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摘要：QFD是一个实践全面质量管理的重要工具，可以引导其它质量工具或方法的有效使用。将QFD应用于产品开发过程中，通过将用户要求的质量逐步转化为生产要求的质量，从而保证了企业最终能生产出符合市场需要的产品。
关键词：QFD；产品开发；质量
当前，对于企业来说，质量的定义己经发生根本性的转变，即从“满足设计要求”转变为“满足顾客需求”，如何保证产品概念设计阶段的质量，使产品设计始终不偏离顾客需求，己经成为现阶段设计人员必须面对的问题。由此产生客户驱动的产品开发方法，其中又以质量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）的方法使用最为广泛。
一、QFD简介
日本学者Mitsubishi在1972年提出了QFD理论，将产品设计看作一个自顶向下瀑布式的分解过程，它从保证产品质量的角度出发进行产品设计，将实施质量保证的措施贯穿于产品设计的始终，QFD理论是进行并行设计的有效支持理论。实施QFD技术后，企业受到效益是巨大的。例如丰田公司使用QFD系统，从1979年10月到1984年4月，开发新的集装箱车辆起动费用累计降低61%，产品开发周期（上市的时间）减少1/3。
QFD的核心内容是需求转换，采用的是质量屋（House of Quality）形式，它是一种直观的矩阵框架表达形式，是QFD 方法的工具。建立质量屋的基本框架，给以输入信息，通过分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。
通常的质量屋如图1所示，其由以下几个广义矩阵部分组成：
左墙是WHATS矩阵，表示用户要求质量是什么、排出相对优先级；
天花板是工程特性清单，称为HOWS矩阵，表示针对需求怎样去做；
屋顶是工程特征相互关系矩阵；
房间是顾客要求与工程特征相关关系，表示WHATS项与HOWS各项目的关联关系；
右墙是竞争性或可行性分析比较，用来估价市场上的相对竞争力。
地下室是技术和成本评估矩阵，表示HOWS项的组织度或技术成本评价情况；用来确定系统各元素中能提供最大效益的资源，它是利用相对优先级与工程难度等来确定的。
二、基于QFD的产品开发流程
一般的产品开发过程包括规划阶段、零部件阶段、工艺设计阶段和生产阶段。在应用QFD方法時要先建立各阶段的质量屋，再进行需求变换，最后形成明确的生产要求，从而完成产品开发的质量功能配置的全过程。应用质量屋开发产品的流程如图2所示。
（一）产品规划阶段质量屋
该质量屋是从顾客需求向关键产品特征的配置过程，即产品规划决策过程，因此这个质量屋的配置质量是最为重要的，见图2（a）。
第一部分是一个若干行一列的列阵，此列阵所反映的内容是用户对产品的各种需求（WHATS项）。顾客的需求是各种各样的，此项矩阵的建立应尽量充分、准确和合理，否则将导致后续的所有需求变换工作失真。就顾客的要求而言，亦有主次、轻重之分，QFD方法中对此的处理是：对顾客的各项需求给以权重因子以便进行排序，定义权重因子的总和为100％。
第二部分是一个一行若干列的行矩阵，是用来描述对应于顾客需求的工程特征要求（HOWS项），即有什么样的顾客需求就应有什么样的工程特征要求来对应保证。这种对应是多相关性的，顾客的某种需求可能对应着若干项工程特征要求，若干种工程特征要求有机结合才能满足某种顾客需求项。反过来讲，某种工程特征也可以同时满足若干项顾客的需求。工程特征要求是顾客需求的映射变换结果。这一阶段的HOWS项将作为下一阶段质量屋的WHATS项。
第三部分称为质量屋的屋顶，在数学上是一个三角形矩阵，它表示的是工程特征之间的相关关系。在QFD技术中以三种形式来定性地描述工程特征之间的相关影响关系。
第四部分是一个关系矩阵，该矩阵的行数与第一部分相同，列数与第二部分相同。表示各个工程特征项与各个币场顾客需求项的相互关系。
关系矩阵的项值Xij是通过专家打分的方法得到的，因此可以定量地表示出质量要素的重要度。其计算方法如下：
根据上式结果就可以得到按权数大小排列的质量要素的重要度。
第五部分是一个产品可行性评价矩阵，又称为市场评估矩阵，其行数与顾客需求矩阵相同，列数可以是一列，其中的内容表示要开发的产品针对各项顾客需求的竞争能力估价值。同时可以引人若干个市场上同类产品作为竞争对象进行比较，以判断产品的市场竞争力，由此在产品开发初期找出不足以进行调整改进。
第六部分是产品规划阶段的技术和成本评估矩阵，其行列数与工程特征矩阵相对应，其中要建立的内容是各项工程特征的技术和成本评价数据，同时也可以建立若干个同类产品的相对应的数据信息进行分析对比，提出改进措施。
这六个部分的矩阵构造完成后便形成了产品规划阶段的质量屋，这个质量屋的基本输入是市场顾客需求，针对需求的对策是一组工程特征需求，从而进行了需求变换。通过变换将市场顾客对产品的相对离散和模糊的需求变换为明确的工程特征要求。
在这一过程中会不可避免地产生各种矛盾冲突如质量和成本的冲突，功能间的冲突等；有工程特征间技术上的矛盾关系；还有与同类产品对比而产生的竞争力和技术成本的不协调问题等等。对复杂的问题可以采用计算机辅助QFD过程。
（二）零部件阶段质量屋
零部件设计阶段的质量屋的最终输出是能保证实现工程特征要求的零部件特征要求。利用前一阶段定义的技术需求，从多个设计方案中选择一个最佳的方案，并通过零件配置矩阵将其转换为关键的零件特征。见图2（b）。
此阶段质量属的输入项“系统设计质量”（WHATS项）是上一阶段产生的工程特征要求列阵。实现工程特征要求的对策是若干项零部件特征（HOWS项）。屋顶部分表示的是各种零部件特征间的相关性。同样，在工程特征要求矩阵和零部件特征矩阵之间存在的关系矩阵II表示相互关系。右墙是可行性评价矩阵，表示零部件特征对应于工程特征要求的可行性评价。地下室是技术评价矩阵，针对各项零部件特征进行技术和成本分析。
（三）工艺流程设计阶段质量屋
为实现零部件特征要求，则要进行工艺规划设计，在QFD方法进程中对应的是工艺规划阶段质量屋的建立。该阶段的质量屋的内容如图2（c）所示，质量屋的输入是零部件特征要求，输出是制造工艺特征要求HOWS项。
（四）生产阶段质量屋
为满足制造工艺特征要求，要有生产计划安排以形成明确的生产要求，对应地建立QFD的生产计划阶段的质量屋，如图2（d）中所示。此阶段质量屋的输入是产品的制造工艺特征要求，为实现制造工艺特征要求则要安排生产计划，生产计划阶段质量屋的输出就是生产要求信息。
三、QFD和其它质量保证方法的关系
统计过程控制（SPC）、实验设计（DOE/TAGUCHI）方法、故障模式和效应分析（FMEA）方法对于提高产品的质量都是极为重要的。QFD有助于制造企业规划这些质量保证方法的有效应用，即把它们应用到对顾客来说最为重要的问题上。
QFD的目的是使产品开发面向顾客需求，极大地满足顾客需求；而FMEA方法是在产品和过程的开发阶段减小风险提高可靠性的一种有效方法；采用统计方法设计实验可以帮助设计者找到一些可控因素的参数设定。
四、QFD的发展趋势
随着QFD的日趋完善和计算机技术、信息技术等其它相关支撑技术的发展，QFD呈现以下发展趋势：
（一）智能化、集成化计算辅助QFD应用环境的出现
在QFD的配置过程中，需要大量的输入信息，这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等，常常是模糊的；而处理模糊的知识正是模糊集理论的“专长”，所以模糊集理论在QFD的配置过程中大有用武之地。QFD与FMEA（故障模式和效应分析）、DFM/A（面向制造/装配的设计）、SPC（统计过程控制）这些工具有效地结合起来，将会发挥更大的作用。
（二）QFD的应用领域不断拓宽
尽管QFD主要是针对产品开发而提出来的，但人们已将QFD成功地应用于软件开发等领域中。随着QFD的不断发展，其应用领域必将不断地拓宽。
（三）QFD的标准化、规范化
尽管QFD是一种柔性很大的方法。但是，随着QFD的日趋成熟和其应用的不断深入，有必要对其中某些共性的东西加以标准化、规范化。
参考文献：
1、威廉·J·史蒂文森．生产与运作管理(原书第6版)[M]．机械工业出版社，2000．
2、邵家骏.质量功能展开[M].机械工业出版社，2004.
3、沈维蕾，谢峰等.基于QFD的产品设计开发技术的研究[J].组合机床与自动化加工技术，2004(4).
4、许多，戴颖.QFD在教学课程设计中的应用[J].世界标准化与质量管理，2005(11).
（作者单位：中国矿业大学管理学院）
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词：QFD；产品开发；质量
当前，对于企业来说，质量的定义己经发生根本性的转变，即从“满足设计要求”转变为“满足顾客需求”，如何保证产品概念设计阶段的质量，使产品设计始终不偏离顾客需求，己经成为现阶段设计人员必须面对的问题。由此产生客户驱动的产品开发方法，其中又以质量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）的方法使用最为广泛。
一、QFD简介
日本学者Mitsubishi在1972年提出了QFD理论，将产品设计看作一个自顶向下瀑布式的分解过程，它从保证产品质量的角度出发进行产品设计，将实施质量保证的措施贯穿于产品设计的始终，QFD理论是进行并行设计的有效支持理论。实施QFD技术后，企业受到效益是巨大的。例如丰田公司使用QFD系统，从1979年10月到1984年4月，开发新的集装箱车辆起动费用累计降低61%，产品开发周期（上市的时间）减少1/3。
QFD的核心内容是需求转换，采用的是质量屋（House of Quality）形式，它是一种直观的矩阵框架表达形式，是QFD 方法的工具。建立质量屋的基本框架，给以输入信息，通过分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。
通常的质量屋如图1所示，其由以下几个广义矩阵部分组成：
左墙是WHATS矩阵，表示用户要求质量是什么、排出相对优先级；
天花板是工程特性清单，称为HOWS矩阵，表示针对需求怎样去做；
屋顶是工程特征相互关系矩阵；
房间是顾客要求与工程特征相关关系，表示WHATS项与HOWS各项目的关联关系；
右墙是竞争性或可行性分析比较，用来估价市场上的相对竞争力。
地下室是技术和成本评估矩阵，表示HOWS项的组织度或技术成本评价情况；用来确定系统各元素中能提供最大效益的资源，它是利用相对优先级与工程难度等来确定的。
二、基于QFD的产品开发流程
一般的产品开发过程包括规划阶段、零部件阶段、工艺设计阶段和生产阶段。在应用QFD方法時要先建立各阶段的质量屋，再进行需求变换，最后形成明确的生产要求，从而完成产品开发的质量功能配置的全过程。应用质量屋开发产品的流程如图2所示。
（一）产品规划阶段质量屋
该质量屋是从顾客需求向关键产品特征的配置过程，即产品规划决策过程，因此这个质量屋的配置质量是最为重要的，见图2（a）。
第一部分是一个若干行一列的列阵，此列阵所反映的内容是用户对产品的各种需求（WHATS项）。顾客的需求是各种各样的，此项矩阵的建立应尽量充分、准确和合理，否则将导致后续的所有需求变换工作失真。就顾客的要求而言，亦有主次、轻重之分，QFD方法中对此的处理是：对顾客的各项需求给以权重因子以便进行排序，定义权重因子的总和为100％。
第二部分是一个一行若干列的行矩阵，是用来描述对应于顾客需求的工程特征要求（HOWS项），即有什么样的顾客需求就应有什么样的工程特征要求来对应保证。这种对应是多相关性的，顾客的某种需求可能对应着若干项工程特征要求，若干种工程特征要求有机结合才能满足某种顾客需求项。反过来讲，某种工程特征也可以同时满足若干项顾客的需求。工程特征要求是顾客需求的映射变换结果。这一阶段的HOWS项将作为下一阶段质量屋的WHATS项。
第三部分称为质量屋的屋顶，在数学上是一个三角形矩阵，它表示的是工程特征之间的相关关系。在QFD技术中以三种形式来定性地描述工程特征之间的相关影响关系。
第四部分是一个关系矩阵，该矩阵的行数与第一部分相同，列数与第二部分相同。表示各个工程特征项与各个币场顾客需求项的相互关系。
关系矩阵的项值Xij是通过专家打分的方法得到的，因此可以定量地表示出质量要素的重要度。其计算方法如下：
根据上式结果就可以得到按权数大小排列的质量要素的重要度。
第五部分是一个产品可行性评价矩阵，又称为市场评估矩阵，其行数与顾客需求矩阵相同，列数可以是一列，其中的内容表示要开发的产品针对各项顾客需求的竞争能力估价值。同时可以引人若干个市场上同类产品作为竞争对象进行比较，以判断产品的市场竞争力，由此在产品开发初期找出不足以进行调整改进。
第六部分是产品规划阶段的技术和成本评估矩阵，其行列数与工程特征矩阵相对应，其中要建立的内容是各项工程特征的技术和成本评价数据，同时也可以建立若干个同类产品的相对应的数据信息进行分析对比，提出改进措施。
这六个部分的矩阵构造完成后便形成了产品规划阶段的质量屋，这个质量屋的基本输入是市场顾客需求，针对需求的对策是一组工程特征需求，从而进行了需求变换。通过变换将市场顾客对产品的相对离散和模糊的需求变换为明确的工程特征要求。
在这一过程中会不可避免地产生各种矛盾冲突如质量和成本的冲突，功能间的冲突等；有工程特征间技术上的矛盾关系；还有与同类产品对比而产生的竞争力和技术成本的不协调问题等等。对复杂的问题可以采用计算机辅助QFD过程。
（二）零部件阶段质量屋
零部件设计阶段的质量屋的最终输出是能保证实现工程特征要求的零部件特征要求。利用前一阶段定义的技术需求，从多个设计方案中选择一个最佳的方案，并通过零件配置矩阵将其转换为关键的零件特征。见图2（b）。
此阶段质量属的输入项“系统设计质量”（WHATS项）是上一阶段产生的工程特征要求列阵。实现工程特征要求的对策是若干项零部件特征（HOWS项）。屋顶部分表示的是各种零部件特征间的相关性。同样，在工程特征要求矩阵和零部件特征矩阵之间存在的关系矩阵II表示相互关系。右墙是可行性评价矩阵，表示零部件特征对应于工程特征要求的可行性评价。地下室是技术评价矩阵，针对各项零部件特征进行技术和成本分析。
（三）工艺流程设计阶段质量屋
为实现零部件特征要求，则要进行工艺规划设计，在QFD方法进程中对应的是工艺规划阶段质量屋的建立。该阶段的质量屋的内容如图2（c）所示，质量屋的输入是零部件特征要求，输出是制造工艺特征要求HOWS项。
（四）生产阶段质量屋
为满足制造工艺特征要求，要有生产计划安排以形成明确的生产要求，对应地建立QFD的生产计划阶段的质量屋，如图2（d）中所示。此阶段质量屋的输入是产品的制造工艺特征要求，为实现制造工艺特征要求则要安排生产计划，生产计划阶段质量屋的输出就是生产要求信息。
三、QFD和其它质量保证方法的关系
统计过程控制（SPC）、实验设计（DOE/TAGUCHI）方法、故障模式和效应分析（FMEA）方法对于提高产品的质量都是极为重要的。QFD有助于制造企业规划这些质量保证方法的有效应用，即把它们应用到对顾客来说最为重要的问题上。
QFD的目的是使产品开发面向顾客需求，极大地满足顾客需求；而FMEA方法是在产品和过程的开发阶段减小风险提高可靠性的一种有效方法；采用统计方法设计实验可以帮助设计者找到一些可控因素的参数设定。
四、QFD的发展趋势
随着QFD的日趋完善和计算机技术、信息技术等其它相关支撑技术的发展，QFD呈现以下发展趋势：
（一）智能化、集成化计算辅助QFD应用环境的出现
在QFD的配置过程中，需要大量的输入信息，这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等，常常是模糊的；而处理模糊的知识正是模糊集理论的“专长”，所以模糊集理论在QFD的配置过程中大有用武之地。QFD与FMEA（故障模式和效应分析）、DFM/A（面向制造/装配的设计）、SPC（统计过程控制）这些工具有效地结合起来，将会发挥更大的作用。
（二）QFD的应用领域不断拓宽
尽管QFD主要是针对产品开发而提出来的，但人们已将QFD成功地应用于软件开发等领域中。随着QFD的不断发展，其应用领域必将不断地拓宽。
（三）QFD的标准化、规范化
尽管QFD是一种柔性很大的方法。但是，随着QFD的日趋成熟和其应用的不断深入，有必要对其中某些共性的东西加以标准化、规范化。
参考文献：
1、威廉·J·史蒂文森．生产与运作管理(原书第6版)[M]．机械工业出版社，2000．
2、邵家骏.质量功能展开[M].机械工业出版社，2004.
3、沈维蕾，谢峰等.基于QFD的产品设计开发技术的研究[J].组合机床与自动化加工技术，2004(4).
4、许多，戴颖.QFD在教学课程设计中的应用[J].世界标准化与质量管理，2005(11).
（作者单位：中国矿业大学管理学院）
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”