质量管理与可靠性 主讲：周鹏 主讲：周鹏 主讲：周鹏 主讲：周鹏 E_mail:SCZHOUP@163.COM 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

第五章 设计质量控制 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

导 论 在开发过程中大量应用的质量保证手段 质量功能配制 62 5 产品故障模式与影响分析 89 96 55 工艺故障模式与影响分析 90 87 95 在开发过程中大量应用的质量保证手段 33 27 28 50 45 71 100 53 31 83 85 质量功能配制 产品故障模式与影响分析 工艺故障模式与影响分析 故障树分析 实验设计 实验评估 统计工艺控制 质量圈 产品评估 系统评估 波卡—约基 占企业百分比 一般企业 优质企业 主要应用领域 开发过程 生产过程 导 论 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

导 论 设计质量控制分析 设计质量控制技术 Text2 设计质量控制概述 Text3 Text1 Text4 设计质量控制实施 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

一、设计质量控制概述 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

相关概念 设计质量 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。 设计质量控制 按规定程序和规范，控制和协调各个阶段的设计工作 ，以保证产品的设计质量，及时地以最少的耗费完成设 计工作。 相关概念 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

设计质量与产品质量 市场调研质量 （产品需要有关） 设计质量 （产品设计有关） 顾客质量 （产品保障有关） 制造质量 （设计的符合性有关） 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

产品质量设计模型 产品的质量特性值与对其有影响的设计参数和误差因素有关。可用函数表示为： 产品的质量设计过程中，为了稳定产品性能，就应该使设计输出结果的均值和标准差满足以下两个条件： 条件1： ，一批产品的质量特性均值应恒等于目标特性值； 条件2： ，一批产品的质量特性值的标准差应小于目标特性值极限偏差与一常数的比值。 产品质量设计模型 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

二、设计质量控制分析 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

设计质量控制原则 需求原则 信息原则 系统原则 继承原则 效益原则 简化原则 定量原则 时间原则 合法原则 审核原则 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

设计质量特性分级 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 质量特性值的许容差进行分级。 设计质量特性分级 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

设计质量特性分级 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 质量特性值的许容差进行分级。 设计质量特性分级 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

设计质量特性分级表示方法 符号表示法 表格法 对于复杂的零件，宜采用表格法标注设计质量特性。 采用表格法标注分级要求时，设计专用的表格，规定零件的质量特性重要度分级情况和说明，作为独立的文件发放给施工人员，配合零件的设计图样进行零件的施工。 设计质量特性分级表示方法 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

三、设计质量控制技术 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

产品开发普遍采用的技术和方法 QFD 确定要求 QFD、DFM和 PDCA 概念开发 QFD、产品FMEA 田口方法和DFM 详细设计 制造系统的 概念开发 QFD、 PDCA和工序FMEA QFD、 工序FMEA、田口方法、过程能力 工序设计 统计过程设计PDCA 服务与支持 产品开发普遍采用的技术和方法 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

质量功能展开 质量功能展开 质量功能展开（Quality Function Development， QFD） 采用QFD可使检验生产质量转向检查产品的设计质量 ——产品的内在质量，QFD使设计成为现实之前就已引 进许多无形的要素，产品质量就溶于设计之中。 狭义的质量功能展开，将形成质量的功能乃至业务， 以不同的层次展开到具体的部分。 质量展开，是将顾客的需要转换为图纸和设计要求及 产品生产过程中各阶段的要求，以确定产品的设计质量 ，并将其系统、关联地展开到零部件的质量、零件质量 、工艺要求以及工序要求等过程。 质量功能展开 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

质量功能展开示意图 质量功能展开 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

质量功能展开 QFD的核心是质量屋（House of Quality，HOQ），质量屋是由一系列的二维矩阵和图表构成的。 QFD质量 屋的构成 一级质量屋举例 质量功能展开 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

质量功能展开 QFD的质量屋基本上是由以下不同参数的矩阵图表和一项设计目标声明构成 ： （1）目标声明 （2）顾客需求及其重要度 （3）工程技术措施 （4）关系矩阵 （5）相关性矩阵 （6）市场竞争性评价矩阵 （7）工程技术措施特性指标及其重要度 （8）技术竞争性评价矩阵 （9）技术难度和目标值 质量功能展开 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

Genrich Altshuller TRIZ理论 TRIZ是俄文Teorijz Rezhenija Izobretatel’skich Zadach 的缩写，其英文含义为发明问题解决理论（ theory of inventive problem solving, TRIZ），它是一 种创新性问题解决方法指导性理论。 TRIZ认为，创新并不是灵感的闪现和随机的探索，它 存在着解决问题的一般规律，这些规律和原则可以告诉 人们按照什么样的方法和过程去进行创新并对结果具有 预测性和可控制性。 TRIZ理论 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

TRIZ理论 TRIZ设计理论的主要内容和工具有：产品的进化理论 、39个工程参数、40条发明原理、物理矛盾、分离原理 、物质——场分析、科学和技术成果数据库、ARIZ算法 等。 TRIZ理论认为，产品在设计过程中，存在着管理、技 术和物理三种矛盾冲突。 TRIZ理论 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

TRIZ理论 产品的进化分析 根据产品生命周期曲线来针对性实施策略 39个工 程参数 用39个通用工程参数将技术矛盾转化为一般的或标准的技术矛盾。 40条发 明原理 40条发明原理是解决技术矛盾的关键。 将39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系，很好地解决了选择发明原理的难题。 矛盾矩阵 四种分离原理解决物理矛盾：空间分离；时间分离；基于条件的分离；整体与部分的分离. 分离原理. 分离与发明的关系 分离原理与解决技术矛盾的发明原理之间存在一定的关系. 具体步骤和使用参见补充资料 TRIZ理论 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

田口方法 稳健设计是一种低成本、高质量的统计分析设计方法 ，起源于20世纪70年代日本的田口玄一（Taguchi）提 出的“三次设计法”，国际上又称为“田口方法”。 稳健设计的基本原理就是在设计产品或工艺时，就考 虑到产品在制造和使用中各种因素发生偏差，以及在规 定的寿命期间内产品发生老化、性能变差时，都能使产 品的性能保持稳定的一种设计方法 即使选用价格廉价的零部件（指要求的加工精度低或 二级、三级品等类零部件），通过稳健设计，调整影响 产品质量的可控因素（即设计参数）的水平和组合以及 容许差，使总的产品性能对其它质量因素的敏感程度降 低，提高和稳定产品抗干扰的能力，以获得低成本高性 能的产品。 稳健设计方法 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

稳健设计方法 容差设计 参数设计 系统设计 首次设计 核心设计 第三次设计 为了提高和保证产品性能，同时考虑成本因素，以优化产品性能为目标，设计出质量稳定、成本合理的产品。 通过控制可控因素的容差，衰减或缩小误差因素所引起的产品质量波动，调整产品质量与成本关系的一种设计方法。 决定产品功能和结构的设计 首次设计 核心设计 第三次设计 稳健设计方法 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

QFD 稳健设计 QFD、TRIZ和稳健设计的集成应用 实现产品创新设计的有力工具，它将产品创新的核心——概念设计（在稳健设计中称为系统设计）过程具体化，并提出了规则、算法与发明创新原理供设计人员使用。 对用TRIZ创新设计理论得到系统功能原型进行参数设计和容差设计，得到产品各个设计参数的最佳水平值及其组合，就能获得价格合理、质量性稳定的产品 QFD、TRIZ和稳健设计的集成应用 质量与可靠性管理 http://www.swust.net.cn

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