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现代结构化的质量设计是用于计划满足顾客需要的特征以及产出这些特征的过程的方法论。 所谓产品质量设计，就是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，或制定公差标准和其他技术条件。无论新产品的研制，还是老产品的改进，都要经过质量设计这个过程。产品设计过程的质量治理，要害就是要搞好质量设计。 产品质量设计是有规律的，是一门科学，而不应该仅仅依靠经验来进行设计，只有构建系统化的质量设计能力，才能最大程度地发挥价值。
质量设计的任务 产品质量设计的具体任务主要有以下三项： 第一，保证产品的功能质量，要求所设计的新产品达到技术上规定的功能目标； 第二，保证产品的价值质量，即质量成本，要使产品的生产技术预备费用、制造费用和使用费用最低，使产品在价格上有较强的市场竟争能力； 第三，保证产品的图纸（或配方）质量，要能够正确反映设计思想和用以指导生产的技术要求。避免因图纸（或配方）设计不周而造成产品质量低劣和其他各种损失。 统计资料表明，产品成本的70％一90％是由设计决定的。而设计工作费用所占成本的比例要比制造费用所占成本的比例少得多，通常只占20%。假如采用科学的设计，则可使产品成本降低25％一40%。因此，为了使产品的技术水平高、工艺性能好，成本低，大力加强产品设计过程的质量治理，建立设计开发全过程的质量保证体系，确保产品的设计质量是非常重要的。
质量设计的步骤 在进行产品质量设计时，一般采用以下步骤： （1）研究用户对产品质量的要求。 （2）制定产品质量水平方案。 （3）编制产品设计书，其内容包括产品性能和技术上代用特性及其目标值，研究实现目标值的方法，同时概算出产品成本。 （4）制定产品补充的技术条件，确定应采取的技术措施。 （5）编写产品试验规程。包括机电产品的耐久性试验、环境试验、加速试验与应用试验等。 （6）编写产品使用说明书和维修说明书。保证产品到用户手中以后能正确使用，真正发挥产品质量应有的作用。 （7）编制产品的检查规程。具体规定产品在生产过程中应进行控制和监督的有关质量的计量方法和计测检查手段。 （8）制定产品在试制阶段的质量跟踪方案。运用工序能力调查的情报，确定要进行调查的质量特性项目和拟收集的有关质量数据的预备工作。 （9）根据检查规程，确定产品检查项目以及所需检测仪器和测量工具项目。 （10）修订质量设计指南，将质量设计工作中取得的新成果补充进去。质量设计指南是根据检查标准、技术标准、作业标准、设备参考资料等汇总质量设计方面有用的项目和数据而编成的参考手册。 （11）确定工艺设计的预备项目。 （12）组织专门小组进行设计评审，目的在于补充设计的考虑不周之处，寻找存在的间题，并运用质量治理方法加以解决，使质量设计文件达到完善的地步。
质量设计的职能 产品质量设计的主要职能是：收集分析质量信息，制定质量目标，组织质量评价活动，进行设计评审，故障分析、实验室试验，现场试验，小批试生产鉴定等。 （一）产品质量信息的收集分析 技术和质量情报是开发新产品的依据，它对开发新产品的成败影响极大。因此，企业应当建立技术情报和质量信息系统，对各种技术情报、质量信息进行全面的、统一的治理和使用。 （二）产品质量目标的制定 产品质量目标应在充分分析市场动态、用户要求、技术水平的基础上，结合企业的质量政策和实力来制定，并要坚持以下原则。 1．保证在同类同档产品中具有自己的特色。 2．力争成为同类产品的高档货，具有较高的质量水平。 3．当不能实现高档货时，则应做到在同档产品中成本最低。 （三）产品质量评价活动 在产品开发的不同阶段，有不同的评价内容和重点。 （1）规划、方案、构思阶段。主要是对产品质量目标进行评价，也称为A评价。其目的是为了早期沟通设计、生产、供销、质量等部门的意见，统盘考虑产品开发方案中各种重要问题，如质量目标是否符合用户和本企业发展的要求，技术上是否先进，研制费用是否低等； （2）样品试制、试验阶段。主要是对产品的性能进行评价，也称为B评价。这一阶段的评价可能不止一次，主要是验证产品的设计（配方）是否正确，产品性能是否达到方案要求等。 （3）小批试制阶段。主要是对产品的使用寿命、有效性进行评价，也称为C评价。这一阶段不仅要对产品的各项指标进行全面考核，而且还要对投产前的各项预备工作进行评价，以保证大量投产后的产品质量。 （4）批量生产阶段。是对销售市场进行评价，主要是考核产品的使用效果，收集用户意见和市场需求情况，以作为进一步改进产品质量的依据。 （四）产品质量—成本分析 进行质量——成本分析的目的是在保证实现产品质量目标的前提下，努力降低产品的成本，以便获得更大的销路和更好的经济效益。 （五）产品设计评审 设计评审是防止产品缺陷的一种早期报警手段。为了及早地发现、防止和弥补设计本身的缺陷，在产品开发设计过程的各阶段决策点上，组织与产品形成有关但不直接参与或对产品开发设计不负直接责任的专家，对产品设计及可能出现的缺陷进行评审，以及时查出和补救设计中的不足，防止把设计中的质量缺陷带到生产中去而影响产品的性能、使用效果及制造成本、保养费用等。
质量设计的实现
（1）综合质量展开（QFD） 解决如何通过产品质量的策划，明确设计目标和重点的问题。以顾客需求为驱动，实现功能、技术、可靠性和成本等的逐级展开，形成可视化的设计图表。QFD的应用是多个质量屋分析和演绎的过程。按照ASI的应用模型，一般可分为四个阶段。上一级的输出会自动成为下一级的输入，从而实现从顾客需求到一级级的设计目标、工艺参数和控制条件的映射和转化。 QFD的核心是质量屋，图景化地展现需求、技术特征、竞争分析、设计目标和它们之间的相关关系。这样，设计师就明白每个过程的需求是什么，用什么技术手段去解决，通过竞争比较，确定设计的重点、技术瓶颈以及目标值等。QFD是一个从前往后的展开系统。 其价值点为：实现了用户需求世界向技术世界的转换；②通过价值和竞争分析确定设计的目标和重点；③实现了设计开发过程的可视化；④快速利用原有的设计信息，大大减少了研制时间和设计更改。
（2）公理设计 在系统设计阶段对总体设计方案的分析和判断，主要解决系统性不合理的问题。从用户需求到设计参数的精确映射，快速分析和判别系统的耦合性，量化评价系统的复杂性，给系统简化和创新提供依据，从而实现最优的系统设计并有效地促进企业设计的模块化、标准化。 公理设计包含了整个设计过程的设计方法，它应用广泛，并和QFD、TRIZ、稳健性设计以及DFX等有着密切的联系。 （3）稳健性设计 在详细设计阶段，基于试验的结果分析，实现对参数和容差的优化。稳健性把质量设计放到产品里边，量化分析并确定产品的最佳参数和合理容差，实现了低成本、高质量的设计效果。 （4）正交试验设计（DOE） 利用正交表来安排和分析多因素的试验方案，从试验因素的全部水平组合中，挑选部分代表性的水平组合进行试验，通过对试验结果的分析，了解全面的试验情况，并找出最优的水平组合。 这样的试验方法，能够有效地减少试验的次数、降低试验成本并缩短研制周期。除了安排试验方案，还可以通过试验数据的分析，明确因素对于质量指标的影响程度，确定每个因素的最佳水平，通过多个因素的水平搭配，来实现最好的设计效果。 （5）可靠性设计与分析（FMEA） 对产品的可靠性分配和预计，是在产品研发过程中不断进行的活动，与整个研发过程紧密结合。通过建立产品的故障信息库和失效及影响分析系统，实现改进措施向上级设计环节的信息反馈机制，通过产品可靠性指标分解和分析，实现可靠性指标的预计、分配、计算和预警，保证系统的可靠性。FMEA是从后往前的反馈系统。 （6）面向X设计（DFX） DFX核心部分是解决设计方案的可制造性和可装配性等问题，即DFMA（面向制造和装配的设计），降低工艺和生产的难度。DFMA核心有两点： 通过优化设计，降低系统的复杂性和控制合理的参数与精度； 把生产过程的实际状况整理成设计规则，用来指导和评价设计方案。 （7）故障模式与影响分析 是从后往前的反馈过程，是将在后续过程出现的或可能出现的故障或缺陷，进行分析和预防。
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