智能手机的QFD过程：基于FMEA的研究

查　毅　尤　筱（同济大学经济与管理学院，上海 200092）

智能手机的QFD过程：基于FMEA的研究

在智能手机质量屋展开的各阶段中引入改进后的FMEA的方法，为每一阶段质量屋的展开过程中可能出现的质量问题（故障模式）进行排序，从而提升后续质量屋的展开效率和有效性，为满足顾客需求和实现最终产品设计质量的提升提供有效支持。

智能手机；QFD；FMEA

引言

QFD是一个以顾客标准来改善企业质量管理各种方法和途径,并最后使产品和服务满足甚至超过顾客期望的一个质量管理工具(过程)。而FMEA则可以帮助QFD工具在构建的质量屋展开的过程中发现风险和故障的存在点,并加以优化和规避风险。在当今的移动互联网时代,智能手机作为人们随时访问移动数据,保持紧密联系和交流的最重要的终端工具,采用QFD和FMEA相结合的方式作为质量管理工具对其进行改善和管理,对整个行业的优化和进步有极大的促进作用,既能够保证消费者使用体验的提升,也能够带动行业利润的增长和行业生态的健康。

1　智能手机的QFD分析流程

QFD在实际使用中衍生了很多运用的模式和方法,每种模式都有其适合的运用领域和范围。新时期的智能手机产业领域,既不能被单纯地划归于传统的产品制造业,也并非脱离实体产品而存在的虚拟互联网产品。对于QFD工具在这一领域的运用,本文采取四阶段模式的质量屋展开的方法,并借助FMEA来提升质量屋展开过程的可靠性。每一阶段具体可分为两个部分：第一部分进行该阶段质量屋的展开工作,即完成质量屋各部分的矩阵的构建工作;第二部分采用改进FMEA模型对该阶段质量屋构建过程中的风险因子和故障模式加以分析并得出该阶段故障模式的风险优先顺序,在下一阶段的质量屋的左墙构建就可以依据上一阶段的故障模式风险优先顺序有侧重地选取因子(图1),从而优化整个质量屋的效率。

图1　分析流程

2　质量屋的展开

根据传统的质量屋展开方法,展开过程可分为产品、零部件设计阶段、工艺规划阶段和生产计划阶段,每阶段展开都会有一定的风险因子需要被识别和优化处理。本文将对第一阶段,即产品质量屋的展开进行分析,以某品牌智能手机(Z手机)为例做出评估,并运用改进FMEA方法对该阶段质量屋中出现的故障模式进行风险优先顺序的确定,最后综合此阶段顾客需求和工程措施之间的相关性以及故障模式的排序择优选择下一质量屋展开的左墙指标或对其权重进行优化。后续三个阶段的质量屋展开可以依次类推进行分析。

基于管理者和顾客两个视角,本文对该智能手机官网及相关门户科技网站进行数据挖掘和典型用户调查,将使用该手机的顾客需求初步总结为以下几点：短信功能和手机质量良好、手机应用质量高且数量多、支持更多的网络制式(全网通,双网通或者单网络制式)、售后服务和网点到位、系统更新频率稳定、有足够吸引的技术(如指纹识别等)、影音娱乐功能强大(如音乐、视频等)、电池续航持久、价格合理、外观设计优秀、系统流畅不卡顿、硬件参数配置强大。

根据价值公式iv=(e-s)*e来计算顾客要求质量的重要性iv,e表示顾客的期望值,s表示满意程度,e和s的具体数值通过对使用该智能手机的用户问卷调查而得到。若iv＞0则表示预期大于满意,反之iv＜0表示预期小于满意,iv=0表示预期等于满意。经过计算和筛选,略去iv≤0的需求,得到核心需求为：基本通话短信功能和手机质量、手机应用软件的质量和数量、支持的网络制式、影音娱乐、电池续航能力、手机价格、手机外观七项。

表1将该七项需求的重要度进行衡量,采用1到5的衡量表,根据专家打分和问卷调查的方式对顾客需求的重要度Ki(i=1,2,3,…,7)做出评判(1不重要;2一般重要;3重要;4比较重要; 5非常重要。)

表1　用户需求重要度评估

质量屋的天花板是工程措施(how)。在此步骤中,管理者必须从组织运作的角度出发,挖掘各种行之有效的与所有相关功能单位有关的工程措施。通过数据调研及专家分析总结,Z手机可采取的设计和措施Aj(j=1,2,3,…,10)如下：维持核心产品创新团队的稳定性和创新力A1;采取多旗舰机型和差别定价策略A2;在世界各地开设代加工厂或委托经销地厂家代加工A3;采取措施激励软件开发团队开发出更多种多样的应用A4;继续优化手机芯片的处理能力A5;开发特有省电技术A6;完善自身业界领先的工业设计水平A7;与经销地运营商合作推出定制机和优惠套餐A8;统一全球市场生产标准以保证成品良品率A9;加大在有发展前景的新兴市场的营销宣传力度A10。

随后建立这些措施和顾客需求之间的关系矩阵来定量表示工程措施在满足顾客需求方面的有效性。通过专家打分等方法,采用1,3,5,7,9的关系度等级(1无关;3有一定影响;5关系较密切;7关系密切;9关系非常密切),得出关系矩阵如表2所示(rji表示关系度;i=1,2,…,7; j=1,2,…,10)。

表2　关系矩阵

得出关系矩阵后,还需对各工程措施之间的相关关系评估相关矩阵,评估各工程措施之间的相关性是正相关(1)、强正相关(2)、负相关(3)、强负相关(4)还是无关(0)。经评估后的相关矩阵如下：

表3　相关矩阵

市场竞争能力Mi(i=1,2,…,7)表示顾客需求Ki在市场上的竞争能力,数值可取1到5之间的数值,表示该产品竞争能力的提升(从1毫无竞争力到5具有极大的竞争优势递增)：

而技术竞争能力Tj(j=l,2…,10)表示工程措施Aj对应的技术水平,取值范围同样为1到5来表征技术水平的递增：

根据网站挖掘数据和对有代表性的顾客调查,市场竞争能力和技术竞争能力结果如表4和表5所示。

表4　市场竞争能力评估

表5　技术竞争能力评估

1)工程措施的加权重要度hj计算公式为：

代入数据可得：

表6　工程措施重要度

2)对市场竞争能力Mi(i=l,2,,7)进行综合后,获得产品的市场竞争能力指数M：M值越大则市场竞争能力越强。

代入计算可得M=0.727。

3)对技术竞争能力Tj(j=l,2,…,10)进行综合后,获得产品的技术竞争能力指数T：T 值越大则技术竞争能力越强。

代入计算可得T=0.816。

4)综合竞争力指数C=M*T=0.593,第一阶段质量屋的展开完成。

3　FMEA方法的引入

FMEA方法中常见风险因子为S(严重度)、O (发生度)、D(探测度),本例采用语言变量模糊集合表示每个评价等级来评价L个风险因子,定义如下：

其中{Gii}(i=1,2,3)之间相互独立且只有相邻的模糊评价等级才可以相交,每个评价等级的隶属函数可以根据历史数据和专家问卷的方法来确定,以梯形分布表示各评价等级,各语言变量的模糊等级如表7所示：

表7　语言变量的模糊等级

有时候,FMEA评估团的专家无法对某一故障模式关于某一风险等级提供准确评价,或者评价不限于某一固定等级而是处于等级之间,这种时候可以Gij(i=1,2,3;j=1,2,3)来表示这种情况,如G12表示专家评估该故障模式关于某一风险因子的评价等级在“低”和“中等”之间。

对评价等级的数值去模糊化,去模糊化后的模糊评价等级明确值如下：

表8　去模糊化后的评价等级

在一阶段质量屋展开的过程之中,定义FMk(k=1,2,3,4)代表下面四种可能出现的故障模式：制造原材料缺损FM1、手机系统故障FM2、管理决策上的失误FM3、开发团队动荡FM4。

基于模糊评价,根据下列公式计算得出N个评估人员对于每个故障模式关于各风险因子的综合置信结构：

本文选取三位具有不同专业知识和职业背景的专家(T1,T2,T3)来对故障模式进行评价,设定其权重分别为0.30,0.30,0.40,并定义三个风险因子R1=S(严重度),R2=O(发生度),R3=D(探测度)。

采用模糊置信结构来表示第一阶段质量屋构建完成后的故障模式评价信息,结果如表9所示：

表9　一阶段质量屋展开过程故障模式评价信息

根据表9去模糊化等级的明确值以及公式(1),可进行计算并得到第一阶段质量屋展开故障信息模式最终评价信息表(表10)：

表10　一阶段展开后故障模式总评价表

根据危险度优先排序公式的计算结果,对FMk(k=1,..,4)四种故障模式的风险优先顺序为：

根据FMEA方法分析的结果,Z手机的系统故障和制造原材料缺损是这一阶段风险最高的故障模式,与之对应关系最为紧密的工程措施包括：在世界各地开设代加工厂或委托经销地厂家代加工A3、采取措施激励软件开发团队开发出更多种多样的应用A4、统一全球市场生产标准以保证成品良品率A9。在下一阶段质量屋展开之前,可以将工作重点放在这几项工程措施上以最大程度地减少和避免上述故障模式带来的不利影响。同时适当调高上述几项工程措施在下一阶段质量屋左墙中所占的权重,从而进一步提高质量屋分阶段展开过程的精确性和效率。

4　方法总结和案例对策分析

本文将QFD和FMEA两种质量管理工具相结合,在每阶段质量屋展开后立即运用FMEA工具对展开内容中可能出现的故障模式进行风险分析和排序,并根据排序结果来确认故障模式的处理顺序。如此能够在下一阶段质量屋展开之前提前排除部分风险,并且对下阶段质量屋左墙的指标的侧重方向有一定的指导作用,从而提高展开效率,避免重复处理同样的风险和故障,具有较好的实践价值和应用意义。

根据上述方法应用的结果,可对本文所述案例的智能手机在直接对接顾客需求的阶段处理工作提出下面的决策建议：

1)合理选择加工厂商和硬件供应商。

目前消费者在选购市面上的智能手机时,除了考虑手机外观等直观因素之外,手机的硬件参数和处理器性能也被更多的人所重视。强大的处理器和硬件可以为智能手机的软件应用提供有力支持,并带来更好的系统体验。同时,硬件配置多样化、选择口碑较好的代加工厂商也有利于该智能手机品牌的良品率的提升和产能的爬坡,避免过度依赖于某一类硬件供应商或者旗下某一款机型而造成的市场单一性。

2)保证适配应用的多样性。

功能机时代,人们在选择手机时更多考虑的是手机的通话质量和信号好坏等因素,对手机内部的软件及应用并没有太多的需求和认知,这主要是受限于系统和硬件等多方面,而且当时的手机软件应用范围也是乏善可陈。但是进入智能机时代后,随着系统的逐步优化和硬件水平的飞跃提升,一款智能手机能否流畅、高效地运营更多应用,能否支持更多类似于4G+、GPS导航、指纹识别等新技术越来越成为一款智能手机市场竞争力提升的核心要素。手机厂商的主要利润也从早期的通过硬件赚钱到现在通过各类型的软件服务挣钱,而客户需求也逐步转型集中到智能手机所能提供的各种软件服务上来。从质量屋的展开和故障模式的风险优先度可以看出,Z手机厂商采取措施激发自身和外面的团队更好地开发和运营手机软件,可以极大地保证本品牌在应用数量和质量上的领先地位,从而更好地与顾客需求对接。

3)保持核心团队的创新力和稳定性。

智能机时代相对于前十年的功能机时代,不仅仅是手机基本功能的扩展,也是各种突破性创新的集中体现。随着时代变迁,手机已趋于被定义为一台移动智能终端设备,用于完成更多的办公和娱乐任务,手机软件的需求越来越受到重视。维持核心团队的创新力和稳定性,对提升手机的影音娱乐体验、带来更优秀的外观设计体验,同时合理压缩成本保证产品定价的合理和灵活性有极大的联系。此外,对及时更新系统和维持产品线的多元性也具有一定的推动作用。

4)进一步推进产品线多样化和差异化。

随着通信技术的发展和智能手机市场的全球化,不同的人对智能手机的要求和需求也有不同的细分和差异。部分顾客只要求基本的聊天上网应用能够流畅,也有部分顾客希望手机能够支持更多的大型软件及应用以带来更广泛的使用体验。因此,产品路线多样化、产品特点差异化是对消费者需求的更好契合,同时也有助于不同移动服务运营商和网络制式的用户在该智能手机的产品中找到相应的支持产品,从而更好地在满足顾客需求层面增强产品竞争力。

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A QFD Based Analysis of Smartphones by Using Extended FMEA Method

Zha YiYou Xiaoyue

An extended FMEA method is used in the QFD process of analyzing smartphones. By ranking the potential problems of quality (failure modes) in each step, the validity and efficiency of further QFD process will be enhanced, which can also greatly support to increase customer satisfaction and the design quality of end-products.

Smartphone; QFD; FMEA

F273

A

国家自然科学基金(71671125)。

查毅,同济大学经济与管理学院硕士生,研究方向：管理理论与工业工程;尤筱明,同济大学经济与管理学院博士生,研究方向：企业管理,战略管理。