設計預防在汽車研發階段的應用研究

劉鵬 燕菲

摘 要：隨著我國經濟逐漸發展和社會日益穩定，人們在工作生活之中對于汽車的需求量越來越大。汽車研發階段的質量得到越來越多人的關注與思考。在新車型研發階段，采用設計預防的方法，規避市場上同類問題和過往車型發生過的質量問題再次發生，以此提升研發質量和能力，降低研發成本，提高顧客對汽車品牌認可和市場滿意度。

關鍵詞：質量管理 設計預防 全流程 問題庫

1 引言

我國經濟水平不斷上升，國民對汽車的質量要求也在逐漸的提高。國內外汽車行業也在不斷提高自身的設計開發能力，在汽車研發階段所遇到的各種各樣問題不容忽視。

質量問題已經成為廣大消費者重點觀察選擇汽車的必要條件，預防為先的思想貫穿產品開發過程，有效認證及積極的問題解決保證穩健的開發設計的成功。所以研發階段提前預防應該首先得到設計人員的重視。本文就針對汽車在研發階段設計預防管理方面的流程和方法進行一些簡單的探討，通過提高新產品研發質量的穩健性，降低設計風險和開發成本。

2 設計預防管理方法

研發過程設計預防對項目成功非常重要，過程管理應采取一定的流程和方法，保證各階段質量受控，從而為項目既定目標的實現保駕護航。

2.1 汽車研發過程

根據汽車產品的開發流程，產品研發過程按照PDCA模型可大致分為產品定義階段（Plan）、產品設計階段（Do）、產品驗證階段（Check）、產品認可及發布階段（Action）四個階段。

2.2 研發過程設計預防步驟

汽車產品研發過程中設計預防管理按照PDCA模型共劃分為以下6個階段：

（1）問題庫建立階段;（2）設計預防策劃階段;（3）設計階段;（4）零部件/系統級檢證階段;（5）整車級檢證階段;（6）效果總結階段。

3 研發過程設計預防管理

3.1 問題庫建立階段

問題庫的建立屬于開發日常的工作，需進行動態更新管控。主要工作是總結反溯過往已發生的設計問題，為新車型設計預防提供輸入。其來源有過往開發車型試制問題、試驗問題、市場問題、輿情問題和同行業市場問題等。問題入庫時，需保證故障車輛信息和發生信息記錄完整，如故障車型、發生數量、發生時間、發生工況/條件、問題現象、問題發生原因、解決措施和橫展措施等。

同期項目開發過程中出現的設計問題，通過數字化手段及時推送給工程師，方便有效掌握負責領域零部件/系統問題，提前納入設計管控要素中。對于同時滿足以下條件的問題，可作為經驗庫凍結，在新車型項目管理中不納入管控：

（1）已提交問題根因深挖依據，證實根因深挖已固化至設計標準/DFMEA/Lessons Learn等;（2）該問題已在同平臺3個中改及以上的車型項目上成功預防，在研及市場上未再發;（3）已提供該問題可以在后續新項目防止再發的內控管理手段（如Checklist等）。

3.2 設計預防策劃階段

設計預防策劃階段開始于項目預研階段，在可研階段完成策劃。主要工作是確定新車開發再發防止問題及控制計劃。工程師在整車項閥門7前，根據產品定位、產品配置、系統/零件變化點從問題庫中提取過往問題，組織團隊對初版設計預防問題的適用性進行評審，將評審判定為“適用”問題，整理編制成設計預防改善清單。

針對“適用”于本項目的問題，在項目閥門6前，工程師完成設計預防管控計劃編制，包含本項目改善措施以及后續各閥門節點（閥門5-閥門0）的檢證計劃等信息，按照評審層級完成評審后發布執行。改善措施及檢證計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。要避免籠統粗略的改善措施，如優化軟件策略、合理設計、優化結構等。（b）檢證的內容是設計過程中形成的設計文件或交付物，如產品技術方案、報價資料、DFMEA、數模、圖紙、產品驗證計劃、實物/實車等等。檢證的目的是確認改善措施是否體現或落實到相關的設計文件和交付物。

3.3 設計階段

設計預防控制計劃發布后，伴隨著產品設計開發整個過程，工程師在后續的設計開發過程中，將設計預防管控計劃當作一份設計提醒文件，將改善措施逐步落實在設計中。

設計階段，最常用的預防方法是DFMEA（Design Failure Mode and Effects Analysis），也稱設計FMEA，是設計概念形成之前應用的一種風險分析方法，主要的應用目的是對可能的風險進行分析，在現有技術的基礎上將風險減小到可接受的水平。在產品設計開發的過程中，通過跨功能團隊多方評審的方式，將風險降低到最小，減少失效發生的可能性，從而增加產品的可靠性。

總之，設計開發階段，須嚴格按照開發流程開展設計工作，組織相關方參與設計評審，評審的有效性、完整性、符合性等落實到位，才能更好地避免設計失誤出現。

3.4 系統/零件級檢證階段

按照整車開發主計劃，在項目閥門5-閥門2節點前，工程師組織對本階段需確認的再發防止問題確認，完成設計預防管控計劃階段落實情況和結果判定，確認本階段工作達成情況，并編制階段檢證報告，確認措施落實情況占比（目標達成率=本階段改善措施實際落實問題數/本階段改善措施計劃落實問題數×100%）。

如存在未按計劃落實改善措施的問題，制定挽救計劃，并及時推進落實執行;若存在設計失誤，則需要開展Lessons learn，及時糾偏，并落實到開發文件中，確保同期推進項目同類問題得到規避。

3.5 整車級檢證階段

整車級檢證開始于樣車準備完成后，整車級檢證的主要工作是確認設計預防改善清單中的問題在實車上是否存在，通過實車質量驗證和質量評審，確認實車表現判斷改善措施是否有效，具體要求如下：工程師根據零件/系統級檢證情況及整車試驗計劃，在閥門4和閥門2通過后開始編制整車檢證計劃。

整車級檢證一般以實車聯合檢證形式展開，一般不少于兩輪：ET階段整車檢證和PT階段整車檢證。驗證工程師需按照預防問題發生條件/工況，確認試驗規范及條件，編寫測試用例，逐項開展驗證，針對驗證結果，輸出檢證報告。

整車級檢證活動，使用DRBTR（Design Review Based on Test Results）基于試驗結果的設計評審，可以取得較好的效果。DRBTR是在整車試驗過程中或結束后進行仔細的觀察，發現問題萌芽并加以消除的一種方法。DRBTR是通過團隊評審的方式，在得到試驗結果之前開展。通過這樣的設計評審方法，重點針對設計預防問題進行確認，可以很大程度上減少產品量產后暴露問題隱患可能性。因此無論是在試驗過程中以及試驗結束后，需要反復進行仔細的確認，盡最大努力尋找預防問題發生情況和潛藏的問題。針對在試驗過程中眼睛所無法看到的車內盲點確認，試驗完成后的相關車輛需在車間進行“解剖”，開展耐久后拆解活動。拆解后的各個零部件總成不僅需要經過外觀上的仔細觀察，必要時還需要重新上試驗臺架復測其相關的性能指標。

3.6 效果總結階段

再發防止效果總結階段開始于項目SOP之后，結束于車型SOP后一年。主要工作是跟蹤車型量產后的市場表現情況，確認再發防止工作的有效性，總結經驗教訓。衡量再發防止工作有效性的主要指標有兩個：

（a）問題再發率=已納入設計預防改善管控計劃且仍舊市場再發問題數量/納入再發防止控制計劃的問題數量×100%;（b）問題遺漏率=（市場再發問題數量-已納入設計預防改善管控計劃且仍舊市場再發問題數量）/市場再發問題數量×100%。

4 結語

運用PDCA方法，將設計預防落實到項目研發各階段，量產車型問題再發率降低至0%，改善效果明顯。

實踐證明，如果能在新產品研發各階段開展設計預防活動。強調過程管控，分階段確認落實情況，并運用數字化系統進行全流程管控，建立起完善的監督管理體系，將有利于提高產品設計質量，規避同類問題再發，從而降低企業開發成本，進而促進我國汽車企業在研發過程中更上一層樓。

參考文獻：

[1]蘇偉倫.戴明管理思想核心讀本[M].北京：中國社會科學出版社，2003.

[2]王祖和.項目質量管理[M].北京：機械工業出版社，2013.

[3]張倩.基于全生命周期的項目管理在汽車研發中的應用研究[J].上海汽車，2008（08）.

[4]（日）筱田修.不良品防止對策[M].東方出版社.2011.

[5]田紅梅，謝騁.DRBFM在汽車產品研發過程中的應用[J].上海汽車，2009，（11）：23-26.