汽車零部件環(huán)境試驗(yàn)過程管理與控制體系研究

房永劍　王春輝

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，消費(fèi)者對汽車零部件產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、使用壽命等方面的要求越來越高。環(huán)境試驗(yàn)作為貫穿于設(shè)計研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)的一種重要評價方法，是考察產(chǎn)品是否能夠達(dá)到初始設(shè)計要求的重要方法，所以加強(qiáng)汽車零部件產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰κ俏覈?dāng)前汽車制造企業(yè)質(zhì)量控制工作的重要任務(wù)。環(huán)境試驗(yàn)的重點(diǎn)是對試驗(yàn)過程的管理與監(jiān)控，而這個過程管理優(yōu)劣，將會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。本文主要從環(huán)境試驗(yàn)過程管理的角度，引入了試驗(yàn)樣件合理排序的概念和試驗(yàn)區(qū)域分區(qū)管理的思路，結(jié)合運(yùn)籌學(xué)和排隊論，合理安排環(huán)境試驗(yàn)先后順序，力求試驗(yàn)樣件流轉(zhuǎn)于試驗(yàn)室中的時間最短，并建立試驗(yàn)過程控制和管理體系，對環(huán)境試驗(yàn)室的管控計劃具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：汽車零部件；環(huán)境試驗(yàn)；過程管理

中圖分類號：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

為了確保試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)公正，一般由獨(dú)立第三方進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)。第三方是指獨(dú)立于汽車零部件生產(chǎn)者和使用者的機(jī)構(gòu)，是專業(yè)進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性研究和環(huán)境試驗(yàn)的科研機(jī)構(gòu)。為了保證試驗(yàn)的科學(xué)有序進(jìn)行，試驗(yàn)室必須建立合理的環(huán)境試驗(yàn)管理體系，充分發(fā)揮第三方的作用，確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行。目前大部分實(shí)驗(yàn)室的管理體系都存在著這樣那樣的缺陷，這既有管理體制的遺留問題，也有試驗(yàn)室自身的原因。所以必須首先從管理體制上著手進(jìn)行改進(jìn)，對試驗(yàn)員有計劃地進(jìn)行培訓(xùn)，和產(chǎn)品制造企業(yè)加強(qiáng)合作，使試驗(yàn)樣件在環(huán)境試驗(yàn)開始到完成始終處于嚴(yán)密的監(jiān)控之下。試驗(yàn)室必須獨(dú)立完成汽車零部件樣件的環(huán)境試驗(yàn)，從而驗(yàn)證樣品的環(huán)境適應(yīng)性，保證能夠形成閉環(huán)的環(huán)境試驗(yàn)監(jiān)控機(jī)制，做到試驗(yàn)情況隨時觀察、及時報告、當(dāng)場分析。這樣做，不僅能避免試驗(yàn)員從事煩瑣而無序的試驗(yàn)操作與樣件搬運(yùn)流轉(zhuǎn)工作，從而促使試驗(yàn)員將注意力盡量集中在樣件自身的狀態(tài)的以及性能指標(biāo)上，同時也能保證及時做好試驗(yàn)記錄工作，最終使該型號產(chǎn)品能夠得到更加科學(xué)公正的評價。

為了對環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行有效控制，試驗(yàn)室應(yīng)盡可能進(jìn)行分區(qū)管理。試驗(yàn)時根據(jù)試驗(yàn)要求的不同可能需要使用不同的環(huán)境模擬設(shè)備，試驗(yàn)過程中也會遇到許多突發(fā)情況。在這種情況下，試驗(yàn)人員往往會在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行樣件的拆裝或設(shè)備的故障處理。

那么如何保證在這種突發(fā)情況下的試驗(yàn)管理過程不會失控呢？怎樣才能有效地對試驗(yàn)整體過程進(jìn)行監(jiān)控呢？對環(huán)境試驗(yàn)室進(jìn)行分區(qū)管理可以有效地解決這些問題。試驗(yàn)室的分區(qū)管理是將整個試驗(yàn)區(qū)域按照功能要求，劃分為待檢樣品放置區(qū)、檢驗(yàn)樣品試驗(yàn)區(qū)、試驗(yàn)樣品調(diào)整區(qū)和檢畢樣品放置區(qū)。待檢樣品放置區(qū)是指試驗(yàn)樣件在某項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)開始之前確認(rèn)樣品準(zhǔn)備試驗(yàn)的區(qū)域。

試驗(yàn)樣件檢查后將有兩種可能的情況：傳遞到檢驗(yàn)樣品試驗(yàn)區(qū)或者留在本區(qū)域進(jìn)行調(diào)試或維修。檢驗(yàn)樣品試驗(yàn)區(qū)的試驗(yàn)完成后也分為兩種情況：試驗(yàn)正常完成則流轉(zhuǎn)到檢畢樣品放置區(qū)，有問題則流轉(zhuǎn)到試驗(yàn)樣品調(diào)整區(qū)。在調(diào)整區(qū)進(jìn)行分析處理后，再傳遞回檢查站。這種分區(qū)管理優(yōu)勢是當(dāng)某項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)結(jié)束后，可以盡量減少設(shè)備空置時間，并為環(huán)境試驗(yàn)后樣件的性能測試提供良好的準(zhǔn)備工作區(qū)域，同時也可以加強(qiáng)對試驗(yàn)整體進(jìn)度的控制。

環(huán)境試驗(yàn)監(jiān)控的目標(biāo)是及時處理試驗(yàn)過程中發(fā)生的偶發(fā)因素和不規(guī)則因素，一般分為對試驗(yàn)臨時中斷的處理和對試驗(yàn)樣件失效的控制。樣件在環(huán)境試驗(yàn)過程中，因?yàn)橹鳌⒖筒淮_定因素的存在，試驗(yàn)中斷的出現(xiàn)一般可以分為兩種情況：一種是試驗(yàn)設(shè)備或輔助設(shè)備的偶然故障導(dǎo)致的試驗(yàn)中斷，另一種是由于樣件自身出現(xiàn)故障而造成的試驗(yàn)中斷。對試驗(yàn)中斷主要也分為3種情況：誤差允許內(nèi)中斷、低于模擬環(huán)境要求中斷、超過模擬環(huán)境要求中斷，各個不同的情況對應(yīng)不同的解決方法。對誤差允許內(nèi)中斷，因?yàn)橹袛嗥陂g試驗(yàn)條件處于允許偏差以內(nèi)，中斷消耗的時間應(yīng)作為環(huán)境試驗(yàn)時間處理；對低于模擬環(huán)境要求中斷，因?yàn)樵囼?yàn)條件不滿足允許誤差范圍，所以需要試驗(yàn)條件重新達(dá)到預(yù)設(shè)的試驗(yàn)要求開始恢復(fù)試驗(yàn)計時，直到按照計劃完成試驗(yàn)大綱的試驗(yàn)時間；對超過模擬環(huán)境要求中斷，馬上停止試驗(yàn)并更換備用試驗(yàn)樣件重新開始試驗(yàn)，如果超過模擬環(huán)境要求的情況對試驗(yàn)結(jié)果無影響或者對試驗(yàn)樣件僅造成了可以恢復(fù)的失效，則可按低于模擬環(huán)境要求一樣的解決方式處理。對溫度交變試驗(yàn)、模擬振動試驗(yàn)等環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)員可以對偶發(fā)的試驗(yàn)中斷可以有更多種方式選擇，首先要區(qū)分中止的原因是由于試驗(yàn)設(shè)備或外圍設(shè)備故障造成的還是由于試驗(yàn)試驗(yàn)樣件自身造成的。在環(huán)境試驗(yàn)運(yùn)行時，偶爾會遇到突發(fā)的停電、停水、試驗(yàn)設(shè)備故障等意外情況而造成試驗(yàn)中斷。這時一般應(yīng)該依照試驗(yàn)的不同類型進(jìn)行分別處理：

（1）對于模擬溫濕度環(huán)境的試驗(yàn)項(xiàng)目，如試驗(yàn)中斷的時間較短（2小時以內(nèi)），一般按照規(guī)定的誤差允許內(nèi)中斷、低于模擬環(huán)境要求中斷進(jìn)行處理；如試驗(yàn)中斷時間較長（超過2小時），則按照超過模擬環(huán)境要求中斷處理。

（2）對于模擬振動、物理沖擊等試驗(yàn)，試驗(yàn)中斷的情況出現(xiàn)后應(yīng)盡快檢查試驗(yàn)樣件，如確認(rèn)樣件未損壞且對繼續(xù)試驗(yàn)沒有影響則不必重新開始試驗(yàn)試驗(yàn)，中斷前的試驗(yàn)時間計入總的試驗(yàn)時間；如試驗(yàn)樣件出現(xiàn)損傷，則應(yīng)修復(fù)試驗(yàn)樣件或者更換備用樣品后，重新開始試驗(yàn)。

（3）對于突發(fā)的試驗(yàn)中斷情況，應(yīng)按要求記錄“試驗(yàn)中斷情況報告”，并及時檢查樣品狀態(tài)，在確認(rèn)試驗(yàn)樣件無損的情況下，變更設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。同時分析試驗(yàn)中斷原因排查設(shè)備故障，設(shè)備和試驗(yàn)條件確認(rèn)后重新對試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行計量，保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

試驗(yàn)樣件在環(huán)境試驗(yàn)過程中出現(xiàn)損壞，是經(jīng)常遇到的情況。對這種情況的處理，應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)的操作規(guī)程用新的試驗(yàn)樣件重新進(jìn)行試驗(yàn)或者修復(fù)樣品后超過模擬環(huán)境要求中斷處理。由于環(huán)境試驗(yàn)過程的一般要求連續(xù)試驗(yàn)，目前對這種情況處理的方式仍有異議。異議的焦點(diǎn)就在于若環(huán)境試驗(yàn)中試驗(yàn)樣件出現(xiàn)損傷，那么暫停試驗(yàn)修復(fù)后是否還能夠繼續(xù)先前已經(jīng)完成的試驗(yàn)項(xiàng)目。在樣件的制造過程中，大部分樣件細(xì)分后的組成模塊都需要經(jīng)歷高、低溫貯存或者冷熱溫度沖擊等各種工況，所以按照本人的工作經(jīng)驗(yàn)，即使試驗(yàn)樣件進(jìn)行了修復(fù)，只要所修復(fù)的個別器件或模塊進(jìn)行過出廠試驗(yàn)，都沒有必要重復(fù)已完成的環(huán)境試驗(yàn)，直接繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)和其他試驗(yàn)項(xiàng)目就可以了；反之，則先前所做試驗(yàn)放棄，所有的試驗(yàn)項(xiàng)目都應(yīng)重新開始。endprint

試驗(yàn)室對試驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)控的目的在于保證試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)順利進(jìn)行。如何使試驗(yàn)的偶然意外情況能夠得到及時有效的處理，從而保證環(huán)境試驗(yàn)的科學(xué)性與公正性，是試驗(yàn)全過程中應(yīng)考慮的最主要問題。為了全面監(jiān)控試驗(yàn)狀況，最行之有效的方法就是建立“及時報告、馬上分析和盡快處理系統(tǒng)”。對突發(fā)情況的報告和分析是環(huán)境試驗(yàn)的重中之重，這樣才能夠保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時系統(tǒng)地分析偶然狀況，并及時運(yùn)用糾偏措施來阻止或減少偶然狀況的再次出現(xiàn)。

典型的偶然狀況報告和糾正系統(tǒng)一般分為以下步驟：

（a）環(huán)境試驗(yàn)中隨時觀測監(jiān)控。

（b）對所觀測到的偶然狀況隨時記錄，其中至少應(yīng)包含以下內(nèi)容：

（1）偶然狀況發(fā)生的具體時間；

（2）偶然狀況發(fā)生的具體位置；

（3）偶然狀況發(fā)生的設(shè)備編號、名稱、型號；

（4）觀測到偶然狀況的具體情況描述。

（c）核實(shí)偶然狀況，即重新核查初次觀測到的偶然狀況。

（d）對突發(fā)的偶然狀況進(jìn)行分析，尋找出現(xiàn)這種狀況的主要原因。

（e）為了預(yù)防再次出現(xiàn)此種情況，應(yīng)確定改正措施并組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行論證。

（f）如果需要測試系統(tǒng)進(jìn)行重新測試和評審后，評價改正措施的有效性。

對環(huán)境試驗(yàn)控制的另一個重要方面是對試驗(yàn)計劃的控制。試驗(yàn)計劃的合理性是保證試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行的前提，特別是在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備利用率很高的情況下，大量的試驗(yàn)任務(wù)更需要科學(xué)合理的安排試驗(yàn)計劃。根據(jù)不同的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對試驗(yàn)計劃的安排最簡便的是使用“橫道圖法”表示項(xiàng)目進(jìn)度，應(yīng)用直觀廣泛。對試驗(yàn)控制的最后一個環(huán)節(jié)是出具環(huán)境試驗(yàn)報告。該報告支持在試驗(yàn)大綱規(guī)定的環(huán)境條件下試驗(yàn)樣件的失效分析和糾正措施。環(huán)境試驗(yàn)報告按內(nèi)容能夠簡單分為單周期環(huán)境試驗(yàn)報告與全周期環(huán)境試驗(yàn)報告。單周期環(huán)境試驗(yàn)報告主要用于說明已經(jīng)完成的某個周期的環(huán)境試驗(yàn)樣品情況、試驗(yàn)特征參數(shù)和試驗(yàn)條件、階段性試驗(yàn)描述、突發(fā)情況、臨時處置措施等。全周期環(huán)境試驗(yàn)報告是描述試驗(yàn)樣品在環(huán)境試驗(yàn)前、試驗(yàn)中和試驗(yàn)后的不同狀態(tài)，是判斷樣品是否符合《試驗(yàn)大綱》中規(guī)定的環(huán)境適應(yīng)性的依據(jù)。全周期環(huán)境試驗(yàn)報告包括以下內(nèi)容：試驗(yàn)?zāi)康模ㄈ缪邪l(fā)、鑒定等），樣品描述、試驗(yàn)參數(shù)、試驗(yàn)時間以及試驗(yàn)中特殊條件的說明等。

參考文獻(xiàn)

[1]汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]潘雙夏，高飛.批量用戶化生產(chǎn)模式下的模塊劃分方法研究[J].機(jī)械工程學(xué)報，2003，39（7）：1-6.

[3]楊錦杰，冉學(xué)臣.梅現(xiàn)均溫度濕度振動綜合環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置研制[J].計測技術(shù)，2013，34（3）：10-11.

[4]李奇志.環(huán)境振動試驗(yàn)若干技術(shù)研巧[D].南京航空航天大學(xué)，2013.endprint