基于KANO和QFD的隔膜阀产品需求管理研究

贾佗 祁建鑫 魏智

(1.上海交通大学，上海 200030； 2.罗达莱克斯阀门(上海)有限公司，上海 201399)

0 引言

近年来，全球半导体行业规模越来越大，资本投入和销售额均创历史新高。我国也日益重视半导体发展，半导体公司数占全球市场份额的13%。RX公司之前的主营业务在工业气瓶阀领域，对用于半导体的阀门市场投入并不高，在意识到半导体行业的重要性之后，开始从国外进口用于此行业的阀门出售，然而因成本过高，迟迟无法打开市场，市场占有率并不理想。基于客户的质量要求和降本需求，RX公司需要开发自制产品以满足客户需求。

文献检索显示，美国每年有超过25 000种新产品研发失败[1]，而失败的主要原因是在产品的概念设计过程中没有理解和把握客户需求。我国的新产品开发在规模、水平和速度上都与发达国家存在较大差距[2]，且研发设计的新产品常因无法满足市场需求而被搁浅，从客户需求角度分析主要原因为：在产品研发初期，过于依靠过往产品设计经验，并未使用或仅使用较为初级的需求分析工具，需求分析结果不够深刻，使得研发的目标新品功能不明确，无法满足市场需求，造成资源浪费。在阀门研发过程中，研发人员一般根据经验设计阀门功能[3-4]，并未进行市场调研，不了解客户需求或对客户需求的了解不够具体，导致研发的产品与目标客户需求差距过大，不利于产品的推广应用。

相关资料显示，通过KANO模型可以定性识别客户需求，为设计研发提供方向。通过用户问卷、深入访谈等方式进行用户研究，采用KANO模型对用户需求进行分析，最终确定的设计方案可以达到较高的用户满意度[5]。但是KANO模型无法将用户需求转化为产品技术特征，需求分析结果过于模糊，对于研发生产的指导性不强，作为需求分析的工具尚显不足。质量功能展开(QFD)这一概念由日本学者Yoji Akao于1966年首次提出。作为一种面向客户的需求分析工具，QFD是一种定性和定量相结合的分析方法，可以将客户声音转化为技术声音，架起市场和企业之间的桥梁[6]。然而，虽然QFD可以引入定量工具区分客户需求的权重，但是客户需求的属性分类不同，在不同的公司战略下，不同的属性分类占的权重有所差异，QFD工具无法明确区分这一差异，单独用来作为需求分析工具也不科学。

本文将KANO和QFD相结合，用于隔膜阀需求分析。用调查问卷获取客户需求，通过KANO模型进行需求分析，并通过亲和图对其进行归纳整理，利用QFD的分析工具HOQ构建阀门的质量屋初步模型。以客户需求为驱动，使用头脑风暴法进行群体决策，获得与客户需求相对应的技术特性。以RX公司隔膜阀研发为案例，验证KANO和QFD相结合获取的需求分析结果在产品应用推广中的有效性，为企业研发设计提供参考。

1 隔膜阀需求要素集的初步构建及权重确定

本研究通过文献查阅和问卷调查法分别确定半导体隔膜阀客户的参数要求和具体需求，从而初步确定隔膜阀的客户需求要素，其后专家根据需求要素设置的重要性、合理性和可操作性进行增删和修订，并采用日本质量专家川喜田二郎提出的亲和图法(KJ法)，利用其内在相互关系(亲和性)加以归纳整理，从而初步构建隔膜阀需求要素集(表1)。

表1 隔膜阀需求要素集

文献查阅的数据库来源于中国知网、万方网等网络数据资源以及相关的国家标准和国际标准。专家主要集中在隔膜阀生产工厂、研发设计部门和阀门经销企业[7]，这些专家经验丰富、专业性强，了解客户对阀门的具体需求，且因人员相对集中，便于资料收集。选择合适的专家对于收集客户需求要素至关重要，对行业不了解往往容易忽视或漏掉重要需求指标，而表达不清晰或沟通不畅则会歪曲指标的重要性。

专家对需求要素的重要性进行赋值，各要素的重要程度采用Likert 5级评分进行评定，从不重要到非常重要，分别赋值1～5分。为保证需求要素收集的科学性、合理性和全面性，专家来源于技术部门、销售部门和市场部门三个部门，不同部门人员在对需求进行评分时所占的权重各不相同。根据以往的经验和对客户需求的了解程度，三类专家在评分时对应的比重分别为0.25、0.35和0.40，根据专家对需求要素的重要性评分结果与其所对应的权重进行加权求和，计算获得各要素的权重，见表2。

表2 隔膜阀需求要素权重

2 采用KANO模型对隔膜阀的需求要素进行分类

根据隔膜阀的二级需求要素设计调查问卷。在问卷设计阶段，问卷应尽量设计得清晰易懂，前后问题具有逻辑性，避免语意产生歧义。同时，在问卷中加入简短且明显的提示或说明，方便用户顺利填答。调查问卷分为两个维度，即满足此需求要素情况下的满意程度和不满足此需求要素情况下的满意程度[8]，并将满意程度分为5个层级：满意度高、满意度较高、无所谓、满意度较低、满意度低，受访者只需在对应的位置下打钩即可完成问卷。这样的调查问卷对于受访者来说易于操作，对于问卷发放者来说易于培训，更容易被接受，无效问卷比例也会变小。用整理后的调查问卷结果对每个二级需求要素进行评价，并根据KANO评价结果进行属性分类，见表3。

表3 隔膜阀二级需求要素的KANO功能属性表

(续)

Better-Worse系数图表示当某个用户需求实现时对客户满意度的影响程度，分为Better(满意影响力)和Worse(不满意影响力)。Better值越大，说明该需求要素的敏感性越强，优先级越高，对客户满意度提升的效果越强，满意度上升得越快；Worse值越小，说明敏感性越强，优先级越高，对用户不满意度的影响越大，对用户满意度降低的影响效果越强，满意度下降得越快[9]。

计算公式为

Better=(A+O)/(A+O+M+I)

(1)

Worse=-1×(O+M)/(A+O+M+I)

(2)

设客户满意度指数最大值为Ti，计算公式为

Ti=max{|Better|，|Worse|}

(3)

Ti值由满意度指数计算得出，即将客户满意度指数纳入客户需求重要度综合评价计算中。不同KANO分类的客户需求要素Ti值可能相同，为了挖掘客户的魅力性需求，本研究引入调整系数K对不同的客户需求进行属性分类[10]，K取值如下：K(I)=0；K(M)=0.5；K(O)=1；K(A)=1.5。

3 客户需求重要度综合评估

客户需求重要度综合评分(Zi)由客户需求满意度指数(Ti)、不同客户需求的KANO属性分类(K)和客户需求的重要度分值(Hi)共同决定。通过客户需求重要度综合评分计算公式得出隔膜阀二级客户需求要素得分(表4)。客户需求重要度综合评分计算公式如下

表4 需求要素数值表

Zi=Hi×(1+Ti)K

(4)

4 将需求要素转化为技术特性

根据针对性、全局性和可测量性原则，采用项目组讨论的方式将隔膜阀的需求要素转化为技术特性。具体方法为：根据针对性原则，客户的每一项需求必须有相对应的技术特性，此时需要项目组内充分讨论从而挖掘与客户需求相关的所有技术特性；技术特性最好是量化指标，如部分技术特性非常重要但无法测量或者难以测量，可记录在案以待进一步讨论；项目组讨论的结果要着眼于隔膜阀的整体研发设计，并通过KJ法进行归纳整理，合并相同或相似的技术特性，删除那些被已有技术特性包含，或者性能由已有技术特性决定，以及不合适的技术特性。需求分析转化为技术特性见表5。

表5 需求分析转化为技术特性

(续)

5 隔膜阀产品质量屋创建

根据客户需求和技术特性之间的相关关系完成关系矩阵，此处关系矩阵的建立同样需要项目组充分讨论后确定。针对每一项客户需求和技术特性之间的关系，将其分为强相关、相关、弱相关、不相关4个等级，项目组通过讨论确定每项客户需求和技术特性之间的相关关系并记录在案，对于有异议的相关关系则通过投票或者寻求更专业的专家来确定，最终输出一份客户需求和技术特性之间的相关关系矩阵(●：强相关=5；○：相关=3；△：弱相关=1；空白：不相关=0)，此矩阵作为构建隔膜阀客户需求和技术特性关系质量屋的基础数据。

权重Wij作为QFD中评价技术特性重要度的重要参数，来源于“客户需求重要度综合评分”和“客户需求和技术特性之间的相关关系矩阵”，权重Wij的计算公式如式(5)所示

(5)

式中，Zi为客户需求重要度综合评分；Rij是第i项客户需求与第j项技术特性的相关关系。

为了更明确地显示技术特性权重的重要度，在质量屋中增加相对权重及其排序，如图1所示。相对权重Wi来源于绝对权重Wij，其计算公式如式(6)所示

图1 隔膜阀客户需求和技术特性关系质量屋注：●——强相关=5；○——相关=3；△——弱相关=1；空白——不相关=0。

(6)

相对权重按相对从大到小进行排序，便于找到相对来说比较重要的技术特性并给予更多投入。

通过对质量屋结果的重要程度进行排序，最终确定产品设计的技术特性指标：D11接触介质的零件材料选择、D12接触介质的零件的表面处理、D52接触介质的零件的表面粗糙度控制在Ra0.25。

6 结语

在半导体行业日益蓬勃发展的背景下，RX公司对于半导体行业阀门投入不断增加，为了准确而又快速地设计出符合客户需求的隔膜阀产品，开展科学有效的需求分析至关重要。本文通过问卷调查、专家访谈和亲和图确定了9个客户需求要素，并采用KANO和QFD相结合的方法将客户需求要素转化为3个产品技术特性：D11接触介质的零件材料选择、D12接触介质的零件的表面处理、D52接触介质的零件的表面粗糙度控制在Ra0.25。研究表明，基于KANO和QFD的产品需求分析不仅准确高效，还可以最大限度地保证需求分析的科学性和模式化，对于机械行业产品研发需求管理具有一定的参考价值。