基于QFD的集裝箱船詳細設計質(zhì)量改進

程慧勇

（金海重工股份有限公司 上海分公司，上海 200120）

0 引言

質(zhì)量功能展開（quality function deployment，QFD）是把用戶或市場的需求轉(zhuǎn)化為設計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的多層次演繹分析方法。其指導思想是以市場為導向，以用戶需求作為產(chǎn)品開發(fā)的依據(jù)[1]。它是現(xiàn)代質(zhì)量工程技術源頭治理的核心技術之一[2]。QFD的核心是構(gòu)建質(zhì)量屋[3]。0它通過質(zhì)量屋和一套加權評分方法來評估產(chǎn)品研制的關鍵環(huán)節(jié)、關鍵零部件和關鍵工藝，從而為優(yōu)化設計的具體實施指出方向，確定對象。QFD的實施使產(chǎn)品的全部研制活動與滿足用戶需求緊密結(jié)合起來，增強產(chǎn)品的市場競爭能力，確保產(chǎn)品的質(zhì)量提升。

在我國，QFD技術近幾年在機械制造等方面得到一定程度的應用，但在船舶設計質(zhì)量方面的研究還很少。目前船舶市場主要是買方市場，船東對船舶詳細設計的要求越來越高，提高船舶詳細設計質(zhì)量迫在眉睫。本文將QFD與船舶詳細設計相結(jié)合，找出提高船舶設計質(zhì)量的關鍵點和關鍵方法，從而有效提高船舶詳細設計的質(zhì)量。

1 船東需求分析和參數(shù)確定

1.1 確定船東需求及權重

對于船東需求，采用與船東座談、分析已建造項目船東意見表及對現(xiàn)有設計和報價項目規(guī)格書等船東所提供的資料進行篩選、整理和分析的方式獲取信息。

因為船東需求是 QFD的最初輸入，所以其權重是直接影響之后分解過程準確性的重要參數(shù)。經(jīng)過反復認真研究，確定了各項船東需求的權重及加權評分的準則，如圖1所示。

圖1 詳細設計質(zhì)量提升規(guī)劃矩陣

船東需求權重可取下列5個等級[1]：1為不影響船舶運行的需求；2為不影響船舶主要功能實現(xiàn)的需求；3為比較重要的、影響船舶功能實現(xiàn)的需求；4為重要的、影響船舶功能實現(xiàn)的需求；5為基本的、涉及船舶安全的、特別重要的需求。

1.2 船東需求轉(zhuǎn)換到技術需求

船東需求與技術需求轉(zhuǎn)換的加權評分準則采用1、5、9關系度等級[1]，分別用△表示1，○表示5，▲表示9（如圖1所示）。1為該交點所對應的技術措施和船東需求間有微弱影響；5為該交點所對應的技術措施和船東需求間存在比較密切的關系；9為該交點所對應的技術措施和船東需求間存在非常密切的關系。

1.3 船東競爭性評估

船東競爭性評估是船東對現(xiàn)有設計與其他公司的設計進行的評價（如圖1所示）。其加權評分的準則具體如下。

船東競爭性評估可取下列5個數(shù)值[1]：1為船東很不滿意；2為船東不滿意，競爭能力差；3為船東滿意度一般，但不具備競爭優(yōu)勢；4為船東比較滿意，在國內(nèi)市場競爭中占有優(yōu)勢；5為船東很滿意，在國內(nèi)市場競爭中占有較大優(yōu)勢，可以參與國際市場競爭。

1.4 技術競爭性評估

技術競爭性評估是對現(xiàn)有圖紙的設計質(zhì)量和其他公司圖紙的設計質(zhì)量進行比較得出的結(jié)果（如圖1所示）。由船東競爭性評估與技術競爭性評估的結(jié)果看，各相互對應的評估基本是一致的。

技術競爭性評估可取下列5個數(shù)值[1]：“1”為設計水平低下；“2”為設計水平一般；“3”為設計水平達到行業(yè)先進水平；“4”為設計水平達到國內(nèi)先進水平；“5”為設計水平達到國際先進水平。

1.5 確定各技術需求之間的關系

需求之間是相互關聯(lián)的，用○表示正相關（如圖1所示）。

1.6 確定技術需求目標值

技術需求目標值的確定，主要考慮各項技術需求需滿足的相關規(guī)范、規(guī)則及需滿足的國家標準、船舶行業(yè)標準或企業(yè)標準等。

1.7 確定技術需求重要度

應用簡單加權法可計算得出技術需求重要度（如圖1所示）。例如，“規(guī)范規(guī)則要求”的技術需求重要度為137。

1.8 選擇需要配置的技術需求

在配置技術需求的過程中，通常遵循以下幾方面原則：

1）技術需求權重很高，船東競爭性評估、技術競爭性評估顯示，船東對某項技術需求現(xiàn)狀并不很滿意，對于這樣的技術需求要優(yōu)先考慮配置到下一步。

2）技術需求權重雖然一般，但是船東競爭性評估和技術競爭性評估顯示卻不太理想，有必要采取措施提高技術需求目標值，否則船東可能會不滿意。這類船東需求也將配置到下一階段，以獲得滿意的船東需求。

3）技術需求權重很高，而船東競爭性評估和技術競爭性評估顯示，船東相對還比較滿意，但是此類技術需求是船舶設計的關鍵指標，而且對其他技術需求影響很大，綜合考慮這類技術需求后，應當進行下一階段的配置。

4）技術需求權重很高，而船東競爭性評估和技術競爭性評估顯示，在現(xiàn)有條件下，船東已經(jīng)比較滿意，而且此類需求又相互獨立，對其他需求不會產(chǎn)生太大的影響。在這種情況下，就不必進行下一階段的配置。

5）技術需求重要度值較低，船東競爭性評估和技術競爭性評估顯示，在現(xiàn)有條件下，完全能滿足船東需求，沒有必要再提高其目標值，所以不再往下配置。

最后確定需要進行配置的技術需求有：“設備布置”、“居住舒適性”、“安全性”和“人性化設計”4項。

2 技術需求配置

2.1 確定技術需求重要度

需要配置的4項技術需求，用數(shù)字1～9來表示重要度值（如圖2所示）。

圖2 零件配置

2.2 確定技術需求與零件特征間的關系

采用△、○和▲三種符號來表示技術需求與零件特征的關系強弱程度。

△代表 1：該交點所對應的技術需求和零件特征間有微弱影響。

○代表 5：該交點所對應的技術需求和零件特征間存在比較密切的關系。

▲代表 9：該交點所對應的技術需求和零件特征間存在非常密切的關系。

2.3 計算零件特征權重

計算零件特征權重的方法可參考技術需求重要度的計算方法。

2.4 確定配置的關鍵零件特征

從圖2中可以看出，“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”對設計影響最大，因此需要進一步配置。

3 工藝規(guī)劃過程研究

從零件規(guī)劃矩陣中選擇的關鍵零件特征是工藝規(guī)劃矩陣的輸入。在工藝規(guī)劃階段需要決定相關關系和建立工藝規(guī)范，分析工藝規(guī)劃矩陣，從而決定配置到質(zhì)量規(guī)劃階段中的關鍵工藝特征。

根據(jù)以上零件配置表的分析，“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”對集裝箱船詳細設計質(zhì)量的影響最大。如果對這兩個零件特征進行分析就能知道哪些方面會影響詳細設計的質(zhì)量。

因此，針對“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”進行詳細工藝規(guī)劃。仍采用1、5、9的加權值，用△表示1，○表示5，▲代表9，如圖3和圖4所示。

圖3 艙室布置規(guī)劃矩陣

圖4 監(jiān)測報警系統(tǒng)規(guī)劃矩陣

從圖3中可以看出，“艙室布置”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”、“設備資料正確”及“圖紙信息全面”等有關，控制了這幾個環(huán)節(jié)，“艙室布置”就可以基本滿足船東要求。由于“規(guī)格書要求”和“船東個性化要求”相對比較重要，會對“艙室布置”的設計質(zhì)量造成較大影響，因此將其權重均定為 9。另外，由于滿足“設備資料正確”和“圖紙信息全面”不需要很高的技術要求，建立更高的控制標準對提高質(zhì)量沒有實質(zhì)性的意義，按現(xiàn)有的相關管理標準進行就可以使質(zhì)量得到保證，故不再進行下一階段的詳細規(guī)劃。因此，在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，只對“規(guī)格書要求”和“船東個性化要求”這兩個工藝步驟進行詳細的規(guī)劃。

從圖4中可以看出，“監(jiān)測報警系統(tǒng)”主要與“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”、“各設備接口匹配”及“廠家資料完整”等有關。保證了以上幾項，“監(jiān)測報警系統(tǒng)”的設計質(zhì)量就可以得到保證。由于“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”及“各設備接口匹配”會對監(jiān)測報警系統(tǒng)造成較大影響，都比較重要，因此，將其權重均定為9。另外，由于監(jiān)測報警廠家對監(jiān)測報警已經(jīng)有很豐富的經(jīng)驗，建立更高的控制標準對提高質(zhì)量沒有實質(zhì)性的意義，只要達到廠家要求的標準就可以使質(zhì)量得到保證，故確定其目標值為按廠家標準，且不再進行詳細規(guī)劃。在下一階段的質(zhì)量控制矩陣中，將對“規(guī)格書要求”、“船東個性化要求”及“各設備接口匹配”這3個關鍵工藝步驟進行詳細的規(guī)劃。

4 質(zhì)量控制過程研究

根據(jù)以上分析并參考相關質(zhì)量管控要求，可以確定“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”的各自的控制重點及控制方法[3]，如表1和表2所示。

表1 艙室布置的質(zhì)量控制矩陣

根據(jù)表1和表2可知，只要提高了“艙室布置”和“監(jiān)測報警系統(tǒng)”等主要圖紙的質(zhì)量，就可以一定程度上適應市場需求，滿足船東要求，快速提高集裝箱船詳細設計質(zhì)量。

工藝參數(shù)是所要解決的矛盾的主要方面，解決這些矛盾的方法就是控制點。其中，工藝參數(shù)是各個工藝步驟的目的，而控制點是為實現(xiàn)目的所采取的方法，控制方法則是使控制點達到要求的保證措施。如：“船東個性化要求”的目標是“居住舒適”、“維修方便”等，而“充分了解船東要求”和“對艙室進行合理布置”則是實現(xiàn)“居住舒適”、“維修方便”這些目的所采取的措施?！霸O計前與船東充分溝通并確認哪些船東要求可以采用”、“由經(jīng)驗豐富的設計師負責設計，由專業(yè)負責人進行把關”則是使這些措施保質(zhì)保量完成的必要保證。

表2 監(jiān)測報警系統(tǒng)的質(zhì)量控制矩陣

5 結(jié)論

通過利用質(zhì)量功能展開對集裝箱船的詳細設計質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，明確了詳細設計質(zhì)量改進的切入點和改進方向，對 QFD在船舶設計領域的應用是一次有益的嘗試，對今后其他類型船舶的設計改進起到了拋磚引玉的作用。

《發(fā)電船檢驗指南(2018)》發(fā)布

發(fā)電船是一種浮式發(fā)電裝置，可用于向某一地區(qū)或港口供電，是一種清潔能源的供應方式。中國船級社針對這一新技術開展研究，編制并發(fā)布了《發(fā)電船檢驗指南(2018)》。該指南基于風險控制措施和技術要求，為發(fā)電船提供新的入級附加標志和3個后綴標志，分別對應使用天然氣為燃料、15 kV以上高電壓和為船舶供電的發(fā)電船。指南適用于發(fā)電船的設計、制造和檢驗，共9章。除通則外，還包含了船舶布置、系統(tǒng)設計、產(chǎn)品檢驗、建造檢驗等方面內(nèi)容，可以作為設計公司、審圖及現(xiàn)場檢驗人員的設計和檢驗依據(jù)。

該指南具有如下特點：

1）按照風險控制和電力生產(chǎn)工藝流程的需要對船舶布置進行了分區(qū)，保障設備及人員安全及各種空間使用需求；

2）制定了15 kV以上高電壓電氣設備的系統(tǒng)和設備技術要求，解決了沒有依據(jù)的問題；

3）針對向船舶供電的發(fā)電船，研發(fā)了變頻應用方案并獲得2項國家專利；

4）制定了發(fā)電船消防安全技術要求，主要補充了油浸式電氣設備、大功率電力變壓器等發(fā)電船專用設備的消防要求；

5）制定了發(fā)電船靠泊海島和碼頭的系泊要求。

《發(fā)電船檢驗指南(2018)》于2018年7月1日生效。

來源：中國船級社