【文章內(nèi)容簡介】 matrix)是房子的屋頂，它表明了不同產(chǎn)品要求之間的相互關(guān)系，改變其中一種可影響其他的要求。例如，糖與感官上的甜味密切相關(guān)，降低糖的含量必定會降低其甜味。如果消費者喜歡甜味和低糖，那么就需要對產(chǎn)品的要求作特殊的改變。相關(guān)矩陣有助于了解那些目前技術(shù)上還不能做到的、需要更多研究來滿足顧客需求的領(lǐng)域。 第五部分：計劃矩陣(planning matrix)是“什么”的數(shù)量部分，它含有表明各種需求對消費者相對重要性的市場數(shù)據(jù)資料。在這一矩陣里，消費者的期望和需要從高到低進行了排序；這一矩陣里也含有公司和競爭者的產(chǎn)品在多大的程度上滿足了顧客期望和需求的信息。它可以給出哪種產(chǎn)品滿足哪種需求及其分值。 第六部分：技術(shù)矩陣(technological matrix)和目標(biāo)值一起構(gòu)成了“怎樣”的數(shù)量部分。它含有3類信息：技術(shù)重要性、比較信息和運營效率的目標(biāo)。技術(shù)重要性是根據(jù)需求的相對重要性來決定的(第五部分)，以及由各種需求與技術(shù)的相互關(guān)系決定的(第四部分)。因此，一個與消費者需要密切相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)有較高的技術(shù)重要性。比較信息包括競爭者產(chǎn)品與自己產(chǎn)品運營成績的比較信息。運營成績的目標(biāo)值(“多少?”)是根據(jù)技術(shù)重要性和比較分析的結(jié)果而制定的。 房式質(zhì)量矩陣組圖當(dāng)完成了房式質(zhì)量矩陣組后，還可以構(gòu)建其他的矩陣。在美國廣泛應(yīng)用的級聯(lián)矩陣(cascade of four matrix)(Cohen，1995)。房式質(zhì)量矩陣組(如產(chǎn)品計劃矩陣)為工藝設(shè)計的展開輸人了信息；在第二個矩陣里，總結(jié)了工藝設(shè)計的特點并根據(jù)它們的相對重要性講行了分級。它是一種結(jié)構(gòu)化方法，可以幫助轉(zhuǎn)化消費者的需求成為不同的技術(shù)語言(如食品技術(shù)員、加工工程師，生產(chǎn)計劃經(jīng)理)；QFD迫使從高到低排列消費者認為重要的性質(zhì)，確定與競爭者相比產(chǎn)品的優(yōu)勢和不足以及產(chǎn)品特有的賣點；QFD也可使人們認識實現(xiàn)消費者需求所要克服的技術(shù)障礙。級聯(lián)矩陣圖 然而，要想使這一方法在食品工業(yè)中變成一個廣泛接受的工具，還需要更多了解消費者的需求與可測量的技術(shù)指標(biāo)的關(guān)系，從而充分滿足顧客的需要；也需要更多了解食品原料和組分間的復(fù)雜的相互關(guān)系，從而能有一個較準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)矩陣?？扑顾?2001)對QFD在食品工業(yè)中應(yīng)用的長處和瓶頸做了一個非常全面的評價。另外對QFD更為常見的一點意見就是，這種方法只關(guān)注消費者最初的需求，并把它轉(zhuǎn)化成運營成績的標(biāo)準(zhǔn)，而在以后進一步的產(chǎn)品開發(fā)過程中則缺少了對消費者的反饋。QFD為了消費者而設(shè)計，但并不能貫徹始終(Kauli0，1998)。 4．2．3產(chǎn)品設(shè)計的田口方法 為了估計質(zhì)量的真正花費和高效提高產(chǎn)品的質(zhì)量，可用田口方法來提高產(chǎn)品的質(zhì)量和其加工過程。田口認為產(chǎn)品質(zhì)量是產(chǎn)品關(guān)鍵特性的函數(shù)，也就是與產(chǎn)品性能有關(guān)特性的函數(shù)。這些特性的理想值(或者狀態(tài))是它的目標(biāo)值，一個高質(zhì)量的產(chǎn)品的性能應(yīng)在任何操作條件下始終保持在理想狀態(tài)。這種損失可能來源于消費者(短暫的產(chǎn)品壽命、昂貴的維修和保持費用)、公司本身(不斷增加的不合格品、返工和保修費用、聲譽的破壞和市場占有率的下降)或者社會本身的不利因素(環(huán)境污染、安全等)。即使產(chǎn)品的性能在規(guī)定的范圍之內(nèi)，超出或低于其目標(biāo)值都會造成損失。產(chǎn)品越接近其目標(biāo)值，產(chǎn)品就越與其相近的產(chǎn)品一致，看上去就越好，也越能體現(xiàn)它所具有的價值。與其相近產(chǎn)品的一致性對于組裝產(chǎn)品來講尤為重要(汽車，電腦等)。質(zhì)量損失函數(shù)可以使公司量化產(chǎn)品和加工技術(shù)的提高所節(jié)省的費用。質(zhì)量損失圖另外一個可能發(fā)隹的問題是如何降低產(chǎn)品對環(huán)境變化的敏感性。描述了一個3步走的方法： (1)系統(tǒng)設(shè)計。首先要完成一種產(chǎn)品的起始設(shè)計，設(shè)計中應(yīng)包括可以影響產(chǎn)品性能理想狀態(tài)參數(shù)的起始值。 (2)參數(shù)沒計。需要通過一系列的實驗來確定這些參數(shù)的最佳值以降低工程設(shè)計對變化源的敏感性，從而也就降低了損失。田口也用這些統(tǒng)計學(xué)試驗來決定設(shè)計參數(shù)的最佳值以達到降低花費而不影響質(zhì)量。 (3)偏差設(shè)計。確定第2步中設(shè)計參數(shù)目標(biāo)值可以接受的偏差。并不是所有的偏差都要求嚴格，而只是那些對產(chǎn)品性能具有重大影響的。 4．3過程設(shè)計 制造過程的質(zhì)量設(shè)計不僅包括加工策劃，而且也包括控制和信息系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)籌劃、物資和倉儲管理。 根據(jù)田口(Taguchi)的提議，加工工程(process engineering)可以包括幾個元素如系統(tǒng)設(shè)計(儀器和工具的設(shè)計)、參數(shù)及其偏差的設(shè)計。控制和信息系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為操作者和儀器之間的通信工具，它不僅包括日常的文件如操作記錄、路線圖和流程圖，而且也包括控制加工和生產(chǎn)中的物流的方法和程序，各種質(zhì)量的事情(如加工控制、結(jié)果檢查等)都需要這些控制和信息系統(tǒng)。生產(chǎn)的組織包括各種決策，例如使用人力還是自動控制的儀器設(shè)備?生產(chǎn)安排是以工藝為基礎(chǔ)的(相同的工過程設(shè)計圖藝過程放在同一個區(qū)域)還是以產(chǎn)品為基礎(chǔ)的(整條生產(chǎn)線只生產(chǎn)某一種產(chǎn)品)?物資和倉儲管理包括整理原料供給和內(nèi)部儲存所需的原料。準(zhǔn)時低越好，因為易腐爛的產(chǎn)品和內(nèi)部運輸會花費很多的金錢。 4．3．1技術(shù)的過程設(shè)計變量 食品加工設(shè)備的設(shè)計一方面需要食品工程的信息或知識，另一方面也需要懂得食品科學(xué)的理論基礎(chǔ)。對食品加工工程設(shè)計來講，應(yīng)注意以下有關(guān)食品的幾個方面： (1)變化性：農(nóng)產(chǎn)品／食品原料的物理特性在加工的不同階段會發(fā)生變化，這些變化可能會對每一步的加工設(shè)計產(chǎn)生重大影響。 (2)復(fù)雜性：食品生產(chǎn)所用的原材料或配料經(jīng)常包括多種不同的組分，這些組分之間組成了一個相互交織的網(wǎng)絡(luò)，而且組分間的相互作用會經(jīng)常存在。因此，這些物質(zhì)的非均勻性會對設(shè)備的設(shè)計有不同的要求。 (3)易腐性：食用農(nóng)產(chǎn)品原料很容易腐敗，這一特性要求加工設(shè)計時應(yīng)給以特別的注意。舉例來講，設(shè)備的充分清洗對食品的安全非常重要。 (4)活體物質(zhì)：對于原料的加工條件常常是由最終產(chǎn)品的特性決定的。舉例來講，對低度滅菌(10w—pasteurised)的牛奶進行巴氏消毒時，所用的熱力與生產(chǎn)奶粉來比要關(guān)鍵的多；對于低度滅菌的牛奶而言，滅菌后，某些酶的活性還需要保持。所以，即使原材料一樣，根據(jù)最終產(chǎn)品的不同，加工的條件和設(shè)計就會不一樣。 (5)消費者的需求：消費者的要求，如更新鮮、安全而無防腐劑的產(chǎn)品會對產(chǎn)品的加工設(shè)計提出特殊的要求。 綜上所述，加工工程師應(yīng)當(dāng)考慮產(chǎn)品原料和最終產(chǎn)品的特征以及原材料或配料的某一特征對于加工不同步驟的設(shè)計要求。 4．3．2支持過程開發(fā)的技術(shù)工具 與產(chǎn)品開發(fā)一樣，加工設(shè)計有典型的支撐工具可以使質(zhì)量在設(shè)計階段融人到產(chǎn)品中。在這一節(jié)里，首先描述失敗模式及效應(yīng)分析(fail—ure mode and effect analysis(FMEA))，其次，概述衛(wèi)生設(shè)計的原理和普通工具，而衛(wèi)生設(shè)計只是針對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(agribusiness)和食品工業(yè)。 (1)失敗模式與效應(yīng)分析的原理(FMEA)。FMEA是一個在產(chǎn)品、服務(wù)和加工的設(shè)計階段探測潛在失敗的系統(tǒng)分析技術(shù)，從而可以使因失敗而造成的損失降至最低(Kehoe，1995；Banens et al．1994；Daleet al．1998)。有兩種形式的FMEA： ①設(shè)計FMEA指的是分析一種新的產(chǎn)品或服務(wù)的潛在失敗；②過程FMEA包括生產(chǎn)或服務(wù)過程的失敗分析。 FMEA過程包括8個步驟。 第一步，F(xiàn)MEA小組確定和建立過程的不同組成部分(如步驟，因素或鏈條)。 第二步，確定每一個部分的各種可能的失敗。例如，巴氏滅菌中可能的失敗包括太高或太低的溫度加上太長或太短的加熱時間。太低的溫度加上太短的加熱時間可能會導(dǎo)致不充分的致病菌的滅活，而太高的溫度加上太長的加熱時間可能會影響產(chǎn)品的口感或營養(yǎng)。 第三步，確定每一種可能失敗的原因，如加熱不當(dāng)可能是由于調(diào)節(jié)溫度的蒸汽閥工作的失常。 第四步，確定每一個加工工序的每一個失敗對于內(nèi)在或外在消費者的影響，如不當(dāng)?shù)募訜峥赡苁乖斐墒称犯瘮〉闹虏【趦Σ睾头咒N過程中的生長，從而導(dǎo)致產(chǎn)品安全性的下降和一個較短的貨架期。第五步，確定已存在的或提出的可用于檢測和預(yù)防失敗發(fā)生的控制措施。按時檢察蒸汽閥會防止不當(dāng)加熱的發(fā)生。 第六步，失敗形式通過失敗的嚴重性和發(fā)生的頻率以及探湘。 第七步，根據(jù)上一步所確定的相對重要性(例如RPN90)采取相應(yīng)的糾偏行動，從而降低產(chǎn)生失敗的可能性。如果RPN90，糾偏行動要求優(yōu)先執(zhí)行，可以用控制圖表來執(zhí)行糾偏行動。有了一個好的控制圖表，失效探測的能力提高了，[D]本身的數(shù)值降低了。 第八步，也就是最后一步，在上一步所采取的糾偏行動的基礎(chǔ)上對第六步所提出的失敗模式進行評價。 (2)食品工業(yè)的衛(wèi)生設(shè)計。提高公眾對食品安全的意識可以鼓勵安全和衛(wèi)生地加工食品。衛(wèi)生設(shè)計的目的在于設(shè)計食品加工設(shè)備時，由微生物或者于清洗的化學(xué)物質(zhì)所造成的污染可以被預(yù)防。事實上，如果農(nóng)產(chǎn)品或者食品加工設(shè)備的設(shè)計不符合衛(wèi)生要求，那么需要更嚴厲的清洗步驟，更有效的清洗劑或者更長時間的清洗和除菌(Curiel el al．1993)。 衛(wèi)生設(shè)計的法律可以從國際、歐洲和國內(nèi)等不同水平來執(zhí)行。 世界衛(wèi)生紕織(WT())負責(zé)食品衛(wèi)生法規(guī)的制定，WTO的SPM協(xié)約包含一個非常廣泛的方法和措施來保證人和動物免于食源性疾病的侵染。 在歐洲，從1928年起，所有新的儀器都必須符合機械指令89／392／EC。這一指令包括對于使用者與農(nóng)和食品加工用機械的安全要求，后者也包括生產(chǎn)安全和衛(wèi)生的產(chǎn)晶。每一個歐共體的成員國需要根據(jù)指令按照實際情況自行制定法規(guī)蚱加以實施。 此外，還有其他國際和圈內(nèi)的組織為食品儀器的設(shè)計制定標(biāo)準(zhǔn)，如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CEN)，荷蘭標(biāo)準(zhǔn)研究所(NIN)和德國標(biāo)準(zhǔn)研究所(DIN)。 其次，良好操作規(guī)范(Good Manufacturing Practice，GMP)建立了可接受的基本標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品加工和儲藏的條件。幾個GMP的法典包括對衛(wèi)生設(shè)計、制造和正確使用儀器的要求(IFST，1992；FDA，1994)。機械指令中的衛(wèi)生要求規(guī)定只是一般性的要求，因此在實際操作中，所規(guī)定的要求經(jīng)常有不同的解釋和實施。為了對付這一可能發(fā)生的問題，歐洲衛(wèi)生儀器設(shè)計小組(Europen Hygienic Equipment DesignGroup，EHEDG)于1989年成立。EHEDG是一個獨立的專門為安全和衛(wèi)生地加工食品制定指導(dǎo)和檢驗方法的聯(lián)盟(EHEDG，1995)，聯(lián)盟成員包括歐洲的研究機構(gòu)、食品工業(yè)、儀器制造商和政府組織的代表。E—HEDG的報告包括設(shè)計和制造農(nóng)業(yè)和食品機械的詳細指導(dǎo)。EHEDG所建議的衛(wèi)生設(shè)計要求在功能要求(functional requirement)中描述的已經(jīng)很清楚了，它要求儀器： 必須易清洗和消毒，而且最好在原地進行(C1P)；應(yīng)該保護產(chǎn)品免受微生物和化學(xué)污染； 必須防止無菌設(shè)計時微生物的進入； 具有對微生物安全至關(guān)重要的儀器功能，可進行監(jiān)測和控制(Curiel et al．1993)。 為滿足以上這些功能性要求，EHEDG制定了一系列的衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括制作材料的標(biāo)準(zhǔn)，機械的幾何構(gòu)造以及安裝的標(biāo)準(zhǔn)，以下逐一進行介紹。 儀器制作材料的要求。用來制作儀器設(shè)備的材料應(yīng)無毒、不吸附、對產(chǎn)品和清洗劑在所使用條件下具有較好的抗性。與物料的接觸面應(yīng)有一個可以接受的Ra值，并且無凹凸、折疊以及其他的不規(guī)則表面。不規(guī)則表面難于清洗和消毒，因此微生物就可能存活下來并增殖從