基于QFD和生態(tài)理念的水利工程設(shè)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(shè)項(xiàng)目的增多，工程事故發(fā)生頻率逐年提高，勘察、設(shè)計、施工是整個項(xiàng)目工程建設(shè)最重要的3個環(huán)節(jié)[1]，把握好這3個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，是降低工程事故發(fā)生率的根本。工程設(shè)計直接決定著最終項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)所有的工程事故當(dāng)中，由于設(shè)計原因造成的事故占全部事故的40.3%[2]。目前國內(nèi)關(guān)于水利工程的設(shè)計仍然存在較多的問題，設(shè)計能力有待提升、設(shè)計無法與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合、無法完全反映客戶意愿等缺點(diǎn)限制了國內(nèi)水利工程設(shè)計行業(yè)的發(fā)展[3-4]，因此急需找出合理的方案，在設(shè)計過程的各個階段充分考慮各方面因素，對設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

質(zhì)量功能展開理論（QFD）可以充分實(shí)現(xiàn)顧客滿意和產(chǎn)品創(chuàng)新，可在滿足各方面需求的同時，保證設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量[5]。本文將QFD理論引入水利工程設(shè)計中，同時將生態(tài)理念引入QFD理論，綜合考慮業(yè)主、客觀和環(huán)境的因素，找出保證水利工程設(shè)計質(zhì)量的方法。

1 QFD理論實(shí)現(xiàn)及生態(tài)理念引入

結(jié)合QFD技術(shù)，本文建立水利工程設(shè)計質(zhì)量控制模型，引入生態(tài)理念，模型具體包括：顧客需求、業(yè)主需求和生態(tài)理念需求。通過分析影響3個方面的各個指標(biāo)的權(quán)重，從中找出關(guān)鍵指標(biāo)，同時將3個層面與技術(shù)特性形成相關(guān)關(guān)系矩陣，找出設(shè)計質(zhì)量控制的重點(diǎn)及措施。其中由于顧客需求及業(yè)主需求屬于主觀因素，其指標(biāo)重要度的權(quán)重計算采用模糊層次分析法進(jìn)行計算，生態(tài)理念方面屬于客觀因素，指標(biāo)重要度采用熵權(quán)法計算。

1.1 層次分析法計算權(quán)重

比較兩個因素之間的重要程度，根據(jù)重要程度，得出模糊互補(bǔ)矩陣，定量表達(dá)出不同指標(biāo)的重要程度。不同指標(biāo)判斷矩陣的確定可參考表1。

表1 指標(biāo)體系判斷矩陣取值參考

1.2 熵權(quán)法計算權(quán)重

對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)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(biāo)；ajmax為某項(xiàng)指標(biāo)最大值；ajmin某項(xiàng)指標(biāo)最小值。

計算第j項(xiàng)指標(biāo)的變異度：

式中：Dj為所求的變異度；Hj代表指標(biāo)的信息熵。

計算該指標(biāo)所對應(yīng)的熵權(quán)重（客觀權(quán)重）：

1.3 相關(guān)需求—技術(shù)特性矩陣確定

由于顧客需求、業(yè)主需求及生態(tài)理念需求所呈現(xiàn)的指標(biāo)較抽象，無法與水利工程設(shè)計技術(shù)特性相適應(yīng)，因此，需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)查相關(guān)需求—技術(shù)特性矩陣，表示技術(shù)特性與相關(guān)需求之間的關(guān)聯(lián)程度，在制表過程中，用1～5對相關(guān)程度進(jìn)行分級，分?jǐn)?shù)越高，說明相關(guān)程度越高。在質(zhì)量關(guān)系矩陣中，◎表示強(qiáng)關(guān)系，○表示等關(guān)系，△表示弱關(guān)系，*表示無關(guān)系。

根據(jù)所得技術(shù)特性矩陣，找出最重要的技術(shù)特性，從而指導(dǎo)水利工程設(shè)計。

2 實(shí)例分析

本文以山東省臨沂市劉家道口水利樞紐的設(shè)計為例，通過實(shí)例調(diào)查，了解顧客需求、業(yè)主需求和生態(tài)理念需求，得出的指標(biāo)分別見表2～表4。

表2 顧客需求指標(biāo)表

表3 業(yè)主需求指標(biāo)表

通過對顧客需求和業(yè)主需求的專家打分，可得出顧客需求8項(xiàng)指標(biāo)和業(yè)主需求6項(xiàng)指標(biāo)的判斷矩陣，從而得出不同指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見表5和表6。由表5和表6中得出的數(shù)據(jù)可知，顧客需求和業(yè)主需求所得出的一致性系數(shù)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(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量是顧客所關(guān)注的重點(diǎn)，而經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)是業(yè)主最關(guān)心的重點(diǎn)。而生態(tài)理念的4項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重分別為0.241、0.237、0.227和0.295，4項(xiàng)指標(biāo)中，水污染排放是影響最高的因素。

表4 生態(tài)理念需求指標(biāo)表

表5 顧客需求判斷矩陣及權(quán)重確定

表6 業(yè)主需求判斷矩陣及權(quán)重確定

通過比較分析不同指標(biāo)與不同設(shè)計專業(yè)的質(zhì)量關(guān)系矩陣，從中得出不同指標(biāo)在水利工程設(shè)計中的重要度，以業(yè)主需求為例，得出質(zhì)量關(guān)系矩陣，結(jié)果見表7。由表7中可知，不同水利工程設(shè)計的構(gòu)成部分中，環(huán)境保護(hù)設(shè)施設(shè)計及總體規(guī)劃設(shè)計的重要度最高，主體結(jié)構(gòu)的尺寸、穩(wěn)定性計算和尺寸計算較重要，同理得出顧客需求和生態(tài)環(huán)境需求的質(zhì)量關(guān)系矩陣，分析最重要成分。

通過計算不同構(gòu)成部分的得分，可以發(fā)現(xiàn)：環(huán)境保護(hù)設(shè)計、總體規(guī)劃設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、主體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的總分超過了60%，表明這4項(xiàng)因素是水利規(guī)劃設(shè)計中質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素。

表7 質(zhì)量關(guān)系矩陣

3 結(jié)語

通過引入QFD方法，對業(yè)主需求、顧客需求和生態(tài)理念需求進(jìn)行全方位的了解，指出了環(huán)境保護(hù)設(shè)計、總體規(guī)劃設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、主體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計為和業(yè)主、顧客和生態(tài)環(huán)境關(guān)系最密切的因素。在今后的水利工程設(shè)計中，應(yīng)著重考慮這幾方面的內(nèi)容，進(jìn)一步提升水利工程設(shè)計質(zhì)量。