健壮设计方法通过有意识地考虑干扰因素(产品使用中环境变化、制造变异和零部件退化)和实地故障成本，极大地提高了工程生产率，确保了顾客满意度。健壮设计的焦点在于提高产品和过程的基础功能，优化产品设计与过程设计，从设计阶段就防止问题的发生。这有助于柔性设计和并行工程。健壮设计是降低产品成本，提高质量，同时又缩短开发周期的强有力的方法。
健壮设计方法可以用于很多典型的问题。例如，由于制造过程的波动性，投币电话的OP放大器生产商面临高偏移电压问题。高偏移电压会造成声音音质不好，特别是当电话远离中心站的时候。如何既考虑成本问题，又使地域问题最小化呢？有如下方法：
①补偿消费者的损失；
②在生产线的最后淘汰具有高偏移电压的电子器件；
③加强生产线的过程控制，制定更严格的允许规格；
④修改关键电路的参数值，使电子器件的性能不受制造波动的影响。
第④种方法就是健壮方法。从第①种到第④种方法，在产品周期中，逐步向上游推移，并且使成本控制更加有效。健壮方法尽可能地将问题定位于上游，为系统化的解决方法提供了决定性的方法学，使设计不受各种各样的变化原因影响。健壮方法可以用于产品设计与工艺过程设计的优化。
健壮设计使设计产品或服务在不同的环境下或恶劣的条件下也能发挥功能。设计一种健壮产品，以使其在制造和使用过程中能更大程度地适应环境变化。健壮设计的主要特征是参数化设计，确定能够控制和不能控制的因素，以及产品/服务相对的最优质量水平。
3.其他设计方法
(1)嵌入式设计
嵌入式设计利用相邻产品的原理、结构、计算公式等进行新产品的设计。实际上，这是一种经验与试验研究相结合的半经验性设计方法，主要适用于新产品规格处于现有产品规格范围内的产品设计。采用嵌入式产品设计时，对新产品不必进行大量的研究开发工作，只需利用相邻产品的原理、结构及计算公式等进行产品设计，根据需要进行小量的研究试验即可，关键在于选择适当的相邻产品。只要相邻产品选择适当，就可取得事半功倍的效果，在短期内设计出成功的产品。
(2)外推式设计
外推式设计利用现有产品的设计、生产经验，将实践和技术知识外推，设计出比现有产品规格范围更大的新产品。在现有基础上进行外推，需运用基础理论和技术知识，对过去的实践经验进行分析，并加以扩展。对于关系到质量、可靠性等的重要环节，还要进行试验，最后把经验总结与试验研究成果结合起来，才能完成新产品设计。
(3)绿色设计
绿色设计在设计过程中注重产品原料来源、工艺过程使用的能量的数量与来源、生产过程中产生的原材料浪费的数量与类型、产品自身的寿命、产品寿命的结束时报废处理对环境是否友好等。
(4)计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助设计(CAD)概念是美国生产管理专家罗斯(T.Roos)于1957年在开发数控系统时首先提出的。它表示在产品设计和开发时，直接或间接使用计算机活动的总和。计算机辅助设计的主要任务有几何建模、工程分析、设计审查与评价、自动绘图、优化设计、生成零件清单等。最初的应用从自动制图开始，现已发展到解析、模拟、三维曲面设计、轮廓设计等高度复杂工作。
作为计算机辅助设计主要研究内容的实体造型系统已由以几何模型(包括形体各部分的几何形状及空间布置与形体各部分的连接关系)为基础变为以特征造型(Feature Modeling)为基础。特征造型面向制造过程，将特征作为产品描述的基本单元，将产品描述为特征的集合。这里，特征是指产品设计与制造感兴趣的对象，如“孔”、“槽”等形状特征，而不再表示为“圆柱”、“立方体”等几何对象对几何形体的定义不仅限于名义形状的描述，还包括规定的公差、表面处理及其他制造信息和类似的几何处理。新一代实体造型系统采用基于特征的设计、参数化设计，采用通用的产品数据交换标准(如ISO 的STEP)，便于数据传送。
2.4质量功能展开
质量功能展开(QFD)可用来评价、改进设计方案，连接顾客需求与技术规格，从顾客需求出发，改进设计的技术特性。可以说，质量功能展开是将顾客需求转化为技术要求的一种有效工具。
质量功能展开最早在日本三菱公司的神户造船厂应用，之后日本丰田公司与一些美国公司开始使用。其他可以把顾客所有的需求转化为技术人员理解的技术要求，因此获得了众多公司的青睐。
2.4.1质量功能展开图
1.质量功能展开图的组成部分
质量功能展开又被称为质量屋(根据其外形)、顾客心声(根据其目的)，其核心是保证产品与服务的设计符合顾客需求，用技术实现顾客的需求。
(1)顾客的所有需求清单
顾客需求集C={C1，C2，…，Cm}。根据对顾客的重要程度，对各个需求项设定权重W(如果采用10分制标准，分值越高对顾客越重要)，W={w1，w2，…，wm }。
也可以对评分的权重进行如下处理。
W′={w1/Σi(wi)，w2/Σi(wi)，…，wm/Σi(wi)}
(2)竞争性评价
对产品的上述需求与竞争者一起进行评价(如采用5分制标准，与A 公司、B公司一起在顾客需求的诸要素方面进行评价)。
(3)技术特性
满足顾客需求，将各个需求项落实到具体的技术指标集T={T1，T2，…，Tn}。
(4)关系矩阵在价值判断基础上，说明技术特性T 对顾客需求项目C 的重要程度，图23所示例子中分重大(取值9)、中等(取值3或5)、微小(取值1)，说明技术特性与顾客需求项目间的关联程度，空白表示无关系或没有研究这种关系。关系矩阵元素Rij，i=1，2，…，m，j=1，2，…，n。
(5)质量屋的屋顶
技术特性中各指标的相关性rjk(如可分为高度正相关、正相关、负相关、高度负相关)。
(6)矩阵底框
对各个技术特性做出技术评价。根据关系矩阵计算每一个技术特性的重要性分值yj。根据关系矩阵中的量化数值加权求和
yj =Σi(wi·Rij)
这样就可以对各个技术特性的重要性进行排序，进而确定改善的优先顺序。还可以确定技术难度水平(若采用10分制标准，分值高表示难度大)，当技术特性具有相当的重要性时，优先改善难度低的技术特性。还可确定技术特性的实现目标，并进行竞争性评估，与竞争者的技术进行比较，以利于确定下一步改进方案。
尽管质量功能展开在具体实施细节上存在很多种不同变体，但基本原则是不变的，即找出顾客对产品的要求及其相对重要性评价，将顾客的要求与实现的技术特性联系起来，确定满足顾客需求的技术改进要素的优先次序与改进目标，QFD的基本模型是寻找T，确定次序，保证对{C1，C2，…，Cm}实现全面的整体顾客满意度最大。
2.质量功能展开的功效性
QFD方法具有很强的功效性，具体如下。
(1)QFD有助于企业正确把握顾客的需求
QFD是一种简单的、合乎逻辑的方法。QFD矩阵有助于确定顾客的需求特征，以便更好地满足和开拓市场，也有助于决定公司是否有能力成功地开拓这些市场、什么是最低的标准等。
(2)QFD有助于优选方案
在实施QFD的整个阶段，人人都能按照顾客的要求评价方案。即便是在生产设备的选用方面的决策也是以最大限度地满足顾客要求为基础的。决策必须是有利于顾客的，而不是工程技术部门或生产部门的偏爱，顾客的观点置于各部门的偏爱之上。
QFD方法是建立在产品和服务应该按照顾客要求进行设计的观念基础之上，所以顾客是整个过程中最重要的环节。
(3)QFD有利于打破组织机构中部门间的障碍
QFD主要是由不同专业、不同观点的小组来实施的，所以它是解决复杂、多方面业务问题的最好方法，可以打破职能部门间的障碍、改善交流，从而激发员工的工作热情。
(4)QFD能够更有效地开发产品，提高产品质量和可信度，更大地满足顾客要求为进行产品开发而采用QFD的公司已经取得了成效，成本削减了50%，开发时间缩短了30%，生产率提高了200%。采用QFD的日本本田公司和丰田公司已经有效缩短了新产品进入市场的时间。
3.QFD 其他应用
QFD方法不仅用于产品设计的评估与改进，而且可以用于战略重点的确定、质量改进、故障影响分析等。
如采用QFD方法可以确定反映利益相关者心声的企业战略重点，从利益相关者的期望开始，确定企业具体战略的重点。QFD矩阵图的纵轴显示需要满足的利益相关者期望，横轴显示可行的策略集合，通过一系列转换程序，确定可行策略集合中策略优先次序。
顾 客、股东、员工、供应商、政府、当地社区等利益相关者都对组织有一些期望。
企业的策略制定应考虑企业利益相关者的期望与意愿，特别是一些战略供应商、大客户、重要的合作企业等。
用QFD确定企业策略重点排序的例子。例如，某企业需要采取的策略有：扩大配送网络、整合供应网络、帮助战略供应商、配送与制造集成、改善预测的准确性、缩短生产周期、采用延迟制造、降低库存水平、强化客户服务。各个策略重点的相关性显示于QFD 的“屋顶”。企业利益相关者中股东期望是：投资收益大、投资产生伦理价值、企业长寿；顾客希望及时优质的服务、供货及时可靠、性能价格比高；伙伴企业希望持续合作、信息透明、借助于核心企业能够不断成长。这些因素对公司的重要度(1~9)经过调查统计(求算术平均值)得出，显示于图23中。企业利益相关者的期望与各个战略重点的相关性显示在关系矩阵中：强相关(值为9)，中相关(值为3)，弱相关(值为1)，“空”为不相关。根据相关矩阵与利益相关者期望因素的重要度，可以得出各个策略的重要性度量值，参考难度系数得出优先次序：1——降低库存水平；2——帮助战略供应商；3——配送与制造集成；4——扩大配送网络；5——强化客户服务；6——缩短生产周期；7——采用延迟制造；8——整合供应网络；9——改善预测的准确性。
2.5价值工程
价值工程(Value Engineering，VE)，又称价值分析(Value Analysis，VA)，起源于20世纪40年代的美国。它是第二次世界大战后出现的工业管理新技术之一，是一门技术与经济相结合的边缘性系统管理技术。
二次世界大战期间，军事工业发展，原材料供应不足。美国工程师麦尔斯当时负责军事原料的采购工作，他发现采购的商品与成本之间存在一定的联系。当原材料供应紧张，采购不到石棉板时，他对为什么要采购石棉板进行分析，结果明白了石棉板的主要功能是防火。功能明确之后，麦尔斯发现了一种具有同样防火功能、价格又低的不燃烧纸，用不燃烧纸代替石棉板，能使成本大幅度下降。此后，麦尔斯得到启发，在其他方面也应用这个分析方法。价值工程从20世纪50年代开始在美国推广，它已从最初的研究材料代用，发展到目前的改进设计、改进工艺、设备维修、研制新产品、企业管理、商业服务等方面，几乎无所不包。特别是把它和质量管理(QC)等其他管理方法相结合，用于降低成本，提高产品价值，效果更佳。美国价值工程师协会(Society of American Value Engineering)的缩写SAVE是“节约”一词，这恰恰是应用价值工程的主要目的。价值工程是一种系统的技术经济分析方法。它通过对产品的功能和费用的分析，研究如何合理地利用各种资源(即人力、物力、财力)，以运作最低的总费用实现必要的功能，满足用户的要求，从而提高产品的价值。
价值工程中的“价值”，不同于政治经济学中的商品价值。在这里，价值是作为一种“尺度”提出来的，即“评价事物(产品或作业)有益程度”的尺度，是一种衡量产品优劣的尺度。通常我们说某个产品价值高，就是说这个产品物美价廉。价值工程中的价值和通常所说的经济效益的概念是一致的。
价值工程中的成本指的是产品的生命周期费用。分析产品成本时，必须对产品的生命周期做一个综合分析：用户为了获得产品，需要付出相当于产品价格的费用，即生产费用；到产品报废为止，为了占有和使用产品也要支付费用，即使用费用。
产品功能可根据不同分类方法划分为必要功能和不必要功能、基本功能和辅助功能等。所谓功能分析，就是从用户的要求出发，从实现必要功能着手，对产品或作业进行“功能细分”。在此基础上，用一定的方法进行功能评价，得到各个功能(或零部件)的功能评价值，为进一步衡量各功能(或零部件)的价值及相应成本创造条件。
价值工程的基本原理从产品整体功能入手，进行功能分析，寻找价值(V)最小的问题点，对其进行改善。从本质上讲，价值工程是指为了以最低的使用成本，切实可靠地实现用户对产品或服务所要求的必要功能，而进行的有组织的、系统的分析研究活动。
