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1、基于QFD/TRIZ的端子压接机创新设计张君,李莉敏,祝润清(上海大学CIMS中心,上海200072)摘要:以客户需求信息为新产品开发的驱动力和根本依据,集成质量功能展开(QFD)与发明问题解决理论(TRIZ)在产品创新设计中的优势,提出了产品创新设计的过程模型,完成了从客户需求到功能实现的创新过程。通过端子压接机的创新设计过程验证了该方法的有效性和实用性。关键词:QFD;TRIZ;端子压接机;创新设计中图分类号:N3;TH122文献标识码:A文章编号:1672-1616(2008)13-0033-04端子压接机械是线束末端加工的重要设备
2、。目前国内市场上有手动压接钳、机械(飞轮式)端子压接机、气动端子压接机、液压式端子压接机和全自动线束机等。以上设备都是对剥好的线束进行压接(全自动端子压接机还具有自动剥线功能),手动、气动和液压式端子压接机仅能满足日产量在几千根以下的小厂或个体需要,机械(飞轮式)端子压接机性能不稳定、噪声大、外形臃肿,而全自动线束机仅适用于大型企业。适应日产量在3～5万左右的中小型企业需要的成本低、高效节能、操作方便且安全可靠的端子压接设备,在目前行业市场上还属于空白。QFD(QualityFunctionDeployment,质量功能展开),起源于20
3、世纪六七十年代日本的三菱重工。它是一种把顾客需求转化为产品质量要求(特性或要求),由此确定产品的设计质量,并系统地展开到产品各个相关环节及过程要素的多层次演绎方法1。QFD的核心是建造质量屋(HouseofQuality,HOQ)。发形成产品概念来进行产品设计;另一方面,在概念设计过程中可能会出现技术问题而产生矛盾3。QFD是产品设计过程中产品概念形成的有效工具,通过质量屋分析,将顾客需求反映到新产品设计中,形成产品概念4。但QFD只是从顾客满意的角度识别出产品需要改进的质量特性以及质量特性间的矛盾,不能揭示为了解决这些技术矛盾而要采取哪
4、些技术措施进行创新。TRIZ是关于系统创新的科学,通过矛盾矩阵(contradictionmatrix)和创新原则(inventiveprinciples)创造性地解决两种矛盾3。通过QFD与TRIZ的有机结合,实现优势互补,就能够解决以上矛盾,完成产品的概念设计,实现产品创新,这已成为设计领域的新研究方向。图1即结合客户需求分析、QFD质量屋分析、TRIZ中的冲突矩阵及分离原理,综合提出的一种适合企业进行产品创新设计的过程模型。使用该过程模型完成产品创新设计可以分为以下几步:a.通过市场调查,对用户需求进行系统聚类分析,根据聚类分析的结
5、果,全面衡量客户需求的权重,从而为用户需求转化和QFD规划过程中有效地分配资源和进行决策提供重要依据。b.根据对客户需求和产品的功能分析,建立需求到产品特征、功能的质量屋,将“客户需求语言”转化为“工程设计语言”,根据QFD提供的分析工具,对产品特性进行分析,找出负相关的指标,即设计冲突,作为接下来要解决的关键点。c.对设计冲突进行分类,判断特性之间存在的负相关是由工程冲突引起的还是由于自身功能不TRIZ(Theoryof理论源于前苏联以G.InventiveProblemSolving)S.Altshuller为领导的研究人员于1946
6、至1947年间,在分析研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论,其主要目的是解决技术系统内所存在的物理矛盾与技术矛盾2。1QFD/TRIZ集成的创新设计过程模型在新产品开发过程中,一方面,从客户需求出收稿日期:2008-03-18作者简介:张君(1981-),女,河北廊坊人,上海大学在读硕士,主要研究方向为机械制造及自动化。2008年7月中国制造业信息化第37卷第13期34图1产品创新设计的过程模型足等原因引起的,分别用图中对应的解决工具进行功能完善或技术、物理冲突的消解。d.在消解冲突和改善基本功能结构的同时可能引起其
7、他功能的恶化,从而引起新的冲突,因此在上一步完成后仍需使用质量屋的方法进行重新分析,来判断是否引起新的问题,直到设计者满通过系统聚类运算分析,得到表示客户需求聚类谱系的分析结果,将客户需求简化为9大类。使用层次分析法和基于市场调查法,并考虑到客户需求的改善率,从市场和企业2个角度全面衡量客户需求信息后,得到系统聚类分析后的9类客户需求项的最终权重值。2.2QFD方法在端子压接机创新设计过程中的应用通过对质量屋各个要素确定和量化评估后建意5。e.把改善、添加后的功能结构和其他功能结构进行综合,产生可行的总体设计方案。此处可能产生多套方案,要
8、进一步优选出综合指标最佳的方案。立如图2所示的用户需求和技术特征构成的质量屋。从质量屋信息可以看出,客户需求中的“压接后成品质量高”、“设备运行故障率低”和“噪声低”位列权重的前三位,因此要在
