導語：數(shù)據(jù)處理在質控中的運用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著產(chǎn)品設計和全面質量管理與控制理論方法研究的不斷深入，人們慢慢發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)品質量的70%-80%是在設計階段決定的；產(chǎn)品設計階段的質量控制是產(chǎn)品的“瓶頸”，在產(chǎn)品設計階段進行質量控制成效比最高。所以，人們不斷從改進產(chǎn)品設計過程本身和集成質量控制方法兩方面來進行研究，出現(xiàn)了以大量相關的產(chǎn)品設計階段質量控制理論、技術和方法。盡管如此，產(chǎn)品設計階段質量控制情況卻不容樂觀：挑戰(zhàn)號航天飛機爆炸事件、火星氣候軌道太空船失蹤事件等根源于設計階段質量問題的重大事故層出不窮；據(jù)一項調查顯示，日本制造業(yè)70%的質量損失都根源于設計階段企業(yè)產(chǎn)品質量控制成本居高不下，而且其構成不合理，設計階段質量控制預防成本比重有待提高。

為此，加強產(chǎn)品設計階段的質量控制方法及技術的研究和實踐，是提高產(chǎn)品整體質量水平，優(yōu)化和降低整體質量成本的最好途徑。本文首先在產(chǎn)品質量概念的基礎之上明晰了產(chǎn)品設計質量的概念，提出產(chǎn)品設計質量控制層次模型，結合該模型，對當前典型的現(xiàn)代產(chǎn)品設計質量控制技術與方法的研究現(xiàn)狀進行了綜述，最后，總結了研究中存在的不足，并對后續(xù)研究作了初步的展望。逐步完善，從而對產(chǎn)品質量進行控制。

為了對產(chǎn)品設計階段的質量進行全面有效的控制，首先必須明確控制對象，即描述清楚產(chǎn)品設計階段質量內容與表現(xiàn)形式。雖然關于質量控制的研究文獻很多，但質量的概念還沒有得到有效的定義，為此不少研究機構與學者對產(chǎn)品質量、設計質量的定義進行了相關的研究，試圖解決上述問題。

在產(chǎn)品質量定義方面，典型的研究如下：iso9001：2000標準給出的定義，產(chǎn)品質量即一組固有特性滿足要求的程度；歐洲質量標準din55350給出的定義，產(chǎn)品質量即產(chǎn)品屬性和特征滿足給定要求的程度。此外，哈佛大學商學院davida.garvin教授提出的產(chǎn)品質量的8維框架概念，丹麥技術大學工程設計研究所教授mikkelmorup提出的2類質量論，即q和q。

產(chǎn)品設計質量是產(chǎn)品質量在設計階段的實例化，在這方面典型的研究如下：歐洲著名工程設計專家hubka.v提出了9種影響產(chǎn)品設計質量的因素，即顧客需求、技術體系、設計過程、設計人員、質量保證工具、技術知識庫、設計過程的管理、設計環(huán)境和設計人員使用的過程及方法；我國學者謝友柏院士從設計的觀點認為，產(chǎn)品質量是從屬于功能的，質量特性依附于產(chǎn)品設計特征之上，沒有功能就談不上質量，質量是實現(xiàn)功能的程度和持久性的一種度量；美國知名質量管理專家dr.gavinfinn提出，產(chǎn)品設計階段的質量，是通過圖紙和產(chǎn)品設計技術文件等的質量體現(xiàn)出來，度量的一般標準為：實現(xiàn)功能需求的充分性幾何數(shù)據(jù)的準確性和設計數(shù)據(jù)對下游需求的適配性等；挪威科學技術大學的einarj.aa教授提出從概率的角度來定義設計質量，即設計對象滿足規(guī)范的概率，q設計=p概率設計對象滿足規(guī)范根據(jù)系統(tǒng)設計方法、公理化設計方法和功能-行為-結構演進設計方法，產(chǎn)品設計階段可以描述為：將需求在一定的約束條件下，分階段依次映射為功能模型、結構模型，最后生成工程圖紙和產(chǎn)品說明書，產(chǎn)品參數(shù)狀態(tài)依次為需求參數(shù)、功能描述參數(shù)、結構描述參數(shù)和結構特征參數(shù)等。從上可以看出，產(chǎn)品設計的實質是設計參數(shù)狀態(tài)和特征屬性的變化，產(chǎn)品設計參數(shù)是產(chǎn)品設計信息承載的主體。為此，在結合產(chǎn)品質量和產(chǎn)品設計質量概念相關研究基礎之上，論文從便于設計質量控制的角度給出設計質量的概念：即產(chǎn)品設計階段質量特性滿足產(chǎn)品功能和性能約束等要求的程度，度量程度的標準是各級設計的輸入，度量的形式為設計輸出/設計輸入，其中質量特性是產(chǎn)品各級設計參數(shù)向質量控制視圖映射的集合，產(chǎn)品所有質量特性的集合構成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的質量視圖，它們是質量控制應用領域操作的主要對象。

在明晰產(chǎn)品設計質量概念的基礎之上，為了對其進行不同層次的有效控制，同時便于系統(tǒng)地分析其控制策略和方法，提出如下的產(chǎn)品設計質量控制層次模型，如圖1所示。...

從圖中可以看出，對產(chǎn)品設計質量的控制可以從質量表現(xiàn)層、質量特性層和設計參數(shù)層等不同層次進行控制。質量表現(xiàn)層通過控制和消除質量問題的具體表現(xiàn)形式來達到，典型表現(xiàn)形式為功能波動、功能失效和設計錯誤等來保證產(chǎn)品設計質量，它屬于產(chǎn)品設計質量控制的最外層；質量特性層通過控制決定和影響產(chǎn)品質量的質量特性來實現(xiàn)對產(chǎn)品設計質量的控制和保證，質量特性是產(chǎn)品的固有特性[10]，可以從需求和各級產(chǎn)品設計參數(shù)中提取。它屬于產(chǎn)品設計質量控制的中間層；設計參數(shù)層通過直接控制設計要求所關心的相關產(chǎn)品屬性的設計參數(shù)，對其相關特性進行控制，達到對產(chǎn)品設計質量進行控制和保證的要求。它屬于產(chǎn)品設計質量控制的最下層。隨著人們慢慢意識到產(chǎn)品設計質量的重要性，如何使其得到有效的控制引起了學術界和工業(yè)界的廣泛關注，在iso9000系列質量控制與管理標準體系的影響下，出現(xiàn)了一些實踐證明行之有效的產(chǎn)品設計質量控制技術與方法。這些技術與方法在產(chǎn)品設計質量控制層次模型中分布如圖2所示。

從上圖中可以看出，這些技術和方法都從某個控制角度對產(chǎn)品設計階段的質量進行控制，其中：失效模式與影響分析側重從識別、分析和消除潛在功能失效來提高產(chǎn)品可靠性；田口方法側重于通過增強設計方案的穩(wěn)健性來提高產(chǎn)品質量，即提高產(chǎn)品抵抗制造和使用過程等外界環(huán)境因素波動的能力；產(chǎn)品設計波動風險管理法側重于從總體上識別、評估和消除產(chǎn)品的關鍵特性的波動風險；設計過程防錯法側重于預防和控制設計階段的錯誤來減少質量損失；質量功能配置側重于優(yōu)化產(chǎn)品定義，將顧客需求轉化為工程要求，將顧客需求配置到設計當中去；六西格瑪設計從質量改進的角度出發(fā)，以識別、優(yōu)化和驗證ctqs（criticaltoqualitycharacteristics，質量關鍵特性）為主線來提高產(chǎn)品設計質量；設計評估側重對產(chǎn)品設計階段性結果進行評估，評價其是否有能力滿足相應的設計要求和設計約束，評估結論作為是否轉入下一階段設計的主要依據(jù)；產(chǎn)品屬性及早確定方法[36]-[38]側重于從預防設計缺陷負面影響，改進產(chǎn)品設計過程中分析計劃，盡早對產(chǎn)品設計缺陷進行分析，確定產(chǎn)品屬性，來保證產(chǎn)品設計質量；保質設計側重于從總體上提出一套方法和工具來保證產(chǎn)品設計階段的質量，由于質量概念的模糊性和廣義性，保質設計正在成為一種集成dfx（designforx，面向產(chǎn)品全生命周期的設計）工具的集成框架。下面對六西格瑪設計、保質設計、產(chǎn)品屬性及早確定方法、產(chǎn)品設計波動風險管理和設計過程防錯法等產(chǎn)品設計質量控制典型的技術和方法進行簡要綜述。

六西格瑪設計（designforsixsigma，dfss）的初始思想起源于產(chǎn)品公差設計，隨著實踐的不斷深入，漸漸地人們把這種思想應用到產(chǎn)品的參數(shù)設計、結構設計、功能設計和產(chǎn)品定義階段等產(chǎn)品設計全階段，漸漸地形成了貫穿于產(chǎn)品設計階段的一套理論方法體系。六西格瑪設計提供了一套識別、分析和轉換產(chǎn)品開發(fā)過程中各級ctqs（criticaltoqualitycharacteristics，質量關鍵特性）的流程、工具和方法。iddov（identify（識別）、define（界定）、develop（展開）、optimize（優(yōu)化）、verify（驗證））流程是大家公認的適應于制造業(yè)的六西格瑪設計流程。美國著名六西格瑪設計專家subir.chowdhury對iddov流程各個階段的詳細內容和支持工具和方法進行了總結，其中包括：全面質量管理工具、設計控制工具和可靠性設計工具等。關于六西格瑪設計方法的研究主要分為六西格瑪設計流程以及和現(xiàn)有設計過程的融合、工具方法的使用集成和dfss項目實施方法等方面。

保質設計（designforquality，dfq），又名面向質量的設計，其概念產(chǎn)生于20世紀八十年代末，它是面向質量的產(chǎn)品設計方法學，其基本思想是將質量保證措施與設計過程有機的結合在一起，將產(chǎn)品質量需求和質量特征融入到產(chǎn)品設計過程中，確保產(chǎn)品設計質量，縮短設計時間，降低設計成本。dfq是一種新興的理論，正在不斷地發(fā)展和完善。hubka認為：dfq就是建立一個知識系統(tǒng)，它能為設計者實現(xiàn)產(chǎn)品或過程的要求質量提供所有必須的知識；m．morup博士把質量分為q和q兩類：q-外部質量，指顧客能感受到的質量，即最終產(chǎn)品所體現(xiàn)的特征、特性；q-內部質量，指企業(yè)內部為實現(xiàn)q而進行的一切生產(chǎn)活動的質量，如采購、設計、生產(chǎn)、裝配等質量，并基于全面質量管理pdca（plan-do-check-action）環(huán)提出了dfq的基本活動單元：制定目標、質量合成與質量評價決策構成。其中，規(guī)劃單元制定各階段的質量目標，合成單元采用各種設計方法進行兩類質量的目標，評價決策單元以各階段的質量目標為基準，對各設計方案進行分析對比，對產(chǎn)品的質量進行驗證與擇優(yōu)，保質設計過程實際就是在質量兩類論的基礎上，以基本活動單元為手段，設計相應的內部質量q來保證外部質量q的過程；在國內，浙江大學機械系教授吳昭同和余忠華教授對保質設計策略和方法、保質設計中方案評價及其關鍵技術和基于知識的保質設計專家系統(tǒng)進行了研究。

產(chǎn)品零件尺寸和工藝的波動是影響產(chǎn)品質量的主要原因之一，田口（taguchi）和戴明（deming）為此給出了大量的論據(jù)，sixsigma作為一套系統(tǒng)的通過消除波動來提高質量的方法的成功也證實了這一點。為此，為了改進產(chǎn)品設計過程，麻省理工學院機械工程系教授annac.thornton在分析對19家企業(yè)22種工業(yè)實踐調查結果的基礎上，提出了一套基于關鍵特性的消除產(chǎn)品設計過程波動及其影響的方法和工具：產(chǎn)品設計階段波動的波動風險管理框架（variationriskmanagementframework，vrm），為企業(yè)在設計階段進行系統(tǒng)的質量控制提供一套有效的方法。vrm是一個持續(xù)識別、評估和降低波動風險的過程，波動風險是制造過程影響產(chǎn)品最終質量和失效成本的概率。它由三部分構成：識別潛在風險（identification）、評估相關風險（assessment）和通過控制策略降低風險等（mitigation），此外，這些過程還需要基礎支持系統(tǒng)的支持（supporting），支持系統(tǒng)包括：文檔管理、供應鏈管理和管理層支遲基于隨著產(chǎn)品設計過程的進展，設計自由度逐漸下降，更改成本越來越高，產(chǎn)品屬性相關知識逐漸增加的思想，為了緩解產(chǎn)品后期開發(fā)的時間和成本壓力，德國慕尼黑工業(yè)大學(universityoftechnologymunich)ralfstetter教授等人提出了產(chǎn)品屬性及早確定方法（earlydeterminationofproductproperties），盡早對產(chǎn)品設計缺陷進行分析，確定產(chǎn)品屬性，來保證產(chǎn)品設計質量。在“由設計更改所導致的設計過程重復所引起的產(chǎn)品開發(fā)時間和成本可以通過早期階段合理的應用分析來減少”的基本假設下，產(chǎn)品屬性及早確定方法主要通過在產(chǎn)品設計早期增加分析過程來實現(xiàn)，分析過程包括：澄清任務、分析策劃、性能分析和執(zhí)行，由此來實現(xiàn)產(chǎn)品設計過程中的知識由低信息度向高信息度演變，輔助設計人員進行決策。為了便于工業(yè)應用，udolindemann等人開發(fā)出參數(shù)檢查模板工具來支持整個分析過程，并在寶馬（bmw）汽車公司進行應用研究，取得了較好的效果在日本豐田汽車公司的工業(yè)工程師shigeoshingo提出的poka-yoke（error-proofing，防錯）方法的基礎之上，美國stanford大學的manufacturingmodelinglaboratory首次提出了設計過程防錯法的概念，針對當前設計錯誤的管理還停留在依靠設計評審和考評表進行反應式的被動管理的現(xiàn)狀，他們提出一套主動預防性的設計過程錯誤預防方法（designprocesserror-proofing），對產(chǎn)品設計過程中的錯誤進行有效的管理，盡量減少設計錯誤和設計錯誤所帶來的損失。設計過程防錯法主要過程為：定義設計錯誤；識別錯誤；分析錯誤；預防錯誤。定義設計錯誤階段給出設計錯誤即影響產(chǎn)品功能特征、成本和開發(fā)時間的事件集合；識別錯誤階段識別出潛在的設計錯誤。選定目標過程，收集相關信息，分析找出設計過程的關鍵任務，找出可能存在的設計錯誤，并填寫設計過程錯誤fmea表；分析錯誤階段對識別出來的錯誤進行分類和分級。首先進行分類，分為知識錯誤、分析錯誤、通信錯誤、執(zhí)行錯誤、更改錯誤和組織錯誤等。然后利用顧客權重錯誤公共指數(shù)（customerweightederrorcommonalityindex）分析對設計錯誤進行分級；預防錯誤階段尋找相應的錯誤預防方法利用錯誤共性指數(shù)（errorcommonalityindex）找出錯誤基本原因，找出主動預防錯誤的方法。

在以上綜述的基礎上，總結出當前產(chǎn)品設計質量控制研究中存在的以下不足：

1、缺乏系統(tǒng)性的設計質量控制與保證理論方法研究。由于產(chǎn)品設計階段質量控制問題沒有制造、生產(chǎn)階段那樣明確和具體，目前還處于基于質量管理體系的質量表現(xiàn)層控制和基于設計評估的設計參數(shù)層控制相脫離的發(fā)展探索階段，還沒有形成一套以質量特性層為核心的獨立的產(chǎn)品設計質量控制理論方法，產(chǎn)品設計質量控制理論基礎亟待增強；

2、對新的設計模式下質量控制與保證方法的研究不足。并行設計和協(xié)同設計等新的產(chǎn)品設計模式為產(chǎn)品設計階段質量控制提供支持的同時，也提出新的需求，如何建立和開展這些新的產(chǎn)品設計模式下的質量控制方法體系，已經(jīng)成為制約產(chǎn)品質量水平進一步提高的“瓶頸”；③缺乏相應的軟件系統(tǒng)支持。隨著產(chǎn)品設計和開發(fā)過程和工具的數(shù)字化和自動化水平不斷提高，為了支持該階段的質量控制，必須開發(fā)出相關的產(chǎn)品設計質量控制軟件和工具，并和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（productxatamanagement，pdm）/產(chǎn)品全生命周期管理（productlife-cyclemanagement，plm）等產(chǎn)品設計開發(fā)平臺進行集成。相應軟件系統(tǒng)支持的缺乏已經(jīng)成為制約該領域發(fā)展的絆腳石。在現(xiàn)有研究的基礎之上，為了彌補當前研究當中的不足，本文對產(chǎn)品設計質量控制后續(xù)。

研究作如下初步展望：1、設計質量控制與保證基礎理論方法研究。結合iso9000質量管理體系產(chǎn)品實現(xiàn)條款要求和產(chǎn)品設計過程自身特點，基于質量特性層建立起外層質量表現(xiàn)和內層設計參數(shù)之間的內在聯(lián)系，研究質量特性提取、篩選和傳遞等方法，在產(chǎn)品設計階段形成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的質量視圖，基于質量特性建立起系統(tǒng)的設計質量控制與保證基礎理論方法；2、基礎理論方法的實現(xiàn)技術研究。在明確質量特性的重要地位基礎之上，基于質量特性建立起貫穿產(chǎn)品設計階段的質量控制方法體系，整合現(xiàn)有設計控制和質量控制方法，體現(xiàn)產(chǎn)品設計質量控制基礎理論；3、集成化的軟件支持工具系統(tǒng)開發(fā)。在已有計算機輔助質量系統(tǒng)（computeraidquality，caq）的基礎上，以產(chǎn)品設計質量信息管理系統(tǒng)為起點，開發(fā)出識別、分析和控制產(chǎn)品質量特性的工具和方法，建立起貫穿于產(chǎn)品全生命周期的集成化質量控制與信息管理系統(tǒng)。

隨著產(chǎn)品設計質量得到越來多的重視，如何對其進行經(jīng)濟而有效的系統(tǒng)控制，提高產(chǎn)品整體質量水平，已經(jīng)成為工業(yè)界和學術界重點研究的課題。本文的目的是通過對產(chǎn)品設計質量基本概念、控制層次模型和典型控制技術與方法的論述，使人們對產(chǎn)品設計質量控制技術與方法有一個正確、系統(tǒng)的認識，有效的利用對數(shù)據(jù)的搜集處理輔助企業(yè)對其產(chǎn)品設計階段的質量進行控制，提高產(chǎn)品質量水平。