产品设计的质量管理预防措施

产品质量的优劣、适合顾客需要的程度，首先决定于产品的设计过程。产品设计居于所有影响产品质量的因素之首。若产品设计存在问题，则会造成产品“先天不足”的缺陷，这是后续的制造、工艺、维修等难以弥补的。确保产品设计的质量是最有效的质量管理的预防措施。由于产品的品种日益增多，产品的复杂程度日趋提高，产品的使用条件越来越严酷，如何从质量出发来搞好产品设计，日益为人们所关注，从而催生了质量设计学。探讨如何把质量设计到产品中去，使产品能按既定功能工作、寿命长、可满足顾客提出的其他要求。还意味着把零件和装配件设计成：容易制造、很少或者没有过紧的配合公差、只有很少的关键特征、装配简易并能防止错装。

反映顾客对产品质量的要求，必须满足以下两个条件：

1）产品质量要求必须转化为工程特性。

2）必须决定这些特性的水平。

将所要求的质量转化为可测量的工程特性并为这些工程特性设定水平的工作，称之为“质量设计”。质量设计不仅要考虑产品最终用户所要求的质量，也要考虑到经销商的要求，以及对第三方的影响和产品的安全性。

质量设计学的研究目的是设计具有最佳经济效益的产品，它是围绕产品，研究提高质量，降低消耗的设计理论和方法的科学。它从产品与其构成要素之间的关系（从产品的整体和局部之间的约束条件）出发，寻求满足需要的最佳构成。产品与构成要素之间存在技术和经济的联系。技术联系是指构成要素对产品的特性（功能与性能）的影响；经济联系是指构成要素的多少，构成要素的复杂程度，构成的合理性，对产品成本等经济指标的影响。质量设计学就是从产品与构成要素的内部关系出发，利用科学的设计方法使产品达到技术上先进、经济上合理的学说。同时，质量设计学还是一门综合性的交叉学科。它是适应产品设计的发展要求，把各种现代设计理论和方法，有机地综合成为实现优化目标服务的设计理论和方法体系。

毫无疑问，质量设计决定了产品的固有质量（即可能达到的质量水平），产品升级换代就是为了提高产品的质量等级。但也应注意到，产品设计得再好，如不加强制造过程的质量控制，产品的竞争力同样很差。如图3-23所示，具有同样公差的索尼电视机，在日本和美国分别制造出来的产品，其特性分布不一样，使其质量也有差异。实线所示为日本公司产品的特性，呈正态分布，其不合格率约为0.3%；虚线所示为美国公司产品的特性，呈均匀分布，其不合格率为0。貌似美国产品好，但顾客却喜欢日本的产品。由图可见，m₀为彩色均匀度设计的目标值，m₀±5为制造公差带。日本产品质量为正态分布，其标准差约为公差的1/6（即公差为10时，标准差为10/6）。美国产品均匀分布的标准差为

图3-23 电视机彩色分布特性(www.xing528.com)

在质量管理中，常用工序能力指数C_p来衡量质量的好坏。当1＜C_p＜1.33时，说明工序能力适当，产品质量属于受控状态。当C_p＜1时，说明质量不稳定，需要加以改进。

据此。可算出日本产品C_p=1；美国产品C_p=0.557。因此，索尼在日本生产的产品的质量比在美国生产的产品好。

通过上例可以说明：

1）符合公差要求的合格产品并不一定都是顾客满意的好产品，更重要的还要看产品的质量特性是否接近于设计公差带的中心值。

2）批产品存在不合格品并不意味着批质量不好，重要的是不合格品率与经济之间的关系的控制和选择。

如何设计确定公差带的中心值，使质量特性处于最佳状态；怎样经济地确定公差，既把影响输出特性的因素控制在较小的波动范围内，又将成本降至最低；同时，又使产品的工艺性、维修性和批质量较好，这些问题都要通过质量设计来解决。因此，质量设计要贯穿产品生命周期的全过程，才能发挥更大的效能。