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1、质量工具在汽车设计开发中的集成应用【摘要】内建质量模型将质量管理思想融入汽车产品设计开发过程，通过将质量工具有机整合应用，不但可以大幅提升汽车产品设计开发质量，而且能够持续提升设计与工程开发能力。0引言设计开发质量是影响产品整个生命周期质量最为关键的因素，不论是设计开发时间、开发成本、还是开发质量，在整个研制周期中都占有极大的比重1。加强汽车的设计开发质量管理将对提高产品质量、降低成本、缩短产品上市时间、增强产品的市场竞争力等方面有着积极的现实意义。因此不断改善产品设计开发质量已成为企业降低生产成本、挖掘潜在利润、缩短产品交货周期、提高市场竞争力的一个极为重要的环节。1泛亚设计开发内建质量模型
2、1.1内建质量模型产生的背景泛亚汽车技术中心在整车产品开发过程中采取的是矩阵式项目管理，每一个整车项目的开发均以全球整车开发流程为主线，实施整车项目开发管理。由于整车开发涉及系统接口和功能众多，从数字设计到物理验证，广泛采用同步工程和系统工程管理。所以在实施质量管理的过程中遇到了这样或那样的问题。(1) 较难实现真正的市场驱动的产品开发，客户需求输入和客户需求得到满足的控制机制难以保证。(2) 汽车设计开发过程极其复杂，零件众多，开发部门之间利益壁垒的存在，导致“界面”问题成为提高设计开发质量的严重阻碍。(3) 汽车产品的使用条件也相当复杂，诸如温湿度、客户使用习惯、零部件的老化和制造偏差等，
3、都会影响产品的设计开发质量，让产品功能的稳定性大打折扣。(4) 对质量工具的运用存在教条主义，强调了单一质量工具的应用技巧，而未将质量工具有机地融合到产品的开发过程中，也未从集成化的角度进行思考。(5) 经验学习过程未纳入问题解决过程从而形成闭环的学习过程，导致质量问题重复岀现；也未充分从知识管理的角度对设计开发过程进行有效回馈，很难形成设计开发过程能力螺旋型上升1.2内建质量模型的建立设计开发是成本控制的源头，一般而言，成本随着项目的推进，在不同的阶段会呈现几何级数的增长。从泛亚的实践经验来说，如果前期设计没有考虑周全，往往会引起售后市场的抱怨，甚至召回事件。如何实现从“后期解决”到“前期预
4、防”，对于产品的成功至关重要。泛亚经过在汽车设计开发质量管理领域15年的积极探索和实践，逐渐摸索岀了一套符合设计开发企业特点的“前期预防”质量管理模式，称之为设计开发内建质量模型(见图1)。这一模型的特点是：明确了客户需求是所有产品开发的驱动源，稳健设计及有效认证为产品开发的基本保障，积极的问题解决成为合理的补充，同时知识管理始终贯穿在开发活动的过程中，并在不同的阶段形成固化的知识积累。开发各个阶段针对问题和经验积极开展经验学习活动，从机制上确保经验学习的成果能够标准化，并且输入到后续的产品开发过程中，让设计开发质量水平持续改善，设计开发能力不断提升。1.3内建质量模型的集成式闭环管理汽车设计
5、开发内建质量模型的另一个特色是真正形成了集成式的闭环管理，而且对于各种质量工具的应用更加具有逻辑性和可操作性。如在客户需求定义阶段会较多地使用质量功能展开（QFD）工具，到了稳健设计和有效认证阶段采用六西格玛设计（DFSS）、设计失效模式及后果分析（DFMEA）和基于试验后果的设计评审（DRB-TR）:3。针对开发阶段出现的问题会更多地采用7钻和RedX方法进行积极地解决。这些环节环环相扣，使设计开发质量持续改善。对于开发过程和问题解决的每个阶段都会推动基于知识管理理论，应用经验学习这个工具为核心的回馈过程，确保产品开发质量的提升和工程师能力的螺旋形上升。同时对于同步执行的项目和后续项目都会起
6、到预防类似问题重复发生的效果。2内建质量模型的应用实践根据设计开发内建质量模型，泛亚结合汽车产品开发过程定义了质量工具的具体应用（见图2）。2.1产品概念开发阶段（项目立项到项目启动）汽车产品概念开发阶段是产品开发的最前期。在这个时期，需要明确项目的目标、项目的生命周期和范围、项目的市场定位、竞争对手及价格、主要设计亮点及技术亮点等、工程解决方案，制造可行性及固定资产投资策划、所需的零件清单等。这些最基本的整车需求会被定义岀来，然后指导后续的汽车产品设计。汽车越来越被大众消费者认为是高科技产品，不仅要满足代步功能，还要集多种功能于一身，如娱乐、舒适、高科技，甚至个性化等元素。因此这个阶段的设计
7、内容在整个产品开发周期中非常重要，因为这时确定的需求是宏观战略性的需求，所谓失之毫厘谬以千里，前期的错误在后期往往需要成倍的时间和人力去弥补，所以在这个阶段主要引入QFD和DFSS结合具体项目，QFD一般在项目的前期展开，首先是客户声音收集。对此，泛亚围绕这个工具，开展客户和市场走访活动，收集和分析客户对于汽车产品的需求。走访的团队由各部门的资深工程师组成，一般分成几组，分别在几个有针对性的城市，通过与客户及汽车经销商进行问卷调查和访谈，收集一手的资料，并通过QFD分析和整理，对后续产品开发设计输岀有效的工程指标，可以区分竞争产品差异，并设定具有竞争性的目标（见图3）。DFSS在提高产品质量和
8、可靠性的同时，还可以降低成本及缩短开发周期，具有很高的应用性和实用性。在实际操作过程中，可根据QFD确定的顾客和市场需求，建立DFSS项目；也可以根据产品设计的方向和目标，以及类似产品的质量问题，启动DFSS改进项目。目前泛亚的DFSS立项启动不仅有独立的解决问题、提升客户满意度的项目还与整车开发相接合，在整车项目的前期就引入DFSS的思想，将可能需要前期设计的问题进行识别。然后，运用创新方法和技巧，解决工程中的各种矛盾/冲突，开发高质量、具有竞争力的设计方案，而且更重要的是能够实现产品设计创新。通过田口方法的应用，进行具体的产品设计参数选择，可以得到稳健的产品设计参数的最优组合（见图4）2.
9、2产品数据开发阶段（项目启动到设计发布）在确认了项目的整体需求并对项目的总体框架结构形成初步方案后，产品开发推进到了数据开发阶段，如果说在概念开发阶段，是总体的方向把握，那么在数据开发阶段则是通过开发工作将总体的方向落到实处。汽车产品的数据开发阶段重要的特点是：零件多、系统复杂、界面相互交错、开发时间紧迫。需要在整体上把握开发进度，确保每一个开发节点的交付物的准时递交，严格的前期质量控制非常重要。所以在这个阶段泛亚引入了系统化的产品质量问题前期预防工具DFMEA/DRBFM顺利实施DFMEA/DRBFM勺关键因素之一就是及时性。它是“事前”行为，而不是“事后”操作。为了实现最大作用，DFMEA
10、必须在产品数据发布之前实施。预先完成DFMEA/DRBFM产品的变更就变得更加容易预防和控制，且开发成本也较低，从而将后期更改的危机减少到最小4(见图5)。泛亚的DFMEA/DRBFM流程中，充分抓住FMEA的各个要素，并结合汽车产品开发特点，制定6个评审节点，并且明确每个节点的基本任务和完成时间。对每个节点，都会对整个项目的DFMEA/DRBFM完成状态和完成质量进行跟踪，确保在项目的开发过程中能做到“事先预防”，从而提高产品开发的总体质量。2.3产品试制验证阶段和产品投产阶段产品数据设计阶段完成后，整个开发流程过渡到了产品试制验证阶段和产品投产阶段。产品试制阶段是将上阶段开发完成的数据转化
11、成实际的物理产品，并对其进行各种试验，以确定达到了法律法规及客户的要求。然后零部件及子系统的设计验证完成后，进入到产品投产阶段，产品转入到生产线进行调试和试生产。随着汽车三包政策即将岀台，政府和消费者对汽车质量愈加关注，汽车产品的试制和验证需要更加严谨和科学合理，因为这个阶段是产品投产前的最后一关。试制及验证的目的是在试制零部件已经完成的情况下，最大化地发现问题并改进设计。这里引入了质量工具DRBTR在运用DRBTR寻找发现设计隐患的过程中，有一个很重要的观点，即不要把试验简单地当成判断的方法，而是要将它作为发现问题的手段。正是基于这种想法，便有了在项目开展中需要遵循的行为方式，即：(1) 在
12、观察了试验结果之后，还有哪些不良的隐患；(2) 这些隐患可能会引发哪些问题；(3) 这些隐患会在什么情况下转变成实际的问题；(4) 这会对客户造成怎么样的影响；(5) 为了避免这些预感转变为现实问题，需要采取哪些措施。泛亚的DRBTR活动不仅在零部件级的试验中开展，而且也融合到整车的集成开发中。以整车耐久性试验为例，整个试验过程中会设置3次DRBTR的节点，通常在试验完成的50%、99%和100%时进行。前两个节点50%和99%是在耐久性路试现场，针对完成相应里程数的车辆进行现地现物的全方位观察和性能评估。100%的DRB-TR一般是将试验车运回泛亚来实施，并进行完全拆解，这样可以让大家观察得
13、更彻底。有些问题很简单，能够一眼就看岀来，有些问题是系统的问题，很难找岀问题的根本原因。所以在这个过程中引入了分析问题的质量工具7钻和RedX，用来协助工程师快速准确地找到问题的根本原因，从而进一步解决问题，并将新发现的失效模式和原因更新到DFMEA中，同时做好经验学习和总结活动，形成闭环质量管理过程(见图6)泛亚在汽车产品开发过程中，引入了先进的质量管理方法，梳理了各个质量工具的应用范围，并结合整车开发特点，将各种质量工具进行有机地整合，灵活地应用在产品设计开发中，不断改进和优化，将内建质量模型的效能发挥到最大。3应用总结自2006年全面推广和应用设计开发内建质量模型以来，泛亚的工程开发能力
14、已经突破了饱和期。从2006年只能进行平台大改型和系统设计开发，发展到成功完成新赛欧、新GL8等全新整车开发以及C14全新动力总成开发，进入到了持续改善阶段，并且开始主导开发某些全球车型。以新赛欧为例，JD.Power新车质量调研（IQS）报告中，新车平均问题数下降了65%名列细分市场第一。这种强烈的反差除了说明了技术在飞速的革新，更体现了质量管理水平的飞跃。泛亚的内建质量模型的创新实践也获得了行业的一致肯定，并分别荣获了2012年度工业和信息化部与中国质量协会颁发的“质量标杆”称号。输入市场/客户/稳便的设廿DFSS,DFMFA(DRBTR有敛的认id帜极问題澤决7钻緩胡X图1设计开发内建质星模型山帛概念*站數据H发阶段W开发阶段产品试制验证阶段I产品段产阶段*
