Ứng dụng QFD trong cải tiến thiết kế các chi tiết trong bảng điều khiển xe

36 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 ỨNG DỤNG QFD TRONG CẢI TIẾN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRONG BẢNG ĐIỀU KHIỂN XE QFD APPLICATION IN IMPROVING CAR DASHBOARD DESIGN Nguyễn Vương Chí1, Nguyễn Thúy Quỳnh Loan2 1,2 Trường Đại Học Bách Khoa, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh Tóm tắt: Bài báo này trình bày tổng quan về công cụ Triển khai chức năng chất lượng (QFD – Quality Function Deployment), đặc biệt nhấn mạnh đến ma trận đầu tiên của QFD là Ngôi nhà chất lượng (HOQ – House of Quality). Từ đó, bài báo trình bày các bước xây dựng ngôi nhà chất lượng theo “tiếng nói của khách hàng” của bảng điều khiển xe. HOQ sẽ là cơ sở phát triển ý tưởng cải tiến một số chi tiết về bảng điều khiển xe. Kết quả cho thấy có hai ý tưởng được đề xuất cải tiến đó là hệ thống khí tuần hoàn trong xe và cốc đựng ly hoặc chai nước đa năng. Các ý tưởng thiết kế này được phát triển dựa trên ứng dụng mô hình CAD (Computer Aided Design). Từ khóa: QFD, HOQ, tiếng nói khách hàng, bảng điều khiển xe, CAD. Abstract: This paper presents the review of QFD (Quality Function Deployment), especially in House of Quality - the first matric of QFD. The paper then illustrates the steps to develop a HOQ based on “Voice of customer” (VOC) about dashboard of Toyota and Honda. HOQ is a base to generate improvement concepts for some parts of dashboard. The result generates two concepts of design improvement: forced exhaust system in car dashboard and multipurpose cup holder. The concepts of design improvement are developed based on CAD model application. Keywords:QFD, HOQ, VOC, dashboard, CAD. 1. Giới thiệu Công cụ Triển khai chức năng chất lượng (QFD – Quality Function Deployment) ngày càng được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất và dịch vụ. Hai nhà nghiên cứu tiên phong đã phát triển QFD là Shigeru Mizuno và Yoji Akao. Yoji Akao được xem là cha đẻ của việc ứng dụng QFD tại Nhật Bản [1]. Giáo sư Shigeru Mizuno là người đầu tiên sử dụng QFD vào năm 1972 vào thiết kế tàu chở dầu của nhà máy đóng tàu Mitsubishi Kobe [2]. Trong cuối những năm 1970, nhà sản xuất ô tô Toyota đã thông qua việc thực hiện QFD và tiếp tục phát triển khái niệm QFD trong các quá trình chi tiết [3]. Những khái niệm cơ bản về QFD được giới thiệu ở Mỹ vào năm 1983 và đến năm 1986, Ford Motor Company và Xerox là hai công ty ứng dụng QFD đầu tiên tại Mỹ. Kể từ đó, QFD đã được sử dụng như một công cụ phát triển sản phẩm và cải tiến chất lượng trên phạm vi toàn thế giới [4]. Đến nay, QFD đã được sử dụng và phát triển rộng rãi trong các ngành công nghiệp như điện tử, tự động, hàng không, vũ trụ, y tế, bảo hiểm, các tiện ích, phần mềm kỹ thuật, ngân hàng, chế biến thực phẩm, xây dựng và tiếp thị,[5]. Nhiều công ty đa quốc gia khác như IBM, HP, Baxter Healthcare, Texas Instruments, General Motors, Digital Equipment, Miliken Textile, Black and Decker and Philips International đã có đăng ký ứng dụng QFD trong sản xuất và kinh doanh [6]. QFD được sử dụng vì ba lý do cơ bản sau: tiết kiệm thời gian thiết kế và phát triển sản phẩm, tập trung vào sự hài lòng của khách hàng, và để cải thiện thông tin tất cả các cấp độ của tổ chức [7]. Mục tiêu của bài báo này là tổng quan lý thuyết QFD và trình bày tình huống ứng dụng của QFD trong cải tiến thiết kế các chi tiết ở bảng điều khiển xe ô tô. 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 2.1. Khái niệm QFD QFD là một kỹ thuật áp dụng cho “Phát triển một chất lượng thiết kế nhằm thỏa mãn người tiêu dùng, chuyển đổi nhu cầu của khách hàng vào các mục tiêu thiết kế và điểm chính đảm bảo chất lượng được sử dụng trong suốt giai đoạn sản xuất” [4]. Ý tưởng trung tâm của QFD là thiết lập các điểm kiểm soát cần thiết trước khi sản xuất để chất lượng sản phẩm có thể được đảm bảo trong giai đoạn lập kế hoạch. Dựa trên các nguyên tắc của quản lý chất lượng toàn diện (TQM), TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 37 QFD tập trung vào việc cung cấp giá trị bởi sự hiểu biết nhu cầu của khách hàng và triển khai các thông tin này trong suốt quá trình phát triển cũng như quá trình sản xuất và kiểm soát hệ thống [8]. QFD là một quá trình có hệ thống, áp dụng chéo các chức năng để xác định và giải quyết các vấn đề phát sinh từ việc cung cấp các sản phẩm, quy trình, dịch vụ, và các chiến lược nhằm nâng cao sự hài lòng của khách hàng [9]. QFD là một phương pháp chỉ ra sự phát triển hoặc triển khai các tính năng, thuộc tính, cung cấp cho một sản phẩm hoặc dịch vụ chất lượng cao. 2.2. Quy trình QFD QFD là một quá trình liên kết trực quan giúp các nhóm tập trung vào những nhu cầu của khách hàng trong suốt chu kỳ phát triển. Nó cung cấp các phương tiện để diễn dịch nhu cầu khách hàng thành yêu cầu kỹ thuật phù hợp với từng giai đoạn phát triển của một vòng đời sản phẩm hoặc quá trình [10]. QFD gồm có bốn ma trận (hình 1) theo các bước từ thiết kế sản phẩm cho đến thiết kế quá trình sản xuất để làm gia tăng tính đặc trưng của sản phẩm: - Lập kế hoạch sản phẩm (Ngôi nhà chất lượng – House of quality): Diễn dịch mong đợi của khách hàng vào trong các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm, đánh giá sản phẩm của đối thủ cạnh tranh và xác định các đặc tính quan trọng. - Thiết kế sản phẩm (triển khai bộ phận): Chọn thiết kế tốt nhất để đáp ứng các mục tiêu, xác định các bộ phận hay chi tiết quan trọng, và nghiên cứu - phát triển sâu hơn (nếu cần). - Thiết kế quá trình (lập kế hoạch quá trình): Xác định các thông số quan trọng, các phương pháp kiểm soát quá trình. - Thiết kế sản xuất (lập kế hoạch sản xuất): Thiết kế hướng dẫn cho sản xuất, xác định các đo lường, tần xuất và công cụ được sử dụng. Hình 1. Liên kết các ma trận QFD [11] Quá trình QFD hoàn chỉnh đòi hỏi ít nhất bốn ngôi nhà được xây dựng mở rộng phát triển trong suốt vòng đời của toàn bộ hệ thống, với mỗi ngôi nhà đại diện cho một giai đoạn QFD. Trong giai đoạn đầu (ngôi nhà chất lượng) thì các đặc điểm kỹ thuật là quan trọng nhất, đáp ứng hầu hết nhu cầu của khách hàng được xác định bởi giá trị thông qua việc trình bày ở phần dưới cùng của ngôi nhà, và chúng tạo thành đầu vào cho các giai đoạn tiếp theo của QFD. 2.3. Ngôi nhà chất lượng Hình 2. Ngôi nhà chất lượng (HOQ) [11]. Ngôi nhà chất lượng (HOQ) [11] bao gồm sáu giai đoạn (hay còn gọi là 6 căn phòng): 1 - Xác định các yêu cầu của khách hàng (Cái gì - What): Xác định khách hàng của công ty là ai, sau đó liệt kê, phân nhóm và xếp hạng ưu tiên các yêu cầu của họ đồng thời đánh giá những trọng số quan trọng trong căn phòng bên trái của ngôi nhà; 2 - So sánh khả năng cạnh tranh về sản phẩm hay dịch vụ trong căn phòng bên phải: Đánh giá của khách hàng về sản phẩm của công ty với một hoặc nhiều đối thủ cạnh tranh; 3 - Diễn dịch các yêu cầu của khách hàng thành các đặc tính kỹ thuật (Như thế nào - How) ở căn phòng dưới mái nhà: Đưa ra danh sách các đặc tính kỹ thuật mà chúng sẽ quyết định việc đáp ứng các nhu cầu của khách hàng; 4 - Xác định mối quan hệ giữa “cái gì và như thế nào” trong ma trận ở căn phòng trung tâm (ma trận mối quan hệ): Kiểm tra mối quan hệ giữa các đặc tính kỹ thuật với những yêu cầu của khách hàng và xác định cường độ của mối quan hệ này; 38 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 5 - Xác định mối tương quan giữa các đặc tính kỹ thuật trong ma trận trên mái nhà: ma trận này là nơi những mâu thuẫn trong đặc tính kỹ thuật được thể hiện rõ; 6 - Thiết kế các giá trị mục tiêu chất lượng của sản phẩm hoặc dịch vụ ở căn phòng tầng hầm: Lấy chuẩn các đặc tính thiết kế, thiết lập các giá trị mục tiêu, xác định chi phí và tầm quan trọng của mỗi đặc tính thiết kế của sản phẩm hay dịch vụ. Ma trận HOQ giúp thiết lập các giá trị mục tiêu, trong đó quan trọng nhất là hướng đến khách hàng và làm cách nào đạt được về mặt kỹ thuật. Việc xếp hạng các sản phẩm của đối thủ cạnh tranh cũng có thể được thực hiện bởi kỹ thuật benchmarking. Ma trận HOQ là một công cụ đa chức năng có thể được sử dụng trong tổ chức, cho các kỹ sư để tóm tắt dữ liệu theo cách dễ sử dụng và để đề xuất các cải tiến. Trong tiếp thị, nó đại diện cho tiếng nói của khách hàng và nhà quản lý sử dụng nó để tìm ra những cơ hội mới. 2.4. Phương pháp nghiên cứu Bài báo này sử dụng phương pháp nghiên cứu bàn giấy. Cụ thể là thực hiện tổng quan các khái niệm liên quan đến QFD và tổng hợp tình huống ứng dụng QFD trong thiết kế các chi tiết sản phẩm trên ô tô. 3. Kết quả nghiên cứu Bài báo này trình bày một tình huống về ứng dụng công cụ QFD để cải tiến một số chi tiết trong bảng điều khiển (Dashboard) cho xe Toyota và Honda của nhóm nghiên cứu trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ NWFP ở Peshawar, Pakistan [12]. Một bảng câu hỏi được thiết kế để thu thập “Tiếng nói của khách hàng” (VOC - Voice of Customer) nhằm xác định đúng nhu cầu khách hàng và sau đó được chuyển đổi thành thông số kỹ thuật. - Xác định nhu cầu khách hàng về bảng điều khiển xe Nghiên cứu này xác định nhu cầu khách hàng bằng cách khảo sát khách hàng đã sử dụng xe ô tô trong vài năm qua, như là Giáo viên và sinh viên của NWFP Đại học Kỹ thuật và Công nghệ Peshawar, cán bộ/nhân viên kỹ thuật trong bán hàng và trung tâm sửa chữa của Toyota và Honda ở Peshawar và Islamabad. Hai cuộc khảo sát đã được tiến hành trong nghiên cứu. Khảo sát thứ nhất được tiến hành để tìm hiểu các chức năng trong bảng điều khiển xe cần cải tiến. Kết quả cho thấy hệ thống tuần hoàn khí và cốc đựng ly/chai nước cần được cải tiếng. Khảo sát thứ hai được tiến hành để hiểu rõ “Tiếng nói của khách hàng” về các chức năng của hệ thống tuần hoàn khí và cốc đựng ly/chai nước, sau đó được chuyển đổi sang nhu cầu khách hàng (cột 2 và 3 ở Bảng 1). Dựa trên kết quả đánh giá của khách hàng, nhóm nghiên cứu xếp hạng theo tổng điểm mức độ quan trọng của từng nhu cầu khách hàng (cột 4 ở Bảng 1). Trong đó, mức quan trọng của nhu cầu của khách hàng được cho điểm từ 1 đến 5 (5 - quan trọng nhất và 1 - ít quan trọng nhất). Mức quan trọng tương đối giữa các nhu cầu của khách hàng được thể hiện ở cột 5 của Bảng 1. Bảng 1. Tiếng nói của khách hàng. TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 39 - Xác định các đặc tính kỹ thuật Bảng 2 mô tả các đặc tính kỹ thuật (HOWS) cần thiết để đáp ứng yêu cầu khách hàng ở bảng 1 Bảng 2. Danh sách các đặc tính kỹ thuật. - Ngôi nhà chất lượng (HOQ) của bảng điều khiển xe Ngôi nhà chất lượng được nhóm nghiên cứu xây dựng và thể hiện ở hình 3 (xem trang sau). Hình 3 cho thấy đặc tính của “diện tích quạt gió” có số điểm cao nhất 135. Diện tích quạt gió có liên quan đến các nhu cầu của khách hàng như sau: hợp nhất hệ thống khí tuần hoàn, không cản trở việc điều khiển xe, hệ thống hoạt động đạt hiệu suất, tiện lợi cho người sử dụng, thiết kế trông đẹp mắt, hiệu quả chi phí, thiết kế đạt tin cậy, thiết kế linh hoạt. Hình 3. Ngôi nhà chất lượng của bảng điều khiển xe. Đặc tính "tốc độ quạt gió" có số điểm cao thứ hai là 114. Tốc độ quạt gió có liên quan đến các nhu cầu của khách hàng như sau: hợp nhất hệ thống khí tuần hoàn, hệ thống hoạt động đạt hiệu suất, thiết kế trông đẹp mắt, hiệu quả chi phí. Đặc tính “lực kẹp” của cốc đựng ly/chai nước có số điểm cao thứ ba là 93. Lực kẹp có liên quan đến các nhu cầu của khách hàng như sau: vật đựng nước đa năng, an toàn và hiệu quả tốt, tiện lợi cho người sử dụng, hệ thống hoạt động tự động, thiết kế đạt tin cậy, thiết kế linh hoạt. Ngoài ra, có một mối tương quan thuận giữa đường kính cốc đựng ly/chai nước và lực kẹp thể hiện ở ma trận trên mái ngôi nhà chất lượng. Tương tự như vậy, có mối tương quan thuận giữa diện tích quạt gió và diện tích ống dẫn, giữa độ cứng lò xo và lực kẹp. Những phân tích trên phản ánh tính hữu ích của việc phân tích QFD trong việc xác định những đặc điểm sản phẩm để cung cấp một thiết kế nhỏ gọn cho hệ thống thoát khí và chiếc cốc đa năng đáp ứng nhu cầu và kỳ vọng của khách hàng. Kết quả phân tích QFD được sử dụng trong việc đề xuất và lựa chọn ý tưởng cải tiến thiết kế. Thiết kế hiện tại của hệ thống tuần hoàn khí trong xe Hình 4. Hệ thống tuần hoàn khí trong xe hiện tại. Ý tưởng cải tiến hệ thống tuần hoàn khí trong xe Hình 5. Ý tưởng cải tiến hệ thống tuần hoàn khí. Thiết kế hiện tại của cốc đựng ly/chai nước 40 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 Hình 6. Thiết kế hiện tại của cốc đựng ly/chai nước. Ý tưởng cải tiến cốc đựng ly/chai nước đa năng Hình 7. Các ý tuởng thiết kế cốc đựng ly/chai nước. 4. Kết luận Trong thị trường toàn cầu và cạnh tranh ngày nay, cải tiến là điều cần thiết cho sự sống còn của bất kỳ doanh nghiệp. Mỗi doanh nghiệp phải chủ động thích nghi, đáp ứng với những thay đổi, và có khả năng cung cấp sản phẩm chất lượng cao theo sự mong đợi của khách hàng. Sự thành công của sản phẩm mới trên thị trường phụ thuộc vào mức độ đáp ứng nhu cầu của khách hàng và yêu cầu. QFE cung cấp một phương pháp cấu trúc để chuyển đổi “Tiếng nói của khách hàng” vào yêu cầu thiết kế, hướng dẫn quy trình phát triển sản phẩm và nâng cao tỷ lệ thành công cho các sản phẩm mới. Bài báo này cho thấy QFD cải thiện quá trình phát triển bảng điều khiển xe bằng cách tập trung vào nhu cầu và kỳ vọng của khách hàng. Hai phát triển quan trọng trong bảng điều khiển xe là hệ thống tuần hoàn khí và cốc đựng ly/chai nước đa năng. Dựa trên khảo sát thị trường và thông qua câu hỏi (WHATS) đã tìm ra được “Tiếng nói của khách hàng”, đồng thời chuyển đổi thành nhu cầu của khách hàng. Đặc tính sản phẩm được phát triển để đạt được những nhu cầu của khách hàng trong các mô tả kỹ thuật (HOWS). Ngôi nhà chất lượng được xây dựng bằng cách phát triển các mối quan hệ giữa WHATS và HOWS. Các ý tưởng cải tiến được phát triển dựa trên mô hình CAD cho việc thiết kế hệ thống tuần hoàn khí trong xe và cốc đựng ly/chai nước đa năng  Tài liệu tham khảo [1] E. B. Dean. Quality function deployment: From the perspective of competitive advantage.Available at: (1998). [2] A. Martins and E. M. Aspinwall. Quality function deployment: An empirical study in the UK. Total Quality Management, 12 (5), 575 – 588 (2001). [3] L. Cohen. Quality Function Deployment: How to Make QFD Work for You. 1stEdition. Prentice Hall, New Jersey (1995). [4] Y. Akao. Quality Function Deployment: Integrating Customer Requirements into Product Design. Translated by Glenn Mazur, Productivity Press, Cambridge (1990). [5] L. K. Chan and M. L. Wu. Quality Function Deployment: A Comprehensive Review of Its Concepts and Methods. Quality Engineering, 15(1), 23 – 35 (2003). [6] B. Prasad. Review of QFD and related deployment techniques. Journal of Manufacturing Systems, 17(3), 221 – 234 (1998). [7] M. D. Kasim, A. A. Zuhair, and A. M. Amer. An Intelligent Quality Function Deployment (IQFD) for Manufacturing Process Environment. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 3(1), 23 – 30 (2009). [8] A. Hill. Quality function deployment, in Lock, D. (Ed.). Gower Handbook of Quality Management, Gower, Aldershot (1994). [9] M. E. Gonzalez, G. Quesada, F. Picado and C. A. Eckelman. Customer satisfaction using QFD: An e-banking case. Managing Service Quality, 14 (4), 317 – 30 (2004). [10] D. Gharakhani and J. Eslami. Determining customer needs priorities for improving service quality using QFD. International Journal of Economics and Management Sciences, 1 (6), 21 – 28 (2012). [11] B. N. Hùng, N. T. Q. Loan. Quản lý chất lượng. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM (2004). [12] Hamidullah, R. Akbar, S. Noor, W. Shah & Inayatullah.QFD as a tool for improvement of car dashboard. Journal of Quality and Technology Management, 6 (1), 1 – 22 (2010). Ngày nhận bài: 15/04/2016 Ngày hoàn thành sửa bài: 06/05/2016 Ngày chấp nhận đăng: 13/05/3016