第五章 设计过程质量管理

本章主要内容： 本章教学要求： 第一节 设计质量管理概述 第二节 质量功能展开 第三节 实验设计 第四节 可靠性工程 1、掌握质量和质量管理的基本概念，了解质量管理的发展历史，理解产品质量的形成过程及质量管理的原则，掌握质量管理的过程方法，了解目标管理的基本内容，了解质量管理的相关法律法规； 2、掌握全面质量管理的定义、特点、核心观点及全面质量管理的基本内容；了解推行全面质量管理的基本工作。

第一节 设计质量管理概述 一、产品质量与设计质量 1、产品开发过程 确定市场 产品构想 设计产品 生产产品 过程设计 确定 过程设计 产品设计 确定 产品成本的70-80%取决于产品的设计

2、设计的概念 在ISO9000:2000标准中，对设计的定义为：“设计和开发是将要求转换为产品、过程或体系的规定的特性或规范的一组过程。” 设计过程分为多个子过程： 设计策划 设计输入过程 设计输出过程 设计评审过程 设计验证过程 设计确认过程 设计更改过程 设计的状态管理过程

3、产品开发过程的可能出现的结果 Traditional "Over the Wall" Design

企业期望的结果

4、设计质量 国际标准化组织（ISO）指出了产品质量包含以下四个方面： （1）与确定产品需要有关的质量——市场调研质量 （2）与产品设计有关的质量——设计质量 （3）与产品设计的符合性有关的质量——制造质量 （4）与产品保障有关的质量——顾客质量 设计质量是产品质量最核心最关键的部分，直接决定产品质量 设计质量是指所设计的产品是否能够满足顾客需求、性能是否易于制造和维护、经济性是否合理、对生态环境是否造成危害、风险是否最小等。

二、影响产品质量的因素 质量因素：在产品质量管理活动中，影响产品质量以及对产品质量波动有影响的因素。 （1）控制因素（可控因素、设计变量、设计参数） 为了改进产品质量特性，在技术性能上能控制其水平的因素 （2）标示因素 维持环境与使用条件等方面的因素，其水平值在设计前就已经确定。

为了实现目标结果而选取的因素，是指产品质量特性需要达到的目标值。 ①特点：不能控制、控制代价太高，但对产品质量有干扰的因素 （3）信号因素 信号因素是为了实现人的某种意志或达到目标所要求的结果而加以选取的因素。在具体问题中，应先取什么因素作为信号因素，要根据专业知识与实践经验加以确定。 例如，对于汽车的操纵特性来说，需要的转弯半径可以通过方向盘的转向角达到，转向角即为信号因素。 （4）误差因素 为了实现目标结果而选取的因素，是指产品质量特性需要达到的目标值。 ①特点：不能控制、控制代价太高，但对产品质量有干扰的因素 ②类型：外部干扰、内部干扰、随机干扰

三、产品质量设计模型 1、产品质量设计模型包含的基本要素 设计参数-可控因素 误差因素-噪音因素 信号因素-输入因素 质量特性-输出特性 注： ①产品质量特性值与对其有影响的设计参数和误差因素有关。 ②设计参数和误差因素影响着产品的输出特性值。 ③一般而言，不能选择标示因素的水平，它只是在于调节各个控制因素的水平，寻求控制因素最佳水平与最佳组合。因此，将标示因素归入设计参数，不单独列出。

2、设计质量特性 产品在设计过程中，通常通过测定或测量产品特定功能或特性，用所得的数据来评定其好坏，称这一数值为质量特性。如性能、可靠性、经济性等。 产品设计的质量特性值类别： ①结果特性（上位特性）和原因特性（下位特性） 产品质量形成全部过程包括以下几个阶段：市场调研、设计和研制、采购、工艺准备、生产制造、检验和试验、包装和存储、销售和发运、安装和运行、技术服务和维护。 每一阶段都存在质量特性，一般来说位于前面阶段的是原因特性；位于后面阶段的是结果特性。如用户的产品质量特性是结果特性，而制造商提供的产品质量特性是原因特性；前道工序产品质量特性为原因特性，而后道工序产品质量特性为结果特性。

②计量特性和计数特性 ③静态特性和动态特性 静态特性：目标值随信号因素水平的变化而不变的质量特性。 如各种档案数据、参数数据、编码数据等。如操作员资料、质检员资料、产品检测规程和方法、质检设备检测规程和方法等。 动态特性：目标值随信号因素水平的变化而变化的质量特性。如机床的切削特性，运动机械（汽车、火车）的操纵特性等。 ④望目特性、望大特性和望小特性 望目特性：指存在固定的目标值m（m为非零有限数），希望围绕目标值波动，且波动越小越好的质量特性。 望小特性：指不取负值，越小越好，且波动小好的质量特性。如测量的误差等。 望大特性：指不取负值，越大越好，且波动小好的质量特性。例如，抗拉强度、寿命等。

3、设计质量特性分级 （1）设计质量特性分级的内容 产品的设计质量特性分级涉及到整个产品及其零部件。产品的设计质量特性分级首先是针对整个产品而言的；其次，产品的质量是由其零部件的质量特性来保障的，因此，设计质量特性分级也要对产品的各个零部件进行相应的质量特性分级。 一般对产品性能、安全性能、环保性能以及可能导致用户索赔抱怨等方面明显影响产品功能的设计质量特性进行分级。

（2）设计质量特性重要度分级方法 一般由设计人员运用专业技术知识进行设计质量特性的分级，根据产品的总功能，按照产品—部件—零件的步骤进行功能展开，并联系产品及其零部件的设计质量特性值的容差进行分级。

4、设计质量的评价 设计质量评价是根据确定的目标来测定对象的质量属性，并将这种质量属性变为客观定量的值或主观效用的行为。 常根据产品的功能特性来评价产品的设计质量特性。可用以下指标来评价产品的设计质量特性：部分缺陷、功能特性指数、质量损失函数、质量信息熵函数。 质量评价类型 （1）事前评价，这是在决定产品或系统是否要进行设计开发，是对产品进行规划研究时进行的评价； （2）中间评价，在产品或系统的设计中期所进行的评价； （3）事后评价，指完成产品或系统的设计后，评价设计输出结果是否达到预期的目标； （4）跟踪评价，产品或系统经过一段时间的使用或运行后，发现某些想不到的情况，需要重新进行评价。 选取什么样的特性值及其评价指标和评价方法则是设计质量控制人员应考虑的问题。

5、设计质量控制常用技术 设计质量的评价体系：是由技术性评价、经济性评价、市场环境评价、生态环境评价、效益和风险评价等组成的综合评价体系。 常用的评价方法有以下几类：专家评价法、经济分析法、运筹学和其他数学方法、混合法。 5、设计质量控制常用技术 质量功能展开（QFD） 发明问题解决理论（TRIZ） 田口方法（Taguchi’s Method） 可靠性设计中的故障树分析法（FTA）、失效模式及影响分析法（FMEA）和失效模式、影响及危害性分析法（FMECA）