基于QFD及AHP的紡織裝備并條機造型設計

關(guān)鍵詞：紡織裝備;QFD ;AHP ;并條機造型設計

機械裝備在中國裝備工業(yè)中占有重要的地位，產(chǎn)值規(guī)模不斷擴張，其在生產(chǎn)制造領(lǐng)域具有不可或缺的地位[1]。本文從客戶需求的角度出發(fā)，提出通過QFD 質(zhì)量功能展開法與AHP 層次分析法應用于并條機造型設計中。用現(xiàn)有的技術(shù)參數(shù)水平，將人機性能與外觀造型功能性的有機結(jié)合[2]。在并條機造型設計過程中，將QFD 與AHP 方法結(jié)合可以更好的保證并條機的功能性與美觀性。

1 相關(guān)概念解析

1.1 QFD 概述

QFD 質(zhì)量功能展開方法使用“質(zhì)量屋”的形式來定量分析客戶需求與工程措施之間的關(guān)系。對數(shù)據(jù)進行分析處理后，得到滿足客戶需求的工程措施，指導設計師明確設計主要問題，進行方案優(yōu)化，使設計方案更加滿足設計需求。在設計之初就全面地、準確地反映了用戶需求調(diào)查和市場需求，從而使產(chǎn)品質(zhì)量和后期的市場需求更具市場競爭力[3]。

1.2 AHP 概述

AHP 層次分析法是將相對復雜的具有多個目標的決策問題作為一個系統(tǒng)，單一的目標分解為多個目標，然后將其分解為多個級別的多個標準，并分析對應的定性標準模糊定量，計算出與各個等級相對應的單排名（權(quán)重）W 和總排名[4]。

2 基于QFD 及AHP 的紡織設備并條機造型設計流程

2.1 總體流程方案設計

在對紡織設備并條機造型設計中，需要對市場用戶需求進行分析，完成產(chǎn)品功能質(zhì)量設計。首先要進行造型設計中的功能創(chuàng)新設計，而功能質(zhì)量展開法（QFD）是本文設計的重要方法之一[5]。根據(jù)設計需求完成多層次指標構(gòu)建，將造型設計與功能性結(jié)合，滿足技術(shù)需求，基于QFD 方法對設計需求進行分類總結(jié)。然而針對多層次的指標運用層次分析法（AHP）對設計需求度進行權(quán)重值的計算與排序，完成方案的設計決策[6]。QFD 的關(guān)鍵在于客戶對于產(chǎn)品需求的獲取[7]，AHP 核心是對多層次需求指標進行綜合評價決策，最終找出最優(yōu)設計方案。如圖1 所示為運用QFD 及AHP總體方案流程設計圖。

2.2 紡織設備并條機造型設計需求分析

在紡織設備并條機造型設計中，為了滿足客戶的設計需求，滿足功能需求，要按照QFD 的要求盡快完善功能質(zhì)量展開。按照QFD 的分析過程，尋找了20名用戶進行調(diào)研分析，其中包含產(chǎn)品設計專業(yè)碩士生15 名、機械工程設計師5 名，對并條機造型設計展開需求分析，完成3 次需求質(zhì)量特性展開，最終完成并條機設計需求質(zhì)量特性展開，具體結(jié)果見表1。

2.3 紡織設備并條機造型設計質(zhì)量需求權(quán)重分析

2.3.1 決策模型構(gòu)建

根據(jù)表1 中的設計需求質(zhì)量指標分析，運用AHP 層次分析法對并條機造型設計需求的權(quán)重進行分析。

1） 目標層為第一層質(zhì)量需求，即滿足企業(yè)需求的并條機造型設計，用字母A 表示;

2） 準則層為第二次質(zhì)量需求展開特性分析結(jié)果，即CMF、造型美觀性和交互設計的指標為準則層，分別為 B1，B2，B3 ;

3） 方案層為第三次質(zhì)量需求展開特性分析結(jié)果，即用戶操作、人機交互、運動負荷急停裝置、開啟方式、基本形態(tài)、材料強度、連接件形態(tài)和色彩，分別用B11，B12，B13，B21，B22，B23，B31，B32，B33 表示，并建立設計決策模型，如圖2 所示。

2.3.2 判斷矩陣構(gòu)建

在判斷矩陣中，首先需要明確以下性質(zhì)的內(nèi)容。根據(jù)不同標度數(shù)評估兩元素重要程度，最后完成重要因素的一個評估，1—9標度含義如表2。

在依據(jù)上文確定的紡織裝備并條機造型設計質(zhì)量特性需求分析，可以在構(gòu)建決策模型的基礎(chǔ)上，運用Yaahp 軟件計算計算權(quán)重構(gòu)建第二次指標的判斷矩陣與權(quán)重，各項計算結(jié)果如表3—6所示，最終評價結(jié)果均通過了一致性檢驗，計算公式為：

2.3.3 各指標權(quán)重排序

在完成各項指標體系判斷矩陣的構(gòu)建與權(quán)重計算后，則在設計紡織裝備造型設計中需要明確最優(yōu)設計質(zhì)量特性。因此，在對各項權(quán)重值合成排序后，排序結(jié)果為運載負荷0.3154、材料強度0.2684、急停裝置0.1452、開啟方式0.0875、人機交互0.0812、工人操作0.0745、基本形態(tài)0.0634、連接件形態(tài)0.0321、色彩0.0215。

2.4 并條機造型設計實例方案

以提取的設計要素重要度為依據(jù)，通過構(gòu)建質(zhì)量屋，首先對并條機的造型進行設計，在設計過程中將人機交互、外觀造型、材料強度等作為主要的參考指標[8]，具體分析如下：

1） 在紡織并條機造型設計中體現(xiàn)合理的人機交互，選擇合理的尺寸以實現(xiàn)用戶及工人操作時近距離擺放的特殊需求，實現(xiàn)操作的便捷。

2） 使用304 不銹鋼材質(zhì)，在滿足鈑金美觀造型的同時，還可以通過304 不銹鋼的特性滿足抑菌的特性。紡織并條機造型設計整體在滿足功能的同時，還可以滿足形式美法則基本規(guī)律，直線為主，斜切倒角，下部為深暗色，增加輕巧感，將工業(yè)感、速度感和秩序感通過造型融合其中。

3） 通過造型強化用戶操作引導功能和企業(yè)的概念創(chuàng)新。創(chuàng)新設計方案整體布局合理，面板設置方便維修，主要功能部件采用半包裹的設計方案，并條機運用鈑金制作技術(shù)，將設備的操作區(qū)域作為設計的重點。

2.5 造型特征評價

在完成了并條機造型設計方案后，邀請最初始的20 名用戶對造型設計特征進行評價，在完成對20 位用戶評價分值收集后對設計特征進行匹配探析，將評估結(jié)果最后量化，選取權(quán)重指標最靠前的4 項與總體滿意情況進行評價，如圖4 所示為評價結(jié)果，其中0—7 屬于評分標準，分值越高，說明設計滿意度越高，總體而言用戶對本次造型特征表示滿意。

3 結(jié)語

本文在對并條機造型設計過程中，首先結(jié)合層次分析法深入分析了在設計中怎樣實現(xiàn)QFD 與AHP 在造型設計中的平衡，提出了總體設計流程方案;然后從設計需求分析、質(zhì)量需求權(quán)重分析、型設計實例方案以及造型特征評價等方面完成設計流程具體分析;最后設計出來具有一定滿足用戶質(zhì)量需求的并條機造型，以期對提升用戶使用體驗有所幫助。