基于QFD的集裝箱船詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)

程慧勇

（金海重工股份有限公司 上海分公司，上海 200120）

0 引言

質(zhì)量功能展開（quality function deployment，QFD）是把用戶或市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的多層次演繹分析方法。其指導(dǎo)思想是以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以用戶需求作為產(chǎn)品開發(fā)的依據(jù)[1]。它是現(xiàn)代質(zhì)量工程技術(shù)源頭治理的核心技術(shù)之一[2]。QFD的核心是構(gòu)建質(zhì)量屋[3]。0它通過質(zhì)量屋和一套加權(quán)評(píng)分方法來(lái)評(píng)估產(chǎn)品研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵工藝，從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)施指出方向，確定對(duì)象。QFD的實(shí)施使產(chǎn)品的全部研制活動(dòng)與滿足用戶需求緊密結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，確保產(chǎn)品的質(zhì)量提升。

在我國(guó)，QFD技術(shù)近幾年在機(jī)械制造等方面得到一定程度的應(yīng)用，但在船舶設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的研究還很少。目前船舶市場(chǎng)主要是買方市場(chǎng)，船東對(duì)船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，提高船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量迫在眉睫。本文將QFD與船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)相結(jié)合，找出提高船舶設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵方法，從而有效提高船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 船東需求分析和參數(shù)確定

1.1 確定船東需求及權(quán)重

對(duì)于船東需求，采用與船東座談、分析已建造項(xiàng)目船東意見表及對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)和報(bào)價(jià)項(xiàng)目規(guī)格書等船東所提供的資料進(jìn)行篩選、整理和分析的方式獲取信息。

因?yàn)榇瑬|需求是 QFD的最初輸入，所以其權(quán)重是直接影響之后分解過程準(zhǔn)確性的重要參數(shù)。經(jīng)過反復(fù)認(rèn)真研究，確定了各項(xiàng)船東需求的權(quán)重及加權(quán)評(píng)分的準(zhǔn)則，如圖1所示。

圖1 詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量提升規(guī)劃矩陣

船東需求權(quán)重可取下列5個(gè)等級(jí)[1]：1為不影響船舶運(yùn)行的需求；2為不影響船舶主要功能實(shí)現(xiàn)的需求；3為比較重要的、影響船舶功能實(shí)現(xiàn)的需求；4為重要的、影響船舶功能實(shí)現(xiàn)的需求；5為基本的、涉及船舶安全的、特別重要的需求。

1.2 船東需求轉(zhuǎn)換到技術(shù)需求

船東需求與技術(shù)需求轉(zhuǎn)換的加權(quán)評(píng)分準(zhǔn)則采用1、5、9關(guān)系度等級(jí)[1]，分別用△表示1，○表示5，▲表示9（如圖1所示）。1為該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間有微弱影響；5為該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間存在比較密切的關(guān)系；9為該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施和船東需求間存在非常密切的關(guān)系。

1.3 船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估

船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估是船東對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)與其他公司的設(shè)計(jì)進(jìn)行的評(píng)價(jià)（如圖1所示）。其加權(quán)評(píng)分的準(zhǔn)則具體如下。

船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估可取下列5個(gè)數(shù)值[1]：1為船東很不滿意；2為船東不滿意，競(jìng)爭(zhēng)能力差；3為船東滿意度一般，但不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；4為船東比較滿意，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)；5為船東很滿意，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有較大優(yōu)勢(shì)，可以參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

1.4 技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估

技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估是對(duì)現(xiàn)有圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量和其他公司圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行比較得出的結(jié)果（如圖1所示）。由船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估的結(jié)果看，各相互對(duì)應(yīng)的評(píng)估基本是一致的。

技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估可取下列5個(gè)數(shù)值[1]：“1”為設(shè)計(jì)水平低下；“2”為設(shè)計(jì)水平一般；“3”為設(shè)計(jì)水平達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平；“4”為設(shè)計(jì)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平；“5”為設(shè)計(jì)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.5 確定各技術(shù)需求之間的關(guān)系

需求之間是相互關(guān)聯(lián)的，用○表示正相關(guān)（如圖1所示）。

1.6 確定技術(shù)需求目標(biāo)值

技術(shù)需求目標(biāo)值的確定，主要考慮各項(xiàng)技術(shù)需求需滿足的相關(guān)規(guī)范、規(guī)則及需滿足的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

1.7 確定技術(shù)需求重要度

應(yīng)用簡(jiǎn)單加權(quán)法可計(jì)算得出技術(shù)需求重要度（如圖1所示）。例如，“規(guī)范規(guī)則要求”的技術(shù)需求重要度為137。

1.8 選擇需要配置的技術(shù)需求

在配置技術(shù)需求的過程中，通常遵循以下幾方面原則：

1）技術(shù)需求權(quán)重很高，船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估、技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估顯示，船東對(duì)某項(xiàng)技術(shù)需求現(xiàn)狀并不很滿意，對(duì)于這樣的技術(shù)需求要優(yōu)先考慮配置到下一步。

2）技術(shù)需求權(quán)重雖然一般，但是船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估顯示卻不太理想，有必要采取措施提高技術(shù)需求目標(biāo)值，否則船東可能會(huì)不滿意。這類船東需求也將配置到下一階段，以獲得滿意的船東需求。

3）技術(shù)需求權(quán)重很高，而船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估顯示，船東相對(duì)還比較滿意，但是此類技術(shù)需求是船舶設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)，而且對(duì)其他技術(shù)需求影響很大，綜合考慮這類技術(shù)需求后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行下一階段的配置。

4）技術(shù)需求權(quán)重很高，而船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估顯示，在現(xiàn)有條件下，船東已經(jīng)比較滿意，而且此類需求又相互獨(dú)立，對(duì)其他需求不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。在這種情況下，就不必進(jìn)行下一階段的配置。

5）技術(shù)需求重要度值較低，船東競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估顯示，在現(xiàn)有條件下，完全能滿足船東需求，沒有必要再提高其目標(biāo)值，所以不再往下配置。

最后確定需要進(jìn)行配置的技術(shù)需求有：“設(shè)備布置”、“居住舒適性”、“安全性”和“人性化設(shè)計(jì)”4項(xiàng)。

2 技術(shù)需求配置

2.1 確定技術(shù)需求重要度

需要配置的4項(xiàng)技術(shù)需求，用數(shù)字1～9來(lái)表示重要度值（如圖2所示）。

圖2 零件配置

2.2 確定技術(shù)需求與零件特征間的關(guān)系

采用△、○和▲三種符號(hào)來(lái)表示技術(shù)需求與零件特征的關(guān)系強(qiáng)弱程度。

△代表 1：該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間有微弱影響。

○代表 5：該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間存在比較密切的關(guān)系。

▲代表 9：該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)需求和零件特征間存在非常密切的關(guān)系。

2.3 計(jì)算零件特征權(quán)重

計(jì)算零件特征權(quán)重的方法可參考技術(shù)需求重要度的計(jì)算方法。

2.4 確定配置的關(guān)鍵零件特征

從圖2中可以看出，“艙室布置”和“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”對(duì)設(shè)計(jì)影響最大，因此需要進(jìn)一步配置。

3 工藝規(guī)劃過程研究

從零件規(guī)劃矩陣中選擇的關(guān)鍵零件特征是工藝規(guī)劃矩陣的輸入。在工藝規(guī)劃階段需要決定相關(guān)關(guān)系和建立工藝規(guī)范，分析工藝規(guī)劃矩陣，從而決定配置到質(zhì)量規(guī)劃階段中的關(guān)鍵工藝特征。

根據(jù)以上零件配置表的分析，“艙室布置”和“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”對(duì)集裝箱船詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響最大。如果對(duì)這兩個(gè)零件特征進(jìn)行分析就能知道哪些方面會(huì)影響詳細(xì)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

因此，針對(duì)“艙室布置”和“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”進(jìn)行詳細(xì)工藝規(guī)劃。仍采用1、5、9的加權(quán)值，用△表示1，○表示5，▲代表9，如圖3和圖4所示。

圖3 艙室布置規(guī)劃矩陣

圖4 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)規(guī)劃矩陣

從圖3中可以看出，“艙室布置”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個(gè)性化要求”、“設(shè)備資料正確”及“圖紙信息全面”等有關(guān)，控制了這幾個(gè)環(huán)節(jié)，“艙室布置”就可以基本滿足船東要求。由于“規(guī)格書要求”和“船東個(gè)性化要求”相對(duì)比較重要，會(huì)對(duì)“艙室布置”的設(shè)計(jì)質(zhì)量造成較大影響，因此將其權(quán)重均定為 9。另外，由于滿足“設(shè)備資料正確”和“圖紙信息全面”不需要很高的技術(shù)要求，建立更高的控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)提高質(zhì)量沒有實(shí)質(zhì)性的意義，按現(xiàn)有的相關(guān)管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行就可以使質(zhì)量得到保證，故不再進(jìn)行下一階段的詳細(xì)規(guī)劃。因此，在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，只對(duì)“規(guī)格書要求”和“船東個(gè)性化要求”這兩個(gè)工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃。

從圖4中可以看出，“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個(gè)性化要求”、“各設(shè)備接口匹配”及“廠家資料完整”等有關(guān)。保證了以上幾項(xiàng)，“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)質(zhì)量就可以得到保證。由于“規(guī)格書要求”、“船東個(gè)性化要求”及“各設(shè)備接口匹配”會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)造成較大影響，都比較重要，因此，將其權(quán)重均定為9。另外，由于監(jiān)測(cè)報(bào)警廠家對(duì)監(jiān)測(cè)報(bào)警已經(jīng)有很豐富的經(jīng)驗(yàn)，建立更高的控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)提高質(zhì)量沒有實(shí)質(zhì)性的意義，只要達(dá)到廠家要求的標(biāo)準(zhǔn)就可以使質(zhì)量得到保證，故確定其目標(biāo)值為按廠家標(biāo)準(zhǔn)，且不再進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，將對(duì)“規(guī)格書要求”、“船東個(gè)性化要求”及“各設(shè)備接口匹配”這3個(gè)關(guān)鍵工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃。

4 質(zhì)量控制過程研究

根據(jù)以上分析并參考相關(guān)質(zhì)量管控要求，可以確定“艙室布置”和“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”的各自的控制重點(diǎn)及控制方法[3]，如表1和表2所示。

表1 艙室布置的質(zhì)量控制矩陣

根據(jù)表1和表2可知，只要提高了“艙室布置”和“監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”等主要圖紙的質(zhì)量，就可以一定程度上適應(yīng)市場(chǎng)需求，滿足船東要求，快速提高集裝箱船詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

工藝參數(shù)是所要解決的矛盾的主要方面，解決這些矛盾的方法就是控制點(diǎn)。其中，工藝參數(shù)是各個(gè)工藝步驟的目的，而控制點(diǎn)是為實(shí)現(xiàn)目的所采取的方法，控制方法則是使控制點(diǎn)達(dá)到要求的保證措施。如：“船東個(gè)性化要求”的目標(biāo)是“居住舒適”、“維修方便”等，而“充分了解船東要求”和“對(duì)艙室進(jìn)行合理布置”則是實(shí)現(xiàn)“居住舒適”、“維修方便”這些目的所采取的措施。“設(shè)計(jì)前與船東充分溝通并確認(rèn)哪些船東要求可以采用”、“由經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，由專業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行把關(guān)”則是使這些措施保質(zhì)保量完成的必要保證。

表2 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的質(zhì)量控制矩陣

5 結(jié)論

通過利用質(zhì)量功能展開對(duì)集裝箱船的詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，明確了詳細(xì)設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)的切入點(diǎn)和改進(jìn)方向，對(duì) QFD在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用是一次有益的嘗試，對(duì)今后其他類型船舶的設(shè)計(jì)改進(jìn)起到了拋磚引玉的作用。

《發(fā)電船檢驗(yàn)指南(2018)》發(fā)布

發(fā)電船是一種浮式發(fā)電裝置，可用于向某一地區(qū)或港口供電，是一種清潔能源的供應(yīng)方式。中國(guó)船級(jí)社針對(duì)這一新技術(shù)開展研究，編制并發(fā)布了《發(fā)電船檢驗(yàn)指南(2018)》。該指南基于風(fēng)險(xiǎn)控制措施和技術(shù)要求，為發(fā)電船提供新的入級(jí)附加標(biāo)志和3個(gè)后綴標(biāo)志，分別對(duì)應(yīng)使用天然氣為燃料、15 kV以上高電壓和為船舶供電的發(fā)電船。指南適用于發(fā)電船的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)，共9章。除通則外，還包含了船舶布置、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品檢驗(yàn)、建造檢驗(yàn)等方面內(nèi)容，可以作為設(shè)計(jì)公司、審圖及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)依據(jù)。

該指南具有如下特點(diǎn)：

1）按照風(fēng)險(xiǎn)控制和電力生產(chǎn)工藝流程的需要對(duì)船舶布置進(jìn)行了分區(qū)，保障設(shè)備及人員安全及各種空間使用需求；

2）制定了15 kV以上高電壓電氣設(shè)備的系統(tǒng)和設(shè)備技術(shù)要求，解決了沒有依據(jù)的問題；

3）針對(duì)向船舶供電的發(fā)電船，研發(fā)了變頻應(yīng)用方案并獲得2項(xiàng)國(guó)家專利；

4）制定了發(fā)電船消防安全技術(shù)要求，主要補(bǔ)充了油浸式電氣設(shè)備、大功率電力變壓器等發(fā)電船專用設(shè)備的消防要求；

5）制定了發(fā)電船靠泊海島和碼頭的系泊要求。

《發(fā)電船檢驗(yàn)指南(2018)》于2018年7月1日生效。

來(lái)源：中國(guó)船級(jí)社