基于QFD的集装箱船详细设计质量改进

程慧勇

（金海重工股份有限公司 上海分公司，上海 200120）

0 引言

质量功能展开（quality function deployment，QFD）是把用户或市场的需求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法。其指导思想是以市场为导向，以用户需求作为产品开发的依据[1]。它是现代质量工程技术源头治理的核心技术之一[2]。QFD的核心是构建质量屋[3]。0它通过质量屋和一套加权评分方法来评估产品研制的关键环节、关键零部件和关键工艺，从而为优化设计的具体实施指出方向，确定对象。QFD的实施使产品的全部研制活动与满足用户需求紧密结合起来，增强产品的市场竞争能力，确保产品的质量提升。

在我国，QFD技术近几年在机械制造等方面得到一定程度的应用，但在船舶设计质量方面的研究还很少。目前船舶市场主要是买方市场，船东对船舶详细设计的要求越来越高，提高船舶详细设计质量迫在眉睫。本文将QFD与船舶详细设计相结合，找出提高船舶设计质量的关键点和关键方法，从而有效提高船舶详细设计的质量。

1 船东需求分析和参数确定

1.1 确定船东需求及权重

对于船东需求，采用与船东座谈、分析已建造项目船东意见表及对现有设计和报价项目规格书等船东所提供的资料进行筛选、整理和分析的方式获取信息。

因为船东需求是 QFD的最初输入，所以其权重是直接影响之后分解过程准确性的重要参数。经过反复认真研究，确定了各项船东需求的权重及加权评分的准则，如图1所示。

图1 详细设计质量提升规划矩阵

船东需求权重可取下列5个等级[1]：1为不影响船舶运行的需求；2为不影响船舶主要功能实现的需求；3为比较重要的、影响船舶功能实现的需求；4为重要的、影响船舶功能实现的需求；5为基本的、涉及船舶安全的、特别重要的需求。

1.2 船东需求转换到技术需求

船东需求与技术需求转换的加权评分准则采用1、5、9关系度等级[1]，分别用△表示1，○表示5，▲表示9（如图1所示）。1为该交点所对应的技术措施和船东需求间有微弱影响；5为该交点所对应的技术措施和船东需求间存在比较密切的关系；9为该交点所对应的技术措施和船东需求间存在非常密切的关系。

1.3 船东竞争性评估

船东竞争性评估是船东对现有设计与其他公司的设计进行的评价（如图1所示）。其加权评分的准则具体如下。

船东竞争性评估可取下列5个数值[1]：1为船东很不满意；2为船东不满意，竞争能力差；3为船东满意度一般，但不具备竞争优势；4为船东比较满意，在国内市场竞争中占有优势；5为船东很满意，在国内市场竞争中占有较大优势，可以参与国际市场竞争。

1.4 技术竞争性评估

技术竞争性评估是对现有图纸的设计质量和其他公司图纸的设计质量进行比较得出的结果（如图1所示）。由船东竞争性评估与技术竞争性评估的结果看，各相互对应的评估基本是一致的。

技术竞争性评估可取下列5个数值[1]：“1”为设计水平低下；“2”为设计水平一般；“3”为设计水平达到行业先进水平；“4”为设计水平达到国内先进水平；“5”为设计水平达到国际先进水平。

1.5 确定各技术需求之间的关系

需求之间是相互关联的，用○表示正相关（如图1所示）。

1.6 确定技术需求目标值

技术需求目标值的确定，主要考虑各项技术需求需满足的相关规范、规则及需满足的国家标准、船舶行业标准或企业标准等。

1.7 确定技术需求重要度

应用简单加权法可计算得出技术需求重要度（如图1所示）。例如，“规范规则要求”的技术需求重要度为137。

1.8 选择需要配置的技术需求

在配置技术需求的过程中，通常遵循以下几方面原则：

1）技术需求权重很高，船东竞争性评估、技术竞争性评估显示，船东对某项技术需求现状并不很满意，对于这样的技术需求要优先考虑配置到下一步。

2）技术需求权重虽然一般，但是船东竞争性评估和技术竞争性评估显示却不太理想，有必要采取措施提高技术需求目标值，否则船东可能会不满意。这类船东需求也将配置到下一阶段，以获得满意的船东需求。

3）技术需求权重很高，而船东竞争性评估和技术竞争性评估显示，船东相对还比较满意，但是此类技术需求是船舶设计的关键指标，而且对其他技术需求影响很大，综合考虑这类技术需求后，应当进行下一阶段的配置。

4）技术需求权重很高，而船东竞争性评估和技术竞争性评估显示，在现有条件下，船东已经比较满意，而且此类需求又相互独立，对其他需求不会产生太大的影响。在这种情况下，就不必进行下一阶段的配置。

5）技术需求重要度值较低，船东竞争性评估和技术竞争性评估显示，在现有条件下，完全能满足船东需求，没有必要再提高其目标值，所以不再往下配置。

最后确定需要进行配置的技术需求有：“设备布置”、“居住舒适性”、“安全性”和“人性化设计”4项。

2 技术需求配置

2.1 确定技术需求重要度

需要配置的4项技术需求，用数字1～9来表示重要度值（如图2所示）。

图2 零件配置

2.2 确定技术需求与零件特征间的关系

采用△、○和▲三种符号来表示技术需求与零件特征的关系强弱程度。

△代表 1：该交点所对应的技术需求和零件特征间有微弱影响。

○代表 5：该交点所对应的技术需求和零件特征间存在比较密切的关系。

▲代表 9：该交点所对应的技术需求和零件特征间存在非常密切的关系。

2.3 计算零件特征权重

计算零件特征权重的方法可参考技术需求重要度的计算方法。

2.4 确定配置的关键零件特征

从图2中可以看出，“舱室布置”和“监测报警系统”对设计影响最大，因此需要进一步配置。

3 工艺规划过程研究

从零件规划矩阵中选择的关键零件特征是工艺规划矩阵的输入。在工艺规划阶段需要决定相关关系和建立工艺规范，分析工艺规划矩阵，从而决定配置到质量规划阶段中的关键工艺特征。

根据以上零件配置表的分析，“舱室布置”和“监测报警系统”对集装箱船详细设计质量的影响最大。如果对这两个零件特征进行分析就能知道哪些方面会影响详细设计的质量。

因此，针对“舱室布置”和“监测报警系统”进行详细工艺规划。仍采用1、5、9的加权值，用△表示1，○表示5，▲代表9，如图3和图4所示。

图3 舱室布置规划矩阵

图4 监测报警系统规划矩阵

从图3中可以看出，“舱室布置”主要与“规格书要求”、“船东个性化要求”、“设备资料正确”及“图纸信息全面”等有关，控制了这几个环节，“舱室布置”就可以基本满足船东要求。由于“规格书要求”和“船东个性化要求”相对比较重要，会对“舱室布置”的设计质量造成较大影响，因此将其权重均定为 9。另外，由于满足“设备资料正确”和“图纸信息全面”不需要很高的技术要求，建立更高的控制标准对提高质量没有实质性的意义，按现有的相关管理标准进行就可以使质量得到保证，故不再进行下一阶段的详细规划。因此，在下一阶段的质量控制矩阵中，只对“规格书要求”和“船东个性化要求”这两个工艺步骤进行详细的规划。

从图4中可以看出，“监测报警系统”主要与“规格书要求”、“船东个性化要求”、“各设备接口匹配”及“厂家资料完整”等有关。保证了以上几项，“监测报警系统”的设计质量就可以得到保证。由于“规格书要求”、“船东个性化要求”及“各设备接口匹配”会对监测报警系统造成较大影响，都比较重要，因此，将其权重均定为9。另外，由于监测报警厂家对监测报警已经有很丰富的经验，建立更高的控制标准对提高质量没有实质性的意义，只要达到厂家要求的标准就可以使质量得到保证，故确定其目标值为按厂家标准，且不再进行详细规划。在下一阶段的质量控制矩阵中，将对“规格书要求”、“船东个性化要求”及“各设备接口匹配”这3个关键工艺步骤进行详细的规划。

4 质量控制过程研究

根据以上分析并参考相关质量管控要求，可以确定“舱室布置”和“监测报警系统”的各自的控制重点及控制方法[3]，如表1和表2所示。

表1 舱室布置的质量控制矩阵

根据表1和表2可知，只要提高了“舱室布置”和“监测报警系统”等主要图纸的质量，就可以一定程度上适应市场需求，满足船东要求，快速提高集装箱船详细设计质量。

工艺参数是所要解决的矛盾的主要方面，解决这些矛盾的方法就是控制点。其中，工艺参数是各个工艺步骤的目的，而控制点是为实现目的所采取的方法，控制方法则是使控制点达到要求的保证措施。如：“船东个性化要求”的目标是“居住舒适”、“维修方便”等，而“充分了解船东要求”和“对舱室进行合理布置”则是实现“居住舒适”、“维修方便”这些目的所采取的措施。“设计前与船东充分沟通并确认哪些船东要求可以采用”、“由经验丰富的设计师负责设计，由专业负责人进行把关”则是使这些措施保质保量完成的必要保证。

表2 监测报警系统的质量控制矩阵

5 结论

通过利用质量功能展开对集装箱船的详细设计质量的薄弱环节进行分析，明确了详细设计质量改进的切入点和改进方向，对 QFD在船舶设计领域的应用是一次有益的尝试，对今后其他类型船舶的设计改进起到了抛砖引玉的作用。

《发电船检验指南(2018)》发布

发电船是一种浮式发电装置，可用于向某一地区或港口供电，是一种清洁能源的供应方式。中国船级社针对这一新技术开展研究，编制并发布了《发电船检验指南(2018)》。该指南基于风险控制措施和技术要求，为发电船提供新的入级附加标志和3个后缀标志，分别对应使用天然气为燃料、15 kV以上高电压和为船舶供电的发电船。指南适用于发电船的设计、制造和检验，共9章。除通则外，还包含了船舶布置、系统设计、产品检验、建造检验等方面内容，可以作为设计公司、审图及现场检验人员的设计和检验依据。

该指南具有如下特点：

1）按照风险控制和电力生产工艺流程的需要对船舶布置进行了分区，保障设备及人员安全及各种空间使用需求；

2）制定了15 kV以上高电压电气设备的系统和设备技术要求，解决了没有依据的问题；

3）针对向船舶供电的发电船，研发了变频应用方案并获得2项国家专利；

4）制定了发电船消防安全技术要求，主要补充了油浸式电气设备、大功率电力变压器等发电船专用设备的消防要求；

5）制定了发电船靠泊海岛和码头的系泊要求。

《发电船检验指南(2018)》于2018年7月1日生效。

来源：中国船级社