汽車開發(fā)中的維修性設(shè)計概述

崔書星 劉超

摘 要：合理的維修性設(shè)計可以減少客戶的維修成本及主機廠的售后索賠費用，從而節(jié)約研發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，提高整車企業(yè)的品牌效益和利潤率。通過維修性設(shè)計在汽車產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用實踐，梳理了維修性設(shè)計相關(guān)定義、設(shè)計思路、設(shè)計原則，并介紹了維修性設(shè)計的未來優(yōu)化的方向。

關(guān)鍵詞：維修性;維修性設(shè)計;汽車開發(fā)

1維修性設(shè)計相關(guān)定義及意義

1.1 維修性：指車輛零件或零部件總成在規(guī)定的維修條件下，按規(guī)定的方法實施維修時，能夠恢復(fù)滿足執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。維修性設(shè)計：產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計者應(yīng)從維修的觀點出發(fā)，保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出現(xiàn)故障時，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆卸、易檢修、易安裝，即維修性要好。維修性是產(chǎn)品的固有屬性，屬于產(chǎn)品固可靠性的指標(biāo)之一。維修性的好壞直接影響產(chǎn)品的維修工時、維修費用，影響產(chǎn)品的本身價值和外在口碑。

1.2 現(xiàn)代社會中的耐用消費品如家用轎車，在其生命周期內(nèi)，維修維護(hù)費用占商品售價的很大比重。在汽車產(chǎn)品保修服務(wù)期內(nèi)，零件維修和索賠費用由主機廠支出，對于銷量眾多的車企，這是一筆非常巨大的開支。而通過維修性設(shè)計，可以為車企節(jié)省這些開支，并將其轉(zhuǎn)化為利潤。汽車作為代步工具和生產(chǎn)資料，其維修周期給車主帶來的維修之外的損失也是不能忽略的，尤其是出租車、網(wǎng)約車等，這些都要求車輛具有良好的維修性。此外，在使用過程中所產(chǎn)生的維修養(yǎng)護(hù)成本也是潛在車主做出購買決定的重要因素之一。因此一些不合常理的維修性問題是一種設(shè)計缺陷，必須要在車輛設(shè)計前期考慮，但目前汽車開發(fā)中可維修性設(shè)計缺少管控，也缺失前期可維修性設(shè)計目標(biāo)的策劃，維修性開展分散，沒有形成系統(tǒng)的流程和方法。

2汽車維修性設(shè)計基本流程

2.1 汽車開發(fā)是一個復(fù)雜的過程，在長達(dá)3-5年的開發(fā)周期內(nèi)，需要經(jīng)歷概念設(shè)計、造型設(shè)計、工程開發(fā)、系統(tǒng)發(fā)布、樣車制造、試驗認(rèn)證等多個環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，維修性設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計必須緊密配合，互相及時地輸入或輸出有關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)和資料，并進(jìn)行必要的設(shè)計協(xié)調(diào)，以保證設(shè)計出來的產(chǎn)品易于使用和維修。盡管國內(nèi)各大車企已逐步開始在設(shè)計過程中考慮可維修性設(shè)計的各項需求，但仍沒有形成一套成熟的流程和方法在新產(chǎn)品開發(fā)過程中系統(tǒng)地實施。

2.2 維修性設(shè)計需求收集與評審。維修性設(shè)計要求是維修性需求的重要組成內(nèi)容，在概念設(shè)計階段就必須明確維修性設(shè)計要求。依據(jù)車型定義，開發(fā)日程、車型配置、售后需求、再發(fā)防止、對標(biāo)總結(jié)、各設(shè)計部的需求等形成初版維修性設(shè)計要求。維修性設(shè)計要求包含定性和定量兩方面內(nèi)容，定性要求是汽車開發(fā)設(shè)計的準(zhǔn)則，而定量要求則是定性要求的量化，比如某個零部件的維修工時等。維修性設(shè)計要求經(jīng)整理并評審后，將其輸入產(chǎn)品開發(fā)項目組。

2.3 維修性要求校核與改善。在產(chǎn)品開發(fā)階段，同步確認(rèn)售后維修性設(shè)計需求的可實現(xiàn)性。在汽車開發(fā)過程中通過維修性設(shè)計虛擬驗證和校核，若發(fā)現(xiàn)與維修性設(shè)計要求不符的情況，維修性設(shè)計工程師要對其進(jìn)行跟蹤、分析、并給出設(shè)計改進(jìn)建議，必要時組織各設(shè)計部門進(jìn)行研討，針對不滿足項共同制定優(yōu)化方案。根據(jù)改進(jìn)設(shè)計的成本和周期變化，最終由項目組和領(lǐng)導(dǎo)決策，并在產(chǎn)品數(shù)字樣機凍結(jié)前輸出維修性校核報告和維修程序報告等交付物。

3汽車開發(fā)中的維修性設(shè)計原則

3.1 汽車開發(fā)中維修性設(shè)計原則包括：

3.1.1使布置的零部件具有良好的可達(dá)性?？蛇_(dá)性是指汽車維修時能接近

維修部位的難易程度，要求修理部位看得見、摸得著，并且有足夠的維修空間便于工具到達(dá)。可達(dá)性差的部件，不僅會耗費更多的人力和費用，還會延長汽車修理時間。

3.1.2使零件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。合理簡化產(chǎn)品與零部件規(guī)格，進(jìn)行產(chǎn)品通用

化、系列化、模塊化設(shè)計，提高易損件的互換性和通用性。汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，擁有成眾多零件，標(biāo)準(zhǔn)化零件不僅便于制造和加工，而且有利于汽車修理，還能降低對修理工人的技術(shù)要求，大大縮短修理時間。

3.1.3使零件維修具有良好的安全性。保障維修人員排除故障時不會受到

電擊、機械損傷、有毒氣體、輻射等傷害，這是汽車維修性設(shè)計階段必須考慮的安全問題。

3.1.4使零件系統(tǒng)具有良好的測試性。維修中，60-90秒的時間用來完成

故障檢測，了解故障部位，往往只需更換零件就能排除故障。所以良好的測試點、快速地反映故障點都是在維修性設(shè)計時應(yīng)該考慮的。

3.1.5盡量使零件簡化設(shè)計。汽車開發(fā)過程中應(yīng)運用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和方

法，模塊化可以簡化結(jié)構(gòu)，減少零部件種類，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造及售后費用。標(biāo)準(zhǔn)化、互換性和通用性不僅利于產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)，而且也使產(chǎn)品維修簡便，能顯著減少維修備件的品種、數(shù)量，降低維修人員技術(shù)要求，縮短工時，提高保障。在不影響其功能的條件下要盡可能地簡化，從而減小對使用和維修人員的技術(shù)要求。

3.1.6完善的防差錯措施和標(biāo)識。汽車維修時，如果沒有防差錯措施，對

大小相近、形狀相似的零件會出現(xiàn)裝錯、裝反的情況，在采購、存儲、領(lǐng)取、發(fā)放中也會經(jīng)常弄錯，這樣可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡或設(shè)備損壞。設(shè)計者不應(yīng)該僅強調(diào)維修人員的仔細(xì)程度，而應(yīng)該從設(shè)計著手防范這類問題。識別那些外形相似、大小相近的零部件和維修時常發(fā)生裝錯、裝反、漏裝的隱患，避免制造過程中的裝錯頻次，加強設(shè)計過程的防錯設(shè)計特征，可以節(jié)省相當(dāng)一部分需要實車拆解、講解所投入的時間和費用。

4未來維修性設(shè)計的優(yōu)化和發(fā)展方向

4.1在當(dāng)前逐步完善并靈活運用工具模型和人體手部模型的基礎(chǔ)上，完善虛擬維修設(shè)計系統(tǒng)，確保虛擬分析的及時性和可靠性。

4.2根據(jù)售后百萬車故障率（PPM），研究易損件的維修策略及售后配件替代方案，提高零件可靠性的同時，通過優(yōu)化維修性設(shè)計降低維修成本和索賠費用。

4.3通過大數(shù)據(jù)分析，定位消費群體對售后加裝/改裝需求比較頻繁的系統(tǒng)，在整車設(shè)計時做好預(yù)留。同時對車型年改款也提供了一些便利，進(jìn)而保證了產(chǎn)品投入市場的靈活性和及時性。

4.4售后維修性設(shè)計進(jìn)一步發(fā)揮操作簡易、省時省力的潛力，開發(fā)用戶界面更加人性化的診斷工具、手機APP 及簡單易懂的操作指導(dǎo)說明，逐步適應(yīng)市場越來越多的車主自行保養(yǎng)及主機廠上門服務(wù)的需求。

4.5不斷收集客戶喜好和用戶體驗，通過售后維修場景的設(shè)計，在產(chǎn)品投放市場同時或整個生命周期內(nèi)不斷升級，持續(xù)豐富產(chǎn)品的亮點和賣點。

五、結(jié)語

維修性設(shè)計是產(chǎn)品的設(shè)計特性，對于汽車這類復(fù)雜的集成設(shè)計尤為重要，必須在設(shè)計時給予輸入，實時與其他設(shè)計輸入同步進(jìn)行分析和評估工作，并貫穿產(chǎn)品整個設(shè)計周期。維修性設(shè)計在整車設(shè)計中已經(jīng)被給予越來越多的重視，但當(dāng)前的維修性設(shè)計做得還不夠深入，大多數(shù)還停留在可達(dá)性、可視性、可拆卸性虛擬分析的層面，若充分利用計算機CAD 技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可視化和交互處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力以三維模型方式對設(shè)計的維修性進(jìn)行分析評估的優(yōu)勢，逐步形成集計算機輔助維修性設(shè)計建模仿真于一體的虛擬維修設(shè)計系統(tǒng)。虛擬維修設(shè)計的應(yīng)用，可以提高維修性設(shè)計的效率和自動化程度，縮減設(shè)計成本和周期，尤其有助于緩解總體設(shè)計階段不易開展維修性分析評估工作的情況。并可以滲透到后期維修信息開發(fā)領(lǐng)域，對售后工程開發(fā)工作有著深遠(yuǎn)的影響意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 章國棟 系統(tǒng)可靠性與維修性分析與設(shè)計[M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社，1990.

[2] 陳璐，蔡建國? 可維修性設(shè)計及其技術(shù)方法研究[J].機械設(shè)計與研究，2002（ 18） .

[3] 王曉晨，楊健美 維修性設(shè)計評價技術(shù)研究[J]. 中國機械，2014（ 9） .

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