設(shè)計(jì)預(yù)防在汽車研發(fā)階段的應(yīng)用研究

劉鵬 燕菲

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)逐漸發(fā)展和社會(huì)日益穩(wěn)定，人們在工作生活之中對于汽車的需求量越來越大。汽車研發(fā)階段的質(zhì)量得到越來越多人的關(guān)注與思考。在新車型研發(fā)階段，采用設(shè)計(jì)預(yù)防的方法，規(guī)避市場上同類問題和過往車型發(fā)生過的質(zhì)量問題再次發(fā)生，以此提升研發(fā)質(zhì)量和能力，降低研發(fā)成本，提高顧客對汽車品牌認(rèn)可和市場滿意度。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量管理 設(shè)計(jì)預(yù)防 全流程 問題庫

1 引言

我國經(jīng)濟(jì)水平不斷上升，國民對汽車的質(zhì)量要求也在逐漸的提高。國內(nèi)外汽車行業(yè)也在不斷提高自身的設(shè)計(jì)開發(fā)能力，在汽車研發(fā)階段所遇到的各種各樣問題不容忽視。

質(zhì)量問題已經(jīng)成為廣大消費(fèi)者重點(diǎn)觀察選擇汽車的必要條件，預(yù)防為先的思想貫穿產(chǎn)品開發(fā)過程，有效認(rèn)證及積極的問題解決保證穩(wěn)健的開發(fā)設(shè)計(jì)的成功。所以研發(fā)階段提前預(yù)防應(yīng)該首先得到設(shè)計(jì)人員的重視。本文就針對汽車在研發(fā)階段設(shè)計(jì)預(yù)防管理方面的流程和方法進(jìn)行一些簡單的探討，通過提高新產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量的穩(wěn)健性，降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和開發(fā)成本。

2 設(shè)計(jì)預(yù)防管理方法

研發(fā)過程設(shè)計(jì)預(yù)防對項(xiàng)目成功非常重要，過程管理應(yīng)采取一定的流程和方法，保證各階段質(zhì)量受控，從而為項(xiàng)目既定目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)保駕護(hù)航。

2.1 汽車研發(fā)過程

根據(jù)汽車產(chǎn)品的開發(fā)流程，產(chǎn)品研發(fā)過程按照PDCA模型可大致分為產(chǎn)品定義階段（Plan）、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段（Do）、產(chǎn)品驗(yàn)證階段（Check）、產(chǎn)品認(rèn)可及發(fā)布階段（Action）四個(gè)階段。

2.2 研發(fā)過程設(shè)計(jì)預(yù)防步驟

汽車產(chǎn)品研發(fā)過程中設(shè)計(jì)預(yù)防管理按照PDCA模型共劃分為以下6個(gè)階段：

（1）問題庫建立階段;（2）設(shè)計(jì)預(yù)防策劃階段;（3）設(shè)計(jì)階段;（4）零部件/系統(tǒng)級檢證階段;（5）整車級檢證階段;（6）效果總結(jié)階段。

3 研發(fā)過程設(shè)計(jì)預(yù)防管理

3.1 問題庫建立階段

問題庫的建立屬于開發(fā)日常的工作，需進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新管控。主要工作是總結(jié)反溯過往已發(fā)生的設(shè)計(jì)問題，為新車型設(shè)計(jì)預(yù)防提供輸入。其來源有過往開發(fā)車型試制問題、試驗(yàn)問題、市場問題、輿情問題和同行業(yè)市場問題等。問題入庫時(shí)，需保證故障車輛信息和發(fā)生信息記錄完整，如故障車型、發(fā)生數(shù)量、發(fā)生時(shí)間、發(fā)生工況/條件、問題現(xiàn)象、問題發(fā)生原因、解決措施和橫展措施等。

同期項(xiàng)目開發(fā)過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問題，通過數(shù)字化手段及時(shí)推送給工程師，方便有效掌握負(fù)責(zé)領(lǐng)域零部件/系統(tǒng)問題，提前納入設(shè)計(jì)管控要素中。對于同時(shí)滿足以下條件的問題，可作為經(jīng)驗(yàn)庫凍結(jié)，在新車型項(xiàng)目管理中不納入管控：

（1）已提交問題根因深挖依據(jù)，證實(shí)根因深挖已固化至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)/DFMEA/Lessons Learn等;（2）該問題已在同平臺(tái)3個(gè)中改及以上的車型項(xiàng)目上成功預(yù)防，在研及市場上未再發(fā);（3）已提供該問題可以在后續(xù)新項(xiàng)目防止再發(fā)的內(nèi)控管理手段（如Checklist等）。

3.2 設(shè)計(jì)預(yù)防策劃階段

設(shè)計(jì)預(yù)防策劃階段開始于項(xiàng)目預(yù)研階段，在可研階段完成策劃。主要工作是確定新車開發(fā)再發(fā)防止問題及控制計(jì)劃。工程師在整車項(xiàng)閥門7前，根據(jù)產(chǎn)品定位、產(chǎn)品配置、系統(tǒng)/零件變化點(diǎn)從問題庫中提取過往問題，組織團(tuán)隊(duì)對初版設(shè)計(jì)預(yù)防問題的適用性進(jìn)行評審，將評審判定為“適用”問題，整理編制成設(shè)計(jì)預(yù)防改善清單。

針對“適用”于本項(xiàng)目的問題，在項(xiàng)目閥門6前，工程師完成設(shè)計(jì)預(yù)防管控計(jì)劃編制，包含本項(xiàng)目改善措施以及后續(xù)各閥門節(jié)點(diǎn)（閥門5-閥門0）的檢證計(jì)劃等信息，按照評審層級完成評審后發(fā)布執(zhí)行。改善措施及檢證計(jì)劃提出的具體要求如下：

（a）改善措施需具體的，可衡量的量化指標(biāo)。要避免籠統(tǒng)粗略的改善措施，如優(yōu)化軟件策略、合理設(shè)計(jì)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)等。（b）檢證的內(nèi)容是設(shè)計(jì)過程中形成的設(shè)計(jì)文件或交付物，如產(chǎn)品技術(shù)方案、報(bào)價(jià)資料、DFMEA、數(shù)模、圖紙、產(chǎn)品驗(yàn)證計(jì)劃、實(shí)物/實(shí)車等等。檢證的目的是確認(rèn)改善措施是否體現(xiàn)或落實(shí)到相關(guān)的設(shè)計(jì)文件和交付物。

3.3 設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)預(yù)防控制計(jì)劃發(fā)布后，伴隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)整個(gè)過程，工程師在后續(xù)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，將設(shè)計(jì)預(yù)防管控計(jì)劃當(dāng)作一份設(shè)計(jì)提醒文件，將改善措施逐步落實(shí)在設(shè)計(jì)中。

設(shè)計(jì)階段，最常用的預(yù)防方法是DFMEA（Design Failure Mode and Effects Analysis），也稱設(shè)計(jì)FMEA，是設(shè)計(jì)概念形成之前應(yīng)用的一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，主要的應(yīng)用目的是對可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上將風(fēng)險(xiǎn)減小到可接受的水平。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的過程中，通過跨功能團(tuán)隊(duì)多方評審的方式，將風(fēng)險(xiǎn)降低到最小，減少失效發(fā)生的可能性，從而增加產(chǎn)品的可靠性。

總之，設(shè)計(jì)開發(fā)階段，須嚴(yán)格按照開發(fā)流程開展設(shè)計(jì)工作，組織相關(guān)方參與設(shè)計(jì)評審，評審的有效性、完整性、符合性等落實(shí)到位，才能更好地避免設(shè)計(jì)失誤出現(xiàn)。

3.4 系統(tǒng)/零件級檢證階段

按照整車開發(fā)主計(jì)劃，在項(xiàng)目閥門5-閥門2節(jié)點(diǎn)前，工程師組織對本階段需確認(rèn)的再發(fā)防止問題確認(rèn)，完成設(shè)計(jì)預(yù)防管控計(jì)劃階段落實(shí)情況和結(jié)果判定，確認(rèn)本階段工作達(dá)成情況，并編制階段檢證報(bào)告，確認(rèn)措施落實(shí)情況占比（目標(biāo)達(dá)成率=本階段改善措施實(shí)際落實(shí)問題數(shù)/本階段改善措施計(jì)劃落實(shí)問題數(shù)×100%）。

如存在未按計(jì)劃落實(shí)改善措施的問題，制定挽救計(jì)劃，并及時(shí)推進(jìn)落實(shí)執(zhí)行;若存在設(shè)計(jì)失誤，則需要開展Lessons learn，及時(shí)糾偏，并落實(shí)到開發(fā)文件中，確保同期推進(jìn)項(xiàng)目同類問題得到規(guī)避。

3.5 整車級檢證階段

整車級檢證開始于樣車準(zhǔn)備完成后，整車級檢證的主要工作是確認(rèn)設(shè)計(jì)預(yù)防改善清單中的問題在實(shí)車上是否存在，通過實(shí)車質(zhì)量驗(yàn)證和質(zhì)量評審，確認(rèn)實(shí)車表現(xiàn)判斷改善措施是否有效，具體要求如下：工程師根據(jù)零件/系統(tǒng)級檢證情況及整車試驗(yàn)計(jì)劃，在閥門4和閥門2通過后開始編制整車檢證計(jì)劃。

整車級檢證一般以實(shí)車聯(lián)合檢證形式展開，一般不少于兩輪：ET階段整車檢證和PT階段整車檢證。驗(yàn)證工程師需按照預(yù)防問題發(fā)生條件/工況，確認(rèn)試驗(yàn)規(guī)范及條件，編寫測試用例，逐項(xiàng)開展驗(yàn)證，針對驗(yàn)證結(jié)果，輸出檢證報(bào)告。

整車級檢證活動(dòng)，使用DRBTR（Design Review Based on Test Results）基于試驗(yàn)結(jié)果的設(shè)計(jì)評審，可以取得較好的效果。DRBTR是在整車試驗(yàn)過程中或結(jié)束后進(jìn)行仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)問題萌芽并加以消除的一種方法。DRBTR是通過團(tuán)隊(duì)評審的方式，在得到試驗(yàn)結(jié)果之前開展。通過這樣的設(shè)計(jì)評審方法，重點(diǎn)針對設(shè)計(jì)預(yù)防問題進(jìn)行確認(rèn)，可以很大程度上減少產(chǎn)品量產(chǎn)后暴露問題隱患可能性。因此無論是在試驗(yàn)過程中以及試驗(yàn)結(jié)束后，需要反復(fù)進(jìn)行仔細(xì)的確認(rèn)，盡最大努力尋找預(yù)防問題發(fā)生情況和潛藏的問題。針對在試驗(yàn)過程中眼睛所無法看到的車內(nèi)盲點(diǎn)確認(rèn)，試驗(yàn)完成后的相關(guān)車輛需在車間進(jìn)行“解剖”，開展耐久后拆解活動(dòng)。拆解后的各個(gè)零部件總成不僅需要經(jīng)過外觀上的仔細(xì)觀察，必要時(shí)還需要重新上試驗(yàn)臺(tái)架復(fù)測其相關(guān)的性能指標(biāo)。

3.6 效果總結(jié)階段

再發(fā)防止效果總結(jié)階段開始于項(xiàng)目SOP之后，結(jié)束于車型SOP后一年。主要工作是跟蹤車型量產(chǎn)后的市場表現(xiàn)情況，確認(rèn)再發(fā)防止工作的有效性，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。衡量再發(fā)防止工作有效性的主要指標(biāo)有兩個(gè)：

（a）問題再發(fā)率=已納入設(shè)計(jì)預(yù)防改善管控計(jì)劃且仍舊市場再發(fā)問題數(shù)量/納入再發(fā)防止控制計(jì)劃的問題數(shù)量×100%;（b）問題遺漏率=（市場再發(fā)問題數(shù)量-已納入設(shè)計(jì)預(yù)防改善管控計(jì)劃且仍舊市場再發(fā)問題數(shù)量）/市場再發(fā)問題數(shù)量×100%。

4 結(jié)語

運(yùn)用PDCA方法，將設(shè)計(jì)預(yù)防落實(shí)到項(xiàng)目研發(fā)各階段，量產(chǎn)車型問題再發(fā)率降低至0%，改善效果明顯。

實(shí)踐證明，如果能在新產(chǎn)品研發(fā)各階段開展設(shè)計(jì)預(yù)防活動(dòng)。強(qiáng)調(diào)過程管控，分階段確認(rèn)落實(shí)情況，并運(yùn)用數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行全流程管控，建立起完善的監(jiān)督管理體系，將有利于提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，規(guī)避同類問題再發(fā)，從而降低企業(yè)開發(fā)成本，進(jìn)而促進(jìn)我國汽車企業(yè)在研發(fā)過程中更上一層樓。

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