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基于質(zhì)量技術(shù)特征改善率的并行優(yōu)化模型分析
論文關(guān)鍵詞：質(zhì)量技術(shù)特征；質(zhì)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(biāo)客觀地反映在產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)特征中是質(zhì)量功能配置(QFD)應(yīng)用的重要內(nèi)容。本文根據(jù)用戶需求的目標(biāo)值及QFD建立的質(zhì)量屋信息，提出了基于產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)特征改善率的并行優(yōu)化方法，建立了止回閥質(zhì)量技術(shù)特征并行優(yōu)化模型，得到了優(yōu)化后止回閥質(zhì)量技術(shù)特征改善率，為該類產(chǎn)品應(yīng)用QFD方法進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。
質(zhì)量功能配置(Quality Function Deployment，簡(jiǎn)稱QFD)是一種用戶驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證方法。它采用系統(tǒng)的、規(guī)范化的方法調(diào)查和分析客戶的需求，并采用結(jié)構(gòu)化的框架將其轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種技術(shù)特征信息，使得設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品能真正地滿足客戶需求。
QFD是通過對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)特征指標(biāo)值的改進(jìn)來(lái)滿足用戶需求，提高用戶對(duì)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品或改進(jìn)產(chǎn)品的滿意度。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或改進(jìn)過程中，對(duì)某個(gè)用戶需求評(píng)價(jià)目標(biāo)值的改善，是通過與之相關(guān)的質(zhì)量特征性能指標(biāo)的改善來(lái)獲得的。為了對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，必須準(zhǔn)確地描述出用戶需求評(píng)價(jià)目標(biāo)值與具體的質(zhì)量特征指標(biāo)值之間的內(nèi)在關(guān)系。要準(zhǔn)確地描述出用戶需求評(píng)價(jià)目標(biāo)值與質(zhì)量特征之間的函數(shù)關(guān)系，在具體實(shí)施上存在很大的困難。因?yàn)樗鼈兲幱诓煌臉?biāo)度上，前者屬于離散的或連續(xù)的順序標(biāo)度，后者則不然，而且每個(gè)質(zhì)量特征指標(biāo)的度量單位也是不一樣的。將一順序標(biāo)度變量表達(dá)為非順序參數(shù)辨識(shí)，尤其是當(dāng)增加質(zhì)量特征時(shí)，還需要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)辯識(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)辯識(shí)，這在實(shí)際應(yīng)用中顯然是不合理的。為了解決質(zhì)量技術(shù)特征并行優(yōu)化中所面臨的這一問題，基于質(zhì)量技術(shù)特征改善率的優(yōu)化策略不失為一種有效方法。
1質(zhì)量功能配置
質(zhì)量功能配置(QFD)在20世紀(jì)60年代末，由日本學(xué)者Yoji Akao(赤尾洋二)教授首次提出。該方法綜合運(yùn)用系統(tǒng)工程思想，是企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力的有力工具之一。QFD是把顧客對(duì)產(chǎn)品的需求進(jìn)行多層次的演繹分析，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的質(zhì)量工程工具。它的基本思想是:在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或開發(fā)過程中，所有的活動(dòng)都由“顧客的聲音”VOC ( Voice of Custourer)驅(qū)動(dòng)，并把顧客的需求體現(xiàn)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去，在滿足顧客需求前提下，全面考慮開發(fā)時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。
質(zhì)量功能配置的核心是在獲取和綜合用戶需求的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)和系統(tǒng)的方法，將用戶需求分解為產(chǎn)品技術(shù)特征、零部件技術(shù)特征、制造過程工藝特征及質(zhì)量控制方法。QFD最常用的方法是四階段分解方法:產(chǎn)品規(guī)劃(Product Pl arming )、零部件配置(Parts Deployment )、工藝規(guī)劃(Process Planning )及生產(chǎn)規(guī)劃(Production Planning )。它將用戶需求分層地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品技術(shù)特征、零部件特征、工藝特征和生產(chǎn)質(zhì)量控制方法等一系列能測(cè)量的、可操作的事件、活動(dòng)或指標(biāo)。為制訂產(chǎn)品規(guī)劃、工藝計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃，以及產(chǎn)品和工藝的連續(xù)質(zhì)量改進(jìn)，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(gòu)成瀑布式分解過程。如圖1所示，每一分解階段對(duì)應(yīng)一個(gè)質(zhì)量屋。
質(zhì)量屋的規(guī)劃過程分為質(zhì)量屋的建立和質(zhì)量屋的決策兩個(gè)過程。質(zhì)量屋的決策部分是利用質(zhì)量屋中的各部分信息，對(duì)質(zhì)量特征進(jìn)行并行優(yōu)化，確定每個(gè)質(zhì)量特征的性能指標(biāo)目標(biāo)值。因此，質(zhì)量屋的決策部分的關(guān)鍵是產(chǎn)品規(guī)劃中質(zhì)量特征的并行優(yōu)化問題。通過質(zhì)量特征并行優(yōu)化后的質(zhì)量特征目標(biāo)值，是QFD分解過程中最為重要的輸出信息，是開發(fā)新產(chǎn)品及改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的重要依據(jù)和重點(diǎn)。
2質(zhì)量技術(shù)特征并行優(yōu)化方法
2.1用戶需求改善率與質(zhì)最技術(shù)特征改善率的關(guān)系
設(shè)yi,(i=1,2…m)為用戶需求改善率，xj(j = 1,2,…m)為質(zhì)量技術(shù)特征的改善率，則yi和xj存在下列關(guān)系:
利用QFD建立的質(zhì)量屋獲取的各部分信息以及用戶需求的改善率，來(lái)優(yōu)化得到質(zhì)量技術(shù)特征改善率，根據(jù)原有產(chǎn)品的性能指標(biāo)值，就可確定改進(jìn)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)技術(shù)特征的目標(biāo)值。
2. 2質(zhì)且技術(shù)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(zhì)量特征并行優(yōu)化策略，對(duì)應(yīng)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(biāo)規(guī)劃，結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)和其所具備的各種資源，做出一個(gè)有效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃，同時(shí)能夠分析設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到各種目標(biāo)的程度和差距。在目標(biāo)規(guī)劃中，產(chǎn)品開發(fā)的所有目標(biāo)可以在一個(gè)或幾個(gè)函數(shù)里加以考慮，然后求最優(yōu)解。這個(gè)過程是使這些規(guī)定的目標(biāo)離差最小，即最大程度地接近目標(biāo)。用yi-代表未達(dá)到第i個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)離差量，用yi 代表超出第i個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)離差量。這些離差變量必須出現(xiàn)在目標(biāo)函數(shù)和目標(biāo)約束中。
如果目標(biāo)規(guī)劃只有單個(gè)目標(biāo)，則稱為單目標(biāo)規(guī)劃;有多個(gè)目標(biāo)就稱為多目標(biāo)規(guī)劃。質(zhì)量特征并行優(yōu)化單目標(biāo)規(guī)劃模型為:
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