新產品設計開發的整合器：全方位QFD

The Integrator of New Product Design and Development: Comprehensive QFD

✎ 【國立高雄大學亞太工商管理學系】莊寳鵰 教授 |   2024-09-10 

       不論是同步工程設計或智慧化設計開發流程，最基本的核心問題是必須能夠系統性地將顧客需求(whats)確實且精準地轉變成產品功能的工程需求(hows)，以及在整個產品開發階段如何透過專案團隊的協同合作，針對所需的零組件技術與製程設計、可靠度工程，在生產製造前即做好品質保證。在這方面，品質機能展開(quality function deployment, QFD)是在了解客戶需求後，展開一系列流程改造與整合工作，以達成客戶所需產品功能之完整品質管理工作，在設計階段就能確保讓顧客滿意的產品/服務以及符合企業目標的專案完整品質 (關季明，2004)。

       QFD是在1966年由日本品管大師赤尾洋二(Yoji Akao)與水野滋(Shigeru Mizuno)提出來的，發展至今已近60年，QFD的使用也從品質屋(house of quality, HOQ) (Hauser and Clausing, 1988)擴展為4階段QFD，包括產品規劃、產品設計、製程規劃以及生產規劃與管制 (USA QFD Institute, 2023)；2015年ISO國際標準組織彙整自1966年以來，累積50年的發展歷程中很多統計專家學者對新產品開發所做的努力，將現代化品質機能展開(modernized QFD)轉成新國際標準ISO 16355『統計及相關方法應用於新技術與產品開發過程 』 (Application of statistical and related methods to new technology and product development process)，ISO 16355是一系列的標準，包括ISO 16355-1 到 ISO 16355-8，共八部，每五年重新審定或修訂。而原來的ISO 16355-7已撤銷改為 ISO 16337:2021穩健公差設計(robust tolerance design)；另為因應數位產品和服務開發的需求，於2023年頒布ISO 16355-7:2023 (第 7 部：開發數位產品和服務的指引 — QFD 方法的一般原則和觀點；Part 7: Guidelines for developing digitalized products and services — General principles and perspectives of the QFD method)。

       這個ISO 16355系列標準之關聯圖如圖1，其中，在ISO 16355-1:2015中提出全方位(comprehensive)QFD的運作架構與產品設計開發各階段可能需要的技術和分析方法；2021年進一步增加在產品設計開發中IT部門的任務與功能，改版為ISO 16355-1:2021，並彙整出124種相關工具和方法適用於不同的QFD設計開發階段程序之使用參考 (ISO 2021)；另於2023年頒布ISO 16355-7:2023開發數位產品和服務的標準。

二.新產品設計發之整合器功能

       新產品設計開發基本上分為三個階段：研究與市場分析、設計概念發想、原型設計與量產，首先，在研究與市場分析階段的主要工作包括蒐集及分析顧客需求，據此制定產品設計規格(product design specification, PDS)。其次，在設計概念發想階段係針對PDS的需求目標創意發想出滿足這些PDS需求的各種不同的產品設計構想，進一步分析評選出最適的產品概念設計。而在原型設計與量產階段的主要工作則包含了只做產品原型、打樣與測試以及量產與修正，據此完成產品設計開發與商品化生產與供應流程。

另根據國際汽車工作小組IATF 16949:2016 (汽車產業品質管理系統要求)，為確保產品在設計和製造階段能滿足品質標準，新產品設計開發流程涵蓋規劃評估、產品設計開發、製程設計開發、量產試作與量產等五個階段，並涉及五大工具的應用，包括先期產品品質規劃&管制計畫、失效模式與效應分析、統計製程管制、量測系統分析與生產性零件核准程序。在這個新產品設計開發流程中，為確保顧客滿意所需要的所有組織職能，包括企業規劃、行銷、業務、研發、資訊技術、工程、製造、採購、品質、生產、客服、包裝和物流、支援、測試、法規監管以及在硬體、軟體、服務和系統組織的發展過程中涉及的其他階段的作業活動，這些跨機能的設計活動必須有一套系統性的整合工具，將這些不同專業的聲音同步地分享及共用相關的設計開發資訊，方能真正實現快速且精準的新產品設計開發上市時機。對於這樣的需求，全方位QFD因同時具備縱向的產品設計開發之展開以及橫向的跨機能跨部門的展開，最適合用來扮演跨機能新產品設計開發整合器的功能，如圖2所示。

三.全方位QFD在新產品設計開發流程的運作架構

       這個全方位QFD的運作架構涵蓋的重點包括概念提出、設計、製造與服務流程以及針對品質追求所進行的一連串流程展開與整合。如圖3所示，全方位QFD同時涵蓋縱向的產品設計開發之4階段QFD展開，包括產品規劃、產品設計、製程規劃、生產規劃與管制；以及橫向的跨機能跨部門的展開，包括品質展開、技術展開、成本展開與可靠度展開。這樣的運作架構可以完整全面地將IATF 16949的新產品設計開發流程的五個階段(規劃評估、產品設計開發、製程設計開發、量產試作與量產)所需的工具要求，透過跨機能的整合運作來確保在設計開發階段即做好品質保證。亦即，在產品規劃和產品設計階段即同步進行技術、設備和成本之評估分析，並且在產品規劃與設計和製程及生產規劃階段即進行必要的FMEA與FTA之可靠度風險分析。

四.結 語

       新產品設計開發必須同時納入顧客的理性需求與感性需求，因此需要一套系統性的整合工具，將跨機能設計開發小組的專業整合在一個共用共享的設計平台與標的。本文提出全方位QFD扮演新產品設計開發的整合器，以期在設計開發階段即能經由縱向的產品規劃、產品設計、製程規劃與生產規劃和控制，以及橫向的品質、技術、成本、可靠度展開，做好品質保證，滿足顧客需求，以加速新產品上市的時機。未來在邁向智慧化設計的年代，如能應用更多先進科技(例如3D列印、大數據分析、AI、機器學習、AR、…等)在這個整合性設計開發的流程中，將能更即時且精準地滿足顧客全面性的需求。

參考文獻

• 關季明 (2004)，品質機能展開原理與實務，中華民國品質學會發行，臺北市。

• Hauser, J. R. and Clausing, D. (1988), “The house of quality,” Harvard Business Review, May-June, pp. 63-73.

• ISO (2021), ISO 16355-1:2021 International standard, second edition, ISO copyright office, Switzerland.

• USA QFD Institute (2023), 4 phase QFD Vs modern QFD, QFD ISO 16355 new product development, (2024/6搜尋)