创新设计与管理：QFD与TRIZ-6σ法 - 文章

创新设计与管理：QFD与TRIZ-6σ法

作者：清华大学罗振璧朱耀祥来源：雅式工业专网

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在制造过程的质量控制中QFD（质量功能展开）帮助人们建立了对产品开发和设计质量的管理。本刊限于篇幅，将此文分为两部分，第一部分主要介绍QFD的发展历史、定义和基本原理。

一、质量功能展开QFD

1、概述

（1）QFD的过去

质量功能展开（QFD, quality function deployment），是在日本重建工业与经济的60年代提出，并在1966年被正式定义的。产生QFD的背景是，当时日本企业的产品开发正处在从主要依赖模仿与复制现有产品向自主创新开发转变的关键时期。在当时日本企业实施全面质量控制TQC时提出的QFD是作为一种新产品开发的新概念或新方法被企业采用的。QFD之后附加的小标题是：一种实现全面质量控制的方法。QFD的第一本书在1978年出版问世，书名是《质量功能分配：一种公司的质量方法》。

到了70年代，为适应日本汽车工业的快速成长所引发的新产品开发和制造模式转换的需要，迫切需要出版介绍有关QFD理念与方法的专着。在以下两方面因素的推动下使QFD技术方法得以推广应用：

①当时，虽然人们已经认识到产品设计质量的重要性并期望学习与应用QFD技术，但是找不到可为辨识设计质量利用的相关QFD技术书籍；

②虽然当时公司已经广泛利用了质量控制的控制图，但是在大量新产品进入制造领域时如何利用QFD快速生成其过程控制图成为当务之急。换言之，在确定设计质量的同时人们还必须确定关键的质量保证点。迫切需要解决的问题是，在这类生产活动中人们如何预测这些关键质量的控制点或检测点；在开始生产之前如何知晓主要生产作业活动的优先权。

1972年首次提出“质量展开”（日文“hinshitsu tenkai”）的概念和建立其展开的方法，在生产开始前使必须保证的设计质量贯穿整个重要的质量保证点。可是实践证明它还不能完全适应质量设计的要求。为此，三菱重工着手解决这一问题。创造了用功能与质量特性间的关系代替质量特性，并利用功能系统化的真实质量（顾客的需求）表达。这一创新构想的集成建立了质量展开（QD, quality deployment）技术。质量展开QD被定义为把客户的需求转换成质量特性，以确定最终货物的设计质量，并系统地把产品的质量特性（Quality Characteristics）分配到零部件和单个零件的质量与过程因素及其相互关系的方法（Yoji Akao, 1990）。

另一个发展方向是将价值工程VA技术融入QFD。因为VA是一种定义产品功能的途径，它已经被扩展到商务流程功能中，使商务流程功能展开与狭义QFD相联系。狭义QFD是把体现质量的一件工作或一个作业逐步展开成贯穿目标和系统化方法与手段的细节（Mizuno等人，1978）。广义QFD被定义为涉及质量设计QD与狭义QFD的质量展开的组合。今天我们经常讲的QFD涉及了许多概念与流（动）。它们包括表达映射到质量保证（QA, quality assurance）控制点的原始流动过程和从质量分配与价值工程到狭义质量功能分配与质量图，又称为质量屋（House of Quality）的流动过程。在经过13年调查后，1987年日本的计算机研究委员会宣布有80%的日本公司采用了QFD。在1978年出版的质量功能分配（Quality Function Deployment）一书和其后的书报杂志，提供了大量的新产品开发应用QFD的案例。

（2）QFD的现在

80年代以来日本相继进行QFD的研讨，其主要课题是研究：辨识需求的质量与营销的方法，展开需求的技术、展开质量的方法、成本的分配、可靠性的展开，QFD软件的开发，狭义QFD与综合QFD的定义，新产品开发管理用的QFD等。从70年代后期美、韩、中和环太平洋的国家与地区都先后引进QFD方法。但是，在企业中成功应用的却很少。

90年代后期以来，美国企业极为重视QFD的应用，应用水平超过了日本企业。如调查证明日本有31.5%的企业应用了QFD，而美国有68.5%的企业采用了QFD。美国公司比日本公司更注意应用QFD的最终目的是为获得“更好的设计”和“更好的顾客满意”。美国公司应用QFD的目标是，获取“一种功能交叉的沟通与协调”和“缩短产品的生产周期”，并更注意利用QFD形成产品的差异性，以形成新一代的产品。同时，他们注意应用QFD支持企业的决策和小组的工作，如有的公司每周至少进行一次QFD分析会议。

另一个应用与发展QFD的方向是如何利用信息技术，譬如如何解决获取生成质量屋的信息搜集问题。美国公司利用个人与顾客的面谈、专门为实施QFD设计的顾客调查和以小组面谈为中心等形式广泛地获取顾客的信息。日本公司则将产品设计小组的经验和顾客要求的信息统一列表。美国公司的报告指出，在QFD的配置实施中他们创造了“成功配置QFD的预算”、“成功的资源”配置和确定“配置QFD的合适时间”等新方法。

（3）QFD的未来

应用QFD的重要价值表现在以下两方面（Yoshizawa, 1997）：

①在制造过程的质量控制中，QFD改变了过去人们所知道的东西，建立了对产品开发和产品设计质量的管理。在从传统QFD的面向过程的质量保证（Process-oriented QA）转变为现代的面向设计的质量保证（Design-oriented QA），并在新产品开发中发挥QFD的关键作用。

②QFD为设计者提供了一种有效的联系工具。处在巿场与生产之间的设计工程师们必须进行新产品的开发，在产品开发系统中QFD技术为他们提供了强有力的支持与保障。

作为未来质量管理最重要的关键课题是新产品开发和战略的管理。在现代质量管理中，需要建立一个完整的新产品开发方法学。因此，特别希望把QFD开发成能够支持与帮助以质量生产规划为基和一种能够创造更多、更有吸引力产品的开发方法。为此必须开发QFD技术与营销间的联系和一种能够支持创造更具吸引力产品的方法。

在21世纪更应该注意的是为先进信息系统和生产系统提供的信息质量（The quality of information）。因为未来的社会基础结构将受不断变化的影响，信息的质量只能靠QFD进行辨识。所以，未来的QFD被定位于构建保证产品成功开发与信息质量的系统用的方法学。

未来的TQM保持公司的活动同顾客的声音VOC的一致性是极其重要的，VOC将成为创造公司活动的基石。为了使顾客完全满意，最重要的是掌握顾客的需求与期望及其变化，并利用它们在下一轮的竞争中使公司能够继续赢得顾客。利用未来的QFD可帮助公司应对新的巿场挑战，同时也将作为创造公司、巿场与顾客之间一致性、和谐发展和合作的有力工具。

为设计保持新产品的开发与质量设计一致的价格，需要开发成本的设计与展开方法（Cost design and deployment method）和价格的设计（Price design）技术。

把多个构思与QFD集成起来的方法学包括：连接分析（Conjoint analysis）、TRIZ、冲突管理（Conflict management）、Taguchi法等。它预示着QFD的软件开发将会越来越发达。

（4）展开管理的工程

1994年第四届QFD研讨会提出发展展开管理的工程（DME, deployment management engineering）。上个世纪末以来，并行工程在美国公司倍受重视。同时日本开发的QFD方法和田口方法也赢得了美国公司的重视，他们把这些方法作为应用并行工程的有效方法。

传统的新产品的开发属营销和巿场研究范畴，其开发时间长，如运输汽车产品从开发到上巿需要两年的时间。因为质量改进的时间长，日本公司在从产品的设计阶段到上巿的管理中特别重视获取精良质量的快速质量改进。在传统营销观念下，新产品开发义不容辞的职能责任应该包括从巿场营销、规划、设计、生产准备、检测到销售的全过程和从新产品开发的管理、QFD和规避实际问题的光顺过程到无麻烦的生产与上巿过程，是一种以最终产品的技术控制与生产控制为核心目标的工程控制方法。在生产控制中主要是进行生产运作和生产活动速度的研究或生产效率的研究。但是，并行工程（CE, concurrent engineering）是一种同期开发的方法，其内涵蕴含着相关的管理。毫无疑问，应该把并行工程作为一种观察管理进程的工程手段。因此有人提出研究产品开发的管理，简称开发管理（DM, development management）。它试图把QFD方法与作为开发管理一部分的并行工程结合起来发展QFD技术。1996年第一届国际QFD学术研讨会就以面向开发管理的QFD作为大会的主题。

未来的挑战是发展一种高效、低成本、节省开发时间和没有大量粗制滥造新产品麻烦的方法。现在日本已经开始这一研究与开发。这些必定会使新产品开发管理成为一种重要的管理技术和创造更高质量的方法学。另一个挑战性的课题是使QFD成为更有效的管理方法学。

（5）QFD与ISO9000

ISO9000系列标准的广泛应用为质量的控制带来了巨大的影响。因为它们是全球性的标准，对世界产业界做出了巨大的贡献并产生了重大的影响。ISO标准要求利用第三方的认证确认组织保证质量的系统，其质量体系既赢得外部顾客的共享又可以“满足规定质量的要求”。在ISO标准体系下，质量体系可以理解为“组织的结构、义务、实施程序、过程/流程和配置实施质量控制的过程与资源”。休哈特博士认为，一个质量体系是一种“要求具有规定的质量标准的产品生产与交货的管理控制和实施网络”。朱兰博士把“创造质量的工作职能”称为质量的功能，它包括从规划、设计与创造质量到顾客服务的全部功能。一个好的质量体系应该是清晰地定义了其质量功能的。这一实施网络被称为狭义定义的QFD（Narrowly defined quality function deployment）。为此，我们应该清晰地定义质量网络自身，而不仅仅只定义QFD。有人把QFD与质量设计QD的组合称为“广义定义的质量功能分配QFD”。

ISO9000标准的另一个显著特徵是吸纳了TQC与TQM的实践经验，将质量标准同评审体系结合起来。在利用被ISO14001的环境管理系统的认证体系时，应该进一步发展整个产品寿命期的QFD，以反映从环境要求到产品退役和再利用循环的整个寿命期质量。

综上所述，QFD必须随着产品质量与管理和信息技术的快速发展不断地改进和发展，它不是一种固定不变的方法与工具。同时，值得中国企业界关注的另一个大问题是，如何利用正在研究与开发的新一代几何产品技术条件（英文全称为Dimensional geometrical product specification，缩写为GPS）为企业带来的巨大利益。因为，它把与产品设计功能、规范和认证相关的不确定度、规范与测量的不确定度综合统一。中国企业应该利用世界产业从第一代GPS向新一代GPS转换的时机形成标准体系的优势。

2、QFD的基本原理

2002年美国的APICS辞典把质量功能展开QFD定义为，一种确保辨识全部顾客主要需求和其随后通过产品设计过程与支持生产管理系统的设计和运作作业获得满足或超过顾客需求的设计方法。QFD可以归结成沟通通信与变换工具的集合。QFD方法试图消除顾客对新产品的期望和有订制能力的产品公司之间的间隙，使营销能够清晰地识别顾客的声音及其主要需求与期望。顾客的声音（VOC，voice of customer）是指顾客用实际的语言对货物与服务期望的功能与特性的描述。与QFD相关的顾客首先指供应链的外部顾客。质量屋（HOQ，house of quality）是一种构造与定义顾客的属性和保证生成这些属性需求的产品技术特徵相关联的过程。实施它包括以下6个阶段：（1）辨识顾客定义的属性；（2）辨识支持的技术特徵；（3）根据领域的支持技术特徵修正顾客的需求；（4）分配顾客需求与技术特徵的优先权；（5）评估竞争的态势和竞争的产品；（6）辨识产品最终设计所用的技术特徵。质量屋是QFD实施过程的一部分，它迫使设计师考虑顾客的需求和满足顾客这些需求的程度。

在与QFD初次打交道时，大多数经理们要问QFD是什么的问题。作为已经为人们熟悉的术语质量功能分配QFD，它是提供一个构造开发循环的过程，其基础是顾客的需求。这一框架结构由规划的矩阵组成，该矩阵包括如重要性的评级、客户可察觉的横向对比、卖点、调解的因素等。质量屋第二层包含了技术特性，屋顶是技术特性的折衷结果，墙壁间是顾客需求与技术特徵的关系矩阵。其另一部分可利用诸如新技术、功能、技术特徵、处理阶段、重要性评级、竞争分析与卖点所构建。所利用的分量取决于项目的覆盖范围。

构造QFD的核心是以顾客的需求为中心，由顾客的期望而不是技术驱动这一构造过程。为确定顾客真实的需求必须搜集广泛而关键的信息。虽然这样做增加了项目开发周期定义阶段的时间，但是却减少了产品上巿的总周期时间。在构思产品时主要的焦点是顾客是谁和顾客期望什么，它将决定是否需要新技术，简化与改进是否可能，或是否要求创新。QFD技术告诫人们：成功确定顾客的需求与巿场成功的关系是整个产品开发过程的关键。

传统的质量屋的QFD矩阵表包括：（1）左面墙表达顾客的要求及其重要度；（2）天花板表达设计的要求；（3）房间表达关系矩阵；（4）地板表达设计要求指标及其重要度；（5）屋顶表达关联度；（6）右面墙表达竞争能力；（7）地下室表达技术竞争能力的评估结果。

一旦定义了产品，就能利用QFD使产品设计阶段实现以顾客为中心规定关键的需求，这些需求是满足顾客需求的要素。按照这些要素进行设计就可实现以满足顾客真实需求为中心，也就可能减少或消除进行重新设计和修改设计花费的时间。现在估计它可以比利用传统的设计工具节约1/2-1/3的时间。如果一种新产品从概念设计到上巿要花费18个月，则利用QFD后可能降低到9-12个月。如果根据巿场的反馈对已经上巿的产品进行任何修改和改进，其所花费的时间也相当少。对于许多公司而言，这可能不仅意味着在产品设计与开发阶段可节约钱，也意味着因为售出比过去更快地提供满足顾客要求的产品将获取附加的收益。

另一种思考QFD的途径是把产品开发的循环比喻为人的身体。QFD是人体的骨架，它提供开发周期的格式化与结构，并把全部活动联系成完整的框架。没有这种框架可能存在活动的不确定性，因为这些活动将受到个体需求的变化、产品的再设计、易变的巿场与管理等影响以及组织外部因素变化的影响。QFD的实施要求所有的相关信息保持在各自的轨道上。在进行关键问题的决策时，实践证明QFD可以使设计开发小组所有的人不仅赢得了必要的关键信息与数据，而且也使他们参与决策。

一旦利用了QFD就会产生一种想要知道如何更好完成事情的心理趋势。但是危险在于，在利用QFD时只从自己主观的想法而不考虑顾客的需求。虽然QFD是一种适宜应用的工具，但是像所有的其它工具一样，利用QFD也存在合理应用与不合理应用的问题。因此，应该了解有效应用QFD过程的方法，例如应该了解以下的问题：如何从不同的信息源获取顾客的关键信息？如何理解QFD矩阵？在利用各种可应用的工具时易犯的潜在错误是什么？如何考虑上述这些问题？利用QFD有哪些不同的方法/途径？

利用QFD的利益是什么？由于QFD是一个顾客驱动的过程，它强调以顾客为中心（倾听顾客的声音VOC）。对于许多现代跨国公司而言，顾客的需求与期望经常是清楚的，但是困难在于有一些需求一时无法满足。所以，今天QFD的活动趋向于处理与利用顾客的反馈信息，并不只试图定义顾客基本需求集合的要求，同时必须进行与竞争对手的信息对比，以比对手更多地满足顾客的需求为标准。因此，必须利用现代企业竞争情报技术，从顾客的需求与期望和技术与组织的前景两方面全面评估行业领头羊的竞争对手和企业自身的优势与劣势，找到获取竞争胜利的关键问题。一旦掌握了这些信息与数据情报，可利用柏拉图规则排列要求的优先权，利用竞争情报的比对技术，使经理们可以有的放矢的把经营与管理控制的重点放在满足能够保证竞争成功的关键顾客需求上，进行正确的决策，并快速而有效地配置企业可利用的资源。表1表达了应用QFD可能带来的利益。

表1 应用QFD可能带来的利益与好处

利用QFD的另一类好处是使企业及其员工的宝贵知识与经验格式化与结构化和把信息与数据集成进简洁的框架中。许多公司拥有众多的可利用的设计与开发新产品与新服务的知识信息财富，但是它们被分散地保存在研究开发与设计人员的头脑中而未将它们格式化和集成在一起。现代QFD可以把这些信息与数据存入易于“装配”的结构化框架中。这些信息包括选择设计方案所有必须的理论基础知识、辨识折衷和增强产品与服务改进与革新等的知识、信息与数据。现代QFD技术也有能够适应新知识与信息的柔性，因为其矩阵的结构是可以根据接受到的新信息扩展放大或缩小的。从本质上讲，QFD生成的是一个活的文件，可以对输入的变化和更好定义的真实需求作出反应。QFD的过程是一个非常“鲁棒（稳健）”的过程。它意味着在其结构中的事物是可变的，但在进行修改时其顶层的结果不会发生实质性的变化。例如，一次QFD的活动可以包含25个顾客的要求，而项目的领导人可处理8项需要进一步开发的顶层工作。如果重要指标的评级改变了，其要求的优先权也可以随之改变。

QFD还是发挥小组作用的工具，因为每个重要的决策都是经过小组集体讨论后做出的。在小组讨论中允许每个人解释各自不同的看法，并通过讨论、沟通与协商达到一致。

可以利用QFD过程的概念（质量屋）表达QFD的各种分量，即基本QFD矩阵。整个质量屋（矩阵）都是对基础特性的比对，是比较容易理解的。该质量屋的地基是按优先权排列的技术说明摘要，它是按照规定的优先权对制造商提出的要求，它定义了成功的关键和实现的技术难度。其左边的墙表达顾客的要求，即顾客的声音VOC，它包括隐藏的要求。右边的墙表达规划的矩阵，即顾客要求的优先权，包括竞争的重要性、竞争分析、目标价值、卖点、巿场的潜力和这些规划信息数据权重的计算，规划的权重帮助QFD小组把他们的精力集中于获取巿场成功的潜在最大领域。屋子中间（矩阵的本体）表达顾客要求与说明摘要间关系的分类，它把顾客的要求转换成制造公司的小组的任务及其协同关系。矩阵的顶部（天花板）表达技术说明摘要，即制造的要求，是保持产品的一致性及其测定的指标。屋顶表达经过折衷后的制造要求，即技术摘要的相互关系，其目的是为规避产品开发人员局限性带来的问题，以加速产品设计与开发的循环。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/19/2007)


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