車身鈑金件敏捷開發過程中的流程優化

寧燕，李成

（1.上汽通用五菱股份有限公司，廣西 柳州545000；2. 湖南大學，長沙410082）

0 引言

消費者對汽車的要求逐步提高激發了汽車市場的激烈競爭。我國雖然有著全球最大的汽車市場，但是進入2018年后，汽車產銷增速不斷放緩，車市整體走弱，市場的波動較大，汽車產銷量具有較大的不確定性。

伴隨著市場競爭，加之國Ⅵ排放、合資比例放寬等新政策的發布等影響，給汽車行業帶來了汽車產品的開發周期與生命周期的不斷縮短[1]，使得汽車產品的迭代不斷加速，汽車行業平均的產品研發周期縮短至1～2 a。消費4.0時代的今天，汽車成為了快消品，汽車產品平均的生命周期比過去縮短至2～3 a。

因此，在上述背景下，各汽車企業為滿足市場需求而持續、快速推出不同的新車型，以應對汽車行業、消費者、政策的多重變化與需求。這些對汽車的敏捷開發、敏捷制造提出了新的要求。

1 多項目并行開發遇到的困境

以某公司為例，根據自身戰略規劃與市場需求，計劃密集推出一些新的車型。自2019年開始項目從供應商定點到小批量生產階段（SOP）的時間由原來平均1 a以上縮減為不足6個月，同時同步開發項目數量也成倍增長。由此帶來了一些負面的效應。

1）項目開發人員的數量并未顯著增加，如果還按照原有的思路進行項目的開發，將會導致各區域人力資源嚴重不足，不能很好地保證項目開發的進度與開發的質量，后續需要花費更多的人力物力進行善后。

2）在汽車的開發與設計過程中會難以避免地出現一些設計變更，這些設計變更會導致項目開發成本的增加[2]。常規的零件開發流程如圖1所示。

圖1 沖壓零件常規開發流程與周期

由圖1可知，供應商在未開始制作工裝模具時，用于設計評審的時間有6（2+2+2=6）周。主要重復時間體現在數據發布后優化設計、零件模具和夾具設計方案優化等，如果零件較為復雜，需要的時間還會更長。通過繼續分析發現：a.供應商在拿到設計數模后，根據工藝、設備等要求提出的設計更改問題數量較多，需要反饋建議，經過與產品工程師（PE）的反復溝通后最后確認更改，這一階段的時間一般為2周左右。從管理的角度而言，這2周時間是屬于等待浪費；b.由于開發周期較短，存在一些結構性的更改未能及時或者有效地實施，這會導致零件的一致性較差，進而導致量產后的零件不良品數量增多，最終導致了制造和管理成本大幅度增加。以某MPV車型的后大梁加強板為例，該零件在設計時，存在Z向無搭接問題，導致該零件Z向尺寸不穩定，即使后續通過工裝增加Z向定位勾銷也無法100%解決。因此，該零件量產時合格率僅為60%，即40%零件需要返修。后續增加返修工1名進行返修，使得每年損失成本較大。后續通過實配搭接高度，目前合格率為85%。后續新車型借用該支架，為解決該問題，產品工程師更改了設計，并且重新制作了新的模具，因此帶來了額外的成本，同時還犧牲了投產的時間和投產后的質量損失。

3）雖然供應商進入供應鏈體系的時候，經過各區域的嚴格審核，但是項目開發周期短，供應商定點時間匆忙，存在供應商水平之間的差異。開發周期充足的情況下，不同供應商之間的差異不大，然而開發周期的縮短會體現出不同供應商之間的差異。例如，A供應商首次全工裝零件合格率狀態差，后續需要花費很多時間、人力、財力進行整改，最后投產狀態還沒有達到要求；B供應商首次全工裝零件合格率狀態很好，后續只需要花費很短的時間和成本進行提升，投產狀態好。進一步調查發現B供應商在模具供應商的選擇和管理、設計方案的評審、加工進度跟蹤方面要優于A供應商，且模具技術實力也更為先進。

4）供應商設備種類較多，主機廠開發的模具與零件供應商機床不匹配導致更改周期加長，帶來了成本的增加。常常因為供應商定點較晚，未能將某零件需求及所使用的生產線信息輸入到前期模具設計中，從而導致后期更改。例如：大梁單工序模改為多工位模，前隔板手工線生產模改為自動化線生產模，供應商生產線機床安裝位置與主機廠的標準不一致，后期需要調整主機廠開發的模具，這將會增加額外的開發費用，并產生嚴重的項目延期。

2 多項目并行快速開發的對策與案例

經過以上的分析，反復的后期設計變更、前期策劃不充分導致關鍵自制非外觀件（PB件）模具與生產設備不匹配、PC（整車廠自制的小零件）件模具開發流程不清晰，導致零件質量開發狀態不滿足要求，反復調試。這3個主要原因影響了車身零件開發過程中時間、質量和成本。

為此，團隊思考如何能在現有流程上進行優化，集中人力資源，跨部門合作形成“車身聯合開發團隊”，并將后期大量的更改前移，盡早盡快地解決潛在的設計、制造問題，這是本文研究的方向。

團隊利用多年工作經驗，摸索創新出“車身聯合團隊開發流程”，各區域聯合作戰，共同開發，具體改變有以下幾點：

1）增加定點前的“設計優化工作”。由制造工程師（ME）或產品工程師（PE）組織質量工程師（SQ）/潛在供應商進行定點前的設計評審工作，包含了數模結構評審、零件工藝分析問題解決、零件搭接評審、關鍵零件工藝過程清單分析及制定，旨在通過前期小組成員合作將設計優化的問題在數模發布前進行更改，減少后期更改產生的時間、成本的浪費。與此同時，在工藝策劃分析時評估材料利用率、零件成型分析等因素，能降低零件單件成本并提升零件質量狀態。幾個并行開發項目實踐的對比情況如圖2所示。

圖2 項目開發變化前后供應商提出的設計優化的對比

從圖2可知，某轎車與某MPV車型為2019年項目，供應商提出的設計變更數量較多，而在今年某SUV車型項目按照新思路、新理念實施開發后，供應商后期提出的設計優化建議和未更改數量均下降50%，極大地縮短了開發周期。

同時，在功能評估（FE）造車、可售車（S）造車階段，總成零件尺寸平均合格率較其他車型有明顯提升，同時零件材料利用率較其他車型對比均有提升，如圖3所示。

圖3 項目開發變化前后總成合格率的對比

2）自制非外觀件（PB件）開發流程優化，即A/B點供應商提前介入。初步方案如下：a.模具技術要求（SOR）編寫前，將對應總成零件的A/B點供應商的需求收集，同時車身聯合開發小組和供應商一起確定最后的方案；b.模具設計方案評審由制造工程師組織質量工程師/AB點零件供應商技術人員參與評審，模具設計時盡可能兼容AB點供應商的機床，如不能執行則由車身聯合開發團隊做決策；c.如果最后定點的零件供應商由于一些原因不在A/B點范圍，那需要根據實際情況再討論如何解決。按照此方案在某MPV項目中運用后，由于自制非外觀件（PB件）模具與機床不匹配導致后續更改的損失降為0，同時減少了大約1個調整周期的時間，起到了明顯的成效。

圖4 項目開發變化前后模具更改費用的對比

3）從零到有建立了自制關鍵零件（Y1/Y2）類零件模具開發及管理流程：a. 評審并圈定關鍵模具供應商清單，產品工程師發布的自制關鍵零件必須在關鍵模具供應商清單中進行選取，同時后期由質量工程師組織團隊成員從技術、質量、成本、進度方面的表現對模具供應商進行評價，動態維護關鍵模具供應商清單，同時后續將引導模具供應商專業化發展；b. 由制造工程師負責組織相關人員對自制關鍵類零件模具設計方案進行評審，同時負責提升自制關鍵零件尺寸合格率，改變此前由零件供應商自行管理的局面。

按照此流程在某SUV項目中進行了嘗試，關鍵零件平均合格率明顯提升，比以往車型提升了9%（原來的83%提升到現在的92%），總成尺寸合格率也提升了6%，初見成效。

圖5 關鍵零件開發與控制

3 多項目并行敏捷開發總結

市場需求推動項目開發的優化。基于已有的、當前的開發流程，本文提出成立“車身聯合開發團隊”，并根據前期實踐制定了流程表。按照質量管理體系的思維，制定并完善了每個項目的交付物。

對于需要協同開展工作的事項，通過跨區域討論形式進行，形成簽字版文件。同時，技術團隊成立了工藝科，原制造工程師工作將交由工藝工程師（SE）負責。其它組織機構與職能沒有較多的變化，從供應商定點，到試制樣件（OTS）、不可銷售車制造（NS）、可銷售車（S）及小批量生產（SOP）等各階段的同步、敏捷開發流程如圖6所示。

4 結語

圖6 車身鈑金件聯合開發團隊與敏捷開發

在“車身聯合開發團隊”創建與摸索的過程中，團隊成員的思想進行了激烈的碰撞，逐步達成一致，并且試行了一些項目，取得了良好的改善。接下來的新項目將完全按照車身聯合開發團隊流程來進行跟蹤管理，同時將逐漸完善流程管理。

團隊將在此合作的基礎上繼續探討和研究更多好的工具、方法、流程來使車身零件開發流程更便捷、成本更低、質量更好，例如：建立系統支持車身聯合開發團隊的數據收集；模具供應商的專業化發展，模具的平臺化發展；針對量少車型的降成本模具發展；新工藝的使用使模具投資成本下降，零件供應商的專業化發展；焊接工藝的效率提升；焊接工藝及設備的鎖定及后續的平臺化發展等。