航天工业创新QFD多维体系

　　质量功能展开（QFD）于上世纪80年代末引入我国，政府有关部门、一些高等院校和工业企业积极投入QFD技术的引进、推广和试用工作。特别是国防科技工业的一些单位，也结合产品研制工作卓有成效地开展了QFD技术的跟踪研究、应用研究和工程试点应用。

　　查找局限

　　中国航天标准化研究所质量专家李跃生介绍，就QFD分析模型而言，无论是日本专家提出的质量表，还是美国专家的“质量屋”，都是二维结构的，应用于一般复杂程度产品的开发通常是足够的，但应用于作为系统工程的大型复杂产品研制，却有相当的局限性。

　　例如在人造卫星、运载火箭等大型复杂航天产品的研制中，进行一个阶段或专题的系统分析，需要对多因素进行展开分解和综合权衡，如进行顾客需求分析，通常是把顾客需求转换为设计需求，而复杂航天产品研制不仅要考虑顾客需求这方面的必要性，还要考虑已有技术储备、研制周期、研制经费等方面条件的可行性。

　　再有，日本专家提出的综合质量展开模式和美国供应商协会（ASI）提出的4阶段质量屋系列模式，都在一定程度上将分析模型结构与内容和步骤合为一体，为使用者应用该方法提供了明确、简单、具体的指南，但如应用于大型复杂产品的研制，则在一定程度上限制了应用的灵活性。如，在人造卫星、运载火箭等复杂产品的研制中，从分析顾客需求到确定具体设计要求，并不像ASI式质量屋要求的那么简单，而是一个复杂的系统工程过程，有着符合产品自身特点的研制程序。

　　建造系统屋

　　“为此，我们对二维结构的质量屋进行了扩展性研究，提出了一种多维结构的质量功能展开分析模型——系统屋。”李跃生介绍，系统屋的框架以多维坐标表示，每一个坐标表示系统分析中的一个因素。坐标上的点表示某因素的元素。系统屋中以坐标表示的相关因素分为输入因素和输出因素，他们分别用“立柱”、“横梁”、“墙面”、“阳台”、“屋顶”等可绘制的形象图形表示。

　　特别是在产品研制过程的早期，即方案论证或总体设计阶段，系统屋就可以对产品论证、设计、试验、试制、生产全过程的各阶段，对产品的性能、可靠性、维修性、安全性、寿命周期成本等各因素进行系统分析和综合权衡。

　　但在实际应用中，系统屋系列的形成是一个渐进的过程。最初可根据经验、专家建议和可参照项目，大体上确定一级系统屋的位置和相互关系。随着系统分析的逐步深入、展开，不断补充、修改一级系统屋的位置和相互关系，并进一步确定二级、三级系统屋的位置和相互关系。

　　李跃生对系统屋确定了“5步走”步骤：第一步，建立系统屋“立柱”，即确定系统屋一个分析因素及其元素的内容和重要度。第二步，建立系统屋的“阳台”，即对输入因素的各元素通过建立三角形的相关方阵，比较各元素两两之间对该因素的作用大小，用于确定各元素的权重。第三步，建立系统屋的“横梁”，即确定系统屋一个分析因素及其元素的内容和重要度。第四步，建立系统屋的“墙面”，即确定在一个系统屋中需要进行相关分析的两两因素对。第五步，建立系统屋的“屋顶”，即对输出因素的各元素通过建立三角形的相关方阵进行相关分析，用于消除各元素之间的重复和不协调之处。

　　创新多维体系

　　在此基础上，系统屋还需要同分析与故障模式、影响及危害性分析（FMECA）结合应用。“在实际应用中，我们在深入、系统地分析QFD与FMECA的共同点和不同点、局限性和互补性的基础上，提出了适合大型复杂产品研制中这两种方法结合应用的分析模型。”李跃生说。

　　而FMECA技术则是国防科技工业常用的一种故障或缺陷预想技术，它通过分析产品设计、生产中每一个潜在的故障模式，深入分析故障模式的内在机理和可能产生的影响，并按其发生的可能性和后果的严重程度排序，从而为评价和改进设计提供依据，是一种有效且易掌握的可靠性分析技术。

　　如运用FMECA对潜在隐患和不确定因素进行反向分析，并把其分析结果和建议采取的预防、改进或补偿措施反馈到系统屋分析之中，便于系统屋提出更加具有针对性的解决措施。

　　李跃生说：“这两种方法的结合运用，不仅探求了在复杂产品研制各个阶段工作和系统工程管理中多种质量与可靠性技术的结合，克服了以往单独研究应用质量与可靠性技术的弊端，进而提高了应用效果，而且，促进了系统屋软件的开发应用。”

　　作为国防科技工业技术基础质量与可靠性计划项目，2007年系统屋该课题被评为国防科学技术成果三等奖。在国家863计划重点项目——新一代大推力运载火箭的总体方案论证和总体设计应用上，取得了丰硕的成果。此外，应用软件也获得了国家相关部门的计算机软件著作权登记证书。在对外交流活动中，系统屋不仅被国内质量专家公认为是我国自主创新的产物，而且也获得了世界QFD研究会主席赤尾洋二的高度评价。

　　“目前，我们正在开展这一研究成果的推广应用工作。”李跃生说，系统屋技术及其软件为运载火箭论证和研制这样的复杂系统工程提供了以用户需求和任务目标为出发点的、系统性的分析思路以及多因素、多层次的分解、量化工具，正是他们推广的“卖点”。