QFD在小家電綠色設計中的應用實例研究

陳海濤(廣東順德工業設計研究院(廣東順德創新設計研究院),廣東佛山 528300)

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QFD在小家電綠色設計中的應用實例研究

陳海濤
(廣東順德工業設計研究院(廣東順德創新設計研究院),廣東佛山 528300)

【摘 要】隨著工業高速發展，對全球環境帶來了很嚴重污染，這種狀況已經直接危及到人類的生存與健康，人們對環境問題越來越重視。本文首先介紹系統地介紹了綠色QFD法的內容，結合講述了綠色QFD法設計的基本理論和方法，談及建立矩陣QFD及應用，探討了綠色QFD法的綠色設計的特點。最后舉例說明介紹了綠色烤箱的基于綠色QFD法綠色設計情況，運用此法對電烤箱產品進行了設計。

【關鍵詞】綠色設計 綠色需求 質量屋

1 電烤箱概述

1.1 電烤箱定義

電烤箱產品綠色設計是從事電烤箱綠色產品的設計，它通過生命周期評價方法從產品生命周期的角度降低產品對環境的影響；是從設計的角度降低全生命周期成本的設計方法。

表1 確定可控因素及水平

1.2 電烤箱的結構

電烤箱由箱體、箱門、電熱元件、控溫與定時裝置組成。從結構出發，從可拆卸設計出發，進行模塊化設計，分成如下組件：

（1）箱體組件：多用薄鋼板制作，一般為雙層，其間可以是空氣夾層，也可充填絕熱材料。（2）箱門組件：其上鑲有耐熱玻璃，以便觀察箱內食物烤制情況。（3）電熱組件：最常用的是金屬管式，為提高熱輻射效率，常在其外表面涂敷遠紅外輻射材料；有的直接采用具有高輻射性能的浮白石英管電熱元件。一般電烤箱都有上、下兩只電熱元件；有的還在箱側加裝一、二只電熱元件，使烤制質量更好。（4）

控溫與定時組件：控溫元件主要采用雙金屬片式。

材料選擇，要考慮環境因素，要符合ROHS指令，避免使用對環境有害的材料使通過組件設計，有利于拆卸，有利于再利用可重復使用，有利于產品組件可回收翻新多次處理，提高產品的二次開發能力，產品的可持續設計能力。

2 產品設計的實例分析

2.1 電烤箱的綠色QFD法

通過分析，我們可知電烤箱的用戶需求最重要的是燒烤性能，對烤箱的燒烤性能細分如下：（1）燒烤要夠快；（2）燒烤的功率要足夠大；（3）燒烤出來的食物顏色要夠好。

電烤箱根據對環保的要求將其需求可以轉變成綠色需求：（1）烤箱的發熱元件要高效節能；（2）內部件表面采用環保無輻射的隔熱材料；（3）用精度較高控溫元件。

2.2 電烤箱的綠色QFD法參數設計

（1）系統參數設計。通過QFD法運用質量屋可將綠色需求轉成工程特性分別是溫控時間，烤箱內控制溫度，發熱管的功率三個工程特性。以面包烤色等級作為其質量性能指標。面包烤色是指面包經燒烤后表面所形成的顏色，它顏色分布和深淺最能看出烤箱的性能是否良好熱能分布是否合理，它一般顏色等級是從1到15，1表面只微帶黃，15表面就全烤糊變黑了，取6為正常值（即烤色金黃不帶焦又不偏白為最適合）。將面包烤色等級作為望目特性，目標值=6，容差=2將影響它的三個可控因素如下：溫控時間，烤箱內控制溫度，發熱管的功率；可控因素的水平確定為三個：第2水平為系統設計階段初步確定的參數值；第1，第2水平分別采取等差數列，具體見下：

確定可控因素及水平表1所示。

溫控時間的單位--1分鐘，烤箱內控制溫度的單位--1000℃，發熱管的功率的單位—瓦特。

（2）內設計。選用正交表L9（3*4）進行內設計，正交表及其具體方案見表2。

運用信噪比公式：Sm=（∑yi）x(∑yi)/n ； Ve=∑(Yi-y)x(Yi-Y)/n；

信噪比=101g(Sm-Ve)/nxVe

根據以上公式，可計算每個方案的信噪如輸出特性表3所示。表3中N1為使輸出特性取最小值的誤差因素水平組合，N3為使輸出特性取最大值的誤差因素水平組合。

內表的統計分析表4所示。在作方差統計分析之前，先對內表計算：

ST=∑（信噪比i—平均信噪比）X（信噪比i—平均信噪比）= （24.25X24.25+23.1…）-5412.47=108

FT=n-1=9-1=8

S溫控時間=(T1XT1+T2XT2+T3XT3)/3-CT

=(72.9X72.9+72.93X72.93+70.96x70.96)/3-5412.47=9.1其于仿此可求：

S箱內控制溫度=39.78 S發熱管的功率=52.09

由表4可直接看出最大信噪比對應方案為4號方案，即溫控時間（2水平），烤箱內控制溫度（1水平），發熱管的功率（2水平），信噪比=31.14。

根據參數設計公式，算知溫控時間=1.2分鐘，烤箱內控制溫度=180℃，發熱管的功率=750瓦為最佳組合。

以上參數經過實例驗證，在實際燒烤效果顯著達到設計要求的烤色等級。

2.3 電烤箱綠色QFD法設計的分析

此產品綠色設計結果有利于產品的綠色，在現實中有利于產品的性能優化和可持續設計，主要有：（1）產品優化。（2）可作為進一步開發產品的依據。

3 結語

綠色QFD設計是一個綜合考慮顧客需求.生產制造.環境影響和資源消耗的現代設計模式，其目標是使得產品從設計.制造.銷售.使用.回收的整個生命周期過程中，對環境負面影響最小，并使企業社會效益最大。

參考文獻:

[1]戴均陶.現代管理評價技術[M].北京:機械工業出版社,1994(9).

[2]曾黃麟.粗集理論及其應用[M].重慶:重慶大學出版社,1992.

[3]劉光復,劉志峰.綠色設計與綠色制造[M].北京:機械工業出版社, 1999.

表2 正交表（orthogonal layout）

表3 輸出特性表(export peculiarity)

表4 內表的統計分析(analysis of orthogonal layout)