摘要：文章通过对铁路行业RAMS和QFD工作现状的调研与分析，从9个方面分析了RAMS与QFD结合的必要性，并根据唐车公司的全寿命周期的不同阶段的工作要求，建立了一套完整的QFD与RAMS的工作框架，该框架从7个方面定义了VOC，并以VOC作为框架的工作输入，将QFD与RAMS在产品全寿命周期设计、制造、试验等过程中相互交插，互相提供输入、输出信息，实现了两者之间在整个全寿命周期过程中相互支持。
关键词：质量屋；寿命周期；流程框架；铁路行业
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0037-03
1 背景及意义
1.1 RAMS工作现状
目前在铁路行业内，各大主机厂均已经通过IRIS认证审核并建立了RAMS管理控制程序及相应的三级文件用于指导RAMS工作，规定了企业RAMS工作的组织框架以及产品全寿命周期范围内各个阶段RAMS工作内容、职责流程。但从经典可靠性工程来说，相关内容未完全包含轨道车辆可靠性工作的全部内容，未能对于提高产品的实际可靠性起到重要作用。
1.2 QFD工作现状调研
目前，铁路行业对QFD仍处于研究和探索阶段，还未和具体的设计开发工作相结合，对QFD的研究阶段还未形成与研发、市场等的矩阵式结构，还未形成规范的流程及输出文档，以具体指导设计开发各阶段工作。同时，QFD也未与其他工具方法建立关系应用，同时没有一个对于需求总体分析的主导部门，导致在需求分析阶段可能在时间、成本、可靠性、质量等方面不能综合评估。
2 RAMS与QFD结合的必要性
质量功能展开（Quality Fungtiong Deployment，QFD）是把市场需求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层析演绎分析方法，它体现了以市场为导向、以顾客需求为产品开发的唯一依据的指导思想。在健壮设计方法体系中，质量功能展开技术占有举足轻重的地位，它是开展健壮及可靠性设计的先导步骤，可以确定产品研制的关键环节、关键零部件和关键工艺，从而为后续的可靠性设计工作的具体实施指出方向，确定对象。
（1）对于新产品开发，应用QFD方法，可以从质量屋左墙的七个来源（公司战略、产品定位、客户群需求、FRACAS数据、技术发展趋势、企业技术预研的创新成果、行业标准）深入分析确定市场和顾客（包括乘客和司乘人员、车务段维修人员等）对于产品RAMS方面的需求。
（2）对于老产品的改进，质量屋的左墙就是对产品改进后的要求，来源于各种试验和客户端的FRACAS数据、生产工艺和制造的问题、来料问题以及Benchmarking的
结果。
（3）可以把QFD方法中市场竞争能力评估的方法用于RAMS指标的论证分析和分配等。
（4）RAMS采用逆向思维的方式，其所有工作聚焦于产品故障的分析研究，其目标是针对既有设计方案进行完善，通过RAMS设计分析尽可能减少故障出现的概率，提供快速维修和后勤保障，减少产品的缺勤率；而QFD则是正向思维，聚焦于深入分析市场和顾客的需求（包括RAMS需求），牵引产品的设计和制造，其目标是开发在性能、质量可靠性安全性等各方面具有更强竞争力的产品。QFD和RAMS两者结合，可以更全面、深入地解决可靠性安全性问题。
3 QFD与RAMS结合的框架
图1 QFD与RAMS总体框架
QFD与RAMS是在产品全寿命周期设计、制造、试验等过程中相互交插，互相提供输入、输出信息。RAMS工作的输出结果向QFD提供输入信息，QFD的输出结果又向下一级的RAMS提供输入信息，两者之间在整个全寿命周期过程中相互支持。QFD与RAMS工作相结合的内容点，参见图1。在实际应用过程中，可以结合车辆产品的特点适当地剪裁或扩充。
4 生命周期的工作框架
4.1 需求收集阶段
顾客需求分析（VOC）是QFD的关键环节。在这一过程中应注意“顾客”是一个广义的概念，除了车辆产品的使用者和潜在使用者，还涉及产品生命周期内关系密切的组织和人员、环境安全等方面的国家和行业的法令法规和标准规范、企业的发展战略和长远利益等。需求分析阶段主要进行需求收集、整理、分析。
图2 VOC收集方向
4.1.1 企业战略。应该根据企业的发展战略，从企业定位、竞争策略、盈利模式等方面分析，找出在车辆研发过程中贯彻的方式，提炼出必要的顾客需求。
4.1.2 产品定位。产品（本文指的各种型号种类的轨道车辆）的明确定位，也是获得更加准确的产品需求的重要途径。可以从市场定位、市场特点着手确定车辆运营的地域特点和使用特点，从竞争策略中分析出车辆同质化竞争、差异化竞争的内容项。整理分析车辆的地域特点、使用特点、同质化竞争内容、差异化竞争内容，通常可以归纳出车辆系统的范围/背景和目标、车辆系统环境、车辆系统通用的RAMS要求、与其他系统的相互作用、与相关人员的相互作用等需求。
4.1.3 客户群需求。客户群的需求是需求收集的关键内容。客户群通常指的是决策者、购买者、维修者、使用者等相关人群。可以通过调查表、重点调查、顾客代表座谈会、电话调查等形式了解和归纳顾客对车辆各方面不同的需求。根据不同类型的客户群可以获得不同方面的需求，对于决策者或购买者更多的关心要满足主管部门安全规章和目标、安全法规以及成本的需求；对于维修者更加关心维修便利性、维修操作的安全性；对于使用者则关心准时性、舒适性、便利性以及扩展的其他需求。
4.1.4 产品历史问题。通过跟踪分析历史产品（原型车、类似车辆、拟升级车辆）的厂内、厂外数据、客户反馈和顾客满意度获得相关质量信息，了解车辆中顾客满意或抱怨的质量特性。
4.1.5 技术发展趋势。了解当前的技术发展趋势，可以在车辆的研制过程将新技术、新工艺、新材料等贯彻应用。
4.1.6 预研结果。根据企业的预研结果，把握车辆发展的方向，补充客户需求。
4.1.7 行业标准发展。将有关的行业标准、规范纳入顾客需求或作为车辆研发的约束条件。
4.2 总体设计阶段流程
系统设计阶段是将需求分析阶段的输出结果输入到QFD中作为左墙，进行分析建立1级质量屋，通过质量屋确定产品的设计指标要求的重要性及相关性，然后设计工程师根据要求指标进行系统设计，同时应用RAMS各种方法和工具进行设计、验证以保证达到要求，最终完成设计形成分系统及组件的RAMS要求。
目标：确定系统构成、系统的接口、系统的RAMS指标。
流程：利用QFD对总体指标和要求进行展开确定系统指标要求，然后进行系统设计，进而建立可靠性模型，然后进行功能FMEA、FTA/ETA、可靠性分配等工作确定是否满足RAMS要求，若不满足则重新进行系统设计优化和RAMS工作，直至满足要求确定系统设计方案。然后根据设计方案，制定可靠性保证计划和分析RAMS要求。
4.3 详细设计阶段流程
详细设计阶段是将系统设计阶段的输出结果输入到本级QFD中作为左墙，进行分析建立2级质量屋，通过分析质量屋确定分系统及组件的设计指标要求的重要性及相关性，然后设计工程师根据要求指标进行详细设计，同时应用RAMS各种方法和工具进行设计、验证以保证达到要求，最终完成设计形成下一级零部件的RAMS要求或本级组件的规格要求。下一级零部件的设计工程师或供应商应按照同样的流程方式，进行他的详细设计。
目标：确定各种组件及器件RAMS设计要求、各组件及器件接口方式、各组件及器件的规格要求。
流程：利用QFD对子系统及组件总体指标和要求进行展开确定各组件及器件指标要求，然后进行详细设计，进而建立子系统/组件可靠性模型，然后进行维修性分析、LCC、FMEA、FTA/ETA、可靠性分配、可靠性预计等工作确定是否满足RAMS要求，若不满足则重新进行详细设计优化和RAMS工作，直至满足要求确定系统设计方案。然后根据设计方案，制定可靠性保证计划和下一级单元RAMS要求，确定本级子系统/组件的规格要求。对于复杂系统，可以循序该过程直至设计出可购买或生产的零部件。
4.4 工艺设计阶段流程
完成详细设计后，就进入工艺设计阶段，将详细设计的输出结果（规格要求）输入到本级QFD中作为左墙，进行分析建立3级质量屋，通过分析质量屋确定生产产品的工艺指标要求的重要性及相关性，然后工艺设计工程师根据要求指标和生产线人员设备情况进行工艺设计，同时应用RAMS各种方法和工具进行设计、验证以保证达到要求，最终完成设计形成生产制造RAMS要求。
目标：工艺设计、工艺验证。
流程：利用QFD对元器件及组件指标和要求进行展开确定各组件及器件工艺设计指标要求，然后进行工艺设计，进而进行PFMEA、工艺优化和验证等工作确定是否满足RAMS要求，若不满足则重新进行工艺设计优化直至满足要求，确定工艺方案、生产制造可靠性要求。
4.5 生产制造及试验阶段流程
生产制造及试验阶段主要是保证各项指标的实现，将工艺设计的输出结果输入到本级QFD中作为左墙，进行分析建立4级质量屋，通过分析质量屋确定生产过程中需要控制或保证的指标的重要性及相关性，然后制定相关的控制要求并实时收集并分析数据，以保证达到要求。
目标：保证产品质量及功能验证。
流程：利用QFD对生产制造的指标和要求进行展开确定各组件及器件工艺设计指标要求，然后进行开展生产质量保证工作，运行FRACAS，进行可靠性试验等工作确定是否满足RAMS要求，若不满足则需要分析问题进行设计改进、工艺生产制造改进，若满足要求则可交付车辆。
4.6 试运行与质保阶段
试运行与质保阶段主要的工作内容是车辆运行数据尤其是故障数据的收集分析，实现车辆的快速可靠性增长，以达到业主的要求，同时为产品的更新提供数据支持。
目标：保证产品可靠性、评估产品可靠性。
流程：进行故障数据收集，运行FRACAS，确定改进及增长对象进行改进和增长，然后进行可靠性评估，若满足要求，则持续监控阶段，长期收集数据进行统计分析，进行持续改进与完善，若不满足要求，则需要立即进行数据收集保持快速增长。
5 结语
通过QFD-RAMS综合应用技术的研究，实现了对轨道车辆从获取需求、研发、工艺、质量控制等各阶段的QFD-RAMS技术的综合应用进行策划，并形成完善的、系统的可靠性管理工作要求，使相关的技术文件和管理文件更适用于唐车公司RAMS工作的现状，并利用QFD方法，分阶段将RAMS需求逐层地转化为方案设计、详细设计、工艺设计和生产制造、试运行与质保阶段的措施，达到了更全面、深入地解决可靠性、安全性、使用性、维修性问题，唐车公司及其供应商对QFD和RAMS的技术有更全面的认识，并可为后续轨道车辆可靠性工作的开展提供指导。
参考文献
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