基于質量技術特征改善率的并行優(yōu)化模型分析

　　論文關鍵詞：質量技術特征；質量功能配置(QFD)；客戶需求；優(yōu)化模型

　　論文摘要：將用戶需求的目標客觀地反映在產品質量技術特征中是質量功能配置(QFD)應用的重要內容。本文根據(jù)用戶需求的目標值及QFD建立的質量屋信息，提出了基于產品質量技術特征改善率的并行優(yōu)化方法，建立了止回閥質量技術特征并行優(yōu)化模型，得到了優(yōu)化后止回閥質量技術特征改善率，為該類產品應用QFD方法進行改進設計提供了科學依據(jù)。

質量功能配置(Quality Function Deployment，簡稱QFD)是一種用戶驅動的產品開發(fā)和質量保證方法。它采用系統(tǒng)的、規(guī)范化的方法調查和分析客戶的需求，并采用結構化的框架將其轉換為產品開發(fā)過程中的各種技術特征信息，使得設計和制造的產品能真正地滿足客戶需求。

QFD是通過對產品質量技術特征指標值的改進來滿足用戶需求，提高用戶對新設計產品或改進產品的滿意度。在產品的設計或改進過程中，對某個用戶需求評價目標值的改善，是通過與之相關的質量特征性能指標的改善來獲得的。為了對產品進行改進，必須準確地描述出用戶需求評價目標值與具體的質量特征指標值之間的內在關系。要準確地描述出用戶需求評價目標值與質量特征之間的函數(shù)關系，在具體實施上存在很大的困難。因為它們處于不同的標度上，前者屬于離散的或連續(xù)的順序標度，后者則不然，而且每個質量特征指標的度量單位也是不一樣的。將一順序標度變量表達為非順序參數(shù)辨識，尤其是當增加質量特征時，還需要重新設計系統(tǒng)辯識數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)辯識，這在實際應用中顯然是不合理的。為了解決質量技術特征并行優(yōu)化中所面臨的這一問題，基于質量技術特征改善率的優(yōu)化策略不失為一種有效方法。

　　1質量功能配置

質量功能配置(QFD)在20世紀60年代末，由日本學者Yoji Akao(赤尾洋二)教授首次提出。該方法綜合運用系統(tǒng)工程思想，是企業(yè)提高產品質量和競爭力的有力工具之一。QFD是把顧客對產品的需求進行多層次的演繹分析，轉化為產品的設計要求、零部件特性、工藝要求、生產要求的質量工程工具。它的基本思想是:在產品設計或開發(fā)過程中，所有的活動都由“顧客的聲音”VOC ( Voice of Custourer)驅動，并把顧客的需求體現(xiàn)到產品設計中去，在滿足顧客需求前提下，全面考慮開發(fā)時間、質量、成本、服務、環(huán)境的關系，實現(xiàn)最優(yōu)化。

質量功能配置的核心是在獲取和綜合用戶需求的基礎上，采用科學和系統(tǒng)的方法，將用戶需求分解為產品技術特征、零部件技術特征、制造過程工藝特征及質量控制方法。QFD最常用的方法是四階段分解方法:產品規(guī)劃(Product Pl arming )、零部件配置(Parts Deployment )、工藝規(guī)劃(Process Planning )及生產規(guī)劃(Production Planning )。它將用戶需求分層地轉化為產品技術特征、零部件特征、工藝特征和生產質量控制方法等一系列能測量的、可操作的事件、活動或指標。為制訂產品規(guī)劃、工藝計劃、生產計劃，以及產品和工藝的連續(xù)質量改進，提供決策支持。在展開過程中，上一步的輸出就是下一步的輸人，構成瀑布式分解過程。如圖1所示，每一分解階段對應一個質量屋。

質量屋的規(guī)劃過程分為質量屋的建立和質量屋的決策兩個過程。質量屋的決策部分是利用質量屋中的各部分信息，對質量特征進行并行優(yōu)化，確定每個質量特征的性能指標目標值。因此，質量屋的決策部分的關鍵是產品規(guī)劃中質量特征的并行優(yōu)化問題。通過質量特征并行優(yōu)化后的質量特征目標值，是QFD分解過程中最為重要的輸出信息，是開發(fā)新產品及改進現(xiàn)有產品的重要依據(jù)和重點。

　　2質量技術特征并行優(yōu)化方法

　　2.1用戶需求改善率與質最技術特征改善率的關系

設yi,(i=1,2…m)為用戶需求改善率，xj(j = 1,2,…m)為質量技術特征的改善率，則yi和xj存在下列關系:

利用QFD建立的質量屋獲取的各部分信息以及用戶需求的改善率，來優(yōu)化得到質量技術特征改善率，根據(jù)原有產品的性能指標值，就可確定改進產品對應技術特征的目標值。

　　2. 2質且技術特征并行優(yōu)化模型

線性規(guī)劃是一種解決優(yōu)化資源分配問題的重要方法。不同的質量特征并行優(yōu)化策略，對應不同的線性規(guī)劃優(yōu)化模型。根據(jù)線性規(guī)劃中的目標規(guī)劃，結合產品開發(fā)的目標和其所具備的各種資源，做出一個有效的產品設計規(guī)劃，同時能夠分析設計的產品達到各種目標的程度和差距。在目標規(guī)劃中，產品開發(fā)的所有目標可以在一個或幾個函數(shù)里加以考慮，然后求最優(yōu)解。這個過程是使這些規(guī)定的目標離差最小，即最大程度地接近目標。用yi-代表未達到第i個目標的目標離差量，用yi 代表超出第i個目標的目標離差量。這些離差變量必須出現(xiàn)在目標函數(shù)和目標約束中。

如果目標規(guī)劃只有單個目標，則稱為單目標規(guī)劃;有多個目標就稱為多目標規(guī)劃。質量特征并行優(yōu)化單目標規(guī)劃模型為:

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