基于模糊質(zhì)量功能展開的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度研究

高新棟 楊梅枝

火箭軍工程大學(xué)

一、引言

在產(chǎn)品前期設(shè)計(jì)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度分析不僅可以幫助企業(yè)有效確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的正確方向，避免在后期生產(chǎn)開發(fā)階段中出現(xiàn)進(jìn)度拖延和資源浪費(fèi)現(xiàn)象，還可以使企業(yè)新產(chǎn)品的關(guān)鍵功能和綜合質(zhì)量得到保證，提高產(chǎn)品的顧客滿意度和企業(yè)市場競爭力。以往企業(yè)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度的確定大多直接依賴于顧客語言信息、專家經(jīng)驗(yàn)和組織中決策者的主觀判斷三個(gè)方面，具有較強(qiáng)的模糊性和主觀性。質(zhì)量功能展開是一種能夠?qū)⑵髽I(yè)顧客需求作為驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方法，通過其核心工具——質(zhì)量屋可以將顧客多樣化的需求轉(zhuǎn)化為不同的產(chǎn)品技術(shù)特征和功能特性要求[1]。為了更好的達(dá)到降低企業(yè)成本、提高企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，可以在傳統(tǒng)質(zhì)量功能展開理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊理論對(duì)主觀信息轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性進(jìn)行提高，建立基于模糊質(zhì)量功能展開的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度確定模型，以減少信息在傳遞過程中的失真，從而使得到的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。

二、理論基礎(chǔ)

質(zhì)量功能展開（QFD）是20 世紀(jì)60年代由日本質(zhì)量決策專家水野滋和赤尾洋二提出的一種以顧客需求為導(dǎo)向進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)或功能改進(jìn)的方法，其基本思想是以顧客需求為出發(fā)點(diǎn)，聽取顧客意見，理解顧客的需求，并將其逐級(jí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的質(zhì)量特性要求[2]。隨著質(zhì)量功能展開理論的不斷發(fā)展，它已不僅僅應(yīng)用于產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)特性領(lǐng)域，還被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)方案或供應(yīng)商的選擇、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和要求的生成等方面。質(zhì)量功能展開思想的核心工具是質(zhì)量屋[3]。傳統(tǒng)的質(zhì)量屋在確定顧客需求重要程度、顧客需求與產(chǎn)品技術(shù)特征或功能特性要求之間的關(guān)系程度時(shí)，采用兩種離散標(biāo)度，而實(shí)踐中無論是顧客需求的提取還是相關(guān)關(guān)系的確定，都是基于一種模糊語言的形式，使用簡單的離散數(shù)據(jù)可能會(huì)遺漏部分信息，最終導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確性不高。模糊集合理論強(qiáng)調(diào)人類的思維、推理以及對(duì)周圍事物的認(rèn)知其概念都是相當(dāng)模糊的，許多傳統(tǒng)的非常精確的數(shù)量方法已經(jīng)無法有效解決復(fù)雜的以人為中心的問題，必須以模糊的邏輯觀念來描述現(xiàn)實(shí)活動(dòng)中的事物，以糾正過去以二值邏輯傳遞信息時(shí)存在的不足[4]。通過將模糊理論與質(zhì)量功能展開相結(jié)合的方法，可以有效消除傳統(tǒng)的質(zhì)量功能展開在信息處理和轉(zhuǎn)化時(shí)存在的主觀性和不確定性的缺陷，從而提高最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、基于模糊質(zhì)量功能展開的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度確定模型

為了達(dá)到降低企業(yè)成本、提高企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，在傳統(tǒng)質(zhì)量功能展開理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊理論對(duì)主觀信息轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性進(jìn)行提高，減少信息傳遞過程中的失真，從而使得到的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度更加準(zhǔn)確。這一過程主要包括設(shè)定模糊集合、確定顧客需求權(quán)重、確定顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度、構(gòu)建質(zhì)量屋、確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度五個(gè)步驟。

（一）設(shè)定模糊集合

模糊理論即是以隸屬函數(shù)的概念，來表達(dá)近似人類自然語言所經(jīng)常使用的形容詞程度問題以及各種生活上所遇到的不明確或含糊性等不確定性問題的解決方法。到目前為止，有多種模糊語意的表達(dá)形式，如三角隸屬函數(shù)、高斯隸屬函數(shù)、梯形隸屬函數(shù)、鐘形隸屬函數(shù)等，上述方法各有其適應(yīng)性。本模型采用三角模糊數(shù)對(duì)顧客需求重要程度、顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)模糊集合U={VL，L，ML，M，MH，H，VH}是一系列評(píng)價(jià)結(jié)果，其中，VL=非常弱，L=弱，ML=較弱，M=一般，MH=較強(qiáng)，H=強(qiáng)，VH=非常強(qiáng)；VL→(0，0，1)，L→(0，1，3)，ML→(1，3，5)，M→(3，5，7)，MH→(5，7，9)，H→(7，9，10)，VH→(9，10，10)。

（二）確定顧客需求權(quán)重

顧客需求權(quán)重可以很好的反映顧客對(duì)企業(yè)產(chǎn)品各項(xiàng)需求的重要程度。對(duì)企業(yè)某一產(chǎn)品或某一將要開發(fā)的產(chǎn)品，設(shè)有n類顧客需求，分別針對(duì)這n類顧客需求的重要程度組織顧客代表、公司高管、技術(shù)專家等共m人（）進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將所獲取的模糊的語言信息用上述模糊集合中的元素進(jìn)行歸類，利用模糊集合的映射關(guān)系將所有評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù)形式，并利用公式 計(jì)算出每一類顧客需求重要程度的均值，進(jìn)而作出顧客需求權(quán)重表。

（三）確定顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度

顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度是指對(duì)于某一特定顧客需求，企業(yè)產(chǎn)品各項(xiàng)設(shè)計(jì)特性分別對(duì)其的滿足程度或者消極影響程度。設(shè)與上述n類顧客需求相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性共有s種，經(jīng)過對(duì)顧客代表、公司高管、技術(shù)專家等人群對(duì)各產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性與不同顧客需求之間的關(guān)系程度的評(píng)價(jià)進(jìn)行分析整理，得到用模糊集合表示的顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系，并將其用矩陣的形式表示。矩陣中的元素rji表示第j類產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性S j對(duì)第i類顧客需求N i的影響關(guān)系程度。

（四）構(gòu)建質(zhì)量屋

質(zhì)量屋是質(zhì)量功能展開的核心工具，是一種直觀的矩陣框架表達(dá)形式。質(zhì)量屋一般由“左墻”、“天花板”、“房間”、“地板”等基本元素構(gòu)成。通過建立質(zhì)量屋的基本矩陣框架，可以在輸入信息后，通過分析評(píng)價(jià)得到輸出信息，從而實(shí)現(xiàn)一種需求轉(zhuǎn)換。市場顧客的需求是各種各樣的，因此質(zhì)量屋的建立應(yīng)盡可能的達(dá)到準(zhǔn)確與合理，從而盡可能的避免出現(xiàn)信息失真的情況。在傳統(tǒng)質(zhì)量屋形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和替換，構(gòu)建用于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度確定的改進(jìn)質(zhì)量屋，如圖1。

圖1 質(zhì)量屋

1“.左墻”——顧客需求及其重要程度；

2“.天花板”——產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性；

3“.房間”——顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系矩陣；

4“.地板”——產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度。

將產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度矩陣（“地板”）作為關(guān)鍵輸出矩陣，并根據(jù)上述第二步和第三步中已經(jīng)得到的結(jié)果，利用公式，計(jì)算出用三角模糊數(shù)表示的各設(shè)計(jì)特性綜合得分。

（五）確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度

最后，利用公式?將上述第四步中得到的三角模糊數(shù)結(jié)果fj去模糊化，從而轉(zhuǎn)換為明確的數(shù)值。將最終得到的各項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度f j按數(shù)值大小進(jìn)行比較，得到各項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性得分的最終排名，從而確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度。

四、應(yīng)用驗(yàn)證

A公司為陜西省某小型手機(jī)開發(fā)公司，經(jīng)過對(duì)一定數(shù)量的顧客咨詢和調(diào)查結(jié)果得知，目前顧客對(duì)手機(jī)產(chǎn)品的需求主要有造型美觀、性能強(qiáng)大、便于攜帶、隱私安全性高和續(xù)航時(shí)間長五種，為方便研究，在對(duì)手機(jī)產(chǎn)品的眾多設(shè)計(jì)特性進(jìn)行分析和歸類后，選取較為典型的五種手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性屏幕設(shè)計(jì)、處理器性能、電池容量、指紋識(shí)別技術(shù)技術(shù)、運(yùn)行內(nèi)存進(jìn)行分析。

（一）確定顧客需求權(quán)重

將顧客、公司高管、技術(shù)專家3類代表（D1，D2，D3）對(duì)顧客需求重要性的模糊語義評(píng)價(jià)進(jìn)行綜合整理，并采用前述模糊集合中的元素表示，得到表1。

表1 顧客需求評(píng)價(jià)

將表1中的評(píng)價(jià)結(jié)果通過前述模糊集合元素對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù)表示，并利用公式 計(jì)算出各類顧客需求的權(quán)重，如表2所示。

表2 顧客需求權(quán)重表

（二）確定顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度

來自手機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域、技術(shù)專家領(lǐng)域、A公司高層領(lǐng)導(dǎo)的多位決策者對(duì)各種設(shè)計(jì)特性對(duì)于顧客需求的影響程度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過對(duì)其模糊語言信息的分析與整理，得到結(jié)果如表3。

表3 顧客需求——產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性關(guān)系表

（三）構(gòu)建質(zhì)量屋

根據(jù)上述結(jié)果構(gòu)建質(zhì)量屋，并將上述兩個(gè)表內(nèi)的評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為矩陣的形式表示，如表4所示。矩陣A為顧客需求權(quán)重矩陣，矩陣B為顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系矩陣，矩陣C為產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度矩陣。其中，矩陣C的結(jié)果通過公式，計(jì)算得出。

表4 質(zhì)量屋

（四）確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度

將上述質(zhì)量屋中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性重要程度矩陣（矩陣C）作為關(guān)鍵輸出矩陣，利用公式?對(duì)其中的三角模糊數(shù)f j進(jìn)行去模糊化處理，得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性得分的最終排名，如表5所示，從而確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度。

表5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性綜合排名

由表5可知，產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度：處理器性能〉運(yùn)行內(nèi)存〉屏幕設(shè)計(jì)〉指紋識(shí)別技術(shù)〉電池容量，因此得出結(jié)論：A公司在對(duì)手機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)優(yōu)先度較高的處理器性能、運(yùn)行內(nèi)存給予足夠的重視，從而使產(chǎn)品擁有更廣闊的市場和更高的效益。經(jīng)與該公司決策者定期交流檢驗(yàn)得知，此結(jié)論符合手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的實(shí)際情況。

五、結(jié)語

企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度分析為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方向的確定提供了決策依據(jù)，對(duì)企業(yè)未來的市場需求和客戶滿意度起著至關(guān)重要的作用。本文在傳統(tǒng)質(zhì)量功能展開理論的基礎(chǔ)上，利用模糊理論提高了企業(yè)在處理和轉(zhuǎn)化客戶信息時(shí)的準(zhǔn)確性和客觀性，提出了充分考慮用戶需求語言信息模糊性特征的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度確定模型，主要包括設(shè)定模糊集合、確定顧客需求權(quán)重、確定顧客需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)系程度、構(gòu)建質(zhì)量屋、確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)先度五個(gè)步驟，為降低產(chǎn)品成本、提高企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益提供了新的思路和途徑。