質(zhì)量功能展開在滾動(dòng)軸承質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用

河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院□呂 鋒 羅天宇 姜 科

滾動(dòng)軸承是軸和其他旋轉(zhuǎn)部件的重要支承，對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。為保證產(chǎn)品滿足顧客要求，必須尋找一種可以系統(tǒng)分析顧客需求的方法，實(shí)施根源上的質(zhì)量改進(jìn)，從而徹底解決軸承質(zhì)量問題。因此，將質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment，QFD）理論應(yīng)用到軸承質(zhì)量改進(jìn)中，將顧客需求投射到生產(chǎn)制造過程中，確立過程的關(guān)鍵控制點(diǎn)，探索為滿足顧客需求應(yīng)釆取的措施，為提高產(chǎn)品質(zhì)量水平、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力提供方法。

1 方法原理與基本理論

（1）質(zhì)量功能展開

質(zhì)量功能展開是一種把顧客需求轉(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。QFD的核心內(nèi)容是顧客需求轉(zhuǎn)換，質(zhì)量屋是具體實(shí)現(xiàn)這種需求轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)工具。

構(gòu)建軸承質(zhì)量改進(jìn)的質(zhì)量屋如圖1所示。

圖1 軸承質(zhì)量改進(jìn)的質(zhì)量屋

（2）層次分析法

層次分析法 （Analytical Hierarchy Process，AHP）是美國運(yùn)籌學(xué)家Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種系統(tǒng)分析方法，其基本思想是建立梯階層次結(jié)構(gòu)，通過兩兩比較因素的相對(duì)重要性，給出相應(yīng)的比例標(biāo)度，確定相關(guān)因素之間的相對(duì)重要序列。

構(gòu)建軸承質(zhì)量的顧客需求指標(biāo)體系，通過兩兩比較顧客需求的相對(duì)重要性，建立顧客需求重要度判斷矩陣C。見式（1）。

由特征方程CW=λmaxW（λmax判斷矩陣的最大特征根），求得顧客需求重要度判斷矩陣C的每一列的特征向量。見式（2）。

將特征向量歸一化后，記為W。見式（3）。

由于對(duì)顧援需求重要度判斷矩陣的主觀評(píng)定可能存在偏差，應(yīng)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。為此，計(jì)算一致性指數(shù)CI[見式（4）]和隨機(jī)一致性比率CR[見式（5）]。

式中：n為顧客需求重要度判斷矩陣階數(shù)；RI為平均隨機(jī)一致性指數(shù)，取值由顧客需求重要度判斷矩陣階數(shù)確定。

如果CR<0.1，則矩陣通過一致性檢驗(yàn)，判斷矩陣的一致性被接受，wi即為顧客需求重要度；否則需要對(duì)顧客需求重要度判斷矩陣進(jìn)行修正。

應(yīng)用AHP確定QFD中的顧客需求重要度，既可避免重要度預(yù)測(cè)與實(shí)際情況的不一致性，又可克服比較時(shí)的主觀性和不確定性，使結(jié)果更具科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

2 軸承質(zhì)量的顧客需求指標(biāo)體系建立

顧客需求是進(jìn)行QFD規(guī)劃和決策的重要依據(jù)。因此，必須科學(xué)地選擇調(diào)研對(duì)象、調(diào)研方法以及對(duì)顧客需求的分析方法，以全面準(zhǔn)確地獲取顧客需求。文中釆用詢問調(diào)查及問卷調(diào)查兩種方式，調(diào)研設(shè)計(jì)、制造、銷售、維修、使用等軸承全生命期內(nèi)的相關(guān)人員和專家。為了有效地分析顧客需求信息，依據(jù)GB/T 307.2—2005《滾動(dòng)軸承 測(cè)量和檢測(cè)的原則及方法》和GB/T 307.3—2017《滾動(dòng)軸承 通用技術(shù)規(guī)則》，以及相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，釆用親和圖法將顧客的需求信息分層，建立了包含12個(gè)顧客基礎(chǔ)需求的滾動(dòng)軸承質(zhì)量顧客需求遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 滾動(dòng)軸承質(zhì)量顧客需求層次結(jié)構(gòu)圖

3 軸承質(zhì)量提升的質(zhì)量功能展開

（1）基于差異模型的軸承質(zhì)量顧客需求指標(biāo)簡(jiǎn)化

選取某軸承企業(yè)的軸承為質(zhì)量改進(jìn)對(duì)象，以期使新產(chǎn)品質(zhì)量能夠與顧客需求相一致。軸承質(zhì)量的顧客需求指標(biāo)較多，而現(xiàn)實(shí)中顧客可能僅對(duì)某幾項(xiàng)需求指標(biāo)不滿意。因此，采用滿意度的差異模型，簡(jiǎn)化處理數(shù)據(jù)。見式（6）。

式中：iv為要求質(zhì)量的重要性；為滿意程度的平均值；為顧客期望值的平均值。

若iv<0，即顧客滿意程度低于期望值，顧客表現(xiàn)為不滿意，則該質(zhì)量需求指標(biāo)需要改進(jìn)；若iv≥0，則不需要改進(jìn)。通過顧客調(diào)研和數(shù)據(jù)處理，尺寸精度、旋轉(zhuǎn)精度、游隙等級(jí)、振動(dòng)噪聲水平和油脂五項(xiàng)質(zhì)量需求指標(biāo)需要改進(jìn)。

（2）軸承質(zhì)量需求重要度確定

兩兩比較需要改進(jìn)的五個(gè)質(zhì)量需求指標(biāo)的相對(duì)重要性，以C=|cij|n×n表示由此形成需要改進(jìn)的軸承質(zhì)量需求的重要度判斷矩陣。cij表示質(zhì)量需求i相對(duì)于需求j對(duì)實(shí)現(xiàn)客戶滿意的重要度。

顧客質(zhì)量需求重要度判斷矩陣元素采用1～9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法，其賦值準(zhǔn)則見表1。

將顧客質(zhì)量需求指標(biāo)兩兩相比，通過評(píng)定建立顧客質(zhì)量需求重要度判斷矩陣。見式（7）。

表1 顧客需求矩陣賦值及其意義

應(yīng)用AHP法，得到質(zhì)量需求指標(biāo)重要度見表2，一致性檢驗(yàn)結(jié)果為λmax=5，CI=0，RI=1.12，CR=0<0.1。

表2 指標(biāo)重要度

（3）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)估

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力指數(shù)計(jì)算見式（8）。

其中，i=1，2，…，n。

式中：Mi為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)分（1代表無競(jìng)爭(zhēng)能力；2代表競(jìng)爭(zhēng)能力低下；3代表沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；4代表有一定的優(yōu)勢(shì)；5代表有較大的優(yōu)勢(shì)）。

通過對(duì)國內(nèi)和國際市場(chǎng)上同類軸承與公司目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行水平比較，對(duì)改進(jìn)前、后產(chǎn)品和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果見表3。

（4）實(shí)現(xiàn)顧客需求的技術(shù)措施及技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估

考慮到能夠影響軸承質(zhì)量高低的要素，結(jié)合本企業(yè)特點(diǎn)，選取了工藝參數(shù)設(shè)定、裝配質(zhì)量、清洗質(zhì)量、設(shè)備穩(wěn)定性、油脂成分用量、現(xiàn)場(chǎng)控制能力六個(gè)技術(shù)措施。同時(shí)根據(jù)顧客對(duì)軸承的質(zhì)量需求與技術(shù)措施的關(guān)聯(lián)程度，由QFD小組的專家根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)經(jīng)打分得到關(guān)系矩陣見式（9）。

表3 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力分析表

其中，rik表示第i個(gè)質(zhì)量需求和第k個(gè)技術(shù)措施之間的關(guān)系，并用{9，7，5，3，1，0}分別代表{強(qiáng)相關(guān)，較強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)，較弱相關(guān)，弱相關(guān)，不相關(guān)}；8，6，4，2代表的關(guān)聯(lián)程度介于各自相鄰的兩個(gè)分值代表的相關(guān)程度之間。

各個(gè)技術(shù)措施的相對(duì)重要度見式（10）。

技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)計(jì)算見式（11）。

式中：Tk為各技術(shù)措施的競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)分（1代表技術(shù)水平低下；2代表一般；3代表行業(yè)先進(jìn)水平；4代表國內(nèi)先進(jìn)水平；5代表國際先進(jìn)水平）；m為技術(shù)措施的數(shù)目。

（5）技術(shù)措施之間的相關(guān)關(guān)系確定

QFD中以正相關(guān)、不相關(guān)和負(fù)相關(guān)三種形式定性描述技術(shù)措施之間的相互關(guān)系，并用○表示正相關(guān)，×表示負(fù)相關(guān)。目的是使QFD小組可直觀地看出負(fù)相關(guān)的技術(shù)措施，避免某項(xiàng)技術(shù)措施的實(shí)施對(duì)其他技術(shù)措施產(chǎn)生負(fù)面影響。文中的技術(shù)措施之間無負(fù)相關(guān)關(guān)系，質(zhì)量屋屋頂可裁減簡(jiǎn)化。軸承質(zhì)量改進(jìn)的簡(jiǎn)化質(zhì)量屋見表4。

由表4可知，改進(jìn)前企業(yè)軸承技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力指數(shù)僅0.43，改進(jìn)后技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力指數(shù)提升至0.78，高于國內(nèi)同類產(chǎn)品的0.73，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

（6）具體改進(jìn)措施

依據(jù)各項(xiàng)技術(shù)措施的重要度（表4），為滿足顧客質(zhì)量需求，應(yīng)著重從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：

表4 滾動(dòng)軸承質(zhì)量改進(jìn)的簡(jiǎn)化質(zhì)量屋

1）增強(qiáng)質(zhì)量控制意識(shí)，應(yīng)用科學(xué)的方法對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料、法、環(huán)等生產(chǎn)要素，進(jìn)行有效的計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制和檢測(cè)，使其處于良好的狀態(tài)；

2）改善裝配環(huán)境，提高裝配工的裝配水平和熟練程度，控制產(chǎn)品不良率；

3）工藝參數(shù)必須依據(jù)顧客需求和國家標(biāo)準(zhǔn)，由技術(shù)部門科學(xué)嚴(yán)格地制定，控制尺寸、旋轉(zhuǎn)偏差以及其他技術(shù)條件；

4）保證生產(chǎn)設(shè)備性能穩(wěn)定，及時(shí)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，消除偏差；

5）合套前、后對(duì)軸承進(jìn)行徹底清洗，清洗液定期過濾，及時(shí)更換；

6）應(yīng)用高質(zhì)量的油脂。

4 結(jié)束語

基于QFD方法深入挖掘顧客對(duì)滾動(dòng)軸承質(zhì)量需求，引入AHP法，對(duì)顧客需求重要度的確定進(jìn)行有效修正，借助于質(zhì)量屋模型對(duì)顧客的質(zhì)量需求進(jìn)行轉(zhuǎn)化，同時(shí)結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn)，提出了為滿足顧客的質(zhì)量需求，企業(yè)應(yīng)采取具體的改進(jìn)措施，為提高軸承產(chǎn)品質(zhì)量，提升顧客滿意度提供了一種理論方法。