基于QFD的动车组需求分析方法

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摘要：文章以某新型动车组为研究对象，利用质量功能展开（QFD）技术，建立产品规划阶段客户需求与工程技术特性之间的质量屋，从客户需求逐步转化为技术需求，通过建立其关系矩阵和相关矩阵，提升技术竞争力及市场竞争力，规避研制初期的技术冲突，确定其研制过程中的质量控制方法，以保证客户需求的实现。

关键词：动车组；QFD；客户需求；质量屋

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0024-02

1 概述

目前，我国轨道交通行业动车组新车型的研制过程中，一方面列车性能需求参照国内外成熟的类似车型，基于经验进行定性分析；另一方面需求分析的正确性、完善性很大程度上取决于设计人员的偏好，提出的性能需求不能充分反映动车组任务需求。因此，本文提出了一种基于qfd的动车组需求分析方法，规范动车组需求分析理论、方法和技术，以保证分析结论准确反映客户需求，从根本上确定反映动车组任务需求的性能指标及其重要度排序，为动车组新车型总体设计提供参考。

2 基于QFD的动车组分析方法

2.1 QFD简介

20世纪60年代，日本大型企业开始使用各种各样的质量展开方法来进行质量控制，通过控制设计阶段确定制造过程中的质量控制要点，以减少设计及生产初期的错误，进而节约研制成本，满足客户需求。期间，由赤尾洋二教授提出的质量管理的“质量表格”（即QFD）方法在神户造船厂应用，在实践中取得了良好的控制效果，其核心思想在获得综合用户需求的基础上，采用科学和系统的方法，通过适当的分解模型，将提取的用户需求转换成为产品开发与制造中各个阶段的对应技术需求信息，使用户需求贯穿于产品概念设计到产品工艺设计生产的各个阶段。

2.2 QFD质量屋及构成要素

基于QFD的需求分析是采用“质量屋”的形式，通过一系列矩阵列表，量化分析客户需求与工程技术措施之间的关系，准确映射两者之间的关系，质量屋结构如图1

所示。

2.3 QFD技术在新车型研制过程中的应用

产品规划阶段质量屋是从用户需求向设计要求配置的过程，即产品规划决策过程，通过产品规划质量屋，将用户需求转换为产品技术特征，并根据用户竞争性评估和技术竞争性评估结果，确定各个产品技术特征的目标值。

图1 质量屋结构图

因此，产品规划阶段质量屋的正确建立是最重要的。

2.3.1 收集客户需求及重要度评定。在公司某新型动车组项目研制初期，QFD项目组成员通过调查问卷的形式对不同客户（路局人员、乘客、动车所维护人员、沿线居民等）进行需求整理，全面、准确地掌握了客户需求信息，并通过专家打分方式来确定客户需求重要度。通过1-5级权数来表示客户需求的重要度，其中1表示这项需求相对最不重要，5表示这项需求相对最重要。客户需求整理流程如图2所示：

图2 客户信息整理流程图

2.3.2 确定技术特性、措施及相关矩阵。完成收集整理的客户需求及重要度分析后，从技术角度方面，由多名专家提出满足客户需求的技术特性指标及技术措施。通过正相关（+）、负相关（-）和不相关三种评价方式来描述各种技术特性之间的相关程度，从而在研制初期能够发现各种技术特征之间可能存在的冲突，降低了产品生产周期的风险。

2.3.3 确定产品规划矩阵。根据客户需求与技术特性之间的关系及满足的强弱程度，确定关系矩阵rij取值，rij代表第i项客户需求与第j项工程措施的关系度，关系越密切，rij的取值就越大，采用1、3、9打分制，1表示相关度最弱，两项之间的关联关系很弱，9表示相关度最强，满足某项客户需求必需具备某种技术特征。

2.3.4 技术特性竞争力评估。技术特性竞争力通过对技术特性加权和对应客户需求较多的技术特性综合考评得出，其计算公式如下：

其中rij表示质量屋关系矩阵，Ki表示权重，Tj表示第j项工程措施的技术水平。对技术竞争能力Tj进行综合评估后，获得产品的技术竞争能力指数T，T值越大表明该新型动车组技术特性竞争力越强。

2.3.5 市场竞争能力评估。市场竞争能力评估是从客户的角度对本公司某新造车和竞争者产品在满足用户需求方面进行评估。它反映了市场上现有产品的优势和不足，并能够很容易发现产品需要改进的地方。综合市场竞争力指数M是在对Mi进行综合评估以后获得的，M的值越大越好，说明产品的市场竞争力越大。Mi取1-5之间的数值，计算公式如下：

通过上述过程首先建立产品规划阶段总体性需求质量屋，将其质量屋的输出作为下级质量屋的输入，每一阶段根据上述流程即可建立其关键零部件、工艺规划及生产规划级质量屋，实现客户需求在各个阶段的质量控制。

3 实例分析

通过上述过程即可建立产品规划阶段质量屋，鉴于公司某新型动车组客户需求较多，对应的技术特性指标成千上万，这里以最重要的牵引系统部分客户需求来阐述QFD需求分析方法。

（1）确定牵引系统客户需求，按照QFD技术瀑布式分解过程（ASI四阶段模式），从总体性客户需求分解出牵引系统子系统客户需求：牵引系统效率高；受流质量好；可靠性高又便于维修；故障时系统工作能力强；设备噪音小；价格适中。

（2）确定客户需求技术特性、技术措施、关系矩阵、自相关矩阵：根据上一步确定的客户需求采用专家评议法进行技术特性及措施的填写，并结合分析市场竞争力及技术特性竞争力，原有设计中可靠性、维修性措施不够好，导致市场及技术特性竞争力分别为0.67、0.71，而将此技术指标提高为百万公里2件故障，其综合指标明显改善。

通过牵引系统质量屋，研发设计人员很容易知道哪项技术措施比较重要、哪些技术措施之间相互制约、哪些技术可以进一步提高等重要信息，可为设计研发人员总体设计提高参考。

4 结语

利用QFD技术建立的公司某新造车产品规划阶段质量屋模型在研发设计阶段确定了满足列车客户需求的控制要素，将继续利用QFD技术建立关键零部件、工艺规划及生产规划质量屋，满足动车研制各阶段的控制要素，为动车组研制过程的质量控制开辟了一条新的有效途径。

参考文献

[1]许永平，石福丽，等.基于QFD与作战仿真的舰艇装备

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[2]邵家骏.质量功能展开[M].北京：机械工业出版社，

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[3]周国兴.QFD技术在无人机研制质量控制中的应用[J].

南京航空航天大学学报，2009，（S1）.

[4]上海索辰信息科技有限公司QFD培训教材[S].

作者简介：侯红学（1982―），男，河北邢台人，唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心系统技术部助理工程师，研究生，研究方向：动车组电气系统关键技术；王志海，男，河北唐山人，唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心系统技术部高级工程师，研究方向：列车系统集成；裴春兴，供职于唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心系统技术部；康洪军，供职于唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心系统技术部。