论文摘要：基于关键质量特性产品保质设计研究

根据对产品生命周期的研究与实践表明：产品70%的质量损失是由于产品设计错误造成的，而产品70%的属性与质量特性又是在设计阶段形成的；产品70-80%的成本也是在设计阶段决定的，因此，产品属性的调整和设计的更改应尽可能地发生在产品生命周期的前端和设计阶段的早期，越早成本越低。在产品设计与质量工程研究与实践中，人们逐渐发现：设计阶段是产品质量控制的“金矿”，其具有巨大的挖掘潜力。因此，如何在产品设计阶段确立合理的、经济的质量目标，确定质量保证的策略与措施，最大限度地提高产品设计方案的质量已经成为摆在企业面前最关键、也是难度最大的一个问题。“保质设计（DFQ, Design for Quality）”作为一种系统化产品设计质量保证的理念、理论与方法，作为沟通产品设计与质量工程的桥梁，其重要作用愈显突出。为了建立保质设计的理论、方法与技术体系，论文从基础理论、方法体系、实现技术及其验证等方面开展研究，着重研究了保质设计的理论体系、产品的质量特性与载体、基于关键质量特性的保质设计方法、集成化保质设计技术与工具，在上述理论研究的基础上，提出了集成化保质设计系统的实现途径。论文首先对基于关键质量特性的产品保质设计的基础理论展开了深入研究。在剖析产品设计质量控制技术现状的基础上，指出产品质量及其表征的模糊是阻碍保质设计的主要症结。由此定义了“产品质量特性”的概念，提出了质量特性的三层结构及其技术内涵，并定义了“关键质量特性”的概念，提出了基于质量特性的产品策划，进而给出了产品关键质量特性演化模型与演化活动；结合产品设计过程，建立了基于关键质量特性的产品保质设计活动链；提出了基于关键质量特性的保质设计理论参考模型。从方法体系上，建立了基于关键质量特性的产品保质设计模式，对关键质量特性的提取、关键质量特性关联树的建立与节点权重计算、质量合成措施形成与结果仿真等关键活动的实现进行了研究。给出了基于质量屋（House of Quality,HoQ）理论的关键质量特性提取方法；在产品功能和结构树基础上，应用公理化设计（Axiomatic Design ，AD）建立了关键质量特性关联树，并在分析噪声因素和统计故障模式等历史质量数据的基础上，基于粗糙集理论和Fuzzy TOPSIS提出了关键质量特性关联树节点的质量关联权重计算方法；并对质量保证计划的生成、实施结果仿真与评估等关键质量活动进行了探讨，提出用质量计划的形式来记录质量合成措施，并将基于三维CAD软件的方案外形评估与基于虚拟样机的方案性能仿真引入保质设计质量评价活动中。基于上述理论研究和对产品保质设计系统开发需求的调研和分析，确定了产品保质设计系统QQ-Dplatform（Design for Quality Platform System）的方案，该方案体现了保质设计的思想，基于关键质量特性和产品保质设计活动链的定义，建立了产品设计质量数据管理模型、实现了关键质量特性提取与分解算法、突破了质量工具集成等关键技术，构建了系统各主要功能模块，对保质设计平台系统的研制与开发进行了尝试。最后，论文通过对某大型国家工业研究所某产品研制质量保证的调研，并结合实际分析了当前制造企业中设计质量保证的缺陷，并通过保质设计链的推广和系统实施，验证了理论模型、技术和方法在支持产品设计质量持续保证中的可行性和有效性。