MPI和PVM关键特性比较

MPI和PVM关键特性比较

09006218孙鸿贤

摘要

在科学计算和其他要求苛刻计算能力的领域，大规模并行处理机(MPP)和其他分布式机群系统发挥了至关重要的作用。由于机群结构过于庞大，消息传递机制成为并行系统处理器通信的唯一选择。Message Passing Interface(MPI)和Parallel Virtual Machine(PVM)两种API为这一机制提供了支持。本文从异构性支持，通信上下文，搜集创建进程所需资源信息的方式与容错技术四个方面对这两种解决方案做了初步比较，指出MPI比较是开发对动态性和容错能力要求不高的普通系统的高效工具。虽然MPI有成为消息传递模型的事实标准的趋势，但目前而言，对于对动态性和容错性要求很高的系统，PVM仍然是最理想的选择。

关键词

MPI PVM 异构性上下文资源信息容错能力

简介

PVM是由美国Oak Ridge National Laboratory ,University of Tennessee 和Emory University 合作开发的。它的核心是虚拟机概念。即从用户角度，由网络连接的一系列异构主机表现为一个统一的并行机。相对于性能方面的考虑，PVM的设计更加注重可移植性。这主要出于两个原因:

(1)相对于节点处理机和局部存储的连接速度，网络的速度非常之慢，这本身就极大限

制了系统可能达到的性能。

(2)PVM自始至终都在注重于节点的异构性，容错性，可扩展性。为在这些方面有满意

的表现，不得不在性能上有所牺牲。

然而，MPI标准是MPI论坛的产物。该论坛的参与者是一些高性能计算的专家，包括具体实现者，终端用户等。MPI标准的目的是要统一各厂商的消息传递接口，使得并行程序能够在不同厂商的系统之间不需更改地移植。MPI的设计目标之一就是高性能，但是据一些研究表明，MPI的性能并没有比PVM有较大的提高。MPI的主要特点有:

(1)提供了丰富的点对点通信函数集。这极大减轻了程序员的负担。

(2)对PU组间的通信，提供了大量的聚集函数的支持。

(3)引入通信上下文及通信器(Communicator)的概念，使得并行编程更加安全。

(4)可以设定通信网拓扑结构。

(5)提供派生数据类型和处理物理不连续数据的能力

考虑到科学计算领域的实际需要，我们从异构性(heterogeneity)支持，通信上下文(Context)，进程创建所需资源信息(Dynamic Resource Information)以及容错能力(Fault Tolerance)四个角度对两者进行比较。

异构性支持

由于单一类型的节点机组成的集群有时候不适应问题的需要，为达到更高性能，必须依赖异构机器组成的系统。典型的，如著名的伯克利分布式计算平台(Berkeley Open Infrastructure for Network Computing)，就是由成千上万从大型机到桌面机器组成的功能超强的计算网络。

PVM的实现具体考虑了节点间的异构性，即PVM可以在不同结构节点组成的并行系统上流畅运行。比如一些节点是IBM的机器，另外一些是NEC的机器，他们体系结构约定不同(比如机器字长或大小端约定不同)，PVM仍然可以通过给pvm_send/recv提供数据类型参数和pvm_pack/unpack函数参数来达到通信目的。

长久以来人们对MPI异构性支持能力的认识不够准确。很多人认为，MPI编写的程序只是在同种规格节点的集群上可以无缝移植。比如，在IBM并行系统上运行的MPI程序在NEC 的系统上可以顺利运行。但是，这个程序在IBM和NEC节点的混合系统上无法执行。这一观念其实是错误的。MPI论坛给定的MPI设计目标之一就是鼓励实现异构系统。然而部分硬件制造商为了自己的商业利益考虑，其MPI实现只支持自己的产品。人们在使用他们的产品时，就形成了上述错误观念。其实MPI的很多实现，包括MPICH和LAM，是完全支持PVM 式的异构系统的。

通信上下文

MPI最重要的贡献在于引入了通信器的概念。通信器可以被看作是context对一组进程的绑定。Context划分通信空间，使得一个context间发送的信息不可能被另一个context的进程所获得。这使进程间点对点通信和进程组间通信更加安全。考虑下面的情形:

两个完全相同的进程都在使用同一个库函数进行消息传递。用户代码和库选择用来标记消息的标签也是完全一样的。如果没有Context，那么信息接收的时序就是错的。这要求操作系统提供除了senderID, message tag之外的第三个标签，用来区分库函数消息和用户消息。

受MPI-1的启发，PVM3.4中也添加了上下文概念。这里有两个问题:第三个标签该如何产生？如何分发到各个处理单元？PVM和MPI采取了不尽相同的策略。

本质上MPI的交互模型是静态的。它设置一次并行计算中所有进程所对应的通信器为MPI_COMM_WORLD，并且假定该通信器中进程总数n不变。MPI程序中进程标号固定，为0~n-1。程序的推进过程中需要不断地由现有的context派生出新的context。这一过程被设置为所有进程的Barrier Synchronization。这样做有几大特点：

1.不需要单独的服务器来分配context，只需要各个进程间的互斥同步就可实现

2.只要一个或多个进程终止，那么通信中的整个上下文状态都将失效

3.派生过程通过一个函数调用就可实现

但是由于MPI没有系统观念，不同进程组间的通信很有可能使用相同的上下文tag。MPI 得架构下，为每个进程组都提供不同的上下文难度实在太大。MPI由此提出组内通信器(inter communicator)概念，使不同进程组可以安全的使用相同的上下文。MPI的上下文对程序员透明，由其在操作中的作用来定义。对MPI来说，提供全局范围内不同的上下文会损伤可扩展性。

PVM系统是一个统一的虚拟机器，在各个节点机上驻留了一系列后台程序（daemon），可以统一完成操作。所以PVM系统很容易实现全局上完全不同的上下文，这样，就不需要引入繁琐的inter-communicator。而且系统将上下文对应成一个用户可见的整数(context id)。因此，PVM的上下文模型更为简单和一般。这种方式的主要优点是新产生的进程可以使用

已存在的context和另一程序组进行通信。当整个大型机的程序出错时，这对错误处理有很大作用。

但是PVM的这种做法很影响程序的模块化和可扩展性。考虑两个并行程序，它们希望能相互通信。PVM方式要求这两个进程在同一个虚拟机上。假若把两个PVM系统强行合并到一起，虽然产生的context id在各自系统内是完全不同的，但是两个系统间完全可以产生相同的context id。这也说明了PVM系统不可合并，缺乏可扩展性。PVM系统还会遇到的一个问题是用户强行指定context id，这也会造成无穷无尽的潜在问题。而MPI系统context 表示对程序员不可见，通过牺牲编程灵活性保证了可扩展性和实现的模块化和封装性能。

获取资源信息

在并行机中，在那个节点创建新的进程取决于当前机群的资源信息。PVM和MPI收集和处理这些信息的方式是不同的。

PVM系统提供了一个分布式操作系统，通过pvm_reg_tasker一类函数，便于和资源信息系统交互。而MPI根本不存在Distributed OS的概念，它的方法是通过MPI对象MPI_Info 与任何提供Distributed OS功能的系统交换资源信息。

对PVM和MPI方式的不同系统，如何与给定配置的系统，如运行AIX 5L OS的IBM刀片服务器进行交互呢？PVM机群的策略是通过两个系统都支持的功能子集来运作。而MPI系统则通过具体提供一个与资源系统交换信息的接口来达到目的。这具体体现为

MPI_COMM_Spawn函数的info_for_resource_manager参数。

作为一个虚拟机系统，PVM机群可以通过pvm_config来动态配置系统资源。但是在极大规模，动态性非常强的系统(考虑BONIC)中，这可能带来问题。比如用户程序先用

pvm_config获取资源信息，处理后发出pvm_spawn命令创建子进程，但是在这两个操作之间恰好有另一用户程序执行了pvm_delhost操作，这就使系统环境发生变化，甚至创建子进程失败。这非常类似于OS中的WAR竞争情况，但却无法通过锁机制加以解决。MPI系统采用聚合操作的方式解决这类问题，使产生进程和获取资源信息不可中断地被完成，这就避免了竞争条件。

容错能力

在大规模科学计算中，系统的容错能力是至关重要的。想像一下一个运行了一周的数值仿真程序在最后一刻因为某个不重要的进程的失败而突然终止，前功尽弃是多么可怕。更严重的是，一个小错误可能经过很长时间之后才使得任务终止，而期间可能产生了很多不可用的结果，但是我们确无从区分出它们，这样我们已做的工作就毫无意义了。

PVM系统把机群整体看做一台虚拟机，正在运行的任务在机器状态变化或任务终止时会在机器上登记特殊的事件信息。想要接受消息的进程将会受到这一信息，对出现的意外情况作出相应处理。事实上这一机制经常被专门用来进行资源配置，平衡计算负载，启用新资

源。发送这一类消息的时序需要特殊考虑。比如，机器退出机群的消息发出后需要立即收回；然而新节点加入机群后，为了避免浪费资源，不能将add_new_node消息悬挂太长时间，这时可取的方法可能是对其他节点逐一通告(polling)。

而MPI系统的容错能力相对而言非常差，其原因是MPI-1模型本质上是静态的，全局通信器MPI_COMM_WORLD的SIZE不变，进程永远驻留。很根本的一点是，由于通信上下文的改变是由不同进程的同步来实现的，某个进程的突然终止或出错会使得系统通信环境进入一个没有意义的状态。然而进入这一混乱状态以后计算过程或许还会进行，产生大量无用结果，这是对资源的极大浪费。

由上面的比较可以看出，PVM适合于动态性和容错能力需求很强的场合，但模块化程度不高，抽象层次低，工具较少。而MPI API工具函数较多，适合于开发一般的并行系统。PVM从单一系统的角度理解通信，MPI从进程交互角度去给消息传递建模。MPI的动态特性在MPI-2中已经有所体现，FT-MPI(Fault-Tolerant MPI)是一个重要的发展方向。

参考文献：

[1]Sourcebook of Parallel Computation, Jack Dongarra, Ian Foster et al. Elsevier Science, 2003

[2] Goals Guiding Design, William Gropp and Ewing Lusk. Proceedings of the IEEE International Conference on Cluster Computing, 2002

[3]PVM and MPI: a Comparison of Features, G. A. Geist et al. Argonne National Laboratory, 1996

[4]https://www.wendangku.net/doc/9a17968300.html,/docs/program/mpi/

特性分类及关键过程控制程序

*** 特性分类和关键件、重要件及关键过程质量控制程序 1 目的 单元件特性分类是对产品质量控制的基础。通过对单元件特性的分类，使各类人员了解和掌握设计意图，使产品在形成的全过程主次清楚，重点突出，以便对关键件、重要件实行重点控制，提高产品质量、稳定性和可追溯性，以保证产 品的最终质量。 2 适用范围 本程序规定了技术资料中单元件的分类和标记的类别、形式的标注方法、审批、更改及单元件特性及关键件、重要件和关键过程的质量控制原则。 本程序适用于正式生产的各类产品的特性分类及关键件、重要件和关键过程的质量控制。 3 职责 3.1 设计部门负责对产品进行特性分析，形成特性分析报告，并对产品实施特 性分类，编制“关键件、重要件项目明细表”。 3.2 工艺部门负责编制“关键件、重要件工艺规程、质量跟踪卡、关键过程明细表”并进行质量控制要求并贯彻实施。 3.3 质量管理部门负责编制“关键件（特性）、重要件（特性）和关键过程检验规范”并进行关键过程质量控制的检查和考核。 4 工作程序 4.1 特性分类 在划定特性类别之前，应对产品进行特性分析（即技术指标分析，设计分析和选定检验单元）提出特性分析资料，并征集有关部门的意见，结合特性分析结果由设计部门根据产品出现故障的严重程度将特性类别分为三类，即关键特性、 重要特性和一般特性，划定的特性类别应该与特性分析保持一致。 4.2 特性分类符号 特性分类符号由特性类别代号、顺序号组成，必要时增加补充代号。 4.2.1 特性类别代号 用大写汉语拼音字母表示。

*** 编写批准修改单号修改 审核日期修改页码审核 标准化备注修改状态批准关键特性：G 重要特性：Z 一般特性：不规定 3.4顺序号 在同一图（代）号的设计文件，按阿拉伯数字顺序表示在特性类别代号后。 关键特性：G1～G99 重要特性：Z101～Z199 一般特性：不规定 3.5补充代号 用大写汉语拼音字母表示在顺序号后。 A—产品单独销售时，该特性被分类为关键特性或重要特性，而在高一级装配中检查或试验时则为一般特性。 B—装配前复检。 C—工艺过程数据作为验收数据。 D—要求特殊的实验或检验。 3.6关键件、重要件标记 标记的形式为等边三角形，规格、尺寸见图10-1 及表10-1。 图10-1 表10-1 规格L C B 字体 1 号标记25 1 1.5 10PB按GB5888 2 号标记7.5 0. 3 0.45 3PB按GB5888 3.7单元件类别的标注 4.3设计资料

产品质量特性重要度分级规则(公司标准文件)

河北御捷车业有限公司 ZY/QY-04 产品质量特性重要度分级规则 共14 页 版本：A 编制 审核 批准

发文号: 实施日期：二O—四年月日

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对产品质量特性重要度分级、标识工作进行规范，把设计意图准确传达给采购、工艺、 制造、检验等部门，以便加强对关键、重要工序的过程控制。 2 范围 适用于公司所有产品及零部件的质量特性重要度分级（以下简称重要度分级）。 3 术语和定义 3.1 产品及零部件质量特性 产品及零部件质量特性由产品及零部件的规格、性能和结构所决定，并影响产品的适用性，是设计传递给工艺、制造和检验的技术要求和信息，它包含尺寸、公差与配合、功能、寿命、互换性、环境污染、人身安全及执行政府有关法规和标准的情况等。 3.2 产品及零部件质量特性重要度 产品及零部件质量特性重要度是指产品及零部件某质量特性影响产品适用性的重要程度。 4 职责与权限新产品设计阶段，汽车研究院对新产品及零部件进行质量特性重要度分级，通过新产品试制、试验，在设计改进时进一步修正和完善，并将重要度级别符号直接标注在产品图样或设计文件的相应位置上。 5 工作流程/ 内容 5.1 分级原则及重要度等级 5.1.1 重要度分级以对产品适用性要求的影响和经济损失程度为依据。 5.1.2 重要度等级分为：关键特性、重要特性和一般特性。 5.1.2.1 关键特性 如发生故障，会发生人身安全事故，丧失产品主要功能，严重影响产品使用性能和寿命，对环境产生违反法规的污染，以及必然会引起使用单位申诉的特性。 5.1.2.2 重要特性如出现故障，会影响产品使用性能和寿命，使用单位可能提出申诉的特性。 5.1.2.3 一般特性如出现故障，对产品使用性能和寿命影响不大，不至于引起使用单位申诉的特性。 5.2 重要度分级内容 重要度分级内容应包括： a）安全、环保要求； b) 性能、结构的使用要求； c) 可靠性、使用寿命及互换性要求；

特殊特性定义

特殊特性 可能影响产品的安全性或法规符合性、配合、功能、性能或其后续过程的产品特性或制造过程参数。在APQP中，特殊特性（SpecialCharacteristics）指由顾客指定的产品和过程特性，包括政府法规和安全特性，和/或由供方通过产品和过程的了解选出的特性。 中文名：特殊特性 外文名：Special Characteristics 影????响：产品的安全性或法规符合性等 分为两类：产品特性和过程特性 产品特性：如尺寸、材质、外观、性能等 特殊特性定义 特性分为两类：产品特性和过程特性 产品特性： 是指在图纸或其他的工程技术资料中所描述的零部件或总成的特点与性能，如尺寸、材质、外观、性能等特性。 过程特性： 是指被识别产品特性具有因果关系的过程变量，也称为过程参数。过程特性仅能在它发生时才能测量出，对于每一个产品特性，可能有一个或者多个过程特性。在某些过程中，一个过程特性可能影响到多个产品特性。 特殊特性特性 1）影响产品的安全性或法规要求的符合性的产品特性或过程参数。 2）影响产品配合/功能或者关于控制和文件化有其他原因（如顾客需求）的产品特性和过程参数。 3）在验证活动中要求特别关注的特性（如检验与试验、产品和过程审核） 说明：特殊特性包括产品特性和过程特性。 特殊特性非特性 产品的每一尺寸或者性能要求都可成为特性。

特性中有的符合上述要求的或者顾客规定的成为特殊特性，剩下的则成为非特殊特性。 非特殊特性的定义可概括为：有合理的预计的变差，且不大可能严重影响产品的安全性、政府法规的符合性及配合/功能的产品特性或过程参数。 为什么要对特殊特性分等级呢？因为并非所有的特殊特性对客户满意度具有同等的影响力，所以就需要对特殊特性的重要性进行分等级。 特殊特性的重要性分等级可以在后续的控制中提供很大的帮助，如： 确定一种优先控制策略；合理分配资源；把特性作为目标控制的程度；建立的沟通的标 准等等！ 不过，这里可以简单叙述。我们根据福特的公司为例，基本上可以这样去细分重要特性 和关键特性。 重要特性：指那些对顾客满意程度重要的产品、过程和试验要求，其质量策划措施应包 括在控制计划之中。 关键特性：指那些能与政府法规符合性或车辆/产品功能安全性并包括在控制计划之中需 要特殊生产者、装配、发运、或监控的产品要求（尺寸、规范、试验）或过程能数。 通俗地说，关键特性指符合法律法规的和对安全性能有显着影响地特性。重要特性是对 公差配合，性能有重大影响的严重影响顾客满意度的。 也就是说，我们在APQP附录C中看到的主要特性其实就是特殊特性，也就是说重要特 性和关键特性属于特殊特性的范畴，只是特殊特性的重要性分级中的不同阶段。 关键特性的重要程度大于重要特性！ 特殊特性有两种，一种是产品特性，一种是过程特性，对于产品特性，漆膜厚度，附着 力都是很重要的，对于过程特性，链条的速度，烘箱的温度控制等也都很重要。 针对不同的产品要求也不一样，如果是内饰件呢，外观就很重要，那么前处理显得就更 加重要；如果是底盘件，那么耐腐蚀性就显得更加重要 “特殊特性清单”是表示——涉及产品安全及客户指定的、或者是该类产品应当具备的功能、性能等组成的产品特性。一般由设计部门或客户提出。你可以向他们要。。。。。 你这里的控制计划上的“特殊特性”来源于上面的“特殊特性清单”、图纸或者工艺流程图中 标识出的产品特性和过程特性，这些特性是必须在过程中被控制的。你可以向工程或者设计要这些文件

10个问答理清关重特性、重要特性、关重件

10个问答理清关键特性、重要特性、关重件 讨论1： 问：1.关键过程是不是一定要对应有一个重要件/关键件？2.工艺人员识别的生产难度大，质量不稳定的等过程应该也应该列入关键过程，那这些过程还要反推到产品特性分析报告里体现吗？ 答：国军标中的关键过程来源一是关重件（特性）和重要件（特性）明细表，二是生产难度大，质量不稳定的工序。共同作为工艺设计的输入，其输出即为关键过程。 产品特性分析报告是关重件（特性）和重要件（特性）明细表的输入，与生产难度大质量不稳定的工序无关。 讨论2： 问：关键设计、关键工艺的定义是什么？有没有相关标准有定义？ 答：GJB909A。一般工艺会有重要件、关键件标识，工艺里的工序会说是关键工序答：关重件上有关重特性，相关过程叫关键工序，和关键设计和关键工艺不是一码事，个人认为。 答：关键工序一般根据产品图中标注的关重要素来确定。但价值昂贵的工件及工艺过程参数难以控制时，由工艺人员确定纳入关键工序。 讨论3： 问：关重件汇总表中假如有一个部件或零件既是关键件又是重要件，需要分开汇吗？现在不是按关键件在前，重要件在后汇总？ 答：按分类的优先，按特性分类，一个零件具有两种特性，需要在关键和重要各出现一次。如果按零件分类，两种特性放在一个零件。 问：一般都是按零件分类汇总了吧,WJ3-10上面规定的感觉是按零件分类 答：我理解是先有关、重特性，后有部件、零件排序。该标准中的自制件说法有问题，在兵器标准中没有自制件说法，只有专用件。

问：现在是我们这和总体有分歧，总体认为按特性分类的话，数量有重复，他让按零件分类汇总 答：关重件汇总与明细表是两码事，不存在重复啊 问：不是，都在关重件汇总表里，比如身管既是关键件，又是重要件，数量就是2了答：关键特性与关键件是两个概念。一个零件有几种关、重特性是可能的。作为零件统计就不能一个零件又是关键件，又是重要件。 问：不是确定的问题，是既有关键特性又有重要特性如何汇总的问题 答：作为某零件既有关键特性、又有重要特性，我觉得按关键件处理 答：关、重件的确定参照GJB190 讨论4： 问：请问产品图中的明细表是先罗列关重件再汇其他零部件，还是不需要单独列在最前面？ 答：明细表排序无关关重件，关重件显示标记就行。 问：明细表需要罗列电子元器件吗？ 答：我们是列的，便于生产采购。 问：是归入“外购件”还是单独设“电子元器件”罗列？ 答：在“明细表”，元器件是作为外购件罗列。 问：我们也是这样做的，但归入汇总表是否有矛盾？外购件汇总表里没电子元器件，在明细表里外购件包含了。 答：现在的“电子元器件汇总表”主要满足定型要求，表格中没有所属装配号，不利于指导生产。 讨论5： 问：如果一个产品有多个重要特性，分属于不同的模块，在“关重件汇总表”中，特性是从Z101开始顺序编号还是每个模块分别从Z101开始编？ 答：大排队。第一排序先按G，后按Z；第二排序按零部件编号顺序由小到大。

特性分类及关键过程控制程序

特性分类和关键件、重要件及关键过程质量控制程序 1 目的 单元件特性分类是对产品质量控制的基础。通过对单元件特性的分类，使各类人员了解和掌握设计意图，使产品在形成的全过程主次清楚，重点突出，以便对关键件、重要件实行重点控制，提高产品质量、稳定性和可追溯性，以保证产品的最终质量。 2 适用范围 本程序规定了技术资料中单元件的分类和标记的类别、形式的标注方法、审批、更改及单元件特性及关键件、重要件和关键过程的质量控制原则。 本程序适用于正式生产的各类产品的特性分类及关键件、重要件和关键过程的质量控制。 3 职责 3.1设计部门负责对产品进行特性分析，形成特性分析报告，并对产品实施特性分类，编制“关键件、重要件项目明细表”。 3.2工艺部门负责编制“关键件、重要件工艺规程、质量跟踪卡、关键过程明细表”并进行质量控制要求并贯彻实施。 3.3质量管理部门负责编制“关键件（特性）、重要件（特性）和关键过程检验规范”并进行关键过程质量控制的检查和考核。 4 工作程序 4.1 特性分类 在划定特性类别之前，应对产品进行特性分析（即技术指标分析，设计分析和选定检验单元）提出特性分析资料，并征集有关部门的意见，结合特性分析结果由设计部门根据产品出现故障的严重程度将特性类别分为三类，即关键特性、重要特性和一般特性，划定的特性类别应该与特性分析保持一致。 4.2 特性分类符号 特性分类符号由特性类别代号、顺序号组成，必要时增加补充代号。 4.2.1 特性类别代号 用大写汉语拼音字母表示。

关键特性：G 重要特性：Z 一般特性：不规定 4.2.2 顺序号 在同一图（代）号的设计文件，按阿拉伯数字顺序表示在特性类别代号后。 关键特性：G1～G99 重要特性：Z101～Z199 一般特性：不规定 4.2.3 补充代号 用大写汉语拼音字母表示在顺序号后。 A—产品单独销售时，该特性被分类为关键特性或重要特性，而在高一级装配中检查或试验时则为一般特性。 B—装配前复检。 C—工艺过程数据作为验收数据。 D—要求特殊的实验或检验。 4.2.4 关键件、重要件标记 标记的形式为等边三角形，规格、尺寸见图10-1及表10-1。 图10-1 4.2.5 单元件类别的标注 4.2. 5.1 设计资料

关键质量特性树(critical-to-qualitytree)

关键质量特性树(critical-to-quality tree) 又名：CTQ树(CTQ tree)，关键树(Critical-to tree)，CTX树(CTX tree)，关键特性流(Critical-to flowdown) ?概述 关键质量特性树帮助将顾客的声音（顾客用自己的语言表达的需求）转化成用组织条例表述的产品或者过程属性，通过规定绩效水平或者规格来保证客户满意度。 ?适用场合 ·当收集了顾客的声音相关数据后： ·当分析顾客要求时； ·在决定哪个质量特性应当被改进，尤其是当顾客的要求很复杂、很广泛、很模糊时。 ?实施步骤 1列出产品或者服务的顾客要求，将每一个要求放到树图第一层的一个盒子中。 2首先解决第一个顾客的要求，提出问题以得到更详细的信息，以下是一些有用的问题：·这个对顾客来说究竟意味着什么？ ·这个对于我们过程中的每个子系统或者步骤意味着什么？ ·我们应该怎么量化这个？ 不要太快地具体化问题，保证答案比第一层详细一点，将答案记录在树图的第二层。 3做一个“必要并充分的”检查，问这样两个问题： ·满足这些属性要求对于保证客户满意第一个要求是必要的吗？如果不是必要的，就将那个特性删除。 ·满足所有属性要求对于保证客户满意第一个要求是充分的吗？如果不充分，要看看缺少什么并将其加上。 4对于第二层中的每个答案重复步骤2和步骤3，得出第三层，直到对所有的属性都有详细且有意义的描述，可以让组织进行测量。 5对于在步骤1确认的每一个顾客要求，重复步骤2～4。不需要树的所有分支即长度相同。 6采用业务定义检查保证所有分支末端的属性都是可测量的，得到的这些就是关键质量特性。 7对于每个测量的量值制定目标值。 ?示例 Ben-Hur比萨希望增加送货上门的服务来拓展市场，他们调查了当前和潜在的顾客来分析什么会促使顺客订购Ben-Hur比萨而不是竞争者的比萨或者其他食品。整理好的顾客的声音数据告诉他们当顾客订购比萨时，希望得到的是“热比萨、及时性、根据自己选择的配料和饼皮、合理的价位”等等。为明确详细的意图，比萨店构建了一个关键质量特性树，“及时性”分支如图表5.46所示。 “及时性”对于顾客来说有三个方面意义：“不论何时都可以订比萨”、“快速方便地定购”、“尽可能快地送到”。这些特性从顾客的角度看包括服务可行性、订购服务和得到服务，他们都与比萨运送服务的三个方面有关。每个特性都被转化成可测量的更有意义的形式。 当前两个方面已经被转化成如实可行的关键质量特性时，“尽可能快地送到”需要更多的层次，因为从客户的角度看“得到服务”在Ben-Hur看来由很多复杂的步骤构成。每个关键质量特性都制定了目标值，以此来使客户达到满意。 在后面的设计过程中，Ben-Hur评估了他们现有的比萨制作过程与这些目标值是否相符，同

关键质量特性

什么是复杂产品 ━━━━━ 复杂产品是指具有“客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造流程复杂、试验维护复杂、项目管理复杂、工作环境复杂”等特征的一类产品，被誉为“工业之花”的航空发动机就被列入复杂产品序列。 作为刚满7岁的萌萌“小商”，虽然年龄不大，却由3-5万个零部件组成，这就决定了他需要历经各种磨练才能孕育而生。 在设计阶段，他需要接受需求分析和定义、概念设计、初步设计、详细设计、验证及各阶段评审；在制造阶段，他需要接受精密铸造、精密锻造、精密加工、精密装配等环节来保证结构的完美；在试验阶段，他需要接受各项极其苛刻乃至破坏性的试验来确保适应各种严苛的工作环境；以上决定了其质量要求苛刻、研发、制造、试验及管理成本高昂、研制周期漫长。 因此，在复杂产品研制过程中，如何正确理解复杂产品关键质量特性，并进行识别，以对复杂产品研制过程关键质量特性进行重点监控，并及时发现潜在质量问题，在产品全生命周期质量管控中显得尤为重要。 涡扇航空发动机（图片来源于网络） ━━━━━ 什么是关键质量特性 ━━━━━ 质量特性是指产品、过程或体系与要求有关的固有特性。 为了有效地在产品研制过程中开展质量保证工作，需要从质量工程“关键少数，次要多数”的角度准确地把握质量保证的重点和对象，为此在质量特性的基础上，把质量特性划分为关键质量特性、重要质量特性和次要质量特性，其中关键质量特性是指影响和决定产品质量的关键的少数质量特性，它们是产品相关性能技术指标及其参数的集合，它们来源于顾客对产品质量的需求。

关键质量特性形成于产品策划阶段的技术规范，在概念设计、初步设计、详细设计、制造、试验不同阶段不断传递与细化。 质量特性分解图 ━━━━━ 关键质量特性的作用 ━━━━━ 在复杂产品质量管理过程中，关键质量特性是决定和控制产品质量的关键因素，是产品质量主要载体，是产品研制阶段质量保证的主要对象，他们能够极大地影响产品全生命周期顾客满意度、安全性、可靠性、符合性、一致性、功能实现性等，他们需要额外或重点的管控手段来减少潜在的质量问题和失效成本，从而提高产品质量。 关键质量特性的识别，有利于明确产品研制阶段质量保证的重点和主线，更有利于理清产品设计、制造、试验过程和质量保证过程之间的关系。在复杂产品设计阶段，通过设计质量控制保证产品关键质量特性设计进入产品。 由于市场竞争日益激烈，针对复杂产品，在产品设计阶段采用额外的手段保证所有的产品质量特性显然是不可能也是不现实的，为此，我们以其中关键质量特性为目标来建立系统化的设计质量保证方法，在设计周期和成本允许的情况下，为进一步提高产品质量，还可以用此方法根据质量特性重要度依次保证。 ━━━━━ 怎么识别关键质量特性

关键特性及特殊特性分类原则及控制

关键特性及特殊特性分类原则及控制办法 1.目的： 通过对产品关键特性及特殊特性的设定和控制，确保顾客的质量要求能够充分地被理解并满足。 2.适用范围： 本规范适用于本公司生产的产品。 3.术语： 关键特性：与政府法律、法规及安全有关的；特别影响产品配合、功能、外观或后续制造质量的产品和过程的特性。 特殊特性：指难以准确评定其质量的关键特性 4.规范与要求： 关键/特殊特性分类原则 顾客指定 产品工程部对顾客的图纸进行转换，对代表关键/特殊产品和过程的特性的符号需完全理解。除非顾客允许，否则对顾客图纸上的关键/特殊特性不允许更改（包括其代表关键/特殊特性的符号）。 公司自定 除顾客指定的关键/特殊产品和过程特性外, 在基于对顾客需求和期望分析以及对产品可靠性研究的基础上，并根据公司同类产品的以往生产经验以及公司实际生产质量情况等,在产品引进策划、过程设计及开发过程中决定是否增设定关键/特殊产品和过程特性.；对顾客没有关键/特殊特性要求的，必须增设关键/特殊特性；特殊特性可以从任一产品特性类别上加以确定，如尺寸、材料、外观、性能等. A．对于关键/特殊工序, 在过程设计及开发过程中针对关键特殊工序优先制定PFMEA。 B．在制定作业规范、操作指导书、过程流程图、检验规范、控制计划中时必须标注关键、特殊符号及控制方法。

C．对涉及关键特性的工序设定SPC等统计控制方法；对涉及特殊特性的工序设定连续生产过程参数监视记录等控制方法。 D．对关键和特殊工具的设备需进行认可，检验设备需优先进行MSA分析。 E．对从事关键和特殊工序的人员必须进行相应的工艺规程，安全操作规程，产品质量要求和其他知识的培训，并对资格和经历进行验证，经考核合格后，方可持证上岗操作。 F．适当增加检验频次检验频次 G．设定环境 特殊特性(Special Characteristics)：被顾客制定的产品和过程特性，包括政府法规或车辆/产品的安全功能，和/或被小组选择产品和过程特性 关键特性 (Critical Characteristic)：会影响政府法规或车辆/产品的安全功能的被要求特殊控制的产品要求（尺寸，性能试验）或过程参数，例如]特殊供方，组装，装运或控制计划包括的监督活动等。 重要特性(Significant Characteristic)：对于顾客满意很重要的产品，过程和测验要求，并且质量策划活动必须在质量计划中被提出

关键特性及特殊特性分类原则及控制

关键特性及特殊特性分类 原则及控制 The latest revision on November 22, 2020

关键特性及特殊特性分类原则及控制办法 1.目的： 通过对产品关键特性及特殊特性的设定和控制，确保顾客的质量要求能够充分地被理解并满足。 2.适用范围： 本规范适用于本公司生产的产品。 3.术语： 关键特性：与政府法律、法规及安全有关的；特别影响产品配合、功能、外观或后续制造质量的产品和过程的特性。 特殊特性：指难以准确评定其质量的关键特性 4.规范与要求： 4.1关键/特殊特性分类原则 4.1.2顾客指定 产品工程部对顾客的图纸进行转换，对代表关键/特殊产品和过程的特性的符号需完全理解。除非顾客允许，否则对顾客图纸上的关键/特殊特性不允许更改（包括其代表关键/特殊特性的符号）。 4.1.2公司自定 除顾客指定的关键/特殊产品和过程特性外,在基于对顾客需求和期望分析以及对产品可靠性研究的基础上，并根据公司同类产品的以往生产经验以及公司实际生产质量情况等,在产品引进策划、过程设计及开发过程中决定是否增设定关键/特殊产品和过程特性.；对顾客没有关键/特殊特性要求的，必须增设关键/特殊特性；特殊特性可以从任一产品特性类别上加以确定，如尺寸、材料、外观、性能等. A．对于关键/特殊工序,在过程设计及开发过程中针对关键特殊工序优先制定PFMEA。 B．在制定作业规范、操作指导书、过程流程图、检验规范、控制计划中时必须标注关键、特殊符号及控制方法。 C．对涉及关键特性的工序设定SPC等统计控制方法；对涉及特殊特性的工序设定连续生产过程参数监视记录等控制方法。 D．对关键和特殊工具的设备需进行认可，检验设备需优先进行MSA分析。 E．对从事关键和特殊工序的人员必须进行相应的工艺规程，安全操作规程，产品质量要求和其他知识的培训，并对资格和经历进行验证，经考核合格后，方可持证上岗操作。 F．适当增加检验频次检验频次 G．设定环境 特殊特性(SpecialCharacteristics)：被顾客制定的产品和过程特性，包括政府法规或车辆/产品的安全功能，和/或被小组选择产品和过程特性 关键特性(CriticalCharacteristic)：会影响政府法规或车辆/产品的安全功能的被要求特殊控制的产品要求（尺寸，性能试验）或过程参数，例如]特殊供方，组装，装运或控制计划包括的监督活动等。 重要特性(SignificantCharacteristic)：对于顾客满意很重要的产品，过程和测验要求，并且质量策划活动必须在质量计划中被提出