摘 要

本文运用了数学建模的方式，借助数学模型把实际生产过程中需要优化的问题转化为数学函数可以解决的问题。在本文中，基于大量有关于运用质量功能展开法进行的现状分析和相关的研究，对于非标设备进行了一些设计和制造过程上的研究。在一些模糊问题子流程的设计中都可以采用质量功能树模型的设计方法来解决，例如机械结构的设计和优化问题。研究中所说的加权虚拟成本优化模型是通过对非标设备构造一个有逻辑结构的函数来建立的。为了对质量功能展开进行全面的操控，还对质量功能树的系统与其子系统之间的相同属性进行了研究。在这种虚拟成本优化模型中，质量、成本、项目时限以及技术难度等参数值被引入进来，对方案的优化设计进行定量的描述评估。在非标设备虚拟成本优化模型中，对于目标函数最优解的寻找方法，拟采用枚举法来进行。在枚举法的计算过程中，将会借助到MATLAB的数学软件来进行计算，对于后期的研究工作提供了极大的帮助。经过对质量功能树以及虚拟成本优化模型的一系列学习和深入研究，最后将会通过关于检漏设备案例的分析与研究可以证明提出加权虚拟成本优化模型的合理性和有效性。

关键词：质量功能展开，非标设备，质量功能树，虚拟成本，枚举法

ABSTRACT

In this paper , within the method of mathematical modeling , transform the problems which should be optimized during the actual production into the problems mathematical functions could solve by means of mathematical models . In this research , based on analysis of research and application status with Quality Function Deployment(QDF) Method , the non-standard equipment application of QDF is studied in design and manufacturing process . Design of sub process in fuzzy problems such as mechanical structure design and optimization can employ design method of Quality Function Tree model(QFT) . A weighted virtual cost minimization model (WVCMM) is established by constructing function logical structure for non-standard equipment . Corresponding properties between system and subsystem of the function tree are also studied for a comprehensive manipulation of the QFT . In this model , parameters of quality , cost , project time-limit and technical difficulty are introduced to quantitatively describe the assessment with these values . For non-standard equipment virtual cost minimization model of objective function , an enumeration method id developed to achieve the optimal solution of the system total objective function . During the process of the enumeration method , the mathematical software MATLAB is used to provide extremely important help . Finally a case studying about the leak detection equipment proves the proposed WVCMM model reasonable and effective .

Key words: QFD , non-standard equipment , QFT , virtual cost , enumeration method

目 录

第1章 绪论 1

1.1设计的目的及意义 1

1.2 设计的内容和路线 2

1.2.1 质量功能展开方法 2

1.2.2非标设备 2

1.2.3质量成本 3

1.2.4设计路线 3

第2章 质量功能树的属性分析 5

2.1质量功能树建立的要求 5

2.2非标设备的质量功能展开结构 5

2.2.1节点结构 5

2.2.2父子节点关系 6

2.3节点属性值计算 7

第3章 CMM模型的最小化 9

3.1约束优化模型 9

3.2解决方案的约束优化模型 10

第4章 对一检漏设备的实例研究 12

4.1建立质量功能树 12

4.1.1电气控制系统的质量功能展开 12

4.1.2中间节点的质量功能展开 12

4.1.3绘制电气控制系统质量功能树 15

4.2节点的赋值及约束 16

4.2.1节点权重赋值 16

4.2.2叶子节点的属性向量赋值 16

4.2.3节点约束 18

4.3使用MATLAB进行运算 18

第5章 结论 20

参考文献 21

致谢 23

附录 24

第1章 绪论

质量功能展开（简称QDF）是在20世纪60年代末由日本质量专家赤尾洋二提出的，随后被许多学者做了进一步的发展。质量功能展开是一种由客户在产品的开发过程中的需求驱动的质量管理方法（或模型），它强调把客户需求转化为产品功能质量。此外，它还可以保证最终产品的质量。在本文中，质量功能展开的原理被运用于机械制造行业的非标设备的设计过程中。在这一设计过程中，通过把质量、成本、项目时限和技术难度等几个关键因素引入进来，用于调配各个功能子部件，保证每个功能子部件的质量，以便保证整体设备的质量。

1.1设计的目的及意义

当今时代，在这个追求个性化的飞速发展的社会中，人们对于区别于他人的个性化商品的需求越来越大，对于极少数甚至是独一无二的物品的追捧也越来越浓。例如，世界上限量发行的某些物品，再比如世间少有的某些奇珍异宝，比如某一个国家发掘出来的名画古迹等，都受到了人们很大程度上的喜爱和追求。由此可见，个性化已经愈来愈成为现代的流行化模式，人们对于标准化的产品渐渐失去了兴趣，什么东西少，什么东西就受到重视和喜爱。就像是关于饮食方面就可以明显地体现这一现象：早些年代，在父母那一辈的人们经历过灾荒，受过饥饿，所以当时人们能吃到白面馒头都是值得羡慕的事情；但现在不同了，人们吃腻了大油大肉，山珍海味，反倒是越来越对粗茶淡饭感兴趣起来，追求绿色将康的生活方式。所以说人们的特性就是喜欢独特的有异与大众的东西。因此，转而看机械行业，也是一样的。非标设备成为了人们生活中需求很大的一部分，非标产品的设计和定制行业也是发展迅速，对于非标设备的要求更是提高了不少，对于非标设备的相关研究也迅速的开展开来。对于非标设备的设计以及制造方面，成本必然是一项极为重要的研究内容，尤其是设计成本方面，在产品的成本中占有很高的比重，所以许多科研人员和相关人员就将研究的重心移向了设计的这一阶段。设计成本在很大程度上是取决于客户的需求的，它与许多生产制造过程中实实在在出现的成本不同，它属一种虚拟化的模糊的成本，是设计人员在研发过程中产生的一部分有较大改善空间的模糊化成本。当设计的产品一旦投入到现实中的生产过程后，再想要去改善的地方就会大大减少。所以近些年来，国内外的相关科研人员纷纷着手对非标设备质量成本的一些内容展开研究。如果要想让所研发设计的产品的成本在其完整的生命周期中可被高效控制，那么，一个高效的成本管理系统是必不可少的^【1】。

本次毕业设计的题目为基于质量功能树的非标设备虚拟成本优化模型。从题目来看，本次的研究是针对于非标设备的。所谓非标设备，顾名思义，就是有别于标准设备的一类设备，是不按照国家规定的标准，根据顾客自身的需求而设计制造的个性化的设备。这类设备的特点是变化多种多样，无固定的规律可循，是根据客户不同的要求，以及可能随时发生变化的需求而定制的，因此想要研究非标设备的成本问题，若不借助于一定的数学模型以及计算机软件的帮助，只是借用人的能力来解决，这便是一个非常复杂而庞大的工程，耗时耗力。但若借助一定的数学模型，建立相应的目标函数，最后通过软件的应用来求得结果，这对于后面的研究是有极大的帮助的。