Red X 方法論在新能源敞篷車研發(fā)中的實(shí)踐應(yīng)用

王根鋒 劉華官 陸思成

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

駕駛敞篷車能夠充分與大自然親近，是追求個(gè)性、追求時(shí)尚的象征。當(dāng)前敞篷車和頂篷系統(tǒng)相關(guān)研發(fā)、驗(yàn)證和制造都在國(guó)外，國(guó)內(nèi)還在起步階段，相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足?？焖俳鉀Q研發(fā)過程中的各種難題，快速量產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的頂篷系統(tǒng)，是國(guó)產(chǎn)敞篷車成功的關(guān)鍵。

2 頂篷系統(tǒng)和問題分析策略

2.1 國(guó)產(chǎn)頂篷系統(tǒng)

某國(guó)產(chǎn)品牌的兩座新能源敞篷車，榮登車展關(guān)注榜首，量產(chǎn)呼聲很高。該車為軟頂篷，液壓驅(qū)動(dòng)頂篷折疊和閉合，手動(dòng)解閉鎖。頂篷系統(tǒng)是敞篷車特有的部件，是從0 到1的技術(shù)創(chuàng)新。前期定義頂篷系統(tǒng)為自制件，可用技術(shù)資源少，開發(fā)周期短，關(guān)聯(lián)區(qū)域多，團(tuán)隊(duì)成員都沒有敞篷經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目面臨巨大的挑戰(zhàn)。在關(guān)鍵的驗(yàn)證階段，團(tuán)隊(duì)結(jié)合Red X方法論，克服多個(gè)試驗(yàn)中的難題，實(shí)現(xiàn)頂篷系統(tǒng)成功通過驗(yàn)證。

圖1 頂篷系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程示意圖

2.2 問題分析策略

工程問題的分析，主要有基于經(jīng)驗(yàn)，基于發(fā)散，基于對(duì)比3 種方式。

基于經(jīng)驗(yàn)：擁有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)時(shí)解決問題的效率高，是最理想的情況。當(dāng)知識(shí)儲(chǔ)備不足、沒有相似的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，基于經(jīng)驗(yàn)的方式就難以適用于新的復(fù)雜問題，陷入瓶頸。

基于發(fā)散：經(jīng)驗(yàn)不能直接解決時(shí)，通常會(huì)使用發(fā)散性方式?；赮（結(jié)果）與哪些X（原因）有相關(guān)性的判斷為基礎(chǔ)，假設(shè)已知某原因X 和結(jié)果Y 之間的關(guān)系，通過試驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)，確認(rèn)因果性。當(dāng)問題越復(fù)雜時(shí)分析的難度會(huì)成倍增長(zhǎng)，大量潛在原因的驗(yàn)證需要巨大的資源支撐；一旦根本原因沒有被列入分析清單，就不太可能找到根本原因。因此基于發(fā)散的方法不能保證快速找到根本原因。常用的5M1E（魚骨圖）屬于基于發(fā)散的方法。

基于對(duì)比的方法，認(rèn)為我們可以通過觀察極限狀態(tài)，來了解物理現(xiàn)象。具體方式為：以Y（結(jié)果）的狀態(tài)為基礎(chǔ)，通過對(duì)比在導(dǎo)致結(jié)果（Y）的變差來源間尋找最大差異，以字典分割的方式進(jìn)行確認(rèn)和排除，逐步縮小分析范圍，最后收斂到根本原因X。在分析復(fù)雜問題時(shí)，基于對(duì)比的方法準(zhǔn)確性和效率較高。謝寧RED X 屬于基于對(duì)比的方法。

圖2 尋找根本原因的三種方式

3 Red X 介紹

3.1 Red X 起源及特點(diǎn)

Red X 也叫謝寧方法，是一套用于解決復(fù)雜質(zhì)量問題的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法，1940 年代，著名質(zhì)量管理大師和可靠性工程專家多利安.謝寧結(jié)合邏輯學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、工程學(xué)的原理和方法，開發(fā)了Red X，用于二戰(zhàn)時(shí)期美軍設(shè)備質(zhì)量問題解決，80 年代通用汽車使用Red X 解決汽車復(fù)雜質(zhì)量問題。Red X 從 Green Y 推導(dǎo)到Red X 根本原因的思維，邏輯性強(qiáng)、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。RED X 不是用來找問題的解決方法，而是為了理解問題是如何真正產(chǎn)生的。Red X 不是從一開始就列出可能的所有原因，而是首先研究結(jié)果的表現(xiàn)。Red X 不是一種新的思考方法，也不適用于解決那些顯而易見的問題。

圖3 傳統(tǒng)方法和Red X

3.2 Red X 專業(yè)術(shù)語

Red X：會(huì)引起變化的因素有很多，引起產(chǎn)品或過程最大變化的因素稱為Red X。

Green Y：顧客所關(guān)注的事情，可能是一種失效模式或一個(gè)特性分布。

問題解決樹：將Green Y 收斂到Red X的工具。從Green Y 開始，描述在每個(gè)分析步驟中如何拆分，到已經(jīng)證實(shí)的Red X 而結(jié)束，是識(shí)別Red X 的問題解決路線圖。

拆分：通過忽略或消除不重要的潛在問題而做出決定。本文用到的拆分方法：a.字典拆分：為了得到包含全部變異范圍的最小單元，消除了部分問題。如字典游戲，每次排除一半潛在因素。b.加劇拆分：通過同時(shí)暴露在相同的環(huán)境中，如高溫、負(fù)載等，從而增加辨識(shí)能力。c.鏈接拆分：將1 個(gè)Green Y 連接到另一個(gè)更容易展開的Green Y，如將定性特性轉(zhuǎn)化為定量特性。

4 Red X 在敞篷車項(xiàng)目開發(fā)中的應(yīng)用

驗(yàn)證是開發(fā)過程的關(guān)鍵階段，新產(chǎn)品驗(yàn)證時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)多種試驗(yàn)問題。常規(guī)的問題分析方法，如A3、5M1E、6 Sigma、QC 7大工具、8D 等，需要類似經(jīng)驗(yàn)豐富的專家支持或較多的樣本量數(shù)據(jù)。頂篷項(xiàng)目沒有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)階段也僅有極少量樣本，常規(guī)方法不太適用，團(tuán)隊(duì)結(jié)合Red X 方法探索未知，分析復(fù)雜驗(yàn)證問題。

4.1 Red X 在零部件問題分析中的應(yīng)用

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是頂篷的心臟，本項(xiàng)目為液壓驅(qū)動(dòng)，包括電機(jī)，液壓泵，油路塊和閥系，分油塊和閥系，輸油管，液壓桿等1 級(jí)子系統(tǒng)。液壓對(duì)于車身工程師是全新的領(lǐng)域，開發(fā)過程遇到多種挑戰(zhàn)。

（1）問題描述：液壓系統(tǒng)耐久試驗(yàn)時(shí)不能降篷。

（2）項(xiàng)目定義樹：根據(jù)二八原則，Red X 總是優(yōu)先將資源安排到最重要的問題上，通過對(duì)頂篷試驗(yàn)問題的拆分，確認(rèn)Red X 課題為解決液壓系統(tǒng)耐久試驗(yàn)時(shí)不能降篷問題。

圖4 某敞篷車液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

（3）問題定義樹：液壓系統(tǒng)不能降篷和能量有關(guān)，是事件型問題。使用鏈接策略，將不能降篷問題，轉(zhuǎn)化為液壓壓力降低問題。層級(jí)一和層級(jí)二，將定性問題轉(zhuǎn)化為定量問題。

（4）原因分析：液壓系統(tǒng)零件較多，影響壓力的因素很多。類似“剝洋蔥”，通過從宏觀到微觀的視角，由表及里排除，逐步接近潛在原因。

層級(jí)三：結(jié)合字典拆分，排除電機(jī)和油泵建壓不足，聚焦到系統(tǒng)壓力泄露；

層級(jí)四：檢查外部油路及油桿排除外泄，結(jié)合字典拆分聚焦到油路塊閥系總成有內(nèi)泄；

層級(jí)五：使用加劇策略，通過提高壓力使故障快速出現(xiàn)；

層級(jí)六：發(fā)現(xiàn)問題在于1#密封點(diǎn)，排除其它密封點(diǎn)；

層級(jí)七：通過元件查找階段一中的拆裝分析，排除裝配的影響，聚焦到產(chǎn)品本身；

層級(jí)八：通過BOB 件（好件）和WOW件（壞件）的子零件互換，確認(rèn)問題在油路塊；層級(jí)九：通過BOB 和WOW 油路塊的配對(duì)對(duì)比，聚焦到尺寸A 油路塊密封槽深度。

經(jīng)過以上逐層分析，找出潛在Red X。

（5）原因確認(rèn)：層級(jí)十，使用經(jīng)過挑選的新油路塊樣件進(jìn)B vs C Test，確認(rèn)尺寸A 油路塊密封槽深度是Red X。潛在Red X通過確認(rèn)，至此找到根本原因。

圖5 項(xiàng)目定義樹

圖6 問題定義樹

圖7 問題分析樹

（6）改進(jìn)及效果確認(rèn)：控制Red X 油路塊槽深后，3 套新狀態(tài)液壓全部通過頂篷系統(tǒng)試驗(yàn)，改進(jìn)有效，問題關(guān)閉。

4.2 Red X 在系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)問題中的應(yīng)用

頂篷耐久試驗(yàn)是敞篷車的核心試驗(yàn)項(xiàng)目之一，涉及頂篷系統(tǒng)，接口零件，試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)規(guī)范等4 部分，20 多個(gè)子項(xiàng)，全部為首次實(shí)施。液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)頂篷上升和下降，臺(tái)架執(zhí)行閉鎖和解鎖動(dòng)作，開關(guān)監(jiān)測(cè)頂篷的狀態(tài)。

（1）問題簡(jiǎn)述：在頂篷耐久試驗(yàn)階段，反復(fù)出現(xiàn)高溫?zé)o法運(yùn)行的情況。

圖8 原因確認(rèn)

圖9 頂篷高溫耐久試驗(yàn)問題分析樹

（2）分析思路：在分析和調(diào)查的過程中，結(jié)合Red X 的字典策略，將復(fù)雜的系統(tǒng)性問題分層，然后逐層分析，通過線索進(jìn)行排除和聚焦，將分析范圍不斷收斂縮小，直到根本原因浮現(xiàn)。分析中依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行判斷，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫼椭苯幼C據(jù)確保分析方向的正確，避免邏輯跳躍及潛在原因遺漏。

具體分析中，每次只分析一個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)分解為2 個(gè)可疑模塊，當(dāng)前層級(jí)確認(rèn)清楚后，再進(jìn)入下一個(gè)層級(jí)的分析，由表入里逐步深入，從而將復(fù)雜的系統(tǒng)問題拆分成多個(gè)簡(jiǎn)單的問題，降低了分析難度。以下為問題分析樹，共經(jīng)過10 個(gè)層級(jí)的分析，找出所有原因。

（3）措施驗(yàn)證：對(duì)于找出的4 個(gè)原因，分別更換新的子零件后，高溫試驗(yàn)正常運(yùn)行。

在整個(gè)問題的分析解決過程中，原因的精準(zhǔn)確認(rèn)是問題解決的關(guān)鍵，有的放矢保證了方案的有效性，順利解決了高溫試驗(yàn)不能運(yùn)行問題。

5 結(jié)語

汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，促使企業(yè)應(yīng)用各種新技術(shù)，對(duì)于無人區(qū)的陌生系統(tǒng)和產(chǎn)品，如何快速完成開發(fā)工作，對(duì)產(chǎn)品工程師、研發(fā)能力、體系能力提出了巨大挑戰(zhàn)。磨刀不誤砍柴工，本文簡(jiǎn)述了使用Red X 方法論增強(qiáng)工程師解決復(fù)雜問題的能力，提高了問題解決效率。Red X 方法論逐步成為新產(chǎn)品開發(fā)的必選項(xiàng)，有效的實(shí)現(xiàn)低成本、高效率地解決復(fù)雜工程問題，助力企業(yè)高質(zhì)量持續(xù)發(fā)展。