基于QFD的動車組需求分析方法

侯紅學(xué)　王志海　裴春興　康洪軍

摘要：文章以某新型動車組為研究對象，利用質(zhì)量功能展開（QFD）技術(shù)，建立產(chǎn)品規(guī)劃階段客戶需求與工程技術(shù)特性之間的質(zhì)量屋，從客戶需求逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)需求，通過建立其關(guān)系矩陣和相關(guān)矩陣，提升技術(shù)競爭力及市場競爭力，規(guī)避研制初期的技術(shù)沖突，確定其研制過程中的質(zhì)量控制方法，以保證客戶需求的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：動車組；QFD；客戶需求；質(zhì)量屋

中圖分類號：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0024-02

1 概述

目前，我國軌道交通行業(yè)動車組新車型的研制過程中，一方面列車性能需求參照國內(nèi)外成熟的類似車型，基于經(jīng)驗進(jìn)行定性分析；另一方面需求分析的正確性、完善性很大程度上取決于設(shè)計人員的偏好，提出的性能需求不能充分反映動車組任務(wù)需求。因此，本文提出了一種基于QFD的動車組需求分析方法，規(guī)范動車組需求分析理論、方法和技術(shù)，以保證分析結(jié)論準(zhǔn)確反映客戶需求，從根本上確定反映動車組任務(wù)需求的性能指標(biāo)及其重要度排序，為動車組新車型總體設(shè)計提供參考。

2 基于QFD的動車組分析方法

2.1 QFD簡介

20世紀(jì)60年代，日本大型企業(yè)開始使用各種各樣的質(zhì)量展開方法來進(jìn)行質(zhì)量控制，通過控制設(shè)計階段確定制造過程中的質(zhì)量控制要點，以減少設(shè)計及生產(chǎn)初期的錯誤，進(jìn)而節(jié)約研制成本，滿足客戶需求。期間，由赤尾洋二教授提出的質(zhì)量管理的“質(zhì)量表格”（即QFD）方法在神戶造船廠應(yīng)用，在實踐中取得了良好的控制效果，其核心思想在獲得綜合用戶需求的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)和系統(tǒng)的方法，通過適當(dāng)?shù)姆纸饽Ｐ停瑢⑻崛〉挠脩粜枨筠D(zhuǎn)換成為產(chǎn)品開發(fā)與制造中各個階段的對應(yīng)技術(shù)需求信息，使用戶需求貫穿于產(chǎn)品概念設(shè)計到產(chǎn)品工藝設(shè)計生產(chǎn)的各個階段。

2.2 QFD質(zhì)量屋及構(gòu)成要素

基于QFD的需求分析是采用“質(zhì)量屋”的形式，通過一系列矩陣列表，量化分析客戶需求與工程技術(shù)措施之間的關(guān)系，準(zhǔn)確映射兩者之間的關(guān)系，質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)如圖1

所示。

2.3 QFD技術(shù)在新車型研制過程中的應(yīng)用

產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋是從用戶需求向設(shè)計要求配置的過程，即產(chǎn)品規(guī)劃決策過程，通過產(chǎn)品規(guī)劃質(zhì)量屋，將用戶需求轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品技術(shù)特征，并根據(jù)用戶競爭性評估和技術(shù)競爭性評估結(jié)果，確定各個產(chǎn)品技術(shù)特征的目標(biāo)值。

圖1 質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)圖

因此，產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋的正確建立是最重要的。

2.3.1 收集客戶需求及重要度評定。在公司某新型動車組項目研制初期，QFD項目組成員通過調(diào)查問卷的形式對不同客戶（路局人員、乘客、動車所維護(hù)人員、沿線居民等）進(jìn)行需求整理，全面、準(zhǔn)確地掌握了客戶需求信息，并通過專家打分方式來確定客戶需求重要度。通過1-5級權(quán)數(shù)來表示客戶需求的重要度，其中1表示這項需求相對最不重要，5表示這項需求相對最重要?？蛻粜枨笳砹鞒倘鐖D2所示：

圖2 客戶信息整理流程圖

2.3.2 確定技術(shù)特性、措施及相關(guān)矩陣。完成收集整理的客戶需求及重要度分析后，從技術(shù)角度方面，由多名專家提出滿足客戶需求的技術(shù)特性指標(biāo)及技術(shù)措施。通過正相關(guān)（+）、負(fù)相關(guān)（-）和不相關(guān)三種評價方式來描述各種技術(shù)特性之間的相關(guān)程度，從而在研制初期能夠發(fā)現(xiàn)各種技術(shù)特征之間可能存在的沖突，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)周期的風(fēng)險。

2.3.3 確定產(chǎn)品規(guī)劃矩陣。根據(jù)客戶需求與技術(shù)特性之間的關(guān)系及滿足的強(qiáng)弱程度，確定關(guān)系矩陣rij取值，rij代表第i項客戶需求與第j項工程措施的關(guān)系度，關(guān)系越密切，rij的取值就越大，采用1、3、9打分制，1表示相關(guān)度最弱，兩項之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系很弱，9表示相關(guān)度最強(qiáng)，滿足某項客戶需求必需具備某種技術(shù)特征。

2.3.4 技術(shù)特性競爭力評估。技術(shù)特性競爭力通過對技術(shù)特性加權(quán)和對應(yīng)客戶需求較多的技術(shù)特性綜合考評得出，其計算公式如下：

其中rij表示質(zhì)量屋關(guān)系矩陣，Ki表示權(quán)重，Tj表示第j項工程措施的技術(shù)水平。對技術(shù)競爭能力Tj進(jìn)行綜合評估后，獲得產(chǎn)品的技術(shù)競爭能力指數(shù)T，T值越大表明該新型動車組技術(shù)特性競爭力越強(qiáng)。

2.3.5 市場競爭能力評估。市場競爭能力評估是從客戶的角度對本公司某新造車和競爭者產(chǎn)品在滿足用戶需求方面進(jìn)行評估。它反映了市場上現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)勢和不足，并能夠很容易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品需要改進(jìn)的地方。綜合市場競爭力指數(shù)M是在對Mi進(jìn)行綜合評估以后獲得的，M的值越大越好，說明產(chǎn)品的市場競爭力越大。Mi取1-5之間的數(shù)值，計算公式如下：

通過上述過程首先建立產(chǎn)品規(guī)劃階段總體性需求質(zhì)量屋，將其質(zhì)量屋的輸出作為下級質(zhì)量屋的輸入，每一階段根據(jù)上述流程即可建立其關(guān)鍵零部件、工藝規(guī)劃及生產(chǎn)規(guī)劃級質(zhì)量屋，實現(xiàn)客戶需求在各個階段的質(zhì)量控制。

3 實例分析

通過上述過程即可建立產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋，鑒于公司某新型動車組客戶需求較多，對應(yīng)的技術(shù)特性指標(biāo)成千上萬，這里以最重要的牽引系統(tǒng)部分客戶需求來闡述QFD需求分析方法。

（1）確定牽引系統(tǒng)客戶需求，按照QFD技術(shù)瀑布式分解過程（ASI四階段模式），從總體性客戶需求分解出牽引系統(tǒng)子系統(tǒng)客戶需求：牽引系統(tǒng)效率高；受流質(zhì)量好；可靠性高又便于維修；故障時系統(tǒng)工作能力強(qiáng)；設(shè)備噪音小；價格適中。

（2）確定客戶需求技術(shù)特性、技術(shù)措施、關(guān)系矩陣、自相關(guān)矩陣：根據(jù)上一步確定的客戶需求采用專家評議法進(jìn)行技術(shù)特性及措施的填寫，并結(jié)合分析市場競爭力及技術(shù)特性競爭力，原有設(shè)計中可靠性、維修性措施不夠好，導(dǎo)致市場及技術(shù)特性競爭力分別為0.67、0.71，而將此技術(shù)指標(biāo)提高為百萬公里2件故障，其綜合指標(biāo)明顯改善。

通過牽引系統(tǒng)質(zhì)量屋，研發(fā)設(shè)計人員很容易知道哪項技術(shù)措施比較重要、哪些技術(shù)措施之間相互制約、哪些技術(shù)可以進(jìn)一步提高等重要信息，可為設(shè)計研發(fā)人員總體設(shè)計提高參考。

4 結(jié)語

利用QFD技術(shù)建立的公司某新造車產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋模型在研發(fā)設(shè)計階段確定了滿足列車客戶需求的控制要素，將繼續(xù)利用QFD技術(shù)建立關(guān)鍵零部件、工藝規(guī)劃及生產(chǎn)規(guī)劃質(zhì)量屋，滿足動車研制各階段的控制要素，為動車組研制過程的質(zhì)量控制開辟了一條新的有效途徑。

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作者簡介：侯紅學(xué)（1982—），男，河北邢臺人，唐山軌道客車有限責(zé)任公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心系統(tǒng)技術(shù)部助理工程師，研究生，研究方向：動車組電氣系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)；王志海，男，河北唐山人，唐山軌道客車有限責(zé)任公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心系統(tǒng)技術(shù)部高級工程師，研究方向：列車系統(tǒng)集成；裴春興，供職于唐山軌道客車有限責(zé)任公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心系統(tǒng)技術(shù)部；康洪軍，供職于唐山軌道客車有限責(zé)任公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心系統(tǒng)技術(shù)部。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）