基于QFD的集裝箱船詳細設(shè)計質(zhì)量改進

程慧勇

（金海重工股份有限公司 上海分公司，上海 200120）

0 引言

質(zhì)量功能展開（quality function deployment，QFD）是把用戶或市場的需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的多層次演繹分析方法。其指導(dǎo)思想是以市場為導(dǎo)向，以用戶需求作為產(chǎn)品開發(fā)的依據(jù)[1]。它是現(xiàn)代質(zhì)量工程技術(shù)源頭治理的核心技術(shù)之一[2]。QFD的核心是構(gòu)建質(zhì)量屋[3]。0它通過質(zhì)量屋和一套加權(quán)評分方法來評估產(chǎn)品研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵工藝，從而為優(yōu)化設(shè)計的具體實施指出方向，確定對象。QFD的實施使產(chǎn)品的全部研制活動與滿足用戶需求緊密結(jié)合起來，增強產(chǎn)品的市場競爭能力，確保產(chǎn)品的質(zhì)量提升。

在我國，QFD技術(shù)近幾年在機械制造等方面得到一定程度的應(yīng)用，但在船舶設(shè)計質(zhì)量方面的研究還很少。目前船舶市場主要是買方市場，船東對船舶詳細設(shè)計的要求越來越高，提高船舶詳細設(shè)計質(zhì)量迫在眉睫。本文將QFD與船舶詳細設(shè)計相結(jié)合，找出提高船舶設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵點和關(guān)鍵方法，從而有效提高船舶詳細設(shè)計的質(zhì)量。

1 船東需求分析和參數(shù)確定

1.1 確定船東需求及權(quán)重

對于船東需求，采用與船東座談、分析已建造項目船東意見表及對現(xiàn)有設(shè)計和報價項目規(guī)格書等船東所提供的資料進行篩選、整理和分析的方式獲取信息。

因為船東需求是 QFD的最初輸入，所以其權(quán)重是直接影響之后分解過程準確性的重要參數(shù)。經(jīng)過反復(fù)認真研究，確定了各項船東需求的權(quán)重及加權(quán)評分的準則，如圖1所示。

圖1 詳細設(shè)計質(zhì)量提升規(guī)劃矩陣

船東需求權(quán)重可取下列5個等級[1]：1為不影響船舶運行的需求；2為不影響船舶主要功能實現(xiàn)的需求；3為比較重要的、影響船舶功能實現(xiàn)的需求；4為重要的、影響船舶功能實現(xiàn)的需求；5為基本的、涉及船舶安全的、特別重要的需求。

1.2 船東需求轉(zhuǎn)換到技術(shù)需求

船東需求與技術(shù)需求轉(zhuǎn)換的加權(quán)評分準則采用1、5、9關(guān)系度等級[1]，分別用△表示1，○表示5，▲表示9（如圖1所示）。1為該交點所對應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間有微弱影響；5為該交點所對應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間存在比較密切的關(guān)系；9為該交點所對應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間存在非常密切的關(guān)系。

1.3 船東競爭性評估

船東競爭性評估是船東對現(xiàn)有設(shè)計與其他公司的設(shè)計進行的評價（如圖1所示）。其加權(quán)評分的準則具體如下。

船東競爭性評估可取下列5個數(shù)值[1]：1為船東很不滿意；2為船東不滿意，競爭能力差；3為船東滿意度一般，但不具備競爭優(yōu)勢；4為船東比較滿意，在國內(nèi)市場競爭中占有優(yōu)勢；5為船東很滿意，在國內(nèi)市場競爭中占有較大優(yōu)勢，可以參與國際市場競爭。

1.4 技術(shù)競爭性評估

技術(shù)競爭性評估是對現(xiàn)有圖紙的設(shè)計質(zhì)量和其他公司圖紙的設(shè)計質(zhì)量進行比較得出的結(jié)果（如圖1所示）。由船東競爭性評估與技術(shù)競爭性評估的結(jié)果看，各相互對應(yīng)的評估基本是一致的。

技術(shù)競爭性評估可取下列5個數(shù)值[1]：“1”為設(shè)計水平低下；“2”為設(shè)計水平一般；“3”為設(shè)計水平達到行業(yè)先進水平；“4”為設(shè)計水平達到國內(nèi)先進水平；“5”為設(shè)計水平達到國際先進水平。

1.5 確定各技術(shù)需求之間的關(guān)系

需求之間是相互關(guān)聯(lián)的，用○表示正相關(guān)（如圖1所示）。

1.6 確定技術(shù)需求目標值

技術(shù)需求目標值的確定，主要考慮各項技術(shù)需求需滿足的相關(guān)規(guī)范、規(guī)則及需滿足的國家標準、船舶行業(yè)標準或企業(yè)標準等。

1.7 確定技術(shù)需求重要度

應(yīng)用簡單加權(quán)法可計算得出技術(shù)需求重要度（如圖1所示）。例如，“規(guī)范規(guī)則要求”的技術(shù)需求重要度為137。

1.8 選擇需要配置的技術(shù)需求

在配置技術(shù)需求的過程中，通常遵循以下幾方面原則：

1）技術(shù)需求權(quán)重很高，船東競爭性評估、技術(shù)競爭性評估顯示，船東對某項技術(shù)需求現(xiàn)狀并不很滿意，對于這樣的技術(shù)需求要優(yōu)先考慮配置到下一步。

2）技術(shù)需求權(quán)重雖然一般，但是船東競爭性評估和技術(shù)競爭性評估顯示卻不太理想，有必要采取措施提高技術(shù)需求目標值，否則船東可能會不滿意。這類船東需求也將配置到下一階段，以獲得滿意的船東需求。

3）技術(shù)需求權(quán)重很高，而船東競爭性評估和技術(shù)競爭性評估顯示，船東相對還比較滿意，但是此類技術(shù)需求是船舶設(shè)計的關(guān)鍵指標，而且對其他技術(shù)需求影響很大，綜合考慮這類技術(shù)需求后，應(yīng)當進行下一階段的配置。

4）技術(shù)需求權(quán)重很高，而船東競爭性評估和技術(shù)競爭性評估顯示，在現(xiàn)有條件下，船東已經(jīng)比較滿意，而且此類需求又相互獨立，對其他需求不會產(chǎn)生太大的影響。在這種情況下，就不必進行下一階段的配置。

5）技術(shù)需求重要度值較低，船東競爭性評估和技術(shù)競爭性評估顯示，在現(xiàn)有條件下，完全能滿足船東需求，沒有必要再提高其目標值，所以不再往下配置。

最后確定需要進行配置的技術(shù)需求有：“設(shè)備布置”、“居住舒適性”、“安全性”和“人性化設(shè)計”4項。

2 技術(shù)需求配置

2.1 確定技術(shù)需求重要度

需要配置的4項技術(shù)需求，用數(shù)字1～9來表示重要度值（如圖2所示）。

圖2 零件配置

2.2 確定技術(shù)需求與零件特征間的關(guān)系

采用△、○和▲三種符號來表示技術(shù)需求與零件特征的關(guān)系強弱程度。

△代表 1：該交點所對應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間有微弱影響。

○代表 5：該交點所對應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間存在比較密切的關(guān)系。

▲代表 9：該交點所對應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間存在非常密切的關(guān)系。

2.3 計算零件特征權(quán)重

計算零件特征權(quán)重的方法可參考技術(shù)需求重要度的計算方法。

2.4 確定配置的關(guān)鍵零件特征

從圖2中可以看出，“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”對設(shè)計影響最大，因此需要進一步配置。

3 工藝規(guī)劃過程研究

從零件規(guī)劃矩陣中選擇的關(guān)鍵零件特征是工藝規(guī)劃矩陣的輸入。在工藝規(guī)劃階段需要決定相關(guān)關(guān)系和建立工藝規(guī)范，分析工藝規(guī)劃矩陣，從而決定配置到質(zhì)量規(guī)劃階段中的關(guān)鍵工藝特征。

根據(jù)以上零件配置表的分析，“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”對集裝箱船詳細設(shè)計質(zhì)量的影響最大。如果對這兩個零件特征進行分析就能知道哪些方面會影響詳細設(shè)計的質(zhì)量。

因此，針對“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”進行詳細工藝規(guī)劃。仍采用1、5、9的加權(quán)值，用△表示1，○表示5，▲代表9，如圖3和圖4所示。

圖3 艙室布置規(guī)劃矩陣

圖4 監(jiān)測報警系統(tǒng)規(guī)劃矩陣

從圖3中可以看出，“艙室布置”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”、“設(shè)備資料正確”及“圖紙信息全面”等有關(guān)，控制了這幾個環(huán)節(jié)，“艙室布置”就可以基本滿足船東要求。由于“規(guī)格書要求”和“船東個性化要求”相對比較重要，會對“艙室布置”的設(shè)計質(zhì)量造成較大影響，因此將其權(quán)重均定為 9。另外，由于滿足“設(shè)備資料正確”和“圖紙信息全面”不需要很高的技術(shù)要求，建立更高的控制標準對提高質(zhì)量沒有實質(zhì)性的意義，按現(xiàn)有的相關(guān)管理標準進行就可以使質(zhì)量得到保證，故不再進行下一階段的詳細規(guī)劃。因此，在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，只對“規(guī)格書要求”和“船東個性化要求”這兩個工藝步驟進行詳細的規(guī)劃。

從圖4中可以看出，“監(jiān)測報警系統(tǒng)”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”、“各設(shè)備接口匹配”及“廠家資料完整”等有關(guān)。保證了以上幾項，“監(jiān)測報警系統(tǒng)”的設(shè)計質(zhì)量就可以得到保證。由于“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”及“各設(shè)備接口匹配”會對監(jiān)測報警系統(tǒng)造成較大影響，都比較重要，因此，將其權(quán)重均定為9。另外，由于監(jiān)測報警廠家對監(jiān)測報警已經(jīng)有很豐富的經(jīng)驗，建立更高的控制標準對提高質(zhì)量沒有實質(zhì)性的意義，只要達到廠家要求的標準就可以使質(zhì)量得到保證，故確定其目標值為按廠家標準，且不再進行詳細規(guī)劃。在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，將對“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”及“各設(shè)備接口匹配”這3個關(guān)鍵工藝步驟進行詳細的規(guī)劃。

4 質(zhì)量控制過程研究

根據(jù)以上分析并參考相關(guān)質(zhì)量管控要求，可以確定“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”的各自的控制重點及控制方法[3]，如表1和表2所示。

表1 艙室布置的質(zhì)量控制矩陣

根據(jù)表1和表2可知，只要提高了“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”等主要圖紙的質(zhì)量，就可以一定程度上適應(yīng)市場需求，滿足船東要求，快速提高集裝箱船詳細設(shè)計質(zhì)量。

工藝參數(shù)是所要解決的矛盾的主要方面，解決這些矛盾的方法就是控制點。其中，工藝參數(shù)是各個工藝步驟的目的，而控制點是為實現(xiàn)目的所采取的方法，控制方法則是使控制點達到要求的保證措施。如：“船東個性化要求”的目標是“居住舒適”、“維修方便”等，而“充分了解船東要求”和“對艙室進行合理布置”則是實現(xiàn)“居住舒適”、“維修方便”這些目的所采取的措施?！霸O(shè)計前與船東充分溝通并確認哪些船東要求可以采用”、“由經(jīng)驗豐富的設(shè)計師負責設(shè)計，由專業(yè)負責人進行把關(guān)”則是使這些措施保質(zhì)保量完成的必要保證。

表2 監(jiān)測報警系統(tǒng)的質(zhì)量控制矩陣

5 結(jié)論

通過利用質(zhì)量功能展開對集裝箱船的詳細設(shè)計質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，明確了詳細設(shè)計質(zhì)量改進的切入點和改進方向，對 QFD在船舶設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用是一次有益的嘗試，對今后其他類型船舶的設(shè)計改進起到了拋磚引玉的作用。

《發(fā)電船檢驗指南(2018)》發(fā)布

發(fā)電船是一種浮式發(fā)電裝置，可用于向某一地區(qū)或港口供電，是一種清潔能源的供應(yīng)方式。中國船級社針對這一新技術(shù)開展研究，編制并發(fā)布了《發(fā)電船檢驗指南(2018)》。該指南基于風險控制措施和技術(shù)要求，為發(fā)電船提供新的入級附加標志和3個后綴標志，分別對應(yīng)使用天然氣為燃料、15 kV以上高電壓和為船舶供電的發(fā)電船。指南適用于發(fā)電船的設(shè)計、制造和檢驗，共9章。除通則外，還包含了船舶布置、系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品檢驗、建造檢驗等方面內(nèi)容，可以作為設(shè)計公司、審圖及現(xiàn)場檢驗人員的設(shè)計和檢驗依據(jù)。

該指南具有如下特點：

1）按照風險控制和電力生產(chǎn)工藝流程的需要對船舶布置進行了分區(qū)，保障設(shè)備及人員安全及各種空間使用需求；

2）制定了15 kV以上高電壓電氣設(shè)備的系統(tǒng)和設(shè)備技術(shù)要求，解決了沒有依據(jù)的問題；

3）針對向船舶供電的發(fā)電船，研發(fā)了變頻應(yīng)用方案并獲得2項國家專利；

4）制定了發(fā)電船消防安全技術(shù)要求，主要補充了油浸式電氣設(shè)備、大功率電力變壓器等發(fā)電船專用設(shè)備的消防要求；

5）制定了發(fā)電船靠泊海島和碼頭的系泊要求。

《發(fā)電船檢驗指南(2018)》于2018年7月1日生效。

來源：中國船級社