基于質(zhì)量屋的LED路燈關鍵質(zhì)量特征研究

(西華大學機械工程與自動化學院，四川 成都 610039)

在全球積極響應節(jié)能減排的新形勢下，大力推廣節(jié)能光源已成為當今世界的潮流和趨勢。LED(lighting emitting diode)照明具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠性強、有利于環(huán)保等優(yōu)點[1]；但目前在LED燈具的標準化建設方面卻相對滯后，尤其缺乏能滿足用戶需求的統(tǒng)一LED燈具質(zhì)量性能指標體系。質(zhì)量功能展開(quality function deployment， QFD)是以用戶需求為驅(qū)動，通過質(zhì)量屋(house of quality ，HOQ)的建立來實現(xiàn)用戶需求向產(chǎn)品質(zhì)量性能指標的轉(zhuǎn)化，并借助用戶競爭性評估和技術(shù)競爭性評估，從而獲得產(chǎn)品關鍵質(zhì)量性能指標[2]。本文以LED路燈為研究對象，在調(diào)查、分析和整理用戶需求的基礎上，利用QFD軟件建立LED路燈質(zhì)量屋，由質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)化的框架將LED路燈用戶信息轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的各種質(zhì)量特征信息，從而獲得LED路燈的關鍵質(zhì)量性能特征集，為建立統(tǒng)一LED路燈質(zhì)量性能指標體系提供參考。

1 質(zhì)量屋構(gòu)成

質(zhì)量功能展開(QFD)的核心內(nèi)容是用戶需求轉(zhuǎn)換。質(zhì)量屋(HOQ)具有直觀的矩陣框架表達形式，它將用戶需求轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品和零部件質(zhì)量特征并配置到制造過程，是一種實現(xiàn)用戶需求轉(zhuǎn)換的工具[3-4]。質(zhì)量功能展開過程的第1個質(zhì)量屋是產(chǎn)品規(guī)劃質(zhì)量屋，它是由一系列矩陣組成，其基本構(gòu)成如圖1所示。

圖1 質(zhì)量屋構(gòu)成圖

左墻-WHATS輸入項矩陣，是質(zhì)量屋的“什么”，表示用戶需求及其重要度。天花板-HOWS矩陣，是質(zhì)量屋的“如何”，表示由用戶需求轉(zhuǎn)換得到的技術(shù)要求，即產(chǎn)品質(zhì)量性能特征。房間-相關關系矩陣，表示用戶需求和技術(shù)需求之間的關系，主要描述用戶需求與實現(xiàn)這一需求的技術(shù)需求之間的關系程度。屋頂-HOWS的相互關系矩陣，表示各項技術(shù)需求間的相互關系。右墻-評價矩陣，也稱質(zhì)量規(guī)劃矩陣，主要從用戶的角度評估產(chǎn)品在市場上的競爭力，它包括用戶需求權(quán)重、本公司產(chǎn)品滿意度、競爭對手滿意度、用戶需求滿意度的目標值、產(chǎn)品賣點(特點)、用戶需求修正權(quán)重、用戶需求修正相對權(quán)重等。地下室-HOWS輸出項矩，表示HOWS項的技術(shù)成本評價等情況，包括技術(shù)重要度、目標值的確定和技術(shù)競爭性評估等，用來確定應優(yōu)先配置的技術(shù)特征項目。

通過上述組成構(gòu)建質(zhì)量屋基本框架，以用戶需求為基本輸入信息，通過分析評價獲得對應用戶需求的產(chǎn)品質(zhì)量特征輸出信息，從而實現(xiàn)從用戶需求到產(chǎn)品質(zhì)量特征的轉(zhuǎn)換。

2 建立LED路燈質(zhì)量屋

2.1 建立用戶需求與質(zhì)量特征關系矩陣

在某LED路燈企業(yè)對用戶需求調(diào)查并分析整理的基礎上，首先獲得LED路燈各項用戶需求和各項質(zhì)量性能特征[1,5-6]，然后建立LED路燈用戶需求與產(chǎn)品質(zhì)量特征二維關系矩陣，如表1所示。

表1 LED路燈用戶需求—質(zhì)量特征二維關系矩陣

注：●表示“強”相關，即產(chǎn)品某項質(zhì)量特征與滿足其對應某項用戶需求之間是強相關；○表示“中等”相關，即產(chǎn)品某項質(zhì)量特征與滿足其對應某項用戶需求之 間是中等相關；△表示“弱”相關，即產(chǎn)品某項質(zhì)量特征與滿足其對應某項用戶需求之間是弱相關。

上述二維關系矩陣表示各個用戶需求與各個質(zhì)量特征項之間所存在的復雜關系，這種錯綜復雜的關系通常用彼此的相關程度來表示。這些相關程度常用“9” “3” “1”進行量化處理，分別表示●、○、△這3種關系的量化值，空白為不相關，設為0。

2.2 建立質(zhì)量規(guī)劃矩陣

質(zhì)量規(guī)劃矩陣包括用戶需求權(quán)重、本公司產(chǎn)品滿意度、競爭對手滿意度、用戶需求滿意度的目標值(目標質(zhì)量)、改善率、產(chǎn)品賣點(特點)、用戶需求修正權(quán)重、用戶需求修正相對權(quán)重以及用戶競爭性評估圖表。

用戶需求通過市場調(diào)查獲得，各項用戶需求權(quán)重采用層次分析法獲得。

產(chǎn)品用戶需求滿意度和競爭對手滿意度，采用數(shù)字1—5來評價，其中，1 代表很不滿意，5 代表完全滿意。

用戶需求滿意度的目標值，即目標質(zhì)量是在同時考慮用戶需求權(quán)重和用戶競爭性評價結(jié)果的基礎上獲得，目標值設置為3—5。

用戶需求改進率反映某項用戶需求的改進程度，計算公式為

(1)

式中：Ti表示第i項用戶需求改進率；Pi表示第i項用戶需求滿意度目標值；Qi表示本公司產(chǎn)品第i項用戶需求滿意度。

產(chǎn)品賣點(特點)反映本公司生產(chǎn)或銷售的產(chǎn)品在某項用戶需求的競爭優(yōu)勢。根據(jù)競爭優(yōu)勢的大小分為以下3類：強賣點，設為數(shù)值1.5；弱賣點，設為數(shù)值1.2；非賣點，設為數(shù)值1.0。

用戶需求修正權(quán)重綜合考慮了用戶需求的重要度、改善率和賣點等3個重要因素，其值為

Vi=Ui·Ti·Si(i=1,2,…，13)

(2)

式中：Vi為第i項用戶需求修正權(quán)重；Ui為第i項用戶需求重要度；Si為第i項用戶需求改善率。

對用戶需求修正權(quán)重Vi作歸一化處理，得到用戶需求修正相對權(quán)重，為

(3)

用戶競爭性評估圖表是以圖表方式形象地表示本公司產(chǎn)品和競爭對手同類產(chǎn)品的用戶需求滿意度評價結(jié)果。

在某LED路燈企業(yè)對市場調(diào)查和分析的基礎上，建立的質(zhì)量規(guī)劃矩陣，如表2所示。

表2 LED路燈質(zhì)量規(guī)劃矩陣

2.3 構(gòu)建LED燈具質(zhì)量屋

依據(jù)上述建立的LED路燈用戶需求與質(zhì)量特征關系矩陣和質(zhì)量規(guī)劃矩陣，借助QFD軟件構(gòu)建LED路燈質(zhì)量屋。首先創(chuàng)建一個新質(zhì)量屋框架，按照編輯功能填寫質(zhì)量屋相關內(nèi)容；然后將上述用戶需求—質(zhì)量特征二維矩陣表、質(zhì)量特性自相關矩陣、質(zhì)量規(guī)劃矩陣等信息輸入質(zhì)量屋中；最后完成LED路燈質(zhì)量屋構(gòu)建，如圖2所示。

圖2 LED路燈質(zhì)量屋

圖2的質(zhì)量特征自相關矩陣中：●表示正相關，反映2種技術(shù)特性之間相互支持；×表示負相關，反映2種技術(shù)特性之間兩兩相斥；空白處表示2種技術(shù)特性之間無任何必然聯(lián)系。

2.4 建立LED路燈關鍵質(zhì)量性能特征集

上述LED路燈質(zhì)量屋中各個質(zhì)量特征的重要度為

(4)

式中：Wj表示第j個質(zhì)量特征重要度；Rij表示第i個用戶需求和第j個質(zhì)量特征之間關系強度值，其值為9、3、1，分別對應強相關、中等相關和弱相關。

對質(zhì)量特征重要度Wj作歸一化處理，得質(zhì)量特征相對重要度，為

(5)

由QFD軟件直接導出LED路燈質(zhì)量特征相對重要度，如圖3所示。

圖3 LED路燈質(zhì)量特征相對重要度

由圖3可得到LED路燈按照質(zhì)量特征相對重要度由大到小的排序，為發(fā)光效率、光通量、使用壽命、色溫、穩(wěn)定性、防護等級、適應濕度、適應溫度、顯色指數(shù)。若選取相對重要度的閾值為10%，則對應的LED路燈關鍵質(zhì)量性能特征集為[發(fā)光效率，光通量，使用壽命，色溫]。

由此可知，按照不同的用戶需求，選取不同的質(zhì)量特征相對重要度閾值，就可獲取相對應的LED路燈的關鍵質(zhì)量性能特征集。

3 結(jié)束語

在產(chǎn)品設計與開發(fā)過程中，如何將不同重要程度的用戶需求轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的質(zhì)量性能特征，利用QFD軟件建立產(chǎn)品質(zhì)量屋不失為一種有效手段。依據(jù)質(zhì)量屋輸出的產(chǎn)品質(zhì)量特征信息，按照不同的用戶需求，選擇對應的質(zhì)量特征相對重要度閾值，則可獲得相對應的產(chǎn)品關鍵質(zhì)量性能特征集。在此基礎上，進一步設置產(chǎn)品關鍵質(zhì)量性能特征目標值，最后可形成產(chǎn)品質(zhì)量性能指標體系。這樣不僅為產(chǎn)品設計與開發(fā)人員提供設計依據(jù)，而且為產(chǎn)品開發(fā)的系列化、標準化打下基礎，為新產(chǎn)品開發(fā)指明方向。值得注意的是，質(zhì)量屋的建立需要大量綜合信息，包括用戶需求信息、產(chǎn)品市場信息以及相關專家的評估信息等，這些信息的準確獲取對最終建立產(chǎn)品質(zhì)量性能指標體系至關重要。

[1]周志敏,紀愛華.LED、OLED照明技術(shù)與工程應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011:21-81.

[2]張躍剛.基于質(zhì)量技術(shù)特征改善率的并行優(yōu)化模型研究[J].西華大學學報：自然科學版，2010，29(2):37-40.

[3]熊偉著.質(zhì)量機能展開[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005:29-44.

[4]李延來,唐加福,姚建明,等.質(zhì)量屋構(gòu)建的研究進展[J].機械工程學報，2009,45(3):57-70.

[5]陳超中,施曉紅,李為軍,等.關注LED燈具性能的IEC/PAS的進展[J].照明工程學報，2012,23(3):73-77.

[6]喬現(xiàn)玲,胡志剛.基于質(zhì)量屋的縫紉機產(chǎn)品改良設計決策研究[J].制造業(yè)自動化，2011,33(6):139-142.