第3章 设计质量控制 教学课件质量管理( 第2版).ppt

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1、第3章 设计质量控制 教学课件质量管理(第2版)教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理第第1节节 设计质量概述设计质量概述一、设计定义及过程二、面向质量的产品设计三、设计质量与产品质量四、设计质量要素五、设计质量模型2 2教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、设计定义及过程一、设计定义及过程1.设计的定义设计的定义ISO 9001:2015标准对设计的定义是“设计和开发是将对某一对象的要求转化为更具体的要求的过程集合。”2.设计的过程设计的过程产品设计过程一般包括九个阶段：产品理念形成、顾客未来需求预测、技术选择阶段、技术

2、开发阶段、最终产品定义阶段、产品营销与分销准备阶段、产品设计与评价阶段、制造系统设计阶段、是产品制造、交付和使用阶段。3 3教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、面向质量的产品设计二、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。4 4教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、设计质量

3、与产品质量三、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。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。5 5教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理四、设计质量要素四、设计质量要素1.控制因素控制因素2.标示因素标示因素3.信号因素信号因素4.误差因素误差因素6 6教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理五、设计质量模型五、设计质量模型 设计质量模型包含的基本要素有：设计参数（即可控因素）、误

4、差因素（或噪音因素）、信号因素（即输入因素）、质量特性（即输出特性）。7 7教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理第第2节节 设计质量控制分析设计质量控制分析一、设计质量控制原则二、设计质量特性分类三、设计质量特性分级四、设计质量评价五、设计质量模型8 8教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、设计质量控制原则1.需求原则需求原则2.信息原则信息原则3.系统原则系统原则4.继承原则继承原则5.效益原则效益原则9 9教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、设计质量控制原则6.简化原则简化原则

5、7.定量原则定量原则 8.时间原则时间原则9.合法原则合法原则10.审核原则审核原则1010教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、设计质量特性分类1.输出特性和原因特性输出特性和原因特性2.计量特性和计数特性计量特性和计数特性3.静态特性和动态特性静态特性和动态特性4.望目特性、望大特性和望小特性望目特性、望大特性和望小特性1111教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、设计质量特性分级1.设计质量特性分级的重要性设计质量特性分级的重要性一个产品是由许多零部件组成的，产品的设计就包括零部件的设计，每个零部件又包含有许多设

6、计质量特性，产品的设计质量就是由这些零部件的设计质量特性有机地组合和关联所决定的。2.设计质量特性分级的内容设计质量特性分级的内容一般对产品性能、安全性能、环保特性以及可能导致用户索赔和抱怨等方面明显影响产品功能的设计质量特性进行分级。1212教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、设计质量特性分级3.设计质量特性重要度分级方法设计质量特性重要度分级方法1313教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、设计质量特性分级4.设计质量重要度分级标识设计质量重要度分级标识1）符号表示法）符号表示法2）表格法）表格法1414教育部经

7、济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理四、设计质量评价1.设计质量评价指标设计质量评价指标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。2.设计质量评价分类设计质量评价分类（1）事前评价（2）中间评价（3）事后评价（4）跟踪评价。3.设计质量评价方法设计质量评价方法评价法、经济分析法、运筹学和其他数学方法、混合法。1515教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理第第3节节 设计质量控制技术设计质量控制技术一、质量功能展开（QFD）二、TRIZ理论三、稳健设计方法四、QFD、TRIZ和稳健设计

8、 的集成应用1616教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、质量功能展开（一、质量功能展开（QFD）1.QFD概述概述1）狭义的质量功能展开，即用目的手段，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。2）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。1717教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、质量功能展开（一、质量功能展开（QFD）2.QFD的体系结构和步骤的体系结构和步骤QFD的核

9、心是质量屋（House of Quality，HOQ）。QFD的质量屋基本上是由8个不同参数的矩阵图表和一项设计目标声明构成。1818教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、二、TRIZ理论理论1.TRIZ理论概述理论概述1）TRIZ的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。2）产品创新主要取决于产品的概念设计阶段，产生一个新概念的传统方法是试错法，这种试错的过程类似于艺术家的艺术创作，主要取决于灵感和经验。3）由于TRIZ设计理论将产品设计过程中的

10、核心概念设计过程具体化，为设计者提供了设计过程模型、设计工具和设计方法，因此可以很好地支持产品设计过程中设计质量的控制。1919教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、二、TRIZ理论理论2.TRIZ理论的工具理论的工具1）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。2）其工具主要包括：（1）产品的进化分析；（2）39个工程参数；（3）40条发明原理；（4）矛盾矩阵；（5）分离原理；（6）分离原理与发明原理的关系；（7）其他工具。2020教育部经济

11、管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法1.稳健设计概述稳健设计概述1）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”。2）稳健设计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。3）田口博士提出的“三次设计法”是指对产品的设计优化过程分为三个阶段：系统设计；参数设计；容差设计。2121教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干

12、课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法2.质量损失函数质量损失函数据田口方法的观点，产品的质量特性值偏离目标值时，不管偏离多少都给社会和顾客造成一定的损失。为了定量地描述产品质量波动造成的损失，田口提出用质量损失函数L（y）来度量。2222教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法3.正交试验设计正交试验设计1）应先确定各个试验因素的个数及其水平数；2）分析各个影响因素之间是否有相互作用；3）根据人力、物力、时间、费用等确定大概的试验次数；4）最后选用合适的正交表，安排试验。2323教育部经济管理类主干课程教材教育

13、部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法4.信噪比（信噪比（SN比）比）信噪比最初是作为通讯效率的一种测度，用以测量通讯时输出功率中信号（Signal）和噪音（Noise）功率的比值。2424教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法5.系统设计系统设计1）技术引进、利用专利的方式；2）自行设计与技术引进相结合的方式；3）独立研制方式。2525教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法6.参数设计参数设计1）运用专业知识，选出主要的质量因素

14、及其水平，包括控制因素、标示因素、信号因素和误差因素；2）根据质量因素的个数及其水平数，选取合适的正交表和试验次数；3）按照正交表中的各个因素水平，进行试验；4）根据试验数据，计算SN比，并用SN比代表每组试验的特性值，进行方差分析；5）根据分析结果，选取最佳参数水平及其组合，作出参数设计结论。2626教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、稳健设计方法三、稳健设计方法7.容差设计容差设计1）一般把允许零部件或产品的质量特性值与目标值之间的最大偏差称为公差，而在田口稳健设计方法中，定义为容差。2）容差设计是调整产品质量与成本关系的一种设计方法。3）容差设计的

15、目的是确定各种影响产品质量波动因素的主次。2727教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理四、四、QFD、TRIZ和稳健设计的集成应用和稳健设计的集成应用1）QFD在如何解决工程技术措施之间的矛盾方面就显得无能为力，无法进一步向设计人员提供可操作的解决产品创新设计的具体方法。2）虽然TRIZ能在概念设计阶段提供创新性设计方案，但是在具体的产品性能、结构参数选择方面存在不足，这正是稳健设计的优势。3）通过稳健设计，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。2828教

16、育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理3.4 设计质量控制实施设计质量控制实施一、设计策划一、设计策划 二二、设计质量、设计质量输入输入三三、设计质量、设计质量输出输出四四、设计质量、设计质量评审评审五五、设计质量、设计质量验证验证六六、设计质量、设计质量确认确认七七、设计质量、设计质量更改更改2929教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理一、设计策划一、设计策划 ISO 9001:2015标准中8.3.2对设计策划的要求为：“在确定设计和开发的阶段,组织应考虑:1.设计和开发活动的性质、持续时间和复杂性;2.要求指定的特殊过程

17、阶段,包括适用的设计和开发评审;3.必要的设计和开发验证和确认;4.参与设计和开发过程的职责和权限;5.需控制在设计和开发过程中个人与团体之间的接口;6.在设计和开发过程中顾客和用户群所需的参与;7.确认已达到设计和开发要求必要的文件信息。设计和开发阶段；3030教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、设计输入二、设计输入ISO 9001:2015标准中8.3.3对设计输入的要求为：”组织应确定:1.产品和服务的特定类型所必需的设计与开发要求,适用时,包括功能和性能要求;2.适用的法律法规要求;3.组织已承诺实施的执行标准或准则;4.产品和服务的设计与开发所

18、需的内部和外部资源;5.由于产品和服务的性质引起的潜在失败后果;6.顾客和其他利益相关方对设计和开发的期望的控制水平。3131教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理二、设计输入二、设计输入根据ISO 9001:2015标准中对设计输入提供的指南，设计输入的内容可包括：1.内部输入。2.外部输入。3.对确保安全和功能起关键作用的产品或过程的特性的其他输入。3232教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理三、设计控制三、设计控制ISO 9001:2015标准中8.3.4对设计控制的要求为:控制应用于设计和开发的过程应确保:1.通过设计和开发活动所取得的结果有明确定义;2.设计和开发评审按策划进行;3.执行验证以确保设计和开发输出满足设计和开发输入要求;4.执行确认以确保产生的产品和服务能够满足规定的使用要求或已知的预期用途的要求。3333教育部经济管理类主干课程教材教育部经济管理类主干课程教材质量管理质量管理四、设计输出四、设计输出ISO 9001:2015标准中8.3.5对设计输出的要求为：”组织应确保设计和开发输出1.满足设计和开发输入的要求;2.足够满足产品和服务提供的后续过程;3.包含或引用监视和测量要求,适用时,以及接收准则;4.确保产品的生产或服务的提供符合预期目的和它们的安全与正常使用。3434