基于QFD的复杂装备零部件设计研究开题报告

国内针对复杂装备的研究，杨春、杨学强^[1]提出在复杂装备上集成电子信息技术、光机电技术、精确制导技术和、新材料技术和机器人、自动控制与人工智能、模拟与仿真等技术，来使复杂装备呈现出技术集成、功能集成、信息集成、战斗与保障等装备集成的新特点，更好的应对科技发展下的新要求。在复杂装备产品性能研究方面，张宪民、汪启亮^[2]研究了柔顺机构在复杂装备上的应用，总结了柔顺机构疲劳可靠性的分析和优化设计方法，以及基于特征参数分解的柔顺机构损伤识别方法，并指出了柔顺机构疲劳可靠性及损伤识别的未来研究方向。陈洪转、欧阳林寒^[3]等人在田口方法的基础上，结合灰色关联分析法和模糊理论,提出一种灰色模糊田口方法多质量特性稳健优化设计方法, 解决了设计参数不确定性情形下柔顺复杂装备多质量特性关联冲突稳健优化设计难题。周奇，杨扬^[9]等利用变可信度近似模型融合不同精度分析模型的数据,探究变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用。

2.QFD国内外研究现状

国外对于QFD的研究最早是由赤尾洋二于19世纪60年代提出，主要是对客户和产品(或服务)的需求进行多层次的分析演绎，保证产品(或服务)的质量，起初用于产品设计和制造生产的质量保障，后来应用于管理和服务等多个领域。质量屋(HOQ)是1988 年由美国学者^[5]提出的QFD基础工具，也称质量表，能够确定顾客需求和相应产品或服务性能间的相互联系，是将顾客需要的产品质量用语言和图表表达，包括屋顶、天花板、左墙、房间、右墙、地板等。Arash和Chan引入了顾客细分概念，通过这个理念，可以更细致地划分顾客需求种类^[17]。针对客户需求通常存在模糊性的问题，Khoo 和Ho^[15]首先提出集成模糊逻辑的QFD模型，之后，许多学者对模糊QFD模型进行研究，并从输出结果的精度、不同工业领域乃至其他行业的应用等方面做出改进,但是由于模糊理论计算过程较为复杂、模糊数隶属度函数的不同会对QFD结果产生明显的影响，因此，模糊QFD在实际应用的可行性仍有待提高^[16]。在这之后Singh P, Agrawal G.提出了一个基于QFD的WII服务设计框架，该框架将客户需求与设计需求相结合^[17]，提高了QFD的实际应用性。为了提高QFD的实践应用性，研究学者提出了许多新的模型或者方法并将其应用在QFD中。在QFD应用过程中结合层次分析法在当前应用较广，因AHP与QFD之间的互补性与各自解决问题的针对性不同，两种理论结合使用模式可以实现从需求到结果的有效连接。Neira-Rodado D等人^[20]融合了模糊卡诺法、AHP、QFD等方法，进行了老年人髋关节置换手术辅助装置设计，应用模糊卡诺法计算了每个模糊性需求对满意度的影响，用AHP法确定了用户需求权重，最后结合QFD法选择了最佳设计方案。目前市场上的活口扳手功能与外观进行了优化设计。Awasthi A等人^[21]将AHP与QFD的集成方法用于提高物流服务管理质量中，运用QFD判断现有服务质量的不足，最后通过AHP优选最佳措施。但当前AHP与QFD结合的方法在复杂装备领域应用上相对薄弱，基于此本节论文将两种方法进行结合应用于复杂装备零部件设计阶段，最终通过质量屋的形式提取关键技术设计要求，为后续零部件的设计提供更具有实践应用性的理论基础。

结合国内研究领域对QFD的文献以及案例搜集发现，起先QFD理论主要集中在制造业和软件行业，而后开始慢慢应用在各个行业实际工作中。夏俊^[6]将质量功能展开的思路与方法融入到对住宅产品的质量控制工作中，同时以精装修住宅产品作为典型案例，使得QFD在住宅产品中得以应用。近些年，QFD在实施过程中有了进一步发展，因QFD能很好地确定设计目标并发现设计的关键问题，却难以解决设计中的冲突问题，常与发明问题的解决理论 (TRIZ)结合，解决设计过程中的冲突问题。此外，QFD还经常与层次分析法 (AHP)结合用于决策分析，王震等人^[11]以定制型自动分拣设备为例，采用AHP与QFD相集成的应用模式确定了定制型用户需求并与竞品相比后提出了产品的改进方向；唐琳^[12]等人将AHP与QFD法相结合，通过老年人需求特征分析，开展了针对老年用户的健身器材创新设计。将AHP与QFD结合应用模式是一种互补性强、能够有效避免QFD中因评判者的主观因素对需求分析指标产生影响的模式。目前国内基于QFD并结合其他方法理论，构建新型模型并将其应用于复杂装备零部件设计方面还略有欠缺，在这方面的研究还不够全面，应用范围也有所局限，因此这一课题仍是众多研究学者的重点关注。本文针对这一现状，利用案例将AHP和QFD结合应用于复杂装备零部件设计阶段，希望能为后续零部件的设计提供更具有实践应用性的理论基础。