受控平均运行链长及 其他一些约束条件 ,来优化累积和控制图的相关 参数. 这样确定的参数既能满足质量目标 ,又能使失控平均运行链长较小 .针对某一特定研究过程 , 把其过程能力指数 作为一个常量来处理. 式 ( 3) 就 只含 有不 合 格率 P d 和过程标准化偏移δ两个未知数 .δ= 3 C p - φ- 1 [ 1 +φ( - 3 C p - δ) - P d ]( 5) 式中 :φ( x ) 是标准正态分布函数 ;φ ( x ) 是标准 正态分布的逆函数.利用式 (5) 求 δ, 该式中既有正态分布函数 , 又有正态分布逆函数 ,应用常规方法显然是不行 的 . 因而在国内诸多的资料中 ,都尽量避免直接求 统计函数 ,而是寻找一个统计量来近似. 我们的思 路是利用数值分析中二分法 ,编制程序来实现 . 给定一个不合格率 P d 值 ,例如 : P d = 1 % , C p = - 11 根据质量不合格率来确定过程标准化偏移(1) 过程标准化偏移过程标准化偏移 (δ) 定义为过程均值 (μ) 对其 目标值 ( M ) 的偏移 (μ- M ) 与过程标准偏差 (σ) 的 比值 , 为一无量纲代数值 , 其定义式为δ= | μ- M | /σ( 2) 过程能力的评价指数 过程能力决定于由一般原因引起的总变差 ,即消除所有可查明原因后所能达到的最小变差 . 过程能力反映了当过程处于统计控制状态时所表 现出来的过程自身的性能 , 用过程能力指数 ( C p ) 定量表示 . C p 定义为规定的公差与以 6 倍的标准 偏差表示的过程离散程度之比 . 即( 1)1. 2. 直接输入这两个参数值 ,标准化偏移δ的值应 用程序计算出来为 1. 27 ;或者借用 ex cel 软件中统 计函数处理 ,但比较麻烦.2 初步选定失控平均运行链长平均运行链长是统计控制图中非常重要的一 个性能指标 ,通常用它来衡量控制图检出效率的 高低 . 平均运行链长是发出错误警报所需样本数 ( A vera ge Run L e ngt h , A RL ) , A RL 是 RL ( Ru n L e ngt h) 的平均数 , RL 又分为 RL 0 和 RL 1 . RL 0 是 制造过程处于受控状态下 ,发出一次错误警报所 需的样本数 , RL 1 是制造过程处于失控状态下 ,从 发生变异到被检测出来所需要的样本数 . A RL 0 反 映控制图的稳定性 , A RL 1 反映控制图的灵敏性. 在优化 CU SU M 控制图时 ,总希望过程处于稳态 时 ,A RL 0 越大越好 ,在过程出现异常时 , A RL 1 越 小越好.在受控平均链长 A R L 0 相等的情况下 , 即处 在相同的稳定情况下 ,失控平均链长 A R L 1 越小 , 则说明能更快地判别出控制过程处于失控状态. 这里主要考虑的是对过程均值的监控 ,因而失控 状态的程度可以用标准化过程偏移δ的大小来确 定 . 标准化过程偏移δ越大 , 失控状态越严重 ; 反 之 , 该过程状态越接近受控状态 . 在 C p 已知且稳 定的前提下 ,根据所要求的过程不合格率可求出 过程标准化 偏移 δ值 , 再由 δ值计 算 出 A R L 的 值 . 表 1 (表 1 中的数据是根据 Sie g mu n d 在 1985 年提出的公式计算出来的) 列出 CU SU M 控制图6 种参数组合条件下失控平均运行链长数值 .例如 ,过程标准化偏移δ= 0 . 70 ,则失控平均C p =顾客要求 = U SL - L SL =T(2)过程能力6σ 6σ 式中 : U SL 和 L SL 分别代表规范 上 、下限 . 由 于规定的公差 T 是常数 , C p 值的大小仅取决于过程 的标准偏差σ, 因此 , C p 也可看作为单一过程能力 指数. 一般来说 , 在某一段时间内 , 过程能力指数 变化是很小的. 因而 , 我们通常认为 :在同一个统 计质量控制过程中 , 过程能力指数是个常量.(3) 过程不合格品率及其与过程能力指数及标准化偏移 3 者之间的关系评价过程质量合格率的主要指标有不合格品 率 P d 及合格品率 P y . 这是工业界长期以来一直 采用的过程质量评价的最基本的指标. 如果过程 是批量生产且处于受控状态 , 质量特性值呈正态 分布. 该过程不合格品率 P d 可按出现不合格品的 概率 p 计算 , 即过程不合格品率 函数 ,按下式计算 :P d = [φ( - 3 C P 100 %P d 也可以表示为 C p 和 δ的 - δ) + 1 - φ( 3 C P - δ) ] ×(3)当过程均值无偏移时 ,即 μ= M , k ( 3) 式可以简化为= 0 ,δ= 0 时 ,P d = [φ( - 3 C p ) + 1 - φ( 3 C p ) ] ×100 % =2φ( - 3 C p ) ×100 %( 4)53第 3 期王前洪 ,等 :面向质量不合格率的 CU SU M 控制图参数优化设计运行链长 A R L 1 在不同的系数 ( k , h ) 组合下 , 可 以取值为 17 . 9 或 19 . 4 或 21 . 8 或 32 . 3 或 46 . 3或 51 . 3 等 . 则用户可以根据自己的需要和参考这 些给定的数值确定一个失控平均运行链长.表 1 δ与 A R L 关系表种确定 h , k 的方法显然不是最优的. 例如 ,上文提到的过程标准化偏移δ = 0. 70 时 ,有以下 6 种推荐的 情况 :3 系数 h , k 值的优化及其流程框图(1) 当 A R L 0 (2) 当 A R L 0 (3) 当 A R L 0 (4) 当 A R L 0 = 368 . 9 时 ,A RL 1 = 469 . 1 时 ,A RL 1 = 483 . 4 时 ,A RL 1 = 380 . 0 时 ,A RL 1 = 436 . 7 时 ,A RL 1 = 329 . 6 时 ,A RL 1 = 17 . 9 ; = 19 . 4 ; = 21 . 8 ; = 32 . 3 ; = 46 . 3 ; = 51 . 3 .计算平均运行链长 A R L 基本的思路是对由 Pa g e 所提出的积分等式进行计算 .L ( y ) = 1 + L ( 0) F ( k - y ) +h∫L ( x ) d F ( x + k - y )(6)( ) 5当 A R L 0 计算处理方法有多种 , 其中最多的是应用高 斯积分的数值计算方法来求值[ 2 ] , 或者用马尔可 夫链的有限个状态来计算[ 3 ]. 其中 , L ( y ) 代表平均运行链长函数 , y 表示累积和控制图中统计量 (6) 当 A R L 0 我们通过以下几个层次作比较 :1) 把 (1) , (4) , (6) 3 种情况加以比较 ;把 (2) , (3) , (5) 3 种情况加以比较 ; 这两种分组情况的根 据是每组的 A R L 0 的值相近 . 在第一组中 , (1) 的 A R L 1 = 17 . 9 ,最小 ,即最优 . 在第二组中 , (5) 的的初始 值 , 即 S 0 = y , y 的 取 值范 围是 0 到 H .F ( x ) 表示样本的统计分布函数 , 本文主要考虑观测值为正态分布的情况 . h 和 k 是累积和控制图中 的 2 个系数 , 平均运行链长的大小主要取决于这 2 个系数 ( h , k ) 的取值 .累积和控制图是用一系列的{ S t } 来描述的 ,具 体的累积和控制图的统计量定义如下 (以单侧正向 A R L 1 = 46 . 3 ,在同组中明显大很多 , 故最差 , 予 以排除 ,而 (2) , (3) 却难以比较 .2) 把剩下的 (1) , (2) , (3) 3 种情况加以比较 , 寻找一个最优方案组合 . (1) 中的 A RL 0 小 ,A RL 1 也小 . 这就要根据用户的具体需求进行判断 ,若用 户对受控平均链长 A RL 0 的要求不高 ,则选择 (1) 较好 ;若用户对受控平均链长 A RL 0 的要求高 ,则 考虑选择 (2) , (3) .3) 通过上面的工作 ,我们找到了推荐表中的 最优参数组合 . 是否存在没有在推荐表中列举出 来 ,而是更优的参数组合呢 ?这是本文主要考虑的 问题 . 本文采用编制程序来搜寻最佳的参数组合 ,为例) : S 0 = 0 ; S t = Max{0 , S t- 1 + X t - k}( t = 1 ,2 ,3 ,4 , ) ;如果 S t 的值超出门槛值 H ,说明控制过程处于失控状态. 可见 ,平均运行链长的值与系数 h ,k 的选择密切相关. 例如 ,当系数 h = 0 , k = 0 时 ,失控平均链长 A R L 1 = 1. 国内外通常是采用先取定 k 等 于 0. 5 ,然后再考虑 h 的选择. h 的选择是根据用户可 以接受的最小受控平均运行链长 A RL 0 来确定的. 这δ参数组合参数组合δA R L A R L A R L A R L A R L A R Lk = 0 . 25 k = 0 . 5 k = 0 . 75 k = 1 . 0 k = 1 . 25 k = 1 . 5 h = 8 h = 5 h = 3 . 5 h = 2 . 5 h = 2 . 0 h = 1 . 5 A R L A R L A R L A R L A R L A R L k = 0 . 25 k = 0 . 5 k = 0 . 75 k = 1 . 0 k = 1 . 25 k = 1 . 5 h = 8 h = 5 h = 3 . 5 h = 2 . 5 h = 2 . 0 h = 1 . 5 0 368 . 9 469 . 1483 . 4380 . 0436 . 7329 . 6 0 . 05 324 . 8 433 . 2 459 . 0 367 . 6 425 . 3 323 . 4 0 . 10 238 . 6 350 . 7 397 . 7 334 . 2 394 . 0 306 . 0 0 . 15 165 . 1 263 . 1 322 . 9 289 . 2 350 . 0 280 . 4 0 . 20 115 . 4 191 . 8 252 . 6 241 . 7 301 . 3 250 . 3 0 . 25 84 . 0 139 . 8 194 . 3 197 . 8 253 . 7 219 . 0 0 . 30 63 . 2 103 . 2 114 . 7 160 . 1 210 . 7 188 . 9 0 . 35 49 . 6 77 . 7 89 . 1 129 . 0 173 . 7 161 . 5 0 . 40 40 . 3 59 . 9 70 . 0 104 . 0 142 . 8 137 . 2 0 . 45 33 . 6 47 . 2 55 . 7 84 . 2 117 . 4 116 . 3 0 . 50 28 . 7 38 . 0 44 . 9 68 . 5 96 . 6 98 . 4 0 . 55 25 . 0 31 . 3 36 . 8 56 . 1 79 . 8 83 . 4 0 . 60 22 . 1 26 . 2 30 . 5 46 . 3 66 . 2 70 . 7 0 . 6519 . 822 . 425 . 638 . 555 . 260 . 2 0 . 7017 . 9 19 . 421 . 832 . 346 . 351 . 30 . 75 16 . 3 17 . 0 18 . 7 27 . 3 39 . 1 43 . 9 0 . 80 15 . 0 15 . 1 16 . 3 23 . 3 33 . 1 37 . 7 0 . 85 13 . 9 13 . 6 14 . 4 20 . 1 28 . 3 32 . 5 0 . 90 12 . 9 12 . 3 12 . 8 17 . 4 24 . 3 28 . 2 0 . 95 12 . 1 11 . 2 11 . 4 15 . 2 21 . 0 24 . 5 1 . 00 11 . 3 10 . 3 10 . 3 13 . 4 18 . 3 21 . 4 1 . 05 10 . 7 9 . 6 9 . 4 11 . 9 16 . 0 18 . 8 1 . 10 10 . 1 8 . 9 8 . 6 10 . 7 14 . 1 16 . 6 1 . 15 9 . 6 8 . 3 7 . 9 9 . 6 12 . 5 14 . 7 1 . 20 9 . 1 7 . 8 7 . 4 8 . 7 11 . 2 13 . 1 1 . 25 8 . 7 7 . 3 6 . 8 7 . 9 10 . 0 11 . 7 1 . 30 8 . 36 . 96 . 47 . 39 . 010 . 554 山东理工大学学报(自然科学版)2006 年0 . 014 8 - ( - 0 . 014 8)使得寻求到的参数达到最佳.参数优化设计框图如图1 所示.= 1 . 1 .6 ×0 . 0452) 由于质量不合格率= 0 . 22 % , C p =P d1 . 1 ,根据编制的第一个程序计算标准化偏移δ, 算得δ= 0 . 45 .3) 根据表1 ,初步选定失控平均链长A R L1 = 33. 6 ,求出所有满足要求的系数h , k 的组合值. 根据上面编制的第二个程序,可求得以下10 组符合要求的系数值:h = 8 .0 h = 6 . 9 h = 5 . 4 h = 4 .4 h = 3 .1= 0 .25 ;= 0 .30 ;= 0 .49 ;= 0 .45 ;= 0 .64 ;h = 7 .1h = 6 . 0h = 5 . 0h = 3 .7h = 2 .4= 0 .29 ;= 0 .35 ;= 0 .42 ;= 0 .55 ;= 0 .79 ; kkkkkkkkkk图1 参数优化设计框图4) 计算出以上10 组情况的受控状态下的平均运行链长A R L 0值分别为4程序编制说明368 . 9 ;334 . 9 ;265 . 4 ;177 . 5 ;139 . 6 ; 341 . 9 ; 295 . 6 ; 242 . 9 ; 169 . 3 ; 109 . 4 ;利用C + + 语言编制了2 个主要程序.第一个程序用来计算标准化偏移δ; 第二个程序用来计算累积和控制图的系数h 和k 的值.在第一个程序中,编制了2 个主要函数. 一个是标准正态分布函数; 另一个是标准正态分布的逆函数. 根据式(5) ,应用二分法的思想,调用两个主要的函数就很容易计算出过程标准化偏移δ.在第二个程序中, 由于涉及到平均运行链长A RL 的计算非常的复杂,本文主要采用高斯积分的数值积分来进行处理. 在失控平均链长给定的情况下,计算出符合要求的累积和控制图的参数h 和k 值.这样处理, 基本上能使h 和k 值连续性变化, 因而搜索范围很大,精度也大大提高.5) 根据在受控状态下平均运行链长越大越好的原则,本例要求受控平均链长不小于330 即可. 同时兼顾h 值,既不能太大,也不能太小,选择h 的值在4 或5 附近; k值的选择根据过程标准化偏移的大小,也有优先原则范围. 故选择第三组h = 6. 9 k = 0. 306) 计算H 和K 值H = hσ= 6 .9 ×0 .004 5 = 0 .031 1 , K = kσ= 0 .30 ×0 .004 5 = 0 . 001 4 . 故在保证质量不合格率不超过0 .22 % ,且判别的失控平均链长为33 .6 时的情况下,累积和控制图最佳参数值H 为0 .031 1 , K 为0 . 001 4 .说明:在一定的质量指标条件下( 比如: 质量不合格率) , 失控平均链长的值应选择相对较小的,再据此寻找合适的CU SU M 控制图的参数H 和K 值.5案例分析在加工汽车发动机的活塞环时, 活塞环的内径是一个非常重要的参数. 现已知活塞环内径的尺寸公差为Φ74 +0 . 014 8 , 过程的标准偏差σ=- 0 . 014 80 .004 5 .为满足质量不合格率不超过0 . 22 % , 欲采用CU SU M控制图监控均值的小偏移,且受控平均链长不小于330 , 试确定CU SU M控制图的参数H 和K 的取值.1) 求解过程能力指数C p ,6设计参数表格根据质量目标———质量不合格率来绘制累积和控制图的参数表格.下面只是简单做了2 个表格(表1 和表2) ,读者可以根据自己的需要,在U SL - L SL TC p = = =6σ6σ55第 3 期王前洪 ,等 :面向质量不合格率的 CU SU M 控制图参数优化设计已知过程能力指数的条件下 , 确定适当的失控平 均运行链长后 ,就可以将对应于质量不合格率的 累积和控制参数列出 ,并进行优化.7结束语表 2 C p = 1 . 2 , AR L 1 = 30 时以用户关注的质量不合格率为出发点 , 以用 户所希望的适当的失控平均运行链长来设计累积 和控制图的系数 h 和 k 值 ,并在其他条件约束下 , 对累积和控制图的参数予以优化 , 并简单给出了 在不同的质量不合格率下对应的最佳累积和控制 图参数值表 . 这种思路和方法也可用于指数加权 滑动平均控制图以及休哈特控制图等控制图. CUSUM 控制图最优参数简表δ值P d / % 最优 h 值最优 k 值0 . 05 0 . 10 0 . 501 . 000 . 28 0 . 50 1 . 02 1 . 273 . 8 5 . 1 3 .4 3 . 20 . 35 0 . 43 1 . 13 1 . 41参考文献 :[ 1 ] Page E S. Co nti n uo u s Insp ectio n Schemes [ J ] . Bio met ri ka ,1954 , ( 41) : 1002115 .[ 2 ] Rao B Ven kat e shwa ra . U ni quene ss and co nver gence of sol u 2tio n s to average r un l engt h i nt egral equatio n s f o r cu mul ative sum a nd o t her co nt rol cha rt s [ J ] . II E Tra nsact io n s , 2001 , ( 33) :4632469 .[ 3 ] J a me s C Fu . On t he average r un lengt h s of qualit y c o nt r olschemes u si ng a Mar ko v chai n app roach [ J ] . St at i stic s & Pro ba bili t y L et t er s , 2002 , ( 56) : 3692380 .表 3 = 40 时C p = 1 . 2 , AR L 1 CUSUM 控制图最优参数简表P d / % δ值最优 h 值最优 k 值0 . 050 . 100 . 500 . 28 0 . 50 1 . 023 . 85 . 3 4 . 9 0 . 42 0 . 49 0 . 741 . 00 1 . 27 5 . 3 1 . 22(上接第 50 页)[ 5 ] L ee H , Mo u sa A M. 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