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Le QFD est la colonne vertébrale du Design For Six Sigma. Véritable outil structurant, il donne la marche à suivre d’un projet de développement de produit/service.

Historique

A l’origine, le QFD a été développé par deux professeurs Japonais, Yoji AKAO et Shigeru Mizuno, à la fin des années 1960. Dans une démarche de recherche de la qualité totale, leur objectif était de s’assurer de déployer la « Voix du Client » au travers l’ensemble du processus de conception.

Yoji AKAO développa cet outil à partir de 1965 chez Matsushita Electric au Japon. Mais sa première véritable utilisation se fera en 1973 sur le chantier naval de Kobe des industries Mitsubishi.

L’outil a ensuite été utilisé chez Toyota puis dans l’ensemble de l’industrie Japonaise avant et enfin aux Etats-Unis et en Europe.

Avantage

Commençons par Toyota, qui a introduit cette méthode en 1977 avec pour résultat1 :

Coût de lancement diminué de : 20% en octobre 1979, 38% en novembre 1982 et un résultat cumulé de 61% en avril 1984.

Dans cette même période le Time To Market fut diminué d’un tiers.

Réduction du nombre de modification en cours de projet.

Enfin, une étude un plus grand nombre d’entreprises montre:

  • 30 à 50% de modification en moins
  • 30 à 50% de temps de développement en moins
  • 20 à 60% de coûts de lancement en moins
  • 20 à 50% moins de réclamation client

Inconvénient

Une étude empirique (auprès de 21 entreprises – 5 Anglaises, 11 US, 1 Pays Bas, 1 Suède, 2 Italie et 1 Hong-Kong) a été menée par des chercheurs afin de comprendre les obstacles au QFD. Cette étude montre 5 grandes familles de problèmes3.

Groupe 1 : Management 41,4%

Classe 2 : travail de groupe

  • Nécessité d’une culture du travail en équipe
  • Difficulté de maintenir l’équipe
  • Difficulté de la création d’une équipe multifonctionnelle
  • Trop d’analyse
  • Le succès dépend des compétences des acteurs
  • Construction et sélection des acteurs de l’équipe
  • Décisions manipulées par la hiérarchie
  • Leadership
  • Augmentation des problèmes managériaux
  • Pas d’opérateurs

Classe 4 : maintenir l’engagement

  • Manager les exigences pour avoir des REX
  • L’outil est ennuyeux
  • Difficulté de quantifier les bénéfices
  • Difficulté de représenter les bénéfices
  • Management de projet
  • Manque de détermination
  • Manque de soutien du management

Classe 8 : inapproprié à la culture

  • Départ d’un challenge culturel
  • Pas de relation avec la culture de l’entreprise
  • Barrière organisationnelle
  • Amélioration non utilisée
  • Considérer comme une bureaucratie

Groupe 2 : Compléter la maison de la qualité 32,9%

Classe 1 : obtenir la voix du client

  • Difficulté d’avoir la voix du client
  • Difficulté de comprendre le jargon du client
  • Difficulté du client à exprimer ses souhaits
  • N’invite pas les clients
  • Nécessite uniquement des ingénieurs
  • Soumis à influence
  • Difficulté de savoir qui est le client
  • Recherche de nouveaux clients impossibles
  • Pas d’influence durant l’interview
  • Difficulté à segmenter les clients
  • Difficulté à trouver les attentes

Classe 6 : compléter HOQ

  • Matrice très grande
  • Continuer à faire du benchmark
  • Structurer le process de conception
  • Mauvaise évaluation des corrélations influe le résultat
  • Difficulté de mesurer la VOP dans les services

Groupe 4 : Préparation 11,4%

Classe 3 : formation

  • Exemple complexe pour une formation
  • Pas assez de facilitateur
  • Bonne formation au bon moment pour les bonnes personnes
  • Manque d’outil simple pour gagner du temps

Classe 9 : planning

  • Prendre un sujet trop large
  • Définition du projet
  • Prend beaucoup de temps entre la formation et l’application
  • Beaucoup de planning pour peu d’action

Groupe 3 : Ressource 11,4%

Classe 5 : délai

  • Longues heures de brainstorming
  • Long à mettre en place
  • Consommation de temps
  • Beaucoup de travail

Classe 7 : logiciel

  • Logiciel QFD
  • Utilisation d’un logiciel difficile pour recueillir les informations
  • Logiciel mal utilisé

Groupe 5 : autre 2,9%

  • Une dimension (focus sur la qualité)
  • Introduction des coûts

Le modèle de processus

Par une suite de “maison” QUOI-COMMENT, le QFD traduit la Voice Of Customer, en fonction, puis en solution puis en plan de fabrication, puis… Le COMMENT d’une “maison” devient le QUOI de la “maison” aval jusqu’à obtenir l’ensemble des éléments nécessaires à la production. Le processus complets se compose en 4 “maisons4 :

  1. House of Quality : Transformation du besoin en fonction compréhensible par les ingénieurs.
  2. Parts deployment : Transformation des fonctions en éléments techniques.
  3. Process planning : Transformation des éléments techniques en process de fabrication.
  4. Production planning : Transformation du process de fabrication en besoin de fabrication.

Matrice I : la maison de la qualité

La maison de la qualité

Le coeur du QFD est la matrice qualité aussi appelée “maison de la qualité5,6 (nommé ainsi par M. Fukuhara à cause de sa forme). C’est la première matrice du processus QFD, et la plus importante. Voici le schéma détaillé :

A : Les besoins du client – La Voice Of Customer

La première étape est d’identifier les besoins, leurs attentes… 7 :

  • A1 : Identifier les clients
  • A2 : Capitaliser leurs attentes : élément qualitatif, appelé « fonction » dans l’analyse fonctionnelle traditionnelle
  • A3 : Identifier les importances : élément quantitatif

B : Analyse stratégique – La Voice Of Business

La partie de droite permet d’intégrer les notions de concurrence et de stratégie d’entreprises dans la priorisation du projet de développement.

B1 : évaluation concurrentielle

Il s’agit de faire une évaluation des produits de la concurrence en fonction des attentes clients précédemment identifiées. L’évaluation de la qualité des concurrents est faite sur le niveau perçu de qualité que peuvent avoir les clients sur nos concurrents et sur nous-même8. L’échelle d’évaluation s’effectue de 1 à 5 où l’on compare par rapport au niveau moyen 3, nos concurrents et nous-mêmes. 1 étant un niveau très en dessous du niveau moyen et 5, un niveau au dessus de la concurrence.

B2 : Niveau cible de qualité perçue visée

Après avoir pris connaissance des performances perçues, on va fixer le niveau cible de qualité perçue que nous souhaitons en comparaison avec les concurrents. L’évaluation s’effectue de la manière suivante :

  • 1 : Très en dessous de la qualité perçue moyenne.
  • 2 : Un petit peu en dessous de la moyenne perçue.
  • 3 : Dans la moyenne de la qualité perçue.
  • 4 : Un petit peu au dessus du niveau de qualité perçue.
  • 5 : Au dessus du niveau moyen de qualité perçue.

B3 : Polarisation stratégique

Le produit est évalué par un critère de « polarisation stratégique » permettant d’intégrer la stratégie produit de l’entreprise. Par exemple, si l’ensemble des produits du secteur présente un « manque » sur une technologie, une entreprise peut décider de prendre de l’avance et d’améliorer avant les autres cette fonction du produit. Ce critère a pour valeur :

  • 1 : Peu d’intérêt stratégique.
  • 1.25 : Intérêt modéré.
  • 1.5 : Fort intérêt stratégique.

Ce chiffre permet de refléter la « volonté stratégique de l’entreprise eu égard au degré d’importance attribué par les clients ». Ce chiffre « influer sur la qualité en conception afin de répondre aux exigences qui ont un plus haut degré d’importance »9.

B4 : Importance finale des éléments entrants

Il ne reste qu’à multiplier les coefficients précédents afin de connaître qu’elles sont les opportunités stratégiques et qu’elles sont les attentes sur lesquelles l’entreprise doit se concentrer.

Importance finale = (Cible B2 – Position actuelle B1) * hiérarchie éléments d’entrée A3 * polarisation stratégique B3

 L’interprétation à ce niveau s’effectue comme suit :

  • Valeur < 0 : cela indique que nous sommes dors et déjà à un niveau au dessus du niveau de la demande client et du marché.
  • Valeur > 0 : notre niveau actuel est très en dessous de la demande client et du marché et que notre stratégie est de nous améliorer sur ce point.

 

A noter qu’un modèle est proposé pour calculer l’importance des éléments entrants via la matrice de Kano :

Importance = (Cible / Niveau actuel)1/K * Importance initiale

Source : X.X. Shen, K. C. Tan (2000) – Integrating Kano’s model in planning matrix of quality function deployment

K étant la valeur du coefficient de Kano, proposé avec 0.5, 1 et 2 respectivement pour must be, one dimensional et attractive.

C : comment

C1 : Critère fonctionnel

Il s’agit de transformer les attentes d’ordre tertiaire en données « mesurables, globales et proactives »10. En définitif, il s’agit de qualifier, puis de quantifier les fonctions, tel que le préconise la norme de l’analyse fonctionnelle NF X50-150, en écrivant les critères et les niveaux correspondants pour chaque fonction.

Afin de trouver l’ensemble des critères, nous pouvons utiliser l’outil QQOQCCP. Pour chaque fonction, il faut se poser l’ensemble des questions (« qui l’utilise ? », « combien de fois ? »…) et identifier les critères correspondants.

Il est possible qu’il y ait différentes familles de critères. Dans ce cas, nous pouvons reprendre la méthodologie utilisée pour classifier les attentes (méthode KJ).

C2 : les unités

On va identifier les unités de mesure de chacun des critères (ml, cl…).

C3 : sens de la performance

Cette ligne permet d’identifier le sens positif de performance des critères par rapport à l’existant. 3 directions peuvent être données : augmenter, maintenir ou diminuer. Par exemple, on peut mettre un seuil de performance pour un bruit, et donner comme direction la diminution de ce bruit, ou aussi identifier un certain palier en dessous duquel le produit n’est plus considéré comme de qualité. Cette mesure s’identifie par des flèches :

  • ↑ : signifie que plus cette valeur augmente et plus le client est satisfait (performance du moteur…)
  • ↓ : signifie que plus cette valeur diminue et plus le client est satisfait (distance de freinage…)
  • Ο : signifie que la valeur est une cible. Au dessus ou en dessous de cette valeur fait diminuer la satisfaction du client (dimension d’une citadine…)

A noter que le sens de la performance n’est pas inclus dans le modèle mathématique de la matrice. Comme d’autres éléments,  ils sont là pour se poser les bonnes questions et évaluer correctement les niveaux de risques et de complexités.

D : matrice de corrélation

La matrice de corrélation va permettre de noter les corrélations entre les QUOI (partie A) et les COMMENT (partie C) de la matrice afin d’identifier l’importance de développement de tel et tel critère des fonctions. L’évaluation s’effectue selon l’échelle suivante11 :

  • 9 : forte corrélation
  • 3 : corrélation modérée
  • 1 : corrélation faible
  • Blanc : aucune corrélation

E : corrélation technique

Il s’agit de déterminer quelles sont les influences entre critères. Par exemple, pour une fonction, nous avons un critère de poids, puis pour une autre, un critère de vitesse. Il est fort probable que ces 2 critères interagissent de manière négative. Cette matrice va permettre de les identifier, et de prévoir les compromis à effectuer.

Par exemple, pour lever plus rapidement une vitre, il faut un moteur plus puissant. La matrice de corrélation technique montre que si on augmente la taille du moteur, on augmente le poids de l’ensemble et on doit augmenter la section des charnières.

2 options se portent à nous dans le cas de corrélations techniques négatives :

  • La première consiste à trouver une solution permettant de résoudre le problème en l’éliminant ou le minimisant. Par exemple, utiliser un matériau composite permettant d’augmenter la solidité tout en diminuant le poids (ce qui est en général une corrélation technique négative)
  • Ensuite, si aucune solution n’est satisfaisante, il faudra effectuer des compromis en diminuant une ou des cibles déterminées dans la partie F. Ces compromis pouvant être au niveau Qualité, Coût ou Délai.

Tout l’intérêt est d’identifier les critères antagonistes pour lancer des séances de créativités, en particulier grâce à l’aide de TRIZ, afin de trouver des solutions.

L’échelle pour évaluer cette corrélation est la suivante :

Fortement Négative

Négative

Positive

Fortement positive

 

F : matrice technique

F1 : Importance relative des COMMENT

Cette mesure permet de faire la synthèse de l’importance des besoins avec la corrélation entre les quoi et les comment. Cette synthèse se calcule par la formule :

Importance relative des COMMENT = Niveau d’importance des besoins (B4) * somme des corrélations (D)

F2 : Evaluation technique des concurrents

La première analyse concurrentielle portait sur la présence et le niveau de qualité perçue des fonctions en début de projet et sans avoir donné le niveau des critères finalement décidé pour le produit.

Ce second volet de l’analyse concurrentielle porte sur une comparaison de nous mêmes avec la concurrence par rapport à un niveau moyen (par exemple, on sait le nombre de pignons pour cette gamme de vélo de route est de 11). Nous procédons de la même manière que dans la partie B1, en mesurant et comparant le niveau finalement décidé pour notre produit vis-à-vis de celui de la concurrence.

L’évaluation s’effectue en comparant notre niveau de performance par rapport au niveau moyen du marché et de la demande client. L’échelle d’évaluation va de 1 à 5, 1 étant un niveau bas, 5 le plus haut niveau.

F3 : Niveau technique ciblé

De la même manière que dans la partie B2, nous pouvons aider à identifier le niveau cible des différents critères vis-à-vis des résultats obtenus en F1. Généralement, c’est une donnée intuitive indiqué par la direction. L’échelle d’évaluation va de 1 à 5, 1 étant un niveau bas, 5 le plus haut niveau.

F4 : Polarisation stratégique

De la même manière que dans la partie B3, on réévalue les différents critères par rapport au souhait de l’entreprise d’aller aussi loin dans l’amélioration ou non, ceci au regard des résultats en F1. Généralement, c’est une donnée intuitive indiqué par la direction.

F5 : Facteur de difficulté

Il s’agit d’identifier la difficulté de réaliser la cible. C’est en fonction de la difficulté technique propre à la solution, mais aussi à la cible. Ainsi, si notre niveau actuel est très bas, et que notre cible est haute, il va falloir introduire des innovations avec les conséquences que cela entend. Cette identification met en évidence les difficultés de développement à venir.

A noter que part convention, si un élément est indiqué comme très complexe, il devient moins prioritaire car nécessitant une innovation importante. L’enjeu du QFD, conçu dans une philosophie d’assurer une conception robuste, une grande innovation n’est pas le but recherché.

F6 : importance des éléments sortants

De la même manière que pour les QUOI, nous allons calculer un facteur d’importance des éléments sortants de la matrice, les Critical To Quality (ensemble composé d’une fonction et d’un niveau technique de cette fonction).

Importance des éléments sortants =  (Niveau cible F3 – Niveau du produit F2) * Importance relative F1 * Point technique F4 * Facteur de difficulté F5

L’interprétation de cette évaluation s’effectue ainsi :

  • < 0 : Nous sommes dors-et-déjà au dessus du niveau cible de performance technique ou au dessus du niveau cible de qualité perçue.
  • = 0 : Nous indique que nous sommes actuellement déjà au niveau souhaité par le client et souhaité en terme de performance que nous nous fixons. Autrement dit, ce n’est pas prioritaire.
  • > 0 : La plus forte valeur nous indique qu’elle est l’action prioritaire.

Matrice II – Caractéristiques techniques du produit

La matrice 2 est représentative du déploiement des composants, et qui correspond à la phase « Analyser » du processus DMADV.

Les éléments sortants de la matrice 1, sont les éléments entrants de la matrice 2. Nous allons  décomposer le produit en divers composants et sous-composants afin de préciser la conception du produit, que nous allons évaluer vis-à-vis des éléments entrants (les CTQ avec leurs pondérations).

Les Critical To Quality

Ils sont les outputs de la matrice précédente accompagnée de leur pondération respective. Ils deviennent ainsi les inputs de cette matrice.

Nous aurons par exemple, le souhait d’une bonne luminosité avec une ampoule pour une pièce de 30m2.

Détermination des spécifications

En fonction des pondérations, on pourra directement prioriser les niveaux de performances et de spécifications de chacune des caractéristiques. En proportion de chacune des pondérations, on va déterminer :

  • Une valeur cible : exemple bonne luminosité pour une pièce de 30m2
  • Une spécification inférieure (LIS) : exemple bonne luminosité pour une pièce de 20m2
  • Une spécification supérieure  (LSS) : exemple bonne luminosité pour une pièce de 40m2

Détermination des caractéristiques techniques

De la même manière, on va identifier pour chaque critère fonctionnel des caractéristiques techniques précises. Reprenons notre exemple des ampoules. Nous avons en CTQ le souhait d’une bonne luminosité pour une pièce de 30m2. Nous aurons ainsi en critère technique l’épaisseur du verre.

Matrice III – Sélection des process

La matrice 3 nous permet d’identifier les caractéristiques des process de production nécessaire pour parvenir au niveau de spécificité demandé. Nous sommes ici dans la phase « Design » du processus DMADV.

Dimensionnement

La solution identifiée, nous devons la dimensionner. Chaque composant de la solution est détaillé. Prenons l’exemple du déploiement du composant ampoule.

Une ampoule est décrite en fonction de critères ingénieurs précis qui vont déterminer sa performance et sa difficulté de réalisation, ceci en corrélation directe avec les résultats de la matrice 1.

Process de fabrication

Une fois que nous avons identifié les caractéristiques techniques du produit, nous allons rechercher les processus de fabrication. Pour cela, nous procédons en 2 étapes :

  • Rechercher les solutions : rechercher et développer l’ensemble de techniques envisageables afin de maximiser la capabilité du procédé. Tester toutes les innovations et améliorations techniques.
  • Sélectionner le processus : déterminer la méthode optimale de réalisation respectant le degré de précision requis à moindre coût (calculer le facteur coût de la précision pour chaque procédé).

Matrice IV – Spécifications de production

La dernière matrice du processus QFD permet de mettre sous contrôle le process de fabrication du produit. Nous sommes dans la phase « Vérifier » du processus DMADV. On va confronter les différentes caractéristiques des process choisis avec les différents paramètres et méthodes permettant de garantir l’obtention du résultat souhaité.

Critère technique des process

On va identifier les critères techniques en corrélation avec les process. On retrouvera par exemple la taille d’un outillage, le type de matériaux… Il faut mettre tous les critères techniques nous permettant d’assurer la capabilité de la machine vis-à-vis du besoin.

Réglage, points de contrôles…

Ces critères sont ensuite mis en corrélation avec les différentes méthodes et moyens de production. On retrouvera par exemple la mise à jour des gammes de contrôles, des maintenances autonomes… Ou encore la formation aux techniciens qualités vis-à-vis d’un nouveau contrôle à effectuer.

A la fin de cette étape, on doit avoir identifié :

  • Les spécifications de production des composants, les plans de contrôles et les procédures d’achats. Décider des sous-traitance ou non, et éditer les cahiers des charges
  • Les plans de maîtrise de la qualité pour la réalisation des pièces : établir les points clés qui sont des caractéristiques de la qualité des pièces, puis les traduire en points de vérification pour le procédé.
  • Le tableau de maîtrise de la qualité en identifiant les responsables, procédures d’assemblages, consignes, spécifications.
  • Des tableaux de maîtrise de la qualité aux sous traitants et fournisseurs.

Source

1 – L. P. Sullivan (1986) – Quality Function Deployment : a system to assure that customer needs drive the product design and production process

2 – B. A. Bicknell, K. D. Bicknell (1995) – The road map to repeatable success – using Quality Function Deployment to implement change

3 – A. Martins, E. M. Aspinwall (2001) – Quality Function Deployment : an empirical study  in the UK.

4 – J. R. Hauser, D. Clausing (1988) – The house of quality, Harvard Business Review

5 – L. Cohen (1995) – Quality Function Deployment: how to make Quality Function Deployment work for you

6 – L. P. Sullivan (1986) – Quality Function Deployment: a system to assure that customer needs drive the product design and production process

7 – M. L. Shillito (1994) – Advanced Quality Function Deployment: linking technology to market to customer needs

8 – C. K. Kwong, H. Bai (2001) – Determining the importance weights for customer requirements in QFD using fuzzy AHP with an extent analysis approach

9 – K. S. Chin, J. Lam, J. S. F. Chan, K. K. Poon, J. Yang CHIN (2005) – A cimosa presentation of an integrated product design review framework

10 – Y. Akao (1990) – Prendre en compte les besoins du client dans la conception de produit

11 – American Supplier Institute (1994), Quality Function Deployment

Loch, C. H., C. Terwiesch, S. Thomke. 2001. Parallel and sequential testing of design alternatives

H. E. Piedras (2003) – Optimisation multicritère des deux premières phases du déploiement de la fonction qualité

J. L. Ribeiro, F. S. Fogliatto, T. Caten (2001) – Minimizing manufacturing and quality costs in multiresponse optimization

K. Paryani, A. Masoudi, E. A. Cudney (2010) – QFD Application in the hospitality industry : a hotel case study

L.K Chan, M.L WU (2002) – Quality Function Deployment : A comprehensive review of its concepts and method

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