关键词:纺织装备;QFD ;AHP ;并条机造型设计
机械装备在中国装备工业中占有重要的地位,产值规模不断扩张,其在生产制造领域具有不可或缺的地位[1]。本文从客户需求的角度出发,提出通过QFD 质量功能展开法与AHP 层次分析法应用于并条机造型设计中。用现有的技术参数水平,将人机性能与外观造型功能性的有机结合[2]。在并条机造型设计过程中,将QFD 与AHP 方法结合可以更好的保证并条机的功能性与美观性。
1 相关概念解析
1.1 QFD 概述
QFD 质量功能展开方法使用“质量屋”的形式来定量分析客户需求与工程措施之间的关系。对数据进行分析处理后,得到满足客户需求的工程措施,指导设计师明确设计主要问题,进行方案优化,使设计方案更加满足设计需求。在设计之初就全面地、准确地反映了用户需求调查和市场需求,从而使产品质量和后期的市场需求更具市场竞争力[3]。
1.2 AHP 概述
AHP 层次分析法是将相对复杂的具有多个目标的决策问题作为一个系统,单一的目标分解为多个目标,然后将其分解为多个级别的多个标准,并分析对应的定性标准模糊定量,计算出与各个等级相对应的单排名(权重)W 和总排名[4]。
2 基于QFD 及AHP 的纺织设备并条机造型设计流程
2.1 总体流程方案设计
在对纺织设备并条机造型设计中,需要对市场用户需求进行分析,完成产品功能质量设计。首先要进行造型设计中的功能创新设计,而功能质量展开法(QFD)是本文设计的重要方法之一[5]。根据设计需求完成多层次指标构建,将造型设计与功能性结合,满足技术需求,基于QFD 方法对设计需求进行分类总结。然而针对多层次的指标运用层次分析法(AHP)对设计需求度进行权重值的计算与排序,完成方案的设计决策[6]。QFD 的关键在于客户对于產品需求的获取[7],AHP 核心是对多层次需求指标进行综合评价决策,最终找出最优设计方案。如图1 所示为运用QFD 及AHP总体方案流程设计图。
2.2 纺织设备并条机造型设计需求分析
在纺织设备并条机造型设计中,为了满足客户的设计需求,满足功能需求,要按照QFD 的要求尽快完善功能质量展开。按照QFD 的分析过程,寻找了20名用户进行调研分析,其中包含产品设计专业硕士生15 名、机械工程设计师5 名,对并条机造型设计展开需求分析,完成3 次需求质量特性展开,最终完成并条机设计需求质量特性展开,具体结果见表1。
2.3 纺织设备并条机造型设计质量需求权重分析
2.3.1 决策模型构建
根据表1 中的设计需求质量指标分析,运用AHP 层次分析法对并条机造型设计需求的权重进行分析。
1) 目标层为第一层质量需求,即满足企业需求的并条机造型设计,用字母A 表示;
2) 准则层为第二次质量需求展开特性分析结果,即CMF、造型美观性和交互设计的指标为准则层,分别为 B1,B2,B3 ;
3) 方案层为第三次质量需求展开特性分析结果,即用户操作、人机交互、运动负荷急停装置、开启方式、基本形态、材料强度、连接件形态和色彩,分别用B11,B12,B13,B21,B22,B23,B31,B32,B33 表示,并建立设计决策模型,如图2 所示。
2.3.2 判断矩阵构建
在判断矩阵中,首先需要明确以下性质的内容。根据不同标度数评估两元素重要程度,最后完成重要因素的一个评估,1—9标度含义如表2。
在依据上文确定的纺织装备并条机造型设计质量特性需求分析,可以在构建决策模型的基础上,运用Yaahp 软件计算计算权重构建第二次指标的判断矩阵与权重,各项计算结果如表3—6所示,最终评价结果均通过了一致性检验,计算公式为:
2.3.3 各指标权重排序
在完成各项指标体系判断矩阵的构建与权重计算后,则在设计纺织装备造型设计中需要明确最优设计质量特性。因此,在对各项权重值合成排序后,排序结果为运载负荷0.3154、材料强度0.2684、急停装置0.1452、开启方式0.0875、人机交互0.0812、工人操作0.0745、基本形态0.0634、连接件形态0.0321、色彩0.0215。
2.4 并条机造型设计实例方案
以提取的设计要素重要度为依据,通过构建质量屋,首先对并条机的造型进行设计,在设计过程中将人机交互、外观造型、材料强度等作为主要的参考指标[8],具体分析如下:
1) 在纺织并条机造型设计中体现合理的人机交互,选择合理的尺寸以实现用户及工人操作时近距离摆放的特殊需求,实现操作的便捷。
2) 使用304 不锈钢材质,在满足钣金美观造型的同时,还可以通过304 不锈钢的特性满足抑菌的特性。纺织并条机造型设计整体在满足功能的同时,还可以满足形式美法则基本规律,直线为主,斜切倒角,下部为深暗色,增加轻巧感,将工业感、速度感和秩序感通过造型融合其中。
3) 通过造型强化用户操作引导功能和企业的概念创新。创新设计方案整体布局合理,面板设置方便维修,主要功能部件采用半包裹的设计方案,并条机运用钣金制作技术,将设备的操作区域作为设计的重点。
2.5 造型特征评价
在完成了并条机造型设计方案后,邀请最初始的20 名用户对造型设计特征进行评价,在完成对20 位用户评价分值收集后对设计特征进行匹配探析,将评估结果最后量化,选取权重指标最靠前的4 项与总体满意情况进行评价,如图4 所示为评价结果,其中0—7 属于评分标准,分值越高,说明设计满意度越高,总体而言用户对本次造型特征表示满意。
3 结语
本文在对并条机造型设计过程中,首先结合层次分析法深入分析了在设计中怎样实现QFD 与AHP 在造型设计中的平衡,提出了总体设计流程方案;然后从设计需求分析、质量需求权重分析、型设计实例方案以及造型特征评价等方面完成设计流程具体分析;最后设计出来具有一定满足用户质量需求的并条机造型,以期对提升用户使用体验有所帮助。