設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型的建立和運用——上海泛亞汽車公司質(zhì)量方法實踐案例

◆張振宇 孫麗麗 / 文

泛亞汽車技術(shù)中心是上海通用汽車的工程中心，自建立以來，始終遵循邏輯斯蒂曲線的增長規(guī)律，不斷調(diào)整質(zhì)量管理策略，不斷推出引領(lǐng)時代的產(chǎn)品。

設(shè)計開發(fā)質(zhì)量是影響產(chǎn)品整個生命周期質(zhì)量最為關(guān)鍵的因素，不斷改善產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)質(zhì)量已成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、挖掘潛在利潤、縮短產(chǎn)品交貨周期、提高市場競爭力的一個極為重要的環(huán)節(jié)。

泛亞汽車技術(shù)中心以滿足并超越顧客期望為己任，建立了ISO9000的獨立認(rèn)證和ISO/TS16949產(chǎn)品設(shè)計過程認(rèn)證。在整車產(chǎn)品開發(fā)過程中泛亞采取的是矩陣式項目管理，每一個整車項目的開發(fā)均以全球整車開發(fā)流程為主線，實施整車項目開發(fā)管理。由于整車開發(fā)涉及系統(tǒng)接口和功能眾多，從數(shù)字設(shè)計到物理驗證，廣泛采用同步工程和系統(tǒng)工程管理。因此，在實施質(zhì)量管理的過程中遇到了以下這樣或那樣的問題：

——較難實現(xiàn)真正的市場驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)，欠缺保證客戶需求輸入和客戶需求得到滿足的控制機制。

——汽車設(shè)計開發(fā)過程極其復(fù)雜，零件眾多，開發(fā)部門之間利益壁壘的存在，導(dǎo)致“界面”問題成為提高設(shè)計開發(fā)質(zhì)量的嚴(yán)重阻礙。

——汽車產(chǎn)品的使用條件也相當(dāng)復(fù)雜，諸如溫濕度，客戶使用習(xí)慣，零部件的老化和制造偏差等，都會影響產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)質(zhì)量，讓產(chǎn)品功能的穩(wěn)定性大打折扣。

——對質(zhì)量工具的運用存在教條主義，強調(diào)了單一質(zhì)量工具的應(yīng)用技巧，而未將質(zhì)量工具有機的融合到產(chǎn)品的開發(fā)過程中，也未從集成化的角度進(jìn)行思考。

——經(jīng)驗學(xué)習(xí)過程未納入問題解決過程從而形成閉環(huán)的學(xué)習(xí)過程，導(dǎo)致質(zhì)量問題重復(fù)出現(xiàn)。也未充分從知識管理的角度對設(shè)計開發(fā)過程進(jìn)行有效回饋，很難形成設(shè)計開發(fā)過程能力螺旋型上升。

“內(nèi)建質(zhì)量”模型就是在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的背景下產(chǎn)生的。

1 “內(nèi)建質(zhì)量”模型的建立及推廣

1.1 “內(nèi)建質(zhì)量”模型的產(chǎn)生

成本10n理論告訴我們，設(shè)計開發(fā)是成本控制的源頭，一般而言，成本隨著項目的推進(jìn)，在不同的階段會呈現(xiàn)幾何級數(shù)的增長。泛亞的實踐經(jīng)驗也表明，如果前期設(shè)計沒有考慮周全，往往會引起售后市場的抱怨，甚至召回事件。如何實現(xiàn)從“后期解決”到“前期預(yù)防”，對于公司的成功至關(guān)重要。

針對上述五個方面的挑戰(zhàn)，泛亞經(jīng)過在汽車設(shè)計開發(fā)質(zhì)量管理領(lǐng)域15年的積極探索和實踐，逐漸摸索出了一套符合設(shè)計開發(fā)企業(yè)特點的“前期預(yù)防”質(zhì)量管理模式，公司稱之為設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量（Designin-quality）”模型(見圖1)。

這一模型的特點是：明確了客戶需求是所有產(chǎn)品開發(fā)的驅(qū)動源，穩(wěn)健設(shè)計及有效認(rèn)證為產(chǎn)品開發(fā)的基本保障，積極的問題解決成為合理的補充，同時知識管理始終貫穿在開發(fā)活動的過程中，并在不同的階段形成固化的知識積累。開發(fā)各個階段針對問題和經(jīng)驗積極開展經(jīng)驗學(xué)習(xí)活動，從機制上確保經(jīng)驗學(xué)習(xí)的成果能夠被標(biāo)準(zhǔn)化，并且輸入到后續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)過程中，讓我們的設(shè)計開發(fā)質(zhì)量水平持續(xù)改善，設(shè)計開發(fā)能力不斷提升。

1.2 “內(nèi)建質(zhì)量”模型的核心思想

而對于設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型，核心的思想是進(jìn)行穩(wěn)健的設(shè)計和有效的認(rèn)證。對于這一方面，泛亞主要是將日本九州大學(xué)的吉村達(dá)彥先生GD3方法及理念進(jìn)行創(chuàng)新實踐應(yīng)用。

由圖2可以看出GD3方法是由三部分組成，每一部分都明確了應(yīng)用的質(zhì)量工具。

1）穩(wěn)健設(shè)計（G o o d Design）

Good Design（穩(wěn)健設(shè)計）是Good Discussion和Good Dissection的基礎(chǔ)，是產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的保證，穩(wěn)健性是重要的衡量指標(biāo)。使用DFSS（Design For Six Sigma，六西格瑪設(shè)計）指導(dǎo)Good Design，目的是要培養(yǎng)工程師系統(tǒng)分析和決策的思維習(xí)慣，客觀地、以事實為依據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。

圖1 設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型

圖2 泛亞設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型中的GD3方法

2）充分討論（ G o o d Discussion）

工程師在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時，需要在產(chǎn)品開發(fā)過程的每一個環(huán)節(jié)關(guān)注客戶的需求，因此就需要在業(yè)務(wù)鏈的上下游之間以及和最終客戶之間保持良好的溝通和討論，這樣才能在界面處發(fā)現(xiàn)問題萌芽。采用DFMEA/DRBFM（Design Failure Modes &Effects Analysis設(shè)計失效模式及其影響分析/Design Review Based Failure Mode基于失效模式的設(shè)計評審）方法來作為討論的工具和記錄的載體。

3）仔細(xì)觀察（G o o d Dissection ）

產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的可靠性和耐久性問題是需要通過試驗認(rèn)證來確保問題發(fā)現(xiàn)和預(yù)防。另外，界面處的問題也是隱患聚集之處。即使工程師對零部件本身的質(zhì)量很有信心，但在界面處還是存在許多問題隱患未能發(fā)現(xiàn)，因此需要通過一些技術(shù)方法來進(jìn)行早期的探測和發(fā)現(xiàn)。通過對物理試驗開展DRBTR（Design Review Based Test Result基于試驗結(jié)果的設(shè)計評審）方法進(jìn)行仔細(xì)觀察。

Good discussion 和Good dissection 對于界面處的問題發(fā)現(xiàn)是非常重要的，這是設(shè)計開發(fā)質(zhì)量防患于未然的基礎(chǔ)。每一個設(shè)計工程師在參加會議時都需要與相關(guān)部門的人員基于實際的零件或數(shù)模、圖紙進(jìn)行觀察、分析、溝通討論。

1.3 設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型的集成式閉環(huán)管理

設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型的另一個特色是真正形成了集成式的閉環(huán)管理，而且對于各種質(zhì)量工具的應(yīng)用更加具有邏輯性和可操作性。如在客戶需求定義階段會較多地使用QFD工具，到了穩(wěn)健設(shè)計和有效認(rèn)證階段采用如前所述的泛亞GD3，針對開發(fā)階段出現(xiàn)的問題會更多地采用7鉆和Red X方法進(jìn)行積極的解決。這些環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，使設(shè)計開發(fā)質(zhì)量持續(xù)改善。對于開發(fā)過程和問題解決的每個階段都會推動基于知識管理理論，應(yīng)用經(jīng)驗學(xué)習(xí)這個工具為核心的回饋過程，確保產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量的提升和工程師能力的螺旋形上升。同時對于同步執(zhí)行的項目和后續(xù)項目都會起到預(yù)防類似問題重復(fù)發(fā)生的效果。

2 “內(nèi)建質(zhì)量”模型的應(yīng)用實踐

根據(jù)設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型，泛亞結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)過程定義了質(zhì)量工具的具體應(yīng)用（見圖3）。

2.1 產(chǎn)品概念開發(fā)階段（項目立項到項目啟動）

產(chǎn)品概念開發(fā)階段是產(chǎn)品開發(fā)的最前期。在這個時期，需要明確項目的目標(biāo)，項目的生命周期和范圍，項目的市場定位、競爭對手及價格，主要設(shè)計亮點及技術(shù)亮點等，工程解決方案，制造可行性及固定資產(chǎn)投資策劃，所需的零件清單等。這些最基礎(chǔ)的整車需求會被定義出來，然后指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)計。這個階段的設(shè)計內(nèi)容在整個產(chǎn)品開發(fā)周期中非常重要，因為這時確定的需求是宏觀戰(zhàn)略性的需求，所謂失之毫厘謬以千里，前期的錯誤在后期往往需要成倍的時間和人力去彌補。所以在這個階段公司主要引入QFD（Quality Function Deployment）和DFSS。

結(jié)合具體項目，QFD一般在項目的前期展開，首先是客戶聲音收集，對此，泛亞圍繞這個工具，開展客戶和市場走訪活動收集分析客戶需求。走訪的團隊人員由各部門的資深工程師組成，一般分成幾組，分別在幾個有針對性的城市，通過與客戶及經(jīng)銷商進(jìn)行問卷調(diào)查和訪談，收集分析一手的資料，并將其通過QFD工具，和工程指標(biāo)進(jìn)行評估分析和轉(zhuǎn)換，在項目上進(jìn)行跟蹤和實施。

圖3 質(zhì)量工具集成運用

DFSS在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的同時，會降低成本及縮短開發(fā)周期，具有很高的實用價值。在實際操作過程中，可根據(jù)QFD確定的顧客和市場需求，以及設(shè)計的方向和目標(biāo)，以前類似產(chǎn)品的質(zhì)量問題，均可以啟動DFSS項目。目前DFSS立項啟動不僅有獨立的解決問題，提升客戶滿意度的項目，還與整車開發(fā)相接合，在整車項目的前期就引入DFSS的思想，將可能需要前期設(shè)計的問題進(jìn)行識別。然后，運用創(chuàng)新方法和技巧，解決工程中的各種矛盾/沖突，開發(fā)高質(zhì)量、具有競爭力的設(shè)計方案，而且更重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新。通過田口方法的應(yīng)用，進(jìn)行具體的產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)選擇，可以得到穩(wěn)健產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)組合。

2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)開發(fā)階段（項目啟動到設(shè)計發(fā)布）

在確認(rèn)了項目的整體需求，并對項目的總體框架結(jié)構(gòu)形成初步方案后，產(chǎn)品開發(fā)推進(jìn)到了數(shù)據(jù)開發(fā)階段，如果說在概念開發(fā)階段，是總體的方向把握，那么在數(shù)據(jù)開發(fā)階段則是通過開發(fā)工作將總體的方向落到實處。

數(shù)據(jù)開發(fā)階段的一個重要的特點是，開發(fā)時間緊迫，需要在整體上把握開發(fā)進(jìn)度，確保每一個開發(fā)節(jié)點的交付物的準(zhǔn)時遞交，嚴(yán)格的前期質(zhì)量控制非常重要。所以在這個階段公司引入了系統(tǒng)化的產(chǎn)品質(zhì)量問題前期預(yù)防工具DFMEA/DRBFM。

順利實施DFMEA的重要因素之一就是及時性。它是“事前”行為，而不是“事后”操作，為了實現(xiàn)最大價值，DFMEA必須在產(chǎn)品數(shù)據(jù)發(fā)布之前實施。預(yù)先完成DFMEA，產(chǎn)品的變更就變得更加容易實施，且成本也較為便宜，從而將后期更改的危機減少到最小。

在具體項目開展前制定DFMEA計劃，主要圍繞著三個不同的階段進(jìn)行開展，如圖4。

在DFMEA/DRBFM流程中，充分結(jié)合DFMEA的各個要素，制定了6個評審節(jié)點（見圖3），并且明確每個節(jié)點的基本任務(wù)和完成時間。

對每個節(jié)點，公司都會對整個項目的DFMEA/DRBFM完成狀態(tài)和完成質(zhì)量進(jìn)行跟蹤，確保在項目的開發(fā)過程中能做到“事先預(yù)防”，從而提高產(chǎn)品開發(fā)的總體質(zhì)量。

2.3 產(chǎn)品試制驗證階段（設(shè)計發(fā)布到試生產(chǎn)）和產(chǎn)品投產(chǎn)階段（試生產(chǎn)到批量上市）

產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計階段完成后，整個開發(fā)流程過渡到了產(chǎn)品試制驗證階段和產(chǎn)品投產(chǎn)階段。

產(chǎn)品試制階段是將上階段開發(fā)完成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成實際的物理產(chǎn)品，并對其進(jìn)行各種試驗，以確定達(dá)到了法律法規(guī)及客戶的要求。然后零件及子系統(tǒng)的設(shè)計驗證完成后，進(jìn)入到產(chǎn)品投產(chǎn)階段，產(chǎn)品轉(zhuǎn)入到生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)試和試生產(chǎn)。

試制及驗證的目的是為了確認(rèn)設(shè)計，在試制零部件已經(jīng)完成的情況下，如何最大化地發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)設(shè)計呢？這里公司引入了質(zhì)量工具DRBTR。在運用DRBTR尋找發(fā)現(xiàn)設(shè)計隱患的過程中，有一個很重要的觀點，即不要把試驗簡單地當(dāng)成判斷的方法，而是要將它作為發(fā)現(xiàn)問題的手段。正是基于這種想法，便有了在項目開展中需要遵循的行為方式，即：

——“在觀察了試驗結(jié)果之后，你還有哪些不良的隱患”；

——“這些隱患可能會引發(fā)哪些問題”；

——“這些隱患會在什么情況下轉(zhuǎn)變成實際的問題”；

——這會對客戶造成怎么樣的影響；

——為了避免這些預(yù)感轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實問題，需要采取哪些措施。

圖4 DFMEA開展過程

泛亞的DRBTR活動不僅在零部件級的試驗中開展，而且也融合到整車的集成開發(fā)中。以整車耐久性試驗為例，整個試驗過程中會設(shè)置三次DRBTR的節(jié)點，通常在試驗完成的50%、99%和100%時進(jìn)行。前兩個節(jié)點50%和99%是在耐久性路試現(xiàn)場，針對完成相應(yīng)里程數(shù)的車輛進(jìn)行現(xiàn)地現(xiàn)物的全方位觀察和性能評估。100%的DRBTR一般是將試驗車運回泛亞來實施，并進(jìn)行完全拆解，這樣可以讓大家觀察得更徹底。

有些問題很簡單，能夠一眼就能看出來，有些問題是系統(tǒng)的問題，很難找出問題的根本原因。所以在這個過程中我們引入了7 Diamond和 Red X，用來協(xié)助工程師快速準(zhǔn)確地找到問題的根本原因，并解決問題。

3 應(yīng)用總結(jié)

自2006年全面推廣和應(yīng)用設(shè)計開發(fā)“內(nèi)建質(zhì)量”模型，泛亞的工程開發(fā)能力已經(jīng)突破了飽和期，從2006年只能進(jìn)行平臺大改型和系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)，發(fā)展到成功完成新賽歐，新GL8等全新整車開發(fā)以及C14全新動力總成開發(fā)，進(jìn)入到了持續(xù)改善階段，并且開始主導(dǎo)開發(fā)某些全球車型。

以新賽歐為例， J.D. Power新車質(zhì)量調(diào)研（IQS）報告中，新車平均問題數(shù)下降了65%，名列細(xì)分市場第一。這種強烈的反差除了說明了技術(shù)在飛速的革新，更體現(xiàn)了質(zhì)量管理水平的飛躍。泛亞的”內(nèi)建質(zhì)量”模型的創(chuàng)新實踐也獲得了行業(yè)的一致肯定，并分別榮獲了2012年度工業(yè)和信息化部和中國質(zhì)量協(xié)會“質(zhì)量標(biāo)桿”稱號。