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試析基于QFD與TRIZ的產品質量優化研究
產品質量(Quality)指的是在商品經濟范疇，企業依據特定的標準，對產品進行規劃、設計、制造、檢測、計量、運輸、儲存、銷售、售后服務、生態回收等全程的必要的信息披露。以下是一篇關于試析基于QFD與TRIZ的產品質量優化研究的論文范文，供大家閱讀參考!
論文摘要：隨著經濟的持續發展和技術的不斷進步，如何使自身產品可以緊隨時代潮流并經久不衰，成為企業越來越重視的話題。需求是經濟發展的動力，面對顧客需求的多變性和多樣化，企業應該不斷創新、改進自己的產品，增加產品功能，提升產品質量，以動態、持續地滿足顧客需求，擴大市場份額，提升產品市場競爭力。
論文關鍵詞：QFD TRIZ 產品質量 優化研究
1 緒論
1.1 選題背景及意義
質量功能展開(QFD)作為在產品設計和生產過程中分析顧客需求與技術特性、為產品質量改進和優化提供方向的一種技術方法理論，被應用于諸多企業的質量管理中。它通過質量屋(HOQ)將顧客需求分層次展開，確定需求重要度，并進行重要性排序;構建顧客需求-技術特性相關矩陣，以及技術特性自相關矩陣，依照需求重要度和技術特性相關關系，進行工藝改進和質量優化，實現產品創新。為了增強質量功能展開理論應用過程中的客觀性和科學性，諸多學者將 QFD 與各種理論方法(如模糊集理論、AHP、RAHP、KANO 模型、田口方法、TRIZ 理論等)相結合，以便更加深入分析、抽取顧客需求，找出需要改進的技術特性，為產品創新提供方向。創新是一切進步的源泉!國家對創新的重視和制定的相關政策，既引領著企業的發展道路，也推動了創新技術方法在國內的推廣和應用。發明問題解決理論(TRIZ)作為創新方法中的一種，與其他方法相比具有打破思維定勢，提升創新效率的優勢，已逐步在我國得到推廣和應用，并日益受到企業的重視[1]。它是阿奇舒勒審閱世界 250 萬份專利后，總結出來的發明規律和發明問題解決模式，是最切合企業實際和行之有效的創新方法。TRIZ 理論現已在美國、日本、韓國、歐洲等地得到廣泛應用，并在企業應用中取得了成效。但在我國，該理論只是在近幾年才得到重視，應用于少數省份和企業。目前，國內外學者逐步加強了對 TRIZ 理論的應用拓展研究，并結合企業實際，將其與諸如計算機輔助創新技術、六西格瑪、QFD、沖突解決圖表等結合使用，以提升創新的效率。但眾多成功應用 TRIZ 的企業案例以國外居多，國內屈指可數。
1.2 國內外研究狀況
質量功能展開(QFD)主要應用于產品設計階段，確定客戶需求與質量特性的關系，以最大限度提升顧客滿意度為目的，進行產品的優化設計與改進。國外學者對質量功能展開的定義有不同的理解：20 世紀 70 年代，赤尾洋二教授第一次提出了質量展開(Quality Development, QD)的概念：將顧客的需求轉換為質量屬性，將產品質量標準系統地展開到影響各個零部件和生產工藝的要素上，使產品或服務預先實現質量保證，符合客戶需求[2]。水野滋博士認為，QFD 是將保證質量的職能或業務，按照目的、手段系統展開，以確保滿足客戶需求，它是一種體系化的管理方法[2]。Mazur 和 Glenn 認為，QFD 就是用于提高產品/服務顧客滿意水平的工具[3]。Joachim K. 和 Feng J. W 等人認為，QFD 是將顧客需求進行分解、展開和轉化，通過一系列的量化評分表和相關矩陣組合，對影響質量的主要因素和指標進行詳細分析，最后實現系統化[4]。Lou Colen 認為，QFD 是一種評價和衡量方法，使得產品開發小組能夠清晰了解客戶的需求，并對產品或服務的性能滿足客戶需求的程度進行系統地評價[5]。20 世紀 50 年代企業質量控制活動在日本得到廣泛開展，人們意識到生產過程需要進行質量控制，設計過程更需要進行質量控制，提前控制產品質量，可以減少原材料損耗，進而降低企業成本。質量功能展開(QFD)最早產生于日本，在質量展開的概念被提出后，日本的神戶造船廠開發出了質量表的雛形，彌補了質量展開的不足。
2 相關理論概述
2.1 質量功能展開(QFD)理論
如何了解客戶對企業產品的需求，發現顧客的魅力型需求，以及產品應如何改進才能更好地滿足顧客需求是企業在產品設計與質量優化中的重點。質量功能展開可通過質量屋技術細化顧客需求，識別需要改進的技術特性和工藝，為產品質量優化提供方向。赤尾洋二教授對 QFD 的定義在國外比較具有代表性，而國內具有代表性的觀點認為 QFD 既是一種直觀的、系統的、強有力的產品規劃工具，又是一種以顧客需求為依據、綜合產品開發階段的各項技術要素進行系統創新的方法[22]。其基本思想是將顧客的需求貫穿到產品開發與生產的全過程。綜合國內外學者的研究，本文認為質量功能展開(QFD)是指結合市場、成本等因素，綜合各種量化方法和管理思想分析客戶的當然需求，挖掘客戶的魅力型需求，尋找符合客戶需求的產品技術特性及產品關鍵控制點進行產品設計，以提升客戶滿意度和產品市場競爭力的系統性的技術與方法。四個階段的矩陣相當于簡易的質量屋，各個階段的質量屋存在內在聯系，即下一道工序使上一道工序的“顧客”，將上一道工序的顧客需求轉變為下一道工序的技術特性。產品規劃矩陣將客戶需求轉化為技術特性;零部件開發階段將產品規劃階段的技術特性作為顧客需求，分析影響該技術特性的零部件特性(如技術參數、大小尺寸、材料等)，進行產品設計，并利用最重要的零件特征構建產品質量屋。前兩個階段是產品設計階段的質量屋構建，本文主要應用的是 QFD 的前兩個階段，即通過分析顧客需求，確定需要改進的技術特性，并進一步具體到與需要改進的技術特性相關聯的零件生產和加工工藝。
2.2 灰色關聯分析
灰色關聯分析(Grey Relational Analysis, GRA)是根據各因素變化曲線幾何形狀的相似程度，來判斷因素之間關聯程度的方法[23]。此方法主要用于計算比較數列和參考數列的相關關系;灰色關聯度越大，表示比較數列與參考數列的關系越密切[24]。故障模式與影響分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)是在一項產品出廠之前，確認、消除產品整個設計、生產過程中已知的和潛在的問題與錯誤的技術方法，也稱作潛在失效模式及后果分析[25]。該方法是通過 FMEA 表格分析產品或服務的零部件或工藝流程的故障模式及其影響，預先查找產品質量缺陷或故障，降低產品生產風險和成本，提升顧客滿意度。FMEA 一般分為設計 FMEA 和過程 FMEA，其中設計 FMEA 的表格構成為：設計功能、潛在故障模式、潛在故障影響、關鍵特性、嚴重度(SEV)、故障原因、發生度(OCC)、檢測方法、檢測度(DET)、風險順序數(RPN)、建議措施、責任人/責任范圍/完成日期、落實措施的結果[25]。
3 矛盾分析與系統優化模型的構建 21
3.1 構建基于灰色關聯分析與 FMEA 的質量屋模型 ...... 21
3.2 建立系統優化模型.......... 29
3.2.1 確定矛盾沖突 29
3.2.2 解決矛盾沖突 30
3.2.3 系統優化模型 32
4 汽車安全氣囊發生器質量優化實證分析 .......... 34
4.1 分析 A15 汽車安全氣囊發生器組件的顧客需求 ...... 34
4.2 構建 A15 汽車安全氣囊發生器質量屋 354
4.3 基于 TRIZ 的 A15 汽車安全氣囊發生器質量優化方案設計........ 47
5 結論與展望. 50
5.1 研究工作與結論.. 50
5.2 研究展望........... 50
4 汽車安全氣囊發生器質量優化實證分析
安全氣囊是汽車必不可少的一部分，它的質量和可靠性與乘員的生命安危息息相關。汽車在行駛中出現安全事故時，會產生兩次碰撞，第一次是汽車和外部事物的碰撞，導致汽車行駛的速度迅速下降;第二次是由于汽車速度急速下降所產生的慣性使乘員和汽車內部構件之間發生碰撞。汽車安全氣囊的主要作用是：在兩次碰撞之間，安全氣囊迅速彈出、膨脹，降低乘員的碰撞程度，以起到保護作用。汽車安全氣囊的工作原理為：當汽車發生碰撞事故時，安全氣囊控制系統檢測到沖擊力(減速度)超過設定值時，安全氣囊電子控制裝置立即接通充氣元件中的傳爆管電路，點燃傳爆管內的點火介質，火焰引燃點火藥粉和氣體發生劑，產生大量氣體，在 0.03s的時間內即將氣囊充氣，使氣囊急劇膨脹，沖破方向盤，緩沖碰撞對駕駛員和乘員的沖擊，隨后又將氣囊中的氣體放出[26]。X 汽車安全系統有限公司主要從事汽車主、被動安全技術和產品的研發、設計和制造，是國內最大的自主品牌安全氣囊和安全帶的供應商。公司在生產過程中實行ISO/TS16949 質量保證體系，并通過了 ISO14001 環境體系認證。公司根據顧客對不同車型安全氣囊發生器的需求，進行產品的創新設計和質量優化，以最大限度滿足顧客需求，贏得市場份額。本文選擇 X 公司的 A15 汽車安全氣囊發生器組件作為研究對象，通過 QFD 與 TRIZ 的集成應用，幫助企業分析顧客需求，實現產品創新設計和質量優化。
結論
本文基于 FMEA 與灰色關聯分析構建了質量屋規劃模型，并利用 TRIZ 對 A15 汽車安全氣囊發生器進行優化設計和改進。其中所做的研究工作主要有：
(1)對 QFD、TRIZ 的拓展研究以及 QFD 與 TRIZ 的集成應用做了國內外研究現狀評價和總結，并提出了自己對 QFD 定義的理解;
(2)介紹了 QFD 的相關理論知識和內容及其核心技術——質量屋技術，并對質量屋的組成部分和構建過程進行了詳細、重點介紹;
(3)對 QFD 質量屋構建過程中使用的灰色關聯分析和故障模式與影響分析(FMEA)進行詳細介紹，通過灰色關聯分析方法計算顧客需求重要度，確定顧客需求與技術特性相關關系矩陣，利用 FMEA 修正技術特性重要度，既消除了數據獲取的主觀性和隨意性，又盡量避免了產品優化過程中的質量缺陷和成本、資源浪費，使產品在提升顧客滿意度的前提下實現質量優化。
(4)QFD 的質量屋構建過程是根據顧客需求發現產品或系統中存在的沖突，而TRIZ 則是根據發現的沖突，運用固有的技術方法解決沖突和問題。QFD 與 TRIZ 的集成應用實現了優勢互補，將發現問題、分析問題和解決問題結合起來，推動產品創新設計與質量優化。
(5)本文將 X 公司的 A15 汽車安全氣囊發生器作為研究和模型應用對象，通過灰色關聯分析和 FMEA 將安全氣囊發生器進行質量功能展開，發現產品設計與優化過程中的沖突和問題，并用 TRIZ 分析問題，提出相應的解決思路，以實現該類汽車安全氣囊發生器的優化設計，為 X 公司和類似公司產品的質量優化提供借鑒。
參考文獻(略)
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