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基于质量技术特征改进率的并行优化模型分析
时间:2019-05-17 11:09

关键词质量技术特性;质量功能配置(qfd);客户需求;优化模型

本文客观地反映了用户在产品质量中的需求目标,技术特征是质量功能配置(qfd)应用的权重。基于用户需求的目标值和qfd建立的质量信息库,提出了一种基于产品质量技术特征改进率的并行优化方法,建立了止回阀质量技术特性的并行优化模型,并获得了优化的止回阀。质量技术。特征改进率为qfd方法的应用提供了科学依据,用于改进这类产品的设计。

质量功能部署(qfd)是用户驱动的产品开发和质量保证方法。它使用系统的标准化方法来调查和分析客户需求,并使用结构化框架将其转化为产品开发过程中的各种技术特征,使产品的设计和制造能够真正满足客户需求。

Qfd旨在通过提高产品质量技术特性指数值来提高用户对新设计产品或改进产品的满意度。在产品设计或改进过程中,通过改进与之相关的质量特性性能指标,获得用户需求目标值的提高。为了改进产品,有必要准确地描述用户需求评估目标值与特定质量特征指标值之间的内在关系。准确描述用户需求评估目标值与质量特征之间的函数关系,具体实现存在很大困难。因为它们在不同的尺度上,前者是离散的或连续的顺序尺度,后者不是,并且每个质量特征的测量单位也是不同的。序列变量表示为非顺序参数识别,特别是当添加质量特征时,需要对系统识别数据进行重新设计以进行系统识别,这在实际应用中显然是不合理的。为了解决质量技术特征并行优化所面临的问题,基于质量技术特征改进率的优化策略是一种有效的方法。

1个质量功能配置

质量功能配置(qfd)最初是由日本学者yojiakao(Aoyama Yoji)在20世纪60年代末提出的。该方法综合运用系统工程思想,是企业提高产品质量和竞争力的有力工具之一。 Qfd是对客户产品需求的多层次演绎分析,并转化为产品设计,组件特征,工艺要求和生产的优质工程工具。基本思路是:在产品设计或开发过程中,所有活动都是由“客户之声”voc(voiceofcustourer)驱动,而客户的需求则体现在产品设计中,充分满足客户需求,全面考虑开发时间,质量,成本,服务和环境实现优化。质量功能配置的核心是利用科学,系统的方法,根据用户需求的获取和整合,将用户需求分解为产品技术特征,组件技术特征,制造工艺技术特征和质量控制方法。 qfd最常用的方法是四阶段分解方法:产品规划(productplarming),组件配置(partsdeployment),流程规划(processplanning)和生产计划(production planning)。它将用户需求转换为一系列可测量的,可操作的事件,活动或指标,例如产品技术特征,组件特征,过程特征和生产质量控制方法。为产品规划,流程规划,生产计划以及产品和流程的持续质量改进提供决策支持。在展开过程中,上一步的输出是输入的下一步,形成瀑布分解过程。如图1所示,每个分解阶段对应一个质量屋。

质量屋的规划过程分为两个过程:质量屋的建立和质量屋的决定。质量屋的决策部分是利用质量屋各部分的信息来并行优化质量特征,并确定每个质量特征的性能指标的目标值。因此,质量屋决策部分的关键是产品规划中质量特征的并行优化。质量特征优化的质量特征目标值是qfd分解过程中最重要的输出信息,是开发新产品和改进现有产品的基础和重点。

2质量技术特点并行优化方法

2.1用户需求改善率与最具技术特征改善率之间的关系

令yi,(i=1,2 ...... m)为用户需求改善率,xj(j=1,2,... m)为质量技术特征的改进率,则yi和xj为以下关系:

利用qfd建立的质量屋获得的信息和用户需求的提高率,优化质量技术特征改进率,并根据原产品的性能指标值,确定相应技术特征的目标值。可以确定改进的产品。

2.2质量和技术特征并行优化模型

基于质量技术特征改进率的并行优化模型分析

线性规划是解决优化资源分配问题的重要方法。不同的质量特征并行优化策略对应于不同的线性编程优化模型。根据线性规划的目标规划,结合产品开发的目标和各种资源,制定有效的产品设计方案,同时分析设计产品的程度和差距,实现各种目标。在目标规划中,产品开发的所有目标都可以在一个或多个功能中考虑,然后进行最佳解决。该过程是为了最小化这些法规的目标偏差,即最大化目标。使用yi-表示未到达第i个目标的目标色散,yi +表示超过第i个目标的目标色散。这些色散变量必须出现在目标函数和目标约束中。如果目标计划只有一个目标,那么它被称为单一目标计划;有多个目标称为多目标计划。质量特征并行优化单目标编程模型为:

其中: i是用户需求下标,i=1,2,... m; j是质量特征下标,j=1,2,...,fi考虑第i个用户需求与质量特征之间的函数关系,以及响应在群体房屋的关系矩阵中; gi是第j个质量特征与其他质量特征之间的函数关系,响应在大众屋的自相关矩阵中; u是质量特性改进和所需总单位成本的函数; v是质量特征改进和功能单元实施时间; rk是除成本和时间外的其他产品的资源约束函数; wi是归一化后第i个用户需求的权重; xi是第j个质量特征率的改进,是多目标优化的决策变量; lj是第j个质量特征允许的最小改进率; mj是第j个质量特征允许的最大改进率; y'是第i个用户需求的目标改进率;未达到第i个用户需求目标改善率的目标分散量; y是超过第i个用户需求目标改善率的目标分散量; permanent是为了预定Experience quality功candidate的特定功能Solutionitches,我们可AfricaY为filled。 t是预定质量特性的实现每单位时间的上限值可以提供; b *是成本和其他产品开发时间不变资源约束的补充。

该模型基于用户需求的改进率,目标是最小化不满足用户需求目标改进率的目标偏差的总和。

3个例子

以阀门产品中的止回阀为例。采用qfd方法对止回阀产品进行了规划,在产品规划质量库中确定了9个用户要求,噪音低,无泄漏,体积小,重量轻,抗冲击性好,价格适中,体积小水力损失。安装拆卸方便,安全可靠,使用寿命长; 9技术特点,适当的背靠背原理,密封,结构尺寸,结构强度,成本,流阻系数,零件标准化,可靠性,使用寿命。严格标准化用户需求,规范化用户需求严重性向量:

根据qfd质量房屋规划矩阵确定的用户需求改善率为:

根据qfd质量屋信息,归一化用户需求和技术特征相关强度系数矩阵如下:

用上述公式(4),公式(5)和系数矩阵代替公式(2)和(3),得到止回阀质量技术特性的并行优化数学模型如下::

上述优化模型旨在优化止回阀用户的需求模型。优化模型的目的是最小化不满足止回阀用户需求的目标改进率的目标偏差的总和,并且还考虑每个用户的需求的严重性。 。采用单纯形法求解单向阀质量特性的并行优化模型,单向阀质量技术特性的质量改进率见表1:通过上述优化计算,得到每个质量特征的改进率xj,表示每个质量特征项的相对改进度。由于1.0≤xj≤1.5,当xj=1.0时,它被理解为“产品的质量技术特征仍然存在。原始程度,没有改进“;当xj=1.5时,它被理解为”产品质量技术特征应该大大提高,使其达到同类产品的先进水平“;当1.0xj1.5时,它被理解为“产品质量技术特性的改善是前两项改进之间的一定价值。”可以看出,为了达到用户需求的目标值,应优先考虑止回阀的改进。非回归原理,结构尺寸和可靠性;其次,在结构强度,流动阻力系数和使用寿命方面,相应的改进;在紧密度,成本和部件标准化方面保持不变。

基于质量技术特征改进率的并行优化模型分析

4。结论

在产品的改进设计中,如何提高用户的需求目标,客观地反映了产品质量技术特性的提高,这是qfd方法在产品改进设计中应用的关键。根据qfd建立的质量信息,建立并解决了基于质量技术特征改进率的并行优化模型,得到了产品质量特征不同程度需要改进的特征项,产品质量技术特性的目标值提供给下一步。科学依据。值得注意的是,优化模型基于用户需求信息和质量信息。质量信息包含有关类似产品的竞争对手的信息。它是一种综合信息,信息的准确性直接影响优化结果。因此,在应用该方法的早期阶段,准确地收集各种信息是非常重要的。

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