质量设计理论和方法体系研究

质量设计的全过程可分为收集情报与信息、设计预测、质量设计决策、系统设计、参数设计和允差设计等六个阶段。这种根据设计进程不同阶段的设计内容采用不同设计理论和方法，从而形成以设计进程为轴线，以不同阶段的不同的设计理论和方法为内容的质量设计理论和方法体系。

（1）质量设计理论和方法体系的基本观点

1）商品观。狭义地理解设计过程，是把设计理解为单纯的技术设计，也就是把设计对象仅作为产品，而不是商品。它仅依靠产品的专业技术的现状和发展来设计新产品，在计划经济时代就是如此。在市场经济发展的今天，完全没有商品观念的人已不多，但有重技术、轻市场倾向的人还有不少。按质量设计的观点，设计需要的初始信息就是市场信息，如无市场需求，则设计项目难以生存。市场信息的进一步加工就是统计、分析和预测。设计开发程序应始于市场和社会，服务于顾客。要把设计对象看做商品，只有卖得出去，才能体现其价值。

2）决策论。决策是一切工作中最紧要的工作。质量设计决策是预测和设计之间的承上启下的关键环节。它是一项重要的技术经济工作，是正确处理技术与经济、企业效益与社会效益、企业眼前利益和长远利益的关键，是成功与失败的抉择。设计什么产品？它需要具备哪些功能？它需适应怎样的环境条件？它的市场定位，满足哪个层面人群的需要？它应具有什么样的质量水平、成本、价格？如果这些都不确定，系统设计就无法进行。如果设计决策正确，即所设计的产品适销对路、物美价廉，又能很好兼顾企业和社会的效益、企业的长短期利益，那么企业将在激烈的市场竞争中，立于不败之地。

3）整体质量观。从顾客角度来看，其购买的是商品，而不是商品中的某一部分。因此，商品是一个整体，只要整体满足要求即可。从企业角度来看，其销售的任一产品，仅是全部产品中的一个单位。因此，企业必须在设计开始就具有“批质量”的概念，具有整体质量观。整体质量观一方面表现在产品中对各零部件质量指标的处理，要服从产品质量指标的大局，如可使用一部分波动小的优质零部件，以提高产品质量；同时，使用一些波动大的劣质零部件，以降低成本；再如性能指标、可靠性指标、安全性指标要从整体出发，分配给零部件。另一方面表现在批质量的设计，如决策阶段技术与经济的平衡，参数设计中输出特性的校正，允差设计中的考虑合理的工序能力指数、目标方差等。

4）“两个质量”观。所谓“两个质量”是指产品质量和产品的批质量。在产品设计中，一方面要围绕两个质量来设计工作；另一方面要提高产品的质量就需要提高设计水平和产品的批质量，也就是需要提高工艺设计水平。

5）经济观。质量设计始于情报和信息的收集，其目的就是为了设计出能满足市场需求的产品。无论是预测、质量设计决策，还是系统设计、参数设计、允差设计，都是围绕提高质量、降低消耗、增加产品经济效益这样一个核心来工作的。否则，就可能出现：所设计的产品社会不需要；产品质量虽高，但价格高出了社会购买水平；质量过剩或质量低劣，都无法被顾客接受。

6）系统观。质量设计是按照系统论的观点来实施设计的全过程，也就是以设计过程为轴线，以不同阶段的设计内容为对象，采用相应的设计理论和方法体系，从而提高设计质量。

7）质量设计的设计论。质量设计学认为：设计分为专业设计技术和通用设计技术，前者是确定产品个性的设计技术，后者是研究提高质量的共性技术。产品的共性（即质量）存在于产品个性（即特性）之中。设计和开发产品就是对产品的个性和共性的研究。质量设计中的系统设计是功能系统和质量指标体系的设计，就是根据这一理论提出的。

（2）质量设计理论和方法概要 质量设计理论主要包括以下内容：

1）质量设计的总体理论

①设计论。其主要内容包括：质量设计是研究提高产品质量、降低消耗的通用设计技术理论和方法的科学；质量设计和专业设计之间的联系；质量设计、专业设计在设计过程中的作用；设计与质量管理之间的关系（质量管理既保证了设计过程质量，又保证了产品质量）。

②经济论。其主要内容包括：质量与经济的关系；质量的经济评价；质量设计的商品观；产品生命周期各阶段不同的设计经济观。

③质量论。其主要内容包括：设计要求的产品质量；设计要求的产品批质量；质量设计与设计质量。

④系统论。其主要内容包括：质量设计的理论和方法体系；系统的阶段性和有序性；局部和总体之间的关系。(www.xing528.com)

2）阶段理论与方法。质量设计分为六个阶段，每个降低均有其适用的理论和方法。这些理论和方法是通过所设计产品的相互关联的质量特性联系起来的，各阶段又是按照设计进程而上下衔接的。也就是说，质量设计的理论和方法体系（图3-24）是按照质量设计发展过程的有序性和阶段性而形成的。

图3-24 质量设计的理论和方法体系

（3）质量设计程序 质量设计的程序图（图3-25）中，列示了质量设计个阶段的主要任务。

1）收集情报与信息。利用科学方法，有目的系统地收集设计所需情报与信息。它一般包括：顾客方面；环境方面；科技发展方面；市场方面；同行业方面。

2）质量设计预测。利用科学的方法和技术，对繁杂的情报与信息进行整理、分析，探求事物发展的内在规律，用以估计、推断未来发展的方向和趋势，寻求新产品的开发方向，以便研制和生产适销对路、物美价廉、有较强竞争力的产品。

3）质量设计决策。根据收集到的情报与信息，用科学的方法，进行品种、功能、使用环境、价值等决策，并提出开发新产品建议书。

图3-25 质量设计的程序图

4）系统设计。根据计划任务书进行技术设计和价值设计。技术设计包括总体方案设计和指标体系设计。总体设计是要确定总体布局，必要功能设计和功能实现方案、结构初步设计和性能保证体系指标（如可靠性指标、安全性指标等）设计。总体布局、功能结构原理方案、结构初步设计和性能保证指标体系初步设计，主要靠专业技术决定。必要功能设计、可靠性指标体系和安全指标体系设计，则主要由技术设计来完成。只有在系统设计和参数设计完成后，结构和性能保证指标体系才能确定，然后进行具体设计。在进行系统设计时，应运用价值分析的理论和方法，把成本按结构系统分配每个零部件，从而形成一套产品成本系统指标体系，用来限制产品、零部件的费用，从而使产品的功能、质量、成本得到统一。

5）参数设计。是在系统设计的基础上，实现非线性参数组合的优化设计。它是通过运用正交试验、方差分析等方法，分析各种因素水平组合与输出特性之间的关系，以便找出特性值波动最小的最佳因素水平组合。因此，参数设计又称最佳因素水平组合设计。

6）允差设计。允差就是允许偏离中心值的极限值与中心值之差。允差设计是通过研究各因素的波动与其造成的经济损失之间的关系，进而进行产品质量与成本的综合平衡，从而确定合理的质量波动范围的设计作业。

还需指出，上述理论、方法和程序，不仅可用于产品设计，也可用于工艺和工装设计。只是工艺设计无需进行输出预测和决策，系统设计、允差设计也简单得多。但是，参数设计则必不可少。而工装设计的程序则略有不同，为调研、构思、系统设计、参数设计、允差设计。