設(shè)計質(zhì)量控制原理及應(yīng)用

1、1 質(zhì)量功能展開（質(zhì)量功能展開（ QFD ）原理及應(yīng)用）原理及應(yīng)用一、原理一、原理 問題的導(dǎo)入：為保證設(shè)計質(zhì)量，能否在產(chǎn)品尚問題的導(dǎo)入：為保證設(shè)計質(zhì)量，能否在產(chǎn)品尚未生產(chǎn)之前，就對后續(xù)過程中質(zhì)量控制的重點未生產(chǎn)之前，就對后續(xù)過程中質(zhì)量控制的重點和存在的問題作出明示？和存在的問題作出明示？1. 定義：定義：將將顧客的需求顧客的需求逐層轉(zhuǎn)化為逐層轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品特性產(chǎn)品特性與與過過程技術(shù)程技術(shù)要求，并推動產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量改進要求，并推動產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量改進的一種方法。的一種方法。第六章第六章 設(shè)計質(zhì)量控制原理及應(yīng)用設(shè)計質(zhì)量控制原理及應(yīng)用 要要 求求 質(zhì)質(zhì) 量量 質(zhì)量特性質(zhì)量特性 產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃 質(zhì)

2、質(zhì) 量量 特特 性性 零件特性零件特性 零部件展開零部件展開 零零 件件 特特 性性 制造作業(yè)制造作業(yè) 過程方案過程方案 制制 造造 作作 業(yè)業(yè) 生產(chǎn)要求生產(chǎn)要求 生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃3.質(zhì)量屋：質(zhì)量功能展開過程：質(zhì)量屋：質(zhì)量功能展開過程：產(chǎn)品規(guī)劃、零件產(chǎn)品規(guī)劃、零件展開、過程方案和生產(chǎn)計劃展開、過程方案和生產(chǎn)計劃組成。組成。二、質(zhì)量功能展開步驟二、質(zhì)量功能展開步驟 質(zhì)量展開表的制作質(zhì)量展開表的制作 確定展開項目：對象、負(fù)責(zé)人、市場要求確定展開項目：對象、負(fù)責(zé)人、市場要求 成立項目小組成立項目小組 制定產(chǎn)品規(guī)劃制定產(chǎn)品規(guī)劃建立規(guī)劃階段質(zhì)量屋建立規(guī)劃階段質(zhì)量屋設(shè)計評審設(shè)計評審零件展開、過程方案、生產(chǎn)

3、計劃階段質(zhì)量屋零件展開、過程方案、生產(chǎn)計劃階段質(zhì)量屋制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)編制作業(yè)指導(dǎo)書編制作業(yè)指導(dǎo)書 質(zhì)量屋的不斷更新和完善質(zhì)量屋的不斷更新和完善2 可信性設(shè)計原理及應(yīng)用可信性設(shè)計原理及應(yīng)用可信性是用于表述可用性及其影響因素可信性是用于表述可用性及其影響因素（可靠性、維修性、維修保障性可靠性、維修性、維修保障性）的集合術(shù)語。）的集合術(shù)語。一、可靠性分析與設(shè)計一、可靠性分析與設(shè)計 1.定義：定義：產(chǎn)品產(chǎn)品在在規(guī)定條件規(guī)定條件下和下和規(guī)定時間規(guī)定時間（整個生命周（整個生命周期）內(nèi)，完成期）內(nèi)，完成規(guī)定功能規(guī)定功能的的能力能力?？煽啃缘母怕识攘糠Q?？煽啃缘母怕识攘糠Q為為可靠度可靠度。 規(guī)定條件：

4、規(guī)定條件：產(chǎn)品使用時的環(huán)境條件、工作條件，貯存產(chǎn)品使用時的環(huán)境條件、工作條件，貯存條件條件 規(guī)定時間：規(guī)定時間：次數(shù)、周期、連續(xù)使用、長時間、瞬時次數(shù)、周期、連續(xù)使用、長時間、瞬時 規(guī)定功能：規(guī)定功能：根據(jù)使用要求由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。根據(jù)使用要求由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 2.可靠性衡量指標(biāo)可靠性衡量指標(biāo) 不可修復(fù)產(chǎn)品不可修復(fù)產(chǎn)品可靠度、失效率、平均壽命可靠度、失效率、平均壽命 可修復(fù)產(chǎn)品可修復(fù)產(chǎn)品維修度、可用度、平均修復(fù)時間維修度、可用度、平均修復(fù)時間 1）可靠度及可靠度函數(shù)）可靠度及可靠度函數(shù) 可靠性是以時間為尺度度量的產(chǎn)品特性，它是時可靠性是以時間為尺度度量的產(chǎn)品特性，它是時間間t的函數(shù)，稱為的函數(shù)，

5、稱為可靠度函數(shù)用可靠度函數(shù)用R（t）表示表示 。產(chǎn)品從開。產(chǎn)品從開始工作到首次故障前的工作時間始工作到首次故障前的工作時間T稱為壽命。以下三個稱為壽命。以下三個事件是等價的：事件是等價的： 產(chǎn)品在時間產(chǎn)品在時間t內(nèi)完成規(guī)定的功能內(nèi)完成規(guī)定的功能 產(chǎn)品在時間產(chǎn)品在時間t內(nèi)無故障內(nèi)無故障 產(chǎn)品的壽命產(chǎn)品的壽命T T大于時間大于時間t 產(chǎn)品的產(chǎn)品的可靠度函數(shù)可靠度函數(shù)可以看作是事件可以看作是事件T T t的概率：的概率： R（t）= P（T t） T產(chǎn)品故障前工作時間產(chǎn)品故障前工作時間 t規(guī)定的時間規(guī)定的時間 P（T t）產(chǎn)品工作到）產(chǎn)品工作到t時刻不發(fā)生故障的概率時刻不發(fā)生故障的概率例例1 1 某

6、船在某船在4545天的航海任務(wù)中，其雷達無故障的概率為天的航海任務(wù)中，其雷達無故障的概率為90%90%，就是指在，就是指在4545天的時間內(nèi)其可靠度為天的時間內(nèi)其可靠度為R R（4545）= P= P（T T 45 45）=90%=90%由可靠度的定義知：由可靠度的定義知：R R（t t）= P= P（T T t t）N N0 0t=0t=0時，在規(guī)定的條件下工作的產(chǎn)品數(shù)時，在規(guī)定的條件下工作的產(chǎn)品數(shù)r(t) r(t) 在在0 0t t時刻的工作時間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)時刻的工作時間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)00Nr(t)-N tR）（例例2 2 某電子管某電子管10001000只，開始工作到只，開

7、始工作到500500小時內(nèi)有小時內(nèi)有100100只出只出現(xiàn)故障，工作到現(xiàn)故障，工作到10001000小時共計有小時共計有500500只出現(xiàn)故障，求該批只出現(xiàn)故障，求該批電子管工作到電子管工作到500500小時和小時和10001000小時的可靠度。小時的可靠度。解解 N N0 0=1000 r(500)=100 r(1000) =500=1000 r(500)=100 r(1000) =5009.0001000100-1000 5R）（5.00001000500-1000 1R）（例例3 t=03 t=0時，投入工作的時，投入工作的1000010000只燈泡，以天為度量時間只燈泡，以天為度量時間

8、的單位，當(dāng)?shù)膯挝?，?dāng)t=365t=365天時，發(fā)現(xiàn)有天時，發(fā)現(xiàn)有3030只壞，求到只壞，求到1 1年的可靠年的可靠度。度。解解 N N0 0=10000 r(365)=30=10000 r(365)=30997.03651000030-10000 R）（2）平均壽命）平均壽命 不可修復(fù)產(chǎn)品：不可修復(fù)產(chǎn)品：壽命是指產(chǎn)品在失效前的工作時間或壽命是指產(chǎn)品在失效前的工作時間或存儲時間；平均壽命是指產(chǎn)品失效前的平均工作時間或存儲時間；平均壽命是指產(chǎn)品失效前的平均工作時間或存儲時間（存儲時間（故障前平均時間故障前平均時間MTTF ） 可修復(fù)產(chǎn)品：可修復(fù)產(chǎn)品：壽命是指相鄰的兩次故障（失效）之間壽命是指相鄰的

9、兩次故障（失效）之間的工作時間，平均壽命是指產(chǎn)品的無故障工作時間的工作時間，平均壽命是指產(chǎn)品的無故障工作時間（MTBF）。）。 設(shè)設(shè)N0個不可修復(fù)的產(chǎn)品在相同條件下進行試驗，測得個不可修復(fù)的產(chǎn)品在相同條件下進行試驗，測得其全部故障時間為其全部故障時間為t1、t2、tN0，則其全部故障前時間，則其全部故障前時間（MTTF）為：）為： f(t)-失效密度函數(shù)失效密度函數(shù) 在故障率一定的情況下，故障率與在故障率一定的情況下，故障率與MTBF（或（或MTTF）互為倒數(shù)，即互為倒數(shù)，即NiidtttfMTBFtN0100)(11)(0dtetMTBFt3）累計故障分布函數(shù)）累計故障分布函數(shù)不可靠度不可靠

10、度 定義：定義：產(chǎn)品產(chǎn)品在在規(guī)定條件規(guī)定條件下和下和規(guī)定時間規(guī)定時間內(nèi)，喪失內(nèi)，喪失規(guī)定功規(guī)定功能（發(fā)生故障）能（發(fā)生故障）的的概率概率。 F（t）= P（T t） 某產(chǎn)品給定的工作時間為某產(chǎn)品給定的工作時間為1000小時，小時，T為產(chǎn)品故障為產(chǎn)品故障前的時間，則前的時間，則 F（1000）= P （T 10001000） F（t）= P（T t） r(t) 在在0 t時刻的工作時間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)時刻的工作時間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù) R（t）+ F（t）=1 r(t) tF0N）（ 4） 失效率（故障率）失效率（故障率）（t）：產(chǎn)品或系統(tǒng)工作到）：產(chǎn)品或系統(tǒng)工作到時刻時刻t尚未失效，而在時

11、刻尚未失效，而在時刻t后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。單位主要有：概率。單位主要有：%/h 10-6/h 10-8/h (Fit Failure unit) 對于低故障率的元器件常以對于低故障率的元器件常以1010-8-8/h /h 為故障率，它的意為故障率，它的意義為每義為每100100個產(chǎn)品工作個產(chǎn)品工作100100萬小時，只有萬小時，只有1 1個故障，或者個故障，或者是每是每10001000個產(chǎn)品工作個產(chǎn)品工作1010萬小時只有萬小時只有1 1個故障。個故障。 失效率是一條隨時間變化的曲線失效率是一條隨時間變化的曲線浴盆曲線浴盆曲線產(chǎn)品投產(chǎn)品投入后經(jīng)過：入后經(jīng)過：

12、早期失效期早期失效期 偶然失效期偶然失效期 損耗失效期損耗失效期3. 系統(tǒng)可靠性分析與設(shè)計系統(tǒng)可靠性分析與設(shè)計 1）故障模式影響及危害分析（）故障模式影響及危害分析（Failure Mode ,Effect and Criticality Analysis FMEA / FMECA）：是可靠性分析的一種重要定性分析。它）：是可靠性分析的一種重要定性分析。它是按照一定的格式有步驟地分析每一個部件、單元（或每一種功能）是按照一定的格式有步驟地分析每一個部件、單元（或每一種功能）可能產(chǎn)生的故障（失效）模式，每一種失效模式對系統(tǒng)的影響及失效可能產(chǎn)生的故障（失效）模式，每一種失效模式對系統(tǒng)的影響及失效后

13、的嚴(yán)重程度，是一種失效因果關(guān)系分析。后的嚴(yán)重程度，是一種失效因果關(guān)系分析。 故障模式：故障的表現(xiàn)形式：斷裂、接觸不良、泄露、腐蝕等。故障模式：故障的表現(xiàn)形式：斷裂、接觸不良、泄露、腐蝕等。 用途：用途： 發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中薄弱環(huán)節(jié)，有助于設(shè)計人員有針對性地采取改進措施。發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中薄弱環(huán)節(jié)，有助于設(shè)計人員有針對性地采取改進措施。 協(xié)助確定可靠性關(guān)鍵件和重要件。它們是改進設(shè)計、可靠性增長、協(xié)助確定可靠性關(guān)鍵件和重要件。它們是改進設(shè)計、可靠性增長、生產(chǎn)質(zhì)量控制的主要對象。生產(chǎn)質(zhì)量控制的主要對象。 為產(chǎn)品的檢驗程序、故障試點的設(shè)置、維修分析、保障分析提供依為產(chǎn)品的檢驗程序、故障試點的設(shè)置、維修分析、保障分析提

14、供依據(jù)。據(jù)。FMEA工作程序：工作程序： 列出產(chǎn)品（系統(tǒng)）中各部件的名稱編號列出產(chǎn)品（系統(tǒng)）中各部件的名稱編號 假設(shè)并列出可能發(fā)生的所有失效模式假設(shè)并列出可能發(fā)生的所有失效模式 說明各失效模式對整個系統(tǒng)的影響說明各失效模式對整個系統(tǒng)的影響 指出失效的危害程度指出失效的危害程度 提出防止失效的方法和補救措施提出防止失效的方法和補救措施2） 故障樹（故障樹（Fault Tree Tree ） FTA分析分析:通過通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、人為因素對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、人為因素進行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原進行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種組合方式及其發(fā)生

15、概率的分析技術(shù)。因的各種組合方式及其發(fā)生概率的分析技術(shù)。包括定性和定量分析。包括定性和定量分析。3） 系統(tǒng)可靠性設(shè)計系統(tǒng)可靠性設(shè)計 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計：串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計： 汽車可以分成汽車可以分成5大子系統(tǒng)：大子系統(tǒng)：發(fā)動機、變速箱、制動、轉(zhuǎn)向與輪胎。發(fā)動機、變速箱、制動、轉(zhuǎn)向與輪胎。 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度函數(shù)：串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度函數(shù)： 發(fā)動機發(fā)動機 制動制動 變速箱變速箱ittRtRninii111）（）（ 輪胎輪胎 由由130萬個零部件組成的導(dǎo)彈，其零件的不良萬個零部件組成的導(dǎo)彈，其零件的不良率為百萬分之一，其正常運行的概率（可靠度）率為百萬分之一，其正常運行的概率（可靠度）為：

16、為：%25.272725.0)101 ()(130000061tiRtRni）（分析：分析：系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于組系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于組成單元的可靠度、系統(tǒng)的可靠性結(jié)構(gòu)模式、成單元的可靠度、系統(tǒng)的可靠性結(jié)構(gòu)模式、組成單元的數(shù)量。組成單元的數(shù)量。 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分析：在一個有并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分析：在一個有n個單元的并個單元的并聯(lián)系統(tǒng)中，如果一個單元正常工作，系統(tǒng)就正常聯(lián)系統(tǒng)中，如果一個單元正常工作，系統(tǒng)就正常工作，或者，只有當(dāng)所有單元都失效時，系統(tǒng)才工作，或者，只有當(dāng)所有單元都失效時，系統(tǒng)才失效。失效。兩個元件并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度：兩個元件并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度： )(1(1)(1)

17、(111niiniitRtFtFtR）（）（）（）（）（）（tRtRtRtRtR2121二、維修性：二、維修性：在定量的維修性設(shè)計中，需要建立在定量的維修性設(shè)計中，需要建立維修性模型，進行維修性分配和維修性設(shè)計。維修性模型，進行維修性分配和維修性設(shè)計。 1.定義：定義：維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時保持或恢復(fù)其規(guī)定狀按規(guī)定的程序和方法進行維修時保持或恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力。態(tài)的能力。 維修性是產(chǎn)品的一種設(shè)計特性，是在產(chǎn)品研制初維修性是產(chǎn)品的一種設(shè)計特性，是在產(chǎn)品研制初期及整個研制過程中，設(shè)計者把維修簡便、迅速、經(jīng)期及整

18、個研制過程中，設(shè)計者把維修簡便、迅速、經(jīng)濟的特性設(shè)計到產(chǎn)品中，以保證產(chǎn)品在生產(chǎn)、安裝和濟的特性設(shè)計到產(chǎn)品中，以保證產(chǎn)品在生產(chǎn)、安裝和使用時，能以最低的壽命周期費用和最短的停機時間，使用時，能以最低的壽命周期費用和最短的停機時間，保持或恢復(fù)產(chǎn)品到規(guī)定的狀態(tài)。保持或恢復(fù)產(chǎn)品到規(guī)定的狀態(tài)。 2.維修的主要類型：維修的主要類型：預(yù)防性維修、修復(fù)性維修、維護預(yù)防性維修、修復(fù)性維修、維護3.維修性定量指標(biāo)維修性定量指標(biāo)維修度：產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定時間內(nèi)，按規(guī)定的程維修度：產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持和恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的概率。序和方法進行維修時，保持和恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的概率

19、。平均修復(fù)時間平均修復(fù)時間MTTR ：排除故障所需實際時間的平均值：排除故障所需實際時間的平均值平均故障間隔時間平均故障間隔時間MTBFMTBF：設(shè)一個可修復(fù)產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生了設(shè)一個可修復(fù)產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生了N N0 0次故障，每次次故障，每次修復(fù)后又重新使用。測得每次持續(xù)工作時間依次為修復(fù)后又重新使用。測得每次持續(xù)工作時間依次為t t0 0 、t t1 1、t t2 2、t tN0N0，則其，則其MTBFMTBF為：為：平均預(yù)防性維修時間：某個平均預(yù)防性維修時間：某個維修級別維修級別一次預(yù)防性維修所一次預(yù)防性維修所需時間的平均值。需時間的平均值。 NtNTMTBFNii01001Ntn

20、tM0)()(4.維修性設(shè)計模型：維修性設(shè)計模型： 準(zhǔn)則：簡化準(zhǔn)則、人機工程準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則、準(zhǔn)則：簡化準(zhǔn)則、人機工程準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則、模塊化準(zhǔn)則、標(biāo)識化準(zhǔn)則、快速和簡便準(zhǔn)則模塊化準(zhǔn)則、標(biāo)識化準(zhǔn)則、快速和簡便準(zhǔn)則 維修性分配：等值分配法、按可用度分配法、維修性分配：等值分配法、按可用度分配法、相似產(chǎn)品分配法、加權(quán)因子分配法相似產(chǎn)品分配法、加權(quán)因子分配法 維修性預(yù)計：單元對比法、時間累計法、抽樣維修性預(yù)計：單元對比法、時間累計法、抽樣評分法、抽樣預(yù)計法評分法、抽樣預(yù)計法三、保障性三、保障性保障性：保障性：產(chǎn)品的設(shè)計特性和計劃的保障資源能滿足使產(chǎn)品的設(shè)計特性和計劃的保障資源能滿足使用要求的能力。用

21、要求的能力。維修保障性維修保障性：從維修資源方面保證維修工作正常進行：從維修資源方面保證維修工作正常進行的能力。的能力。維修保障性綜合參數(shù)：維修保障性綜合參數(shù)：把產(chǎn)品的時間分為工作時間及把產(chǎn)品的時間分為工作時間及不能工作時間，不能工作是由于出了故障需要維修造不能工作時間，不能工作是由于出了故障需要維修造成的。成的。不能工作時間包括維修時間及延誤時間不能工作時間包括維修時間及延誤時間。平均延誤時間：平均延誤時間：由于保障資源補給或管理原因未能及由于保障資源補給或管理原因未能及時對產(chǎn)品進行維修所延誤的時間時對產(chǎn)品進行維修所延誤的時間MDT。維修保障計劃：維修保障計劃：貫穿于產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用全過

22、程，貫穿于產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用全過程，通過在產(chǎn)品研制過程中的維修保障性分析，制定維修通過在產(chǎn)品研制過程中的維修保障性分析，制定維修保障計劃。保障計劃。 四、可用性四、可用性 定義：在要求的外部資源得到保證的前提下，產(chǎn)品在定義：在要求的外部資源得到保證的前提下，產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間，處于可工作狀態(tài)或可使用規(guī)定的條件和規(guī)定的時間，處于可工作狀態(tài)或可使用狀態(tài)的程度?？捎眯缘母怕识攘繝顟B(tài)的程度?？捎眯缘母怕识攘緼稱為可用度。稱為可用度。 產(chǎn)品的可用性取決于可靠性、維修性及產(chǎn)品的可用性取決于可靠性、維修性及MDT，當(dāng)，當(dāng)MDT=0時，為固有可用度時，為固有可用度 使用可用度：使用可用度：延誤時間

23、維修時間工作時間工作時間不能工作時間工作時間工作時間0AMTTRMTBFMTBFAi五、壽命周期費用五、壽命周期費用 壽命周期：產(chǎn)品從研制開始到退役或整個報廢為止的壽命周期：產(chǎn)品從研制開始到退役或整個報廢為止的周期。周期。 壽命周期費用包括：壽命周期費用包括：v 研制費研制費C1v 生產(chǎn)或購置費生產(chǎn)或購置費C2v 使用與保障費使用與保障費C3v 退役處置費退役處置費C4 產(chǎn)品可信性的影響因素可靠性、維修性、維修保障性產(chǎn)品可信性的影響因素可靠性、維修性、維修保障性對壽命周期費用有較大影響對壽命周期費用有較大影響 在產(chǎn)品設(shè)計的整個階段，應(yīng)對可信性影響因素進行權(quán)在產(chǎn)品設(shè)計的整個階段，應(yīng)對可信性影響因

24、素進行權(quán)衡分析，按最小壽命周期費用來優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。衡分析，按最小壽命周期費用來優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。六、風(fēng)險六、風(fēng)險 風(fēng)險：是指在規(guī)定的費用、進度和技術(shù)約束條風(fēng)險：是指在規(guī)定的費用、進度和技術(shù)約束條件下，產(chǎn)品研制可能發(fā)生具有潛在后果的不期件下，產(chǎn)品研制可能發(fā)生具有潛在后果的不期望情況。望情況。 風(fēng)險是由于缺少對事件的預(yù)測或控制產(chǎn)生的，風(fēng)險是由于缺少對事件的預(yù)測或控制產(chǎn)生的，而且對任何產(chǎn)品研制過程都是固有的，在產(chǎn)品而且對任何產(chǎn)品研制過程都是固有的，在產(chǎn)品壽命周期任何時間都會發(fā)生。壽命周期任何時間都會發(fā)生。 風(fēng)險是可以度量、評估和管理的。風(fēng)險管理是風(fēng)險是可以度量、評估和管理的。風(fēng)險管理是對資源的反復(fù)優(yōu)化過

25、程，以降低風(fēng)險，成功實對資源的反復(fù)優(yōu)化過程，以降低風(fēng)險，成功實現(xiàn)產(chǎn)品功能?，F(xiàn)產(chǎn)品功能。3 產(chǎn)品質(zhì)量三次設(shè)計原理及應(yīng)用產(chǎn)品質(zhì)量三次設(shè)計原理及應(yīng)用 一、概述一、概述 實驗設(shè)計：實驗設(shè)計：將數(shù)理統(tǒng)計的原理用來將數(shù)理統(tǒng)計的原理用來安排實驗方案安排實驗方案和和進行進行實驗結(jié)果分析實驗結(jié)果分析的方法。的方法。實驗設(shè)計的目的：實驗設(shè)計的目的：利用實驗設(shè)計法對實驗進行合理安排，利用實驗設(shè)計法對實驗進行合理安排，對實驗結(jié)果進行科學(xué)分析，以較小的實驗規(guī)模（實驗次對實驗結(jié)果進行科學(xué)分析，以較小的實驗規(guī)模（實驗次數(shù)）、較短的實驗周期和較低的實驗成本，獲得理想的數(shù)）、較短的實驗周期和較低的實驗成本，獲得理想的實驗結(jié)果和

26、正確的實驗結(jié)論。實驗結(jié)果和正確的實驗結(jié)論。實驗設(shè)計的發(fā)展：實驗設(shè)計的發(fā)展：英國學(xué)者英國學(xué)者費舍爾（費舍爾（RAFisher)在在20世紀(jì)世紀(jì)20年代為使農(nóng)業(yè)試驗合理化，提出的一種用于安排年代為使農(nóng)業(yè)試驗合理化，提出的一種用于安排實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計方法。日本學(xué)者實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計方法。日本學(xué)者田口玄田口玄一一首先將實驗設(shè)計法成功地應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計。首先將實驗設(shè)計法成功地應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計。二、二、三次設(shè)計原理：三次設(shè)計原理：l由日本質(zhì)量管理專家田口玄一提出。由日本質(zhì)量管理專家田口玄一提出。l將整個設(shè)計工作分為：系統(tǒng)的設(shè)計（一次設(shè)計）、參將整個設(shè)計工作分為：系統(tǒng)的設(shè)計

27、（一次設(shè)計）、參數(shù)設(shè)計（二次設(shè)計）、和容差設(shè)計（三次設(shè)計）。數(shù)設(shè)計（二次設(shè)計）、和容差設(shè)計（三次設(shè)計）。l核心思想是在產(chǎn)品的設(shè)計階段就進行質(zhì)量控制，用最核心思想是在產(chǎn)品的設(shè)計階段就進行質(zhì)量控制，用最低的制造成本生產(chǎn)出滿足顧客要求的、對社會造成最低的制造成本生產(chǎn)出滿足顧客要求的、對社會造成最小損失的產(chǎn)品。小損失的產(chǎn)品。l它是實驗設(shè)計理論在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的具體應(yīng)用。它是實驗設(shè)計理論在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的具體應(yīng)用。l把專業(yè)技術(shù)和統(tǒng)計技術(shù)結(jié)合起來，通過實驗和計算，把專業(yè)技術(shù)和統(tǒng)計技術(shù)結(jié)合起來，通過實驗和計算，用較低的成本和較短的時間尋求出設(shè)計參數(shù)的最佳組用較低的成本和較短的時間尋求出設(shè)計參數(shù)的最佳組合和合理的

28、容差范圍，使產(chǎn)品達到最好的輸出特性。合和合理的容差范圍，使產(chǎn)品達到最好的輸出特性。1.系統(tǒng)設(shè)計（系統(tǒng)設(shè)計（功能設(shè)計）功能設(shè)計）l系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計是產(chǎn)品的功能設(shè)計，其任務(wù)是規(guī)定是產(chǎn)品的功能設(shè)計，其任務(wù)是規(guī)定產(chǎn)品的功能，確定產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)提出初始產(chǎn)品的功能，確定產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)提出初始的設(shè)計方案，是的設(shè)計方案，是“三次設(shè)計三次設(shè)計”的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。l對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的 產(chǎn)品，需要全面考察各種參產(chǎn)品，需要全面考察各種參數(shù)對質(zhì)量特性的影響。數(shù)對質(zhì)量特性的影響。l 通過系統(tǒng)設(shè)計可以選擇需要考察的因素及其通過系統(tǒng)設(shè)計可以選擇需要考察的因素及其水平。因素是指構(gòu)成系統(tǒng)的元件或構(gòu)件，水水平。因素是指構(gòu)成

29、系統(tǒng)的元件或構(gòu)件，水平是指元件或構(gòu)件的參數(shù)或取值。平是指元件或構(gòu)件的參數(shù)或取值。l系統(tǒng)設(shè)計可以使用計算和實驗兩種方法。系統(tǒng)設(shè)計可以使用計算和實驗兩種方法。v 基本術(shù)語基本術(shù)語例例在某化學(xué)工程中，為了提高合成樹脂的在某化學(xué)工程中，為了提高合成樹脂的抗拉強度抗拉強度，決定進行，決定進行實驗。通過考察生產(chǎn)工藝和以往的生產(chǎn)記錄，得知實驗。通過考察生產(chǎn)工藝和以往的生產(chǎn)記錄，得知添加劑種類添加劑種類和和添加量添加量等兩個因素對抗拉強度有較大影響?，F(xiàn)要找出它們的最佳等兩個因素對抗拉強度有較大影響?，F(xiàn)要找出它們的最佳條件組合，使抗拉強度最大。條件組合，使抗拉強度最大。指標(biāo)：指標(biāo)：抗拉強度抗拉強度，用來衡量試驗

30、結(jié)果效果的特征值。可以是定性指，用來衡量試驗結(jié)果效果的特征值?？梢允嵌ㄐ灾笜?biāo)也可以是定量指標(biāo)；可以是單一指標(biāo)，也可以是多指標(biāo)。如果標(biāo)也可以是定量指標(biāo)；可以是單一指標(biāo)，也可以是多指標(biāo)。如果指標(biāo)越大效果越好，則該指標(biāo)是指標(biāo)越大效果越好，則該指標(biāo)是優(yōu)指標(biāo)優(yōu)指標(biāo)；否則為；否則為劣指標(biāo)劣指標(biāo)。 因子：因子：對質(zhì)量特性值有很大影響并選來進行實驗的因素。用對質(zhì)量特性值有很大影響并選來進行實驗的因素。用A表示添表示添加劑種類，加劑種類，B表示添加量。表示添加量。水平：水平：進行實驗的因子在數(shù)量上的程度或質(zhì)量上的狀態(tài)。因子進行實驗的因子在數(shù)量上的程度或質(zhì)量上的狀態(tài)。因子B的三的三個水平分別用個水平分別用B1、B

31、2、B3表示。表示。單一因子實驗法：單一因子實驗法：每次只對一個因子進行實驗。每次只對一個因子進行實驗。 添加劑種類添加劑種類A 添加量添加量B抗拉抗拉強度強度 參數(shù)設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計中最重要的階段，其指導(dǎo)參數(shù)設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計中最重要的階段，其指導(dǎo)思想是選擇系統(tǒng)中所有參數(shù)的最佳組合，減少思想是選擇系統(tǒng)中所有參數(shù)的最佳組合，減少各種干擾的影響，使所設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量特性值各種干擾的影響，使所設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量特性值波動小，穩(wěn)定性好，并確定參數(shù)組合的中心值。波動小，穩(wěn)定性好，并確定參數(shù)組合的中心值。2. 參數(shù)設(shè)計參數(shù)設(shè)計 例例 設(shè)有一晶體管穩(wěn)壓電源，輸入交流電以后，設(shè)有一晶體管穩(wěn)壓電源，輸入交流電以后，希望得到

32、穩(wěn)定的輸出目標(biāo)值為希望得到穩(wěn)定的輸出目標(biāo)值為110V，波動范圍為，波動范圍為2V的直流，提出優(yōu)化設(shè)計方案。的直流，提出優(yōu)化設(shè)計方案。P166 容差設(shè)計：是在參數(shù)設(shè)計確定了最佳參數(shù)組合的容差設(shè)計：是在參數(shù)設(shè)計確定了最佳參數(shù)組合的中心值以后，進一步運用統(tǒng)計方法確定各個參數(shù)中心值以后，進一步運用統(tǒng)計方法確定各個參數(shù)的允許極限，并分析研究參數(shù)允許范圍和產(chǎn)品成的允許極限，并分析研究參數(shù)允許范圍和產(chǎn)品成本的關(guān)系。通過容差設(shè)計來確定各參數(shù)的最合理本的關(guān)系。通過容差設(shè)計來確定各參數(shù)的最合理的容差，使總損失最小。的容差，使總損失最小。 3. 容差設(shè)計原理及應(yīng)用容差設(shè)計原理及應(yīng)用l產(chǎn)品功能界限產(chǎn)品功能界限 o：由于產(chǎn)品質(zhì)量特性值的波由于產(chǎn)品質(zhì)量特性值的波動使產(chǎn)品喪失功能的