質量工具在汽車設計開發中的集成應用分析

陸素嬌

摘 要：質量管理在汽車的設計開發中起到至關重要的作用。在汽車產品的氣量管理過程中，DFMEA和QFD是兩個重要的質量工具，二者也得到了廣泛的應用。這兩個工具既能夠使產品滿足顧客需求，也能找出造成產品質量問題的癥結所在。但二者同樣存在一定的局限性，文章將DFMEA和QFD集成應用，充分發揮這兩種工具的優勢，實現產品的質量管理。最后以汽車轉向器的設計開發為例，證明二者集成應用的可行性和有效性，對企業產品開發中的質量管理具有實際指導意義。

關鍵詞：DFMEA；QFD；集成應用；質量管理

中圖分類號：TH164 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0048-02

1 背景概述

隨著經濟的快速發展，人們的生活條件越來越高，汽車也成為廣大民眾日益常見的交通工具。中國的汽車市場需求量增長迅速并且總量巨大，2015年中國汽車市場產銷量分別達到 2 450.33萬輛和2 459.76萬輛，連續7年全球第一。為了滿足市場需求，汽車的設計開發越來越重要。而在設計中，設計質量能夠影響產品的整個生命周期，已經發展為最重要的因素。汽車設計階段的成本約占整個制造成本的10%，但是卻在汽車最終質量中占到90%，設計開發的質量直接決定著汽車在市場中的地位，因此在汽車設計開發中要嚴把質量關。

2 DFMEA在汽車設計質量中的應用

2.1 DFMEA的概念

DFMEA是Design Failure Mode and Effects的簡稱，中文翻譯為設計階斷故障模式和分析，是一種質量預防管理工具。DFMEA是為了在早期發現并預防潛在問題的發生，從而查找汽車在設計時存在的問題，及時尋找原因、后果，從而避免設計質量問題對汽車研發的影響。

DFMEA又稱為設計FMEA，是在FMEA的基礎之上發展而來的，它應用在汽車產品的各個階段，是一種系統化工具。DFMEA同時也是一種風險分析方法，主要目的式對潛在可能的風險進行分析，盡可能的降低風險至可接受的水平之上。

2.2 DFMEA的開發實施過程

DFMEA在設計開發中應用，是以團隊或科室的組織方法進行的，由團隊領導或科室領導在既定的時間和要求領導成員按照系統的設計進行操作。DFNEA所應對的式潛在的失效模式，是指在設計和操作過程中可能存在和發生的設計錯誤，所造成設計和功能無法滿足既定要求。

在整個汽車開始設計過程中，從項目的立項，直到汽車的批量上市，需要經過幾個重大階段，分別是：項目立項、項目啟動、設計開發、試生產、批量上市。從項目的立項開始，就要采取DFMEA工具對質量進行控制。

在汽車開發設計階段，在對DFMEA進行分析時，我們往往從兩個方面來獲取內容：

第一，從數據庫中直接對數據進行獲??；

第二，從設計要求中獲取相關數據，分析設計過程中的潛在失效模式，并對失效模式進行綜合系統分析，進而達到控制開發質量的目的。

3 QFD在汽車設計質量中的應用

質量功能展開（Quality Function Deployment，QFD），是指把顧客或者市場的需求轉化為設計要求、工藝標準、生產要求等多層次演繹分析方法，體現了以市場為導向，以顧客需求為產品開發唯一依據的指導思想。

QFD分析技術的具體操作是：

第一，對顧客的需求進行量化；

第二，對產品的設計研發、工程制造等進行量化；

第三，將前兩步的量化結果綜合對比分析。QFD分析技術的核心是需求轉換，通過量化分析得到產品的關鍵技術特性、零部件特性、生產控制參數和工藝要求等。

QFD的核心是質量屋，通過矩陣展開，非常靈活、直觀地將用戶的需求表達出來。由于該矩陣的相關矩陣看起來像一件瓦屋，所以被稱為質量屋。QFD在建立完質量屋之后，需要通過加權評分的方法來量化設計分工的重要程度，進而給出相關的關鍵措施。在進行加權計算前，要確定各個分工的重要程度，確定評分標準。

4 DFMEA與QFD關系

DFMEA是以產品的生產過程為基礎，研究在整個生產過程中有可能出現的失效形式、失效風險及可能存在的質量缺陷，隨后采取相關措施來及時糾正，從而提高產品質量，滿足顧客的需求，獲得相關經濟收益。QFD是將顧客需求通過矩陣進行分解，隨后實現產品生產的一系列工程手段，將各個關鍵因素、關鍵技術和工藝進行量化評分，進而針對不同的工程措施采取不同的預防措施，從而滿足顧客需求。

DFMEA與QFD技術的目的都是為了實現產品，滿足顧客需求，二者具有共同的目的，但是在應用過程中均存在一定的局限性。DFMEA在實際應用過程中，往往針對某些細節來確定失效模式，沒有將整個設計開發過程作為一個整體，系統地確定各個階段的失效模式、起因、結果，各階段DFMEA不能建立起系統性的關聯。

QFD技術在實際的應用中，往往受限于操作人員的個人感情色彩和經驗，不能夠客觀的反映各個階段和工序之間的聯系，并且量化評分缺乏一定的標準。

5 DFMEA與QFD的集成應用

通過上面的研究，我們可以得到以下結論：DFMEA主要針對的是功能不能實現，從不能滿足顧客需求的角度來查找生產過程中所可能存在的風險，進而提出糾正和預防措施，來消除或降低產品和過程缺陷的風險，從而最終滿足顧客的需求。QFD主要是從功能時間的角度來達到質量管理的目的，通過系統方法將整個設計生產過程進行分解，對顧客的需求、技術、經濟要求進行分解和評價，關注點在于最終的產品能否滿足市場或者顧客的需求。DFMEA和QFD都是系統的分析工具，從不同的角度進行開發設計的質量管理，最終的目的都是為了滿足市場或者顧客的需求。

DFMEA和QFD兩種工具在產品和過程的設計階段有大部分的價差，而不同的部分由能夠互補，形成一個完整的產品實現過程。將DFMEA引入到QFD模型中，既可以可以克服其各自的局限性，也能發揮其互補的優勢。QFD在應用中，主機展開的特性能夠為DFMEA提供分析對象，通過失效模式的分析，尋找相關的糾正措施，并能對起因進行探查，進而完成質量管理，滿足市場或者顧客的需求。

6 應用實例

本文以汽車設計開發中的轉向器設計為例， 來分析DFMEA和QFD集成應用在設計開發中的作用。

轉向器俗稱方向機、轉向機，是轉向系中最重要的部件，主要作用是增大轉向盤傳到轉向傳動機構的力和改變力的傳遞方向。

國內外現今流行的轉向器主要有三種結構，分別為：曲柄球銷式、曲柄叉式、齒扇齒條式。轉向器一般由螺桿、螺母、鋼球、導管、搖臂軸、殼體、側蓋及上、下蓋等主要零部件組成。各個部件均有其獨特功效，共同完成轉向器的功能。

首先，我們運用QFD工具對汽車轉向器開發設計過程進行分析，分析造成排成轉向器失效的原因。根據顧客對汽車轉向器的需求分析，利用QFD矩陣分析，得到關鍵技術特性矩陣。

在得到關鍵技術特性之后，我們對其重要度、相關度進行評價，可以得到各關鍵技術特性的絕對重要度和相對重要度。但是這些特性的排序只是從顧客需求的角度進行的分析，沒有考慮這些特性在過程中可能出現的失效及后果。我們可以利用DFMEA工具，從質量風險的角度來評價這些關鍵技術特性，分析造成這些失效的原因，并制定相對應的糾正和預防措施，從而降低質量風險，達到設計需求。

7 結 語

QFD是一種重要的質量管理工具，通過矩陣分析，將顧客的需求轉化為產品的實現過程中的技術特性，并對這些特性進行評價排序，在汽車開發設計的初期對設計質量進行預測。

DFMEA是一種風險預測工具，以產品的生產過程作為研究對象，逐級分析在產品的生產過程中可能出現的失效模式、后果風險及其可能造成的質量損失，并提出相關的預防和糾正措施。QFD與DFMEA均存在一定的局限性，建立二者的集成應用，可以實現產品與顧客需求的應對。在汽車的設計開發過程中，可以引入QFD和DFMEA的集成模式，實現對汽車產品的質量控制，同時能夠更加貼切的實現顧客需求。

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