整車產品樣車試驗階段的質量管理

徐少陽

（麥格納斯太爾汽車技術（上海）有限公司）

樣車試驗是整車產品開發流程中時間最長的一個階段，其周期一般為18～24個月。根據整車系統構造，樣車試驗分為零部件試驗、系統匹配試驗、整車性能試驗以及可靠性試驗。它從基本的零部件試驗做起，滲透至各分總成、總成以至整車，能夠找出問題所在，保證整車基本結構以及結構之間的相互關系符合要求，對不滿足要求的地方進行設計變更和調校，使其滿足設計預期。樣車試驗具有周期長、成本高及學科復雜等特點，為了能夠保證項目質量、進度以及成本，一些常見的質量管理方法被應用在該階段，如過程要素法和8D報告法。

1 常用質量管理方法簡介

1.1 過程要素法

過程要素法也稱為六步法，是指將解決問題的過程分為輸入、活動和輸出3個要素，其中“活動”包含PDCA 4個步驟，從而管理和控制過程以解決相關問題[1]，其核心為PDCA環。PDCA環是質量管理中的通用模型，它不僅可以用于解決一些質量問題，同時也可以作為管理工具來指導實際工作。PDCA環有著簡單、易操作、思路清晰及收效顯著等優點，被越來越多地應用于各行各業。圖1示出過程要素法解決問題的一般思路。

圖1 過程要素法解決問題的一般思路

1.2 8D報告法

8D（8 Disciplines）報告法，又稱團隊導向問題解決方法[2]。它是由一套程序將8個步驟串聯起來：成立專項小組、清晰地描述問題、確定并實施臨時措施、確定并驗證根本原因、選擇永久措施、實施永久措施、預防再發生以及團隊慶祝。8D方法在實際運用中有著諸多特點，例如：小組團隊直接的協作、明確采取該方法是否必要、短期目標與長期目標需要共同考慮、制定方案考慮預防再次發生等[3]。這些特點讓8D方法不僅很有效率地解決問題，而且使得問題分析具有系統性和條理性，對團隊的凝聚力和創造力都有很好的提升。

2 常用質量管理方法在樣車試驗階段的應用

2.1 過程要素法在樣車試驗策劃和實施中的應用

一般來說，問題可以分為現狀導向型和未來導向型。現狀導向型問題表示該問題已經發生，試驗發生的問題屬于該類型問題；未來導向型問題表示問題未發生，整車開發樣車試驗策劃屬于該類型問題。運用過程要素法對樣車試驗進行策劃和過程監督，不僅可以起到預防和及時糾正的作用，而且可以對質量問題進行持續改善。

步驟1：輸入。在該階段，對樣車試驗要達成的目標及試驗周期等要素進行確認。這些信息來源于項目管理部門對于該項目的宏觀規劃。針對宏觀目標，明確樣車試驗的時間段和基本目標。

步驟2：策劃（P）。針對宏觀目標進行分解，運用5W1H法進行分析。

1）Why：樣車試驗的目的。汽車是個多學科、多部件的復雜組合體，要想整車具備目標的性能和功效，必須保證零部件、系統及整體在其層面以及層面之間的演化上都能符合設計預期。設計是從理論的角度進行的，而樣車試驗恰恰是檢驗理論是否可行的最佳途徑。雖然現代計算機技術得到突飛猛進的發展，CAE技術融入整車開發也發揮了一定的作用，但是CAE不能解決所有的問題，樣車試驗在當下還是必須進行的檢驗環節。

2）What：樣車試驗的內容。通常地，根據汽車的物理構造，將樣車試驗分為零部件試驗、系統匹配試驗、整車性能試驗和整車可靠性試驗4種。圖2示出一般性的整車各級試驗項目以及內在關系。

圖2 整車常見試驗項目及內在聯系圖

3）When：樣車試驗的計劃安排。通常地，主機廠在規劃項目的時候，已將大節點計劃列出，俗稱里程碑。但是，該里程碑只限定了幾個比較關鍵的節點，要想對項目進行更好地監控，需要制定出相應的二級網絡計劃來指導項目工作。而針對具體工作事項，需要工程師根據二級網絡計劃繼續細化工作內容和時間節點。樣車試驗的計劃安排是從上而下、從粗到細的一個過程。

4）Who：樣車試驗的負責者安排。零部件試驗可以由供應商提供主機廠認可的試驗報告，也可以由具備試驗條件的主機廠自己進行；系統匹配試驗大部分由主機廠自己進行，或者外委至有經驗的試驗供應商進行；整車性能試驗和可靠性試驗一般都由主機廠自己完成。

5）Where：樣車試驗的地點安排。零部件試驗一般在供應商或者主機廠的實驗室進行；系統匹配試驗和性能試驗對試驗的硬件設備要求較高，一般由主機廠在其試驗中心或者外委至國家汽車檢測中心進行；可靠性試驗對試驗場地要求較高，目前國內主要的整車試驗場地有黑河試驗場、通州試驗場、襄樊試驗場、海南試驗場、定遠試驗場及廣德試驗場等。

6）How：樣車試驗的依據。總體來說，汽車試驗要依據國家相關標準、汽車行業標準、企業標準和具體的試驗操作規范。

步驟3：實施行動（D）。按照既定的時間計劃以及依據相關標準，有序地開展試驗項目。并進行過程監督，及時調整以確保按時保質地完成所有的試驗任務。

步驟4：評價結果（C）。試驗完成后，需要對試驗過程中發現的問題予以報出，并且合適地指出產生問題的原因所在。對于復雜問題，則提交質量管理部門開展深入調查。其中，試驗報告的撰寫應該遵循一定的規范以方便工程師準確分析。通常包括：試驗依據、試驗目的、試驗對象的基本描述、試驗條件以及試驗結果與分析。

步驟5：處理（A）。在經過試驗及問題分析后，該階段要針對問題解決做好相應措施。通常地，對于在試驗過程中出現的問題，需要采取臨時措施以保證車輛能夠繼續安全行駛，然后再依據根本原因，制定永久措施，并通過設計變更進行更改。這些問題案例，可以作為經驗教訓進行存檔，警示下一項目。

步驟6：輸出。樣車試驗經過以上步驟，基本完成試驗階段絕大部分工作。對于在試驗之中發現的但未解決的問題和試驗之后發現的問題，可以考慮簡化流程進行新一輪的循環。

2.2 8D報告法在試驗問題解決中的應用

樣車試驗的目的是為了驗證設計是否合理與可靠，其通過設計各種試驗為線索和切入點來發現問題、描述問題和分析問題，并推動和驗證更改方案以解決問題。樣車試驗過程中會發現各種問題，包括設計問題、零部件質量問題及制造安裝問題等。要甄別這些問題的原因，需要大量的工作進行尋根問底，相應地，有效地工作才能確保產品質量和產品開發周期不會受到大的影響。8D報告法在樣車試驗過程中經常被用到，其原理簡單、思路清晰，而且能夠聽取來自不同專業的各種觀點，對問題的分析更加全面，對解決措施的制定更加有針對性。以某整車項目樣車試驗問題8D報告為例。

D1建立小組：確定組員姓名、部門（質量管理部、底盤部、試驗中心、試制部、采購部）、小組職務（組長、副組長、成員）及聯系方式。

D2問題說明：樣車在耐久試驗及強化測試時，均發生前擺臂螺栓松脫。負責部門：試驗中心。

D3臨時措施：1）增加墊片；2）將力矩從 80 N·m 增加至100 N·m；3）試驗前后進行檢查，防止事故發生。負責部門：試驗中心、底盤部。

D4確定根本原因：1）被連接件剛度不足；2）螺栓與螺母性能等級不匹配；3）扭矩設定不合理；4）自鎖方式設計不合理。負責部門：質量管理部、底盤部。

D5確定永久措施：1）針對被連接體剛性不足，請車身小組控制車身該處尺寸；2）提高焊接螺栓性能等級（從4級提高至8級）；3）針對自鎖結構不合理（完全靠法蘭面螺栓自鎖），應加上防松膠（可用干式膠）；4）關于力矩設定，待車身焊接螺母改成8級后，再進行調整（調整為120～150 N·m）。負責部門：車身部、底盤部、試驗中心、質量管理部。

D6實施永久措施：1）車身部對連接處進行加強設計，并嚴控尺寸；2）采購部聯系供應商提供高等級螺栓；3）試制部在樣車試制時，對局部涂膠；4）試制部在力矩打緊時修改標準；5）試驗部對改制后樣車進行強化試驗。負責部門：試制部、采購部、底盤部、車身部。

D7預防再發生：1）試驗部在試驗過程中監控螺栓脫落情況，并記錄和及時反饋；2）完成試驗時，拆解螺栓并記錄力矩以判斷是否存在力矩損失；3）評審試驗結果，檢查其他類似螺栓有無相似情況。負責部門：質量管理部、底盤部。

D8總結：1）車身安裝點質量控制有待改進；2）標準件選擇的時候要注意等級匹配；3）試驗前后的檢查有利于安全進行；4）在此項目中，充分發揮各專業力量，同心協力。負責部門：小組。

3 結論

樣車試驗是整車開發中最長的環節，涉及到時間計劃、項目成本、產品質量及團隊管理等各個方面。有效地利用過程要素法和8D報告法等質量管理方法可以加強對過程的預測和控制，高效并且清晰地指導樣車試驗過程中問題的分析和解決，對整車開發項目管理有很好的支撐作用。