前言
橋梁是重要的公共交通設施，最重要的是必須滿足業(yè)主和使用者的正常運營和安全使用要求。一座橋梁的設計、施工和使用是一個復雜的過程。傳統(tǒng)的橋梁設計階段的工作一般被分為幾個部分，并分別由不同的人員或者小組來完成結(jié)構和各個部件的設計;施工則是承包商的責任。
其主要問題之一是各部件的設計者之間缺乏有效的交流。結(jié)果是導致設計的各子過程接口模糊，信息得不到傳遞或者被錯誤地傳遞。某些顧客要求在設計過程中被遺漏或篡改，比如，前一設計者的意圖沒有與后面的設計者很好地溝通而被后者無意破壞。質(zhì)量功能展開(quality function deployment，簡稱QFD)法是一種把顧客的需求引人設計過程的方法，可以有效地改善設計過程，可以極大地提高設計的質(zhì)量和降低成本、減少不必要的浪費〔‘〕。本文將在對QFD方法分析的基礎上，探討其在橋梁工程，尤其是橋梁設計中的應用，以改善橋梁設計過程、更好地滿足業(yè)主和使用者的需求。在美國、歐洲乃至全世界都得到應用。到目前為止，它主要應用在機械、電子，在建行業(yè)也有應用〔3I，但在橋梁工程中的應用卻還沒有先例。
在1998年澳大利亞悉尼召開的第四屆國際質(zhì)量功能展開大會上，香港Y. K. Fung在論文中評價"QFD被認為是一種最成功的能把顧客的需求變?yōu)楝F(xiàn)實的工具”。日本的吉澤在其論文中指出:"Q FD的特征之一是強調(diào)顧客的需求，并進一步簡化到明確的需求，其目的是使工程師從大量設計特性中優(yōu)化出一個解決方案:。因此，質(zhì)量功能展開是一種理念，也是一種方案設計、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證的方法論。
1質(zhì)f功能展開(QFD)法
1. 1質(zhì)t功能展開(QFD)法的概念質(zhì)量功能展開(QFD)法在20世紀60年代廣泛應用于工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)。目前最早公開發(fā)表的QFD方法是日本提出的，早在1972年第一次應用于三菱重工的神戶造船廠閱。Yoji Akao將QFD定義為:針對滿足顧客而去發(fā)展設計品質(zhì)的一種方法，然后經(jīng)由生產(chǎn)接口將顧客需求轉(zhuǎn)換成設計目標與主要的品質(zhì)保證川。
從那之后，QFD方法在日本得以推廣，從80年代起，顧客需求圖1 QFD 4個階段的關系質(zhì)量功能展開(QFD)法提供一個空白的矩陣(即
“質(zhì)量屋”，圖2)，將顧客的要求及其重要性填人矩陣左邊欄目里，同時把各方案的特性列在頂部欄目里，中心部分代表了要求和相應方案之間的矩陣關系。重要性的度量(即加權因數(shù))則列在底部，圖右側(cè)列出了對競爭方案的評估。圖2質(zhì)f且的結(jié)構
1. 2功能展開(QFD)法的主要內(nèi)容QFD是一套以顧客需求為導向的質(zhì)量管理系統(tǒng)[C5.61。其目的是創(chuàng)造更高的顧客滿意度。它在方案設計的初期階段就考慮到顧客對質(zhì)量的需求，并在方案設計與建設的各個階段都盡力確保這一需求得到實現(xiàn)。在橋梁結(jié)構設計中應用時，一套完整的 QFD系統(tǒng)可由4個階段組成(見圖1)。每一階段的產(chǎn)出(HOWs,
1. 3 QFD中常用的決策方法[(;QFD中常用的決策方法有簡單加權法、歐氏距離法、主成分分析法。
簡單加權法最常用，且比較簡單，但顧客的需求與設計特性之間的關系值通常是人為給定的，在具體應用中，很難說清為什么要采用特定的權重值。歐氏距
離法是基于被挑選的備選方案應當距離最優(yōu)解決方案最近，并且距離最差解決方案最遠的直觀原理。為了消除簡單加權法各評價指標的相關性，可采用主成分分析法。
簡單加權法比后兩種方法的公式要簡單得多，但對于一個特定的決策問題，選用哪種方法來解決的一個最有效的方法就是對同一問題同時采用幾種方法，比較它們的結(jié)果，然后做出最終決策。
2 QFD方法在橋梁工程中的應用
2. 1 QFD方法在橋梁工程中可能的應用情況
從理論上講，QFD的方法論和形式可以有效地改善設計過程，以及設計一施工接口。首先，設計中存在的一個主要的問題是信息缺乏和信息錯誤。QFD是
一種顧客驅(qū)動的方法，最顯著的特點是以顧客的要求為輸人，然后，通過適當?shù)姆椒ê痛胧┰谳敵鲋畜w現(xiàn)這些要求。這種方法使信息在設計各子過程中能夠被有效的傳遞。其次，QFD在其實施過程中，要求組建一個多學科、多部門人員組成的小組，在這個過程中，QFD為各部件的設計人員相互交流和協(xié)作提供了可操作的手段。
QFD的主要作用是將需求轉(zhuǎn)換為功能性或技術性要求，因此可以作為需求與要求之間的一個優(yōu)化或選擇連接工具，既可以應用于產(chǎn)品開發(fā)，也可以用于橋梁結(jié)構物的設計和施工等。QFD方法在橋梁工程中可能的應用如下:
(1)規(guī)劃:業(yè)主和使用者對橋梁和設計目標的要求;
(2)設計:設計目標和施工圖紙;
(3)施工計劃:施工圖紙和施工計劃;
(4)施工:施工計劃和施工階段。
2.2 QFD方法在橋梁工程中應用的基本目標
(1)確定業(yè)主和使用者的需求;
(2)將業(yè)主和使用者的需求轉(zhuǎn)換為橋梁的要求，先是功能方面的要求，然后是技術方面的要求;
(3)根據(jù)功能性和技術性的要求，對技術方案進行優(yōu)化;
(4)在不同設計方案中進行選擇。
2.3橋梁設計要求的優(yōu)先順序
在采用QFD方法對功能要求與業(yè)主和使用者需求的關系、技術要求與功能要求的關系以及設計方案與技術要求的關系進行分析的時候，應當遵循如下程序:
(1)確認并列出“什么”和“如何”的因數(shù);
(2)對竺什么”進行評估并列出優(yōu)先性或加權因數(shù);
(3)對“什么”與“如何”之間的相關性進行評估;
(4)計算因數(shù):相關性乘以每個“如何”的加權因數(shù);
(5)標準化因數(shù):“相關性乘以每個“如何”的權”，用作下一階段每個“如何”的優(yōu)先因數(shù)或加權因數(shù)。
簡言之，QFD方法就是須把需求(即“什么”)與設計要求(即“如何”)組建成一個矩陣，同時還要對需求的優(yōu)先順序、要求的優(yōu)先順序以及需求之間的相關性和設計要求之間的相關性進行分析。在實際橋梁初步方案設計過程中，為保證較好地控制變量，避免對次要因素投人過多的精力，應僅限于針對少數(shù)關鍵需求和要求。在詳圖設計中，應采取更為詳盡的應用。為保證QFD方法的最佳利用，應遵循針對各種類型的設計方案，采取不同的關鍵屬性和參數(shù)的原則。
3實例分析
某橋在初步方案設計時擬采用QFD方法對業(yè)主和使用者需求進行分析，并把業(yè)主和使用者的需求轉(zhuǎn)變成橋梁的功能性和技術性要求。其分析步驟如下:
3.1對業(yè)主、使用者需求進行分析，確定需求類屬性
和其優(yōu)先級別、相關性設計人員在對區(qū)域規(guī)劃、交通運輸體系的規(guī)劃進行分析的基礎上，根據(jù)業(yè)主與使用者的實際要求，并結(jié)合專家意見確定了需要在設計中控制實現(xiàn)的主要需求指標為財務成本、功能性、環(huán)境成本、安全和美學要求等5個關鍵需求(即“什么，’)，并確定相互間關系和其優(yōu)先級別，如表1所示。僅采用簡單加權法)。
3. 2確定橋梁主要功能類屬性及其相關性對橋梁建成后需要具備的功能屬性進行分析，根據(jù)專家調(diào)查意見和業(yè)主、使用者要求確定了壽命周期財務成本、壽命周期功能性、壽命周期養(yǎng)護、壽命周期環(huán)境成本、安全、美學及舒適等6個主要功能屬性(即“如何”)并確定相互間關系，如表1所示。
3. 3計算確定功能類屬性優(yōu)先級別采用簡單加權法、歐氏距離法、主成分分析法計算功能類屬性的優(yōu)先級別，如表1所示(為簡化計算這里主要技術指標:
1.使用中或未來變化時的靈活性指標;
2.使用壽命指標;
3.結(jié)構體系和構件的功能指標;
4.耐久性指標;
5.環(huán)境指標;
6.可養(yǎng)護性及可維修性;
7.安全指標;
8.噪聲、防火、防撞等指標。
3.4確定橋梁主要技術指標類屬性和功能類屬性及
其相關性對實現(xiàn)橋梁功能屬性所需的主要技術指標進行分析，根據(jù)專家調(diào)查意見和業(yè)主、使用者要求確定了使用中或未來變化時的靈活性指標、使用壽命指標、結(jié)構體系和構件的功能指標、耐久性指標、環(huán)境指標、可養(yǎng)護性及可維修性、安全指標、噪聲防火防撞等指標8個主要功能屬性(即“如何，’)并確定相互間關系，如表2所示。表2功能屬性及其優(yōu)先級別表1器求及其優(yōu)先級別
其中主要功能屬性為:1.壽命周期財務成本;
2.壽命周期功能性;
3.壽命周期養(yǎng)護;
4.壽命周期環(huán)境成本;
5.安全;
6.美學及舒適。
3.5計算確定主要技術指標類屬性優(yōu)先級別
采用簡單加權法、歐氏距離法、主成分分析法等計算主要技術指標類屬性的優(yōu)先級別，如表2所示(為簡化計算這里僅采用簡單加權法)。
3.6確定關鍵的技術指標
通過對前面計算得到的優(yōu)先級別進行比較，確定了橋梁設計中最關鍵技術指標為結(jié)構體系和構件的功能指標，同時也要優(yōu)先考慮結(jié)構的可養(yǎng)護性及可維修性、安全指標。
顯然，根據(jù)業(yè)主和使用者的需求，橋梁設計方案的財務成本和功能性是2個最重要的指標。通過QFD分析可知，在橋梁結(jié)構的設計主要功能屬性中，壽命周期
財務成本和壽命周期功能性也是最重要的指標，同時還要考慮壽命周期養(yǎng)護問題，也就是說必須在設計時對壽命周期養(yǎng)護方案也進行設計。進一步可以計算得到橋梁主要技術指標間的優(yōu)先級別，其中結(jié)構體系和構件的功能指標是最重要的指標，必須在設計時首先滿足其要求。可養(yǎng)護性及可維護性、安全指標也很重要，必須在滿足功能性指標要求后優(yōu)先考慮。相比之下，噪聲、防火、防撞等指標就顯得不太重要了。因此，通過應用QFD方法可以為橋梁設計確定關鍵的技術指標，避免把時間過多花在設計滿足一些業(yè)主和使用者不太關心的結(jié)構指標方面。
此外，計算得到的技術要求的優(yōu)先級別可以再次作為加權因數(shù)，用來在不同的設計方案之間根據(jù)業(yè)主和使用者的需求和要求進行比較。更好地滿足業(yè)主和使用者的要求。
(3)技術要求的優(yōu)先級別可以再次作為加權因數(shù)，用來在不同的設計方案之間根據(jù)業(yè)主和使用者的需求和要求進行比較。
(4)但在QFD方法應用時，“如何”與“什么”之間的相關性目前主要靠專家意見確定，人為性很大，需要在以后的研究中尋求適當方法進一步改進。
4結(jié)論
本文探討了QFD方法在橋梁工程中可能的應用及在橋梁工程中的應用步驟，并通過實例進行了分析驗證?，F(xiàn)結(jié)論如下:
(1)QFD方法可以用于橋梁的規(guī)劃、設計、施工計劃和施工的分析和決策。
(2)QFD方法可以很方便地將業(yè)主和使用者的需求轉(zhuǎn)變成橋梁方案的功能屬性和主要技術指標，確定橋梁設計中的關鍵技術指標，從而改進橋梁設計的質(zhì)量。
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