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1、第三章 质量设计 （Quality design ）l第一节设计过程l第二节 产品开发l第三节过程设计l第四节质量设计管理l教学要求： 熟悉一个产品质量设计成功的关键影响因素，掌握质量功能展开、失效模式与效果分析、田口方法等设计技术与工具，并会用其进行产品质量设计、开发；理解以消费者需求为导向的设计过程管理对产品质量设计的重要性，知道如何进行设计过程管理l本章重点难点：重点介绍食品质量设计的方法、技术及管理；难点是如何利用相关技术进行食品质量的设计、控制食品质量。质量设计：在产品设计中提出质量要求，确定产品的质量水平(或质量等级)，选择主要的性能参数，规定多种性能参数经济合理的容差，或制定公差
2、标准和其他技术条件。设计质量:产品设计各阶段各项工作的质量.朱兰：产品质量就是产品的适用性，即产品在使用时能成功地满足用户需要的程度。 衡量产品质量设计成功与否的要素 u满足恰当规定的需要、用途或目的； u满足消费者的期望； u符合适用的标准和规范； u符合社会法律、法规要求； u以有竞争力的价格及时提供； u使其成本适当，能为公司赢利； u具有适当的生产性能并对环境的影响降至最低； u具有良好的食品安全性。 产品创意到商品的变化（Dekker.1998） 新产品创意140个通过小试、中试10个通过市场试销5个达到3年市场寿命期4个达到5年市场寿命期1个产品开发的影响因素u顾客因素：成功的关键
3、在于恰当定义产品的概念和注重消费者的观念；u组织因素：产品研制的成功需要合理分工设计程序和高层管理认真负责；u竞争因素：与竞争有关的因素包括竞争行为和市场的规模、吸引力和变化；u市场因素：准确评价市场规模和市场定位是具有代表性的市场因素。 一、不同类类型的新产产品（一）系列产品（二）新概念产品第一节 设计过程产品的 新变种.设计费设计费 力少、收效快。生产产上改动动也少。 而且对产对产 品的市场营销场营销 也有利。对产品进行二次促销以对产品重新定位.只需要市场部门的努力来占领特定的市场份额.（三）方便型产品产品经过转换样式后就变成了新样式产品。与原产品相比，新样式产品的物理特点改变很大，因此这
4、种产品可能需要较长的研发时间。一、不同类类型的新产产品（四）新配方产品（五）新包装产品它根据消费者需求的变化和原材料的变化，设 计新的配方，以获得更好感官性状，更低的产 品成本。这种更新的设计通常投入不多，开发时间也短 。然而，有时很小的变化可能会产生严重的后 果.对现有产品采用新的包装概念而改进的。一、不同类类型的新产产品（六）移植型产品（七）创新产品在原产品基础上，加以新的改变（除了以上的 变化）而得到的产品。这种改变应产生新的附加值。一种崭新的市场上从未有的产品。通常需要较高的经费的投入，有着较高的市场不 确定性和技术的不确定性，因此有一定的风险性 。一、不同类类型的新产产品消费者的需求
5、限制性因素评价有关需求及限制因素创意审查原型审查中试产品审查市场试销评价设计计划和目标概念开发原型产品开发（小试） 工艺设计中试加工中试产品生产工艺消费者偏好试验批量化生产投放市场设计的鉴定与确定产品设计与过程设计的一般流程 二、 设计过设计过 程步骤骤第二节 产品开发一、产品设计的技术质量 产品质量特征的稳定性 腐败现象保持产品质量 特征的稳定技术手段调节产品的组成优化加工工艺选择适合的包装方法 产品安全性 产品复杂性 从产品概念开始到产品投放市场，有关安全性问题都要分阶段评估。各种成分相互作用物理、化学、酶反应随时都可能发生相关专业知识的需要一、产品设计的技术质量 产品包装问题 原料问题
6、产品包装之间的相互作用是食品的另一个特征，它可以降低产品的内在质量性质。原料的季节性和区域性会影响到原料的供给问题产品配方和工艺条件。一、产品设计的技术质量 生产方法和环保因素 生产方法的选择或者对周围环境的影响也可以对产品质量的认知产生作用，因此由于生产系统的特征（转基因食品、用新颖的包装方法和原材料的来源等）而可能使消费者对产品质量认可度所产生的影响在产品开发时进行评价。一、产品设计的技术质量二、支持产品开发的技术工具（一）决策方法的技术基础1.感官评价技术 感官评价技术常用于食品开发中，评价开发产品的感官性状。主观性感官评价：请未经训练的消费者对产品进行偏好、比较及接受性试验。1.感官评
7、价技术客观性试验：由经过专门训练的鉴评师按照统计学原理所设计的实验程序进行。用来鉴定不同样品的品质特征。主观性试验主要用于零售产品的质量检测。客观性试验主要用于原型或中试产品的质量检测。2.保质期试验保质期常常由受过专门训练的人员采用差别阈法来估计，它指的是质量检测与对照产品出现差异的最早时间。保质期试验要定期比较一系列感官指标、微生物学指标和理化指标。长期试验是将试样贮存在与市售产品相同环境条件下测试。2.保质期试验加速试验是将试样在人为设定的极端条件下（如高温、高氧环境）去加速产品的老化过程，从而减少储存的时间。加速试验可用数学模型来推倒出真正的货架期，其结果应用长期检测的结果来验证。加速
8、法检测时所用条件必须认真选择。常用于估计原型产品和已存在的产品的差异，而长期试验用于评定最终的投放市场产品的保质期。3.专家系统 它是以计算机为基础的技术，将有关专家经验、科学公式组成专业数据库，可以分析食品成份、工艺条件和产品品质之间的相互关系。专家系统一般用于原型产品生产之前的模拟。4.微生物预测模型 它可以根据产品的特点，预测不同病原菌，腐败菌生长所引起的潜在危害。5. 危害分析与关键控制点（HACCP）我想要的是.我想要的是.我想要的是.CTQ ?产品的反映顾客的 NeedsQFD(二)、质量功能展开（QFD）日本质量专家赤尾洋二在20世纪70年代提出的。 所谓QFD就是采用一定的规范
9、化方法将顾客所需特性转化为 一系列工程特性. QFD方法的核心思想是:注重产品从开始的可行性分析研究到产品的生产都是以市场顾客的需求为驱动,强调将市场顾客的需求明确地转变为产品开发的管理者、设计者、制造工艺部门以及生产计划部门等有关人员均能理解执行的各种具体信息, 从而来保证企业最终能生产出符合市场顾客需求的产品。简言之,QFD把用户的需求转换成对设计人员的相关性技术要求, 避免了用户需求和新产品形成过程的脱钩现象。(二)、质量功能展开（QFD）1. QFD质量屋QFD质量屋结构示意图 2 产品控制特征3 相关关系矩阵阵 技术术水平对顾对顾 客 要求的影响5 计计划矩阵阵需求权权重与竞竞 争性
10、评评价6技术矩阵 技术反映的优先性 竞争性产品标准 目标：多少4 技术相关性矩阵1消费费者需求第一矩阵 第二矩阵 第三矩阵 第四矩阵 第五矩阵 第六矩阵 技术反映的优先性竞争性产品标准目标：多少消费者需求权重消费者满足度产品改进点显示满足产 品不同需求 的技术相关 性关系 消费者的 需求归类 设计语言 指标单位和 测定方法 转 换反映消费者需 求与产品规格 之间的关系 消费者需求产品控制特征相关关系矩阵技术相关性矩阵计划矩阵技术矩阵1. QFD质量屋l质量屋的基本应用是倾听顾客的意见，捕捉顾客的愿望，很好地理解顾客的需求，并将顾客需求特性设计到产品中去，合理确定各种技术要求，应该为每一项工程技
11、术特性确定定量的特性值。l质量功能展开过程通过质量屋全面确定各种工程技术特性和工程技术特性的值。在质量屋每一项工程技术特性下加上对应的顾客测量值，根据顾客测量值来设计每项工程技术特性的理想值，即目标值。1. QFD质量屋2. QFD应用实例u冷水能冲调u饮后不胀气u易保存u能补充钙质用户要求：奶粉的设计需求： u奶粉溶解度 u乳糖含量 u含水率 u钙含量及VD含量（Ca/VD）u乳糖酶解后增加了喷 粉后处理工艺，使用 磷脂包被奶粉颗粒。 提高奶粉的冲调性能 和保存性能 。方案2. QFD应用实例第三节 过程设计过程设计原辅材料 组织和仓 贮控制加工工程生产组织控制与信息系统系统设计 参数设计
12、容错设计 卫生设计过程设计相互关系示意图 一、食品加工设计的技术特点 可变性 复杂性 易腐性 产品性质 顾客要求 食品制造主要步骤与相关工程要点 二、过程设计的技术方法和工具失效模式和后果分析（FMEA）三次设计卫生设计 失效模式及后果分析（FMEA）Failure Mode and Effect Analysis，简称FMEA.是一组系统化的活动，其目的是：发现、评价产品过程中潜在的失效及其后果，找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。失效模式及后果分析的分析步骤（1）“功能要求”：填写出被分析过程（或工序）的简 单说明；（2）“潜在失效模式”：记录可能会出现的问题点；（3）“潜在失效后果
13、”：列出上述问题点可能会引发 的不良影响；（4）“严重度”（S）：对上述问题点的不良影响进行评价 并赋予分值（得分110分），分值愈高则影响愈 严重（参见相关评价准则）；失效模式及后果分析（FMEA）（5）“潜在失效起因或机理”：该潜在问题点可能出 现的原因或产生机理分析；（6）“频度”（O）：上述“起因或机理”出现的几率大 小（得分110分），分值愈高则出现机会愈大（参见相 关评价准则）；（7）“现行控制”：列出目前本企业对这一潜在问题 点所运用的控制方法；（8）“不易探测度”（D）：在采用“现行控制”的方法 来控制时，该潜在问题可以被检查出来的难易程序（得 分：110分），得分愈高则愈难以
14、被检出（参见相关评 价准则）；失效模式及后果分析的分析步骤失效模式及后果分析（FMEA）（9）“风险顺序数”（RPN）：将上述“严重度”、 “频度”、“探测度”得分相乘所得出的结果，该数 值愈大则这一潜在问题愈严重，愈应及时采取“预防 措施”；（10）“建议措施”：列出对“风险顺序数”较高之 潜在问题点所制定的“预防措施”，以防止其发生；（11）“责任及目标完成日期”：写出实施上述“预 防措施”的计划方案；失效模式及后果分析的分析步骤失效模式及后果分析（FMEA）（12）“措施结果”：对上述“预防措施”计划方案之实施状况的确认；（13）“纠正后的RPN”：将纠正措施实施后，经鉴定，评估的严重程
15、度、出现频次和不易探测度数值的等级数填入标准表格。失效模式及后果分析的分析步骤失效模式及后果分析（FMEA）（1）风险顺序数RPN的评价：风险顺序数RPN是严重度数（S）、频率数（0）、不易探测数（D）等级的乘积。RPN=（S）（0）（D）是一项设计风险指数，RPN取值在11000之间。当RPN较高时（大于100），设计小组应提出纠正措施来降低RPN值。一般实践中，不管RPN大小，当严重度数（S）较高时，就应予以特别注意。（2）建议措施的提出：依RPN值排列其风险顺序，针对高风险的影响和关键项目提出纠正和预防措施。失效模式及后果分析结果评价方法失效模式及后果分析（FMEA）uFMEA提供了潜在
16、失效模式的有关信息，并对这些信息处理排列出处理措施的优先等级，在设计阶段和生产制造阶段就采取纠正活动予以改进。 HACCP失效模式及后果分析（FMEA）消毒牛奶加工过程FMEA 失效模式及后果分析（FMEA）l 失效模式及影响分析法是可靠性工作中行之有效的方法，它通过自下而上的分析，可以发现设计中的薄弱环节，从而提出较为理想的设计方案。失效模式及后果分析（FMEA）标示出素:在试验中水平可以指定但使用时不能加以挑选和控制的因素称为标示因素。稳定因素：对信噪比有显著影响的可控因素，称为稳定因素。调控因素：对信噪比无显著影响、但对灵敏度有显著影响的可控因素，称为调整因素.稳健性：指质量特性的波动小、抗干扰能力强。信噪比：稳健设计中用以度量产品质量特性的稳健程度的指标。灵敏度：稳健设计中用以表征质量特性可调整性的指标。稳健设计：以信噪比为指标，以优化稳健性为目的的设计方法体系。田口方法三次设计设计 理论论是田口玄一于20世纪纪70年代创创立的一种系统统化设计设计 方法.l基本思想：由用正交表安排试验试验 方案，以误误
