QM第五讲设计质量控制

LOGO主讲人：史后波邮箱：[e-mail]电话：180553726702019年8月21日星期三第五讲设计质量控制CompanyLogo内容：案例分析--意大利汽车制造商兰博基尼5.1设计质量概述5.2设计质量控制分析5.3设计质量控制技术5.4设计质量控制实施重点和难点：理解并掌握质量功能展开方法QFD理解田口设计方法的基本思想掌握正交试验设计法CompanyLogo案例分析--意大利汽车制造商兰博基尼理念设计----兰博基尼MIURA和兰博基尼的所有新车的命名一样，都是与牛有关。MIURA是西班牙著名的养牛人，是蛮牛之父；而Lamborghini则是兰博基尼之父，他们的组合强调了兰博基尼的品牌文化和个性，也寓意比牛更牛。兰博基尼就意味着纯粹、极致与永不妥协，这正是兰博基尼品牌所坚持的核心，MIURA则将这种品牌基因进行了发扬和传承。1966年3月在日内瓦车展全球首发的兰博基尼MIURAP400，是兰博基尼的首席工程师达拉瑞和设计大师甘迪尼共同完成的大作。该经典车型的设计包括外型设计、动力总成设计、底盘设计、空力设计、内饰设计等方面。CompanyLogo前卫而时尚的外型设计：圆润而流畅的车身线条，至美的腰线，低矮的底盘，前长后短的完美车身比例：细节上，双圆头灯设计，以及融合了前翼子板的一体式车身前罩以及头灯和前罩上的黑色格栅装饰，则都是提升MIURA细节的关键。另外，通过控制车身比例以及各种细节处理的空力设计，让MIURA外表更显优雅和性感。史无前例的引擎布局：60年代，它将一具排量为3.9L、最大输出功率350马力的V12引擎横置于车辆的后轴之上，同时采用后轮驱动。直至今日，兰博基尼依旧是中置后驱这一动力布局方式最坚定的支持者和领先者。而中置后驱这一动力布局方式对于现今的超跑发展和性能提升起到了一个怎样的影响。CompanyLogo速度之王：为了向世人展示Countach的强大威力，兰博基尼策划了一次与法国的“幻影战略轰炸机”的比赛。在长度为4000米的飞机跑道上的速度之争的结果是：幻影以10.8秒到达终点，Countach仅以1.9秒的微弱差距屈居次席，从此获得“欲与飞机试比高的跑车”的美誉。CompanyLogo第1节设计质量控制概述产品成本的70-80%取决于产品的设计；设计决定了新产品的质量；产品功能只能由设计来决定；产品最终能否满足用户要求关键取决于产品设计。CompanyLogo1、新产品的研发1）新产品/服务开发的重要性①有利于增强企业的市场竞争力②有利于扩大市场份额③适应个性化定制生产的需要④产品更新换代的需要研究与开发的费用不再是一项费用，而认为是对企业未来的一项投资，是“对企业未来的投保”CompanyLogo新产品开发时间占总开发时间的近60%；新产品开发费用占总费用的6%左右，但影响总费用的70%，而波音公司中影响总成本的83%；新产品开发决定生产率的70-80%;新产品开发影响40%的质量问题。概念设计设计开发设计使用制造装配新产品开发阶段改变设计引起的成本CompanyLogo表1：近年来各国R&D经费占GDP的比值（%）国家日本美国法国英国韩国巴西印度中国R&D/GDP2.82.72.422.082.01.10.90.5公司通用福特克莱斯勒大众丰田本田日产研发费/销售额5.14.43.53.75.04.55.9表2：几家主要汽车公司研发费用占销售额的比重2）现代企业中的R&D重视现状CompanyLogo产品R&D对开发周期、成本、质量和制造效率影响设计时间55％制造时间22％装配时间23％产品开发时间100%产品开发周期影响CompanyLogo设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗①Boothroyd引用福特公司的报告表明，尽管产品设计和工艺费用只占整个产品费用的6%，却影响了总费用的70%以上，见下图。成本影响：CompanyLogo②SohleniusG.以波音公司为例进行分析后指出：一般产品成本的83%以上由产品设计阶段决定，而这一阶段本身所占有的费用仅为产品全部成本的7%以下，见下图。决策成本消耗成本产品设计过程设计制造装配与维护O20406080100产品生命周期设计阶段原形制造阶段产品开发过程—成本曲线（波音）CompanyLogo3）新产品的概念（1）概念从生产技术角度来看：•采用新技术、新材料、新工艺，在技术、性能、功能、结构、材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品，且显著提高性能、扩大功能。•新产品指在产品特性、材料性能和技术性能等方面或仅一方面具有先进性或独创性的产品。新原理新结构新技术新工艺新材料新产品满足需要有价值有竞争力CompanyLogo（2）新产品的分类按新产品的新颖程度：•改进型产品•换代产品•创新产品按新产品的地域范围分：•国际新产品•国内新产品•地区新产品CompanyLogo（3）新产品研发的方向高能化、多能化微型化、轻便化个性化、高效化复合化、多样化智能化、知识化艺术化、品味化绿色化、美观化CompanyLogo（4）新产品研发风险3000原始想法300提议125小项目9项开发4项重大1.7启动1成功1234567**产品死亡率：98.2%①新产品是设计人员的想象②新产品和需求不匹配③营销能力不足CompanyLogo1、设计定义及过程1）设计的定义ISO9001:2008标准对设计的定义是“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。”设计过程转换输入输出顾客或市场信息法律法规组织附加要求产品图样及质量特性规定的产品特性或规范后续的产品实现过程测量过程的产品信息服务规范或质量控制规范CompanyLogo2）设计的过程客户市场营销销售前期研究产品设计工艺设计客户市场生产新产品概念促销响应需求客户要求产品规范生产订单产品市场管理产品开发生产制造产品设计简图CompanyLogo产品设计过程一般包括九个阶段：①产品理念形成②顾客未来需求预测③技术选择阶段④技术开发阶段⑤最终产品定义阶段⑥产品营销与分销准备阶段⑦产品设计与评价阶段⑧制造系统设计阶段⑨产品制造、交付和使用阶段CompanyLogo一般来讲，一个完整的新产品开发过程包括产品创意、产品设计、工艺设计、装配设计与流程选择，以及市场导入等一系列活动。①产品设计过程包括产品的需求分析、产品构思、可行性论证、结构设计。②工艺设计按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备要求等的说明。③装配设计指产品装配过程进行深入分析，设计出能够实现产品设计优化组合的装配流程，其主要目标是使装配成本最小化。④产品设计试制：试制计划是一个反复进行设计－试制－试验的循环过程。⑤市场导入是将所开发的产品引入市场。3）产品设计CompanyLogo（1）产品构思需求分析产品功能干预指令协调输入结构设计工艺设计协调产品规格干预指令中间结果中间结果工艺计划中间结果协调结果协调结果CompanyLogo（2）结构设计过程需求环境功能需求设计参数结构设计过程工艺需求—工艺变量工艺设计过程生产指令生产过程技术活动生产活动物理域功能域顾客域制造域1993年，在《企业流程重构：管理革命的宣言》一书中，哈默教授提出了企业流程再造：物流转换、位置转换、交易转换和信息转换CompanyLogo（3）工艺设计工艺设计含义：按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。作用：确定制造工艺及相应的后勤支持活动。设计加工产品所需加工步骤、方法和设备、工具是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。工艺过程：是工艺路线和工艺方法的总和，前者解决原材料、半成品按照什么路线、经过哪些工序转变为产成品；后者解决用什么生产运作手段和操作方法来实现各工序的功能CompanyLogo2）程序：•产品图纸的工艺分析和审查•拟订工艺方案•编制工艺规程•设计、制造和调整工艺装备；决定加工毛坯（材料和尺寸）选定加工条件计算加工时间制定加工工艺选择机床决定加工工序内的操作顺序选择工装零件图CompanyLogo构想概念分析开发产品创意设计方案盈利分析技术工艺4）产品设计与生产过程CompanyLogo试产测试试销上市尝试生产性能测试尝试销售规模上市调整产品调整CompanyLogo2、面向质量的产品设计设计产品时，首先必须回答许多问题？例如，何为顾客所需的功能？目前产品具备哪些功能？产品所选用的材料有和局限性？有更好的材料可用吗？生产该产品需要多少成本？需要多少成本才能使产品在市场上获得成功？何谓面向质量的产品设计？质量有许多不同的维度，每个维度都有其不同的设计问题。何谓关键性能特征？顾客需要多少性能？多少性能是不必要的？如何平衡性能的各竞争性维度之间的关系？工程师设计与需求？设计工程师需从营销和生产部门获得信息，了解顾客需求、营销需求和实际生产状况。电视遥控器CompanyLogo3、设计质量与产品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----符合性质量。2）与产品设计有关的质量——设计质量----经济性质量。3）与产品设计的符合性有关的质量——制造质量----适用性质量。4）与产品保障有关的质量——顾客质量----可靠性质量。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。设计质量是产品质量最核心最关键的部分CompanyLogo4、设计质量要素①控制因素为了改进产品的质量特性，在技术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。③信号因素为了实现目标结果而选取的因素，指产品质量特性需要达到的目标值。CompanyLogo④误差因素根据误差因素对产品质量特性产生波动的原因，可分为：1）外部干扰环境因素和使用条件发生变化而影响产品质量稳定性的干扰因素。2）内部干扰产品存放或使用中，其组成部分随时间的推移而老化、磨损、腐蚀、蠕变以及失效等现象，从而影响产品正常发挥其功能的干扰因素。3）随机干扰在同一设计制造条件下，由于操作人员、材料、机器设备、环境等方面存在波动，从而使产品质量特性值发生波动的干扰因素。设计质量控制可以有效地控制和衰减外部干扰、内部干扰和随机干扰引起的质量波动，而制造过程中的质量控制只能控制由随机干扰引起的质量波动。CompanyLogo5、设计质量模型产品质量设计模型包含的基本要素有：设计参数（控制因素+标示因素）、误差因素（噪音因素）、信号因素（即输入因素）、质量特性（即输出特性）。设计参数和误差因素影响着产品的输出特性值。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，在产品质量设计模型中，将标示因素归入设计参数中，不单独列出。CompanyLogoCompanyLogo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。z)x,f(y0yyykS1CompanyLogo案例--福特技术运营福特汽车公司新产品设计流程再造革命，制订了全球一体化的产品计划，为了改进质量和降低成本，基本车辆底盘的种类减少了50%，同时顾客可以得到更多类型和更加个性化的车辆—每种底盘的模型种类增加了45%。福特技术部门利用计算机仿真设计和测试，开发新产品所花时间减少了27%，从33个月减少到24个月。在计算机辅助设计