前言
桥梁是重要的公共交通设施，最重要的是必须满足业主和使用者的正常运营和安全使用要求。一座桥梁的设计、施工和使用是一个复杂的过程。传统的桥梁设计阶段的工作一般被分为几个部分，并分别由不同的人员或者小组来完成结构和各个部件的设计;施工则是承包商的责任。
其主要问题之一是各部件的设计者之间缺乏有效的交流。结果是导致设计的各子过程接口模糊，信息得不到传递或者被错误地传递。某些顾客要求在设计过程中被遗漏或篡改，比如，前一设计者的意图没有与后面的设计者很好地沟通而被后者无意破坏。质量功能展开(quality function deployment，简称QFD)法是一种把顾客的需求引人设计过程的方法，可以有效地改善设计过程，可以极大地提高设计的质量和降低成本、减少不必要的浪费〔‘〕。本文将在对QFD方法分析的基础上，探讨其在桥梁工程，尤其是桥梁设计中的应用，以改善桥梁设计过程、更好地满足业主和使用者的需求。在美国、欧洲乃至全世界都得到应用。到目前为止，它主要应用在机械、电子，在建行业也有应用〔3I，但在桥梁工程中的应用却还没有先例。
在1998年澳大利亚悉尼召开的第四届国际质量功能展开大会上，香港Y. K. Fung在论文中评价"QFD被认为是一种最成功的能把顾客的需求变为现实的工具”。日本的吉泽在其论文中指出:"Q FD的特征之一是强调顾客的需求，并进一步简化到明确的需求，其目的是使工程师从大量设计特性中优化出一个解决方案:。因此，质量功能展开是一种理念，也是一种方案设计、产品开发和质量保证的方法论。
1质f功能展开(QFD)法
1. 1质t功能展开(QFD)法的概念质量功能展开(QFD)法在20世纪60年代广泛应用于工业产品开发。目前最早公开发表的QFD方法是日本提出的，早在1972年第一次应用于三菱重工的神户造船厂阅。Yoji Akao将QFD定义为:针对满足顾客而去发展设计品质的一种方法，然后经由生产接口将顾客需求转换成设计目标与主要的品质保证川。
从那之后，QFD方法在日本得以推广，从80年代起，顾客需求图1 QFD 4个阶段的关系质量功能展开(QFD)法提供一个空白的矩阵(即
“质量屋”，图2)，将顾客的要求及其重要性填人矩阵左边栏目里，同时把各方案的特性列在顶部栏目里，中心部分代表了要求和相应方案之间的矩阵关系。重要性的度量(即加权因数)则列在底部，图右侧列出了对竞争方案的评估。图2质f且的结构
1. 2功能展开(QFD)法的主要内容QFD是一套以顾客需求为导向的质量管理系统[C5.61。其目的是创造更高的顾客满意度。它在方案设计的初期阶段就考虑到顾客对质量的需求，并在方案设计与建设的各个阶段都尽力确保这一需求得到实现。在桥梁结构设计中应用时，一套完整的 QFD系统可由4个阶段组成(见图1)。每一阶段的产出(HOWs,
1. 3 QFD中常用的决策方法[(;QFD中常用的决策方法有简单加权法、欧氏距离法、主成分分析法。
简单加权法最常用，且比较简单，但顾客的需求与设计特性之间的关系值通常是人为给定的，在具体应用中，很难说清为什么要采用特定的权重值。欧氏距
离法是基于被挑选的备选方案应当距离最优解决方案最近，并且距离最差解决方案最远的直观原理。为了消除简单加权法各评价指标的相关性，可采用主成分分析法。
简单加权法比后两种方法的公式要简单得多，但对于一个特定的决策问题，选用哪种方法来解决的一个最有效的方法就是对同一问题同时采用几种方法，比较它们的结果，然后做出最终决策。
2 QFD方法在桥梁工程中的应用
2. 1 QFD方法在桥梁工程中可能的应用情况
从理论上讲，QFD的方法论和形式可以有效地改善设计过程，以及设计一施工接口。首先，设计中存在的一个主要的问题是信息缺乏和信息错误。QFD是
一种顾客驱动的方法，最显著的特点是以顾客的要求为输人，然后，通过适当的方法和措施在输出中体现这些要求。这种方法使信息在设计各子过程中能够被有效的传递。其次，QFD在其实施过程中，要求组建一个多学科、多部门人员组成的小组，在这个过程中，QFD为各部件的设计人员相互交流和协作提供了可操作的手段。
QFD的主要作用是将需求转换为功能性或技术性要求，因此可以作为需求与要求之间的一个优化或选择连接工具，既可以应用于产品开发，也可以用于桥梁结构物的设计和施工等。QFD方法在桥梁工程中可能的应用如下:
(1)规划:业主和使用者对桥梁和设计目标的要求;
(2)设计:设计目标和施工图纸;
(3)施工计划:施工图纸和施工计划;
(4)施工:施工计划和施工阶段。
2.2 QFD方法在桥梁工程中应用的基本目标
(1)确定业主和使用者的需求;
(2)将业主和使用者的需求转换为桥梁的要求，先是功能方面的要求，然后是技术方面的要求;
(3)根据功能性和技术性的要求，对技术方案进行优化;
(4)在不同设计方案中进行选择。
2.3桥梁设计要求的优先顺序
在采用QFD方法对功能要求与业主和使用者需求的关系、技术要求与功能要求的关系以及设计方案与技术要求的关系进行分析的时候，应当遵循如下程序:
(1)确认并列出“什么”和“如何”的因数;
(2)对竺什么”进行评估并列出优先性或加权因数;
(3)对“什么”与“如何”之间的相关性进行评估;
(4)计算因数:相关性乘以每个“如何”的加权因数;
(5)标准化因数:“相关性乘以每个“如何”的权”，用作下一阶段每个“如何”的优先因数或加权因数。
简言之，QFD方法就是须把需求(即“什么”)与设计要求(即“如何”)组建成一个矩阵，同时还要对需求的优先顺序、要求的优先顺序以及需求之间的相关性和设计要求之间的相关性进行分析。在实际桥梁初步方案设计过程中，为保证较好地控制变量，避免对次要因素投人过多的精力，应仅限于针对少数关键需求和要求。在详图设计中，应采取更为详尽的应用。为保证QFD方法的最佳利用，应遵循针对各种类型的设计方案，采取不同的关键属性和参数的原则。
3实例分析
某桥在初步方案设计时拟采用QFD方法对业主和使用者需求进行分析，并把业主和使用者的需求转变成桥梁的功能性和技术性要求。其分析步骤如下:
3.1对业主、使用者需求进行分析，确定需求类属性
和其优先级别、相关性设计人员在对区域规划、交通运输体系的规划进行分析的基础上，根据业主与使用者的实际要求，并结合专家意见确定了需要在设计中控制实现的主要需求指标为财务成本、功能性、环境成本、安全和美学要求等5个关键需求(即“什么，’)，并确定相互间关系和其优先级别，如表1所示。仅采用简单加权法)。
3. 2确定桥梁主要功能类属性及其相关性对桥梁建成后需要具备的功能属性进行分析，根据专家调查意见和业主、使用者要求确定了寿命周期财务成本、寿命周期功能性、寿命周期养护、寿命周期环境成本、安全、美学及舒适等6个主要功能属性(即“如何”)并确定相互间关系，如表1所示。
3. 3计算确定功能类属性优先级别采用简单加权法、欧氏距离法、主成分分析法计算功能类属性的优先级别，如表1所示(为简化计算这里主要技术指标:
1.使用中或未来变化时的灵活性指标;
2.使用寿命指标;
3.结构体系和构件的功能指标;
4.耐久性指标;
5.环境指标;
6.可养护性及可维修性;
7.安全指标;
8.噪声、防火、防撞等指标。
3.4确定桥梁主要技术指标类属性和功能类属性及
其相关性对实现桥梁功能属性所需的主要技术指标进行分析，根据专家调查意见和业主、使用者要求确定了使用中或未来变化时的灵活性指标、使用寿命指标、结构体系和构件的功能指标、耐久性指标、环境指标、可养护性及可维修性、安全指标、噪声防火防撞等指标8个主要功能属性(即“如何，’)并确定相互间关系，如表2所示。表2功能属性及其优先级别表1器求及其优先级别
其中主要功能属性为:1.寿命周期财务成本;
2.寿命周期功能性;
3.寿命周期养护;
4.寿命周期环境成本;
5.安全;
6.美学及舒适。
3.5计算确定主要技术指标类属性优先级别
采用简单加权法、欧氏距离法、主成分分析法等计算主要技术指标类属性的优先级别，如表2所示(为简化计算这里仅采用简单加权法)。
3.6确定关键的技术指标
通过对前面计算得到的优先级别进行比较，确定了桥梁设计中最关键技术指标为结构体系和构件的功能指标，同时也要优先考虑结构的可养护性及可维修性、安全指标。
显然，根据业主和使用者的需求，桥梁设计方案的财务成本和功能性是2个最重要的指标。通过QFD分析可知，在桥梁结构的设计主要功能属性中，寿命周期
财务成本和寿命周期功能性也是最重要的指标，同时还要考虑寿命周期养护问题，也就是说必须在设计时对寿命周期养护方案也进行设计。进一步可以计算得到桥梁主要技术指标间的优先级别，其中结构体系和构件的功能指标是最重要的指标，必须在设计时首先满足其要求。可养护性及可维护性、安全指标也很重要，必须在满足功能性指标要求后优先考虑。相比之下，噪声、防火、防撞等指标就显得不太重要了。因此，通过应用QFD方法可以为桥梁设计确定关键的技术指标，避免把时间过多花在设计满足一些业主和使用者不太关心的结构指标方面。
此外，计算得到的技术要求的优先级别可以再次作为加权因数，用来在不同的设计方案之间根据业主和使用者的需求和要求进行比较。更好地满足业主和使用者的要求。
(3)技术要求的优先级别可以再次作为加权因数，用来在不同的设计方案之间根据业主和使用者的需求和要求进行比较。
(4)但在QFD方法应用时，“如何”与“什么”之间的相关性目前主要靠专家意见确定，人为性很大，需要在以后的研究中寻求适当方法进一步改进。
4结论
本文探讨了QFD方法在桥梁工程中可能的应用及在桥梁工程中的应用步骤，并通过实例进行了分析验证。现结论如下:
(1)QFD方法可以用于桥梁的规划、设计、施工计划和施工的分析和决策。
(2)QFD方法可以很方便地将业主和使用者的需求转变成桥梁方案的功能属性和主要技术指标，确定桥梁设计中的关键技术指标，从而改进桥梁设计的质量。
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