基于QFD和生態理念的水利工程設計研究

劉敏妍，張存暖，劉巧玲

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

隨著工程建設項目的增多，工程事故發生頻率逐年提高，勘察、設計、施工是整個項目工程建設最重要的3個環節[1]，把握好這3個環節的質量，是降低工程事故發生率的根本。工程設計直接決定著最終項目建設的質量，據相關數據統計，在國內所有的工程事故當中，由于設計原因造成的事故占全部事故的40.3%[2]。目前國內關于水利工程的設計仍然存在較多的問題，設計能力有待提升、設計無法與生態環境相結合、無法完全反映客戶意愿等缺點限制了國內水利工程設計行業的發展[3-4]，因此急需找出合理的方案，在設計過程的各個階段充分考慮各方面因素，對設計質量進行嚴格的控制。

質量功能展開理論（QFD）可以充分實現顧客滿意和產品創新，可在滿足各方面需求的同時，保證設計產品質量[5]。本文將QFD理論引入水利工程設計中，同時將生態理念引入QFD理論，綜合考慮業主、客觀和環境的因素，找出保證水利工程設計質量的方法。

1 QFD理論實現及生態理念引入

結合QFD技術，本文建立水利工程設計質量控制模型，引入生態理念，模型具體包括：顧客需求、業主需求和生態理念需求。通過分析影響3個方面的各個指標的權重，從中找出關鍵指標，同時將3個層面與技術特性形成相關關系矩陣，找出設計質量控制的重點及措施。其中由于顧客需求及業主需求屬于主觀因素，其指標重要度的權重計算采用模糊層次分析法進行計算，生態理念方面屬于客觀因素，指標重要度采用熵權法計算。

1.1 層次分析法計算權重

比較兩個因素之間的重要程度，根據重要程度，得出模糊互補矩陣，定量表達出不同指標的重要程度。不同指標判斷矩陣的確定可參考表1。

表1 指標體系判斷矩陣取值參考

1.2 熵權法計算權重

對各項指標進行無量綱化處理，得出相對隸屬度：

式中：bij為所求的相對隸屬度；aij為每個計算指標；ajmax為某項指標最大值；ajmin某項指標最小值。

計算第j項指標的變異度：

式中：Dj為所求的變異度；Hj代表指標的信息熵。

計算該指標所對應的熵權重（客觀權重）：

1.3 相關需求—技術特性矩陣確定

由于顧客需求、業主需求及生態理念需求所呈現的指標較抽象，無法與水利工程設計技術特性相適應，因此，需根據實際情況調查相關需求—技術特性矩陣，表示技術特性與相關需求之間的關聯程度，在制表過程中，用1～5對相關程度進行分級，分數越高，說明相關程度越高。在質量關系矩陣中，◎表示強關系，○表示等關系，△表示弱關系，*表示無關系。

根據所得技術特性矩陣，找出最重要的技術特性，從而指導水利工程設計。

2 實例分析

本文以山東省臨沂市劉家道口水利樞紐的設計為例，通過實例調查，了解顧客需求、業主需求和生態理念需求，得出的指標分別見表2～表4。

表2 顧客需求指標表

表3 業主需求指標表

通過對顧客需求和業主需求的專家打分，可得出顧客需求8項指標和業主需求6項指標的判斷矩陣，從而得出不同指標的權重，結果見表5和表6。由表5和表6中得出的數據可知，顧客需求和業主需求所得出的一致性系數分別為0.017和0.032，均小于0.1，證明了判斷矩陣的合理性，同時，產量和產品質量是顧客所關注的重點，而經濟性指標是否達標是業主最關心的重點。而生態理念的4項指標的權重分別為0.241、0.237、0.227和0.295，4項指標中，水污染排放是影響最高的因素。

表4 生態理念需求指標表

表5 顧客需求判斷矩陣及權重確定

表6 業主需求判斷矩陣及權重確定

通過比較分析不同指標與不同設計專業的質量關系矩陣，從中得出不同指標在水利工程設計中的重要度，以業主需求為例，得出質量關系矩陣，結果見表7。由表7中可知，不同水利工程設計的構成部分中，環境保護設施設計及總體規劃設計的重要度最高，主體結構的尺寸、穩定性計算和尺寸計算較重要，同理得出顧客需求和生態環境需求的質量關系矩陣，分析最重要成分。

通過計算不同構成部分的得分，可以發現：環境保護設計、總體規劃設計、基礎設計、主體結構尺寸設計的總分超過了60%，表明這4項因素是水利規劃設計中質量控制的關鍵因素。

表7 質量關系矩陣

3 結語

通過引入QFD方法，對業主需求、顧客需求和生態理念需求進行全方位的了解，指出了環境保護設計、總體規劃設計、基礎設計、主體結構尺寸設計為和業主、顧客和生態環境關系最密切的因素。在今后的水利工程設計中，應著重考慮這幾方面的內容，進一步提升水利工程設計質量。