數字化在發動機試制質量控制的應用

鄒偉強

摘 要：發動機的試制質量直接影響到發動機開發是否能順利進行，必須采用有效的質量控制方法。質量控制是一項系統性的工作，為滿足需求應不斷改進。隨著互聯網、大數據等新技術的發展，質量控制已逐步采用這些技術進行輔助，朝著信息化、數字化方向發展。很多企業已在進行數字化探索與實踐，并逐漸成為一種趨勢?，F以某公司為案例，闡述了發動機試制質量控制的數字化發展及應用。希望給同行一些借鑒，共同探討。

關鍵詞：數字化 質量控制 發動機試制 應用

Application of digitalization in quality control of engine trial production

Zou Weiqiang

Abstract：The quality of engine trial production affects whether the engine development can be going better， so effective quality control methods must be used. Quality control is a systematic work and continuously improve for requirement. Internet and big data technologies assist quality control and develop towards to information and digitization. Many enterprises have been carrying out digital exploration and practice， and gradually become a trend. A certain company for practical case study， paper expounds the digital development and application of quality control in engine trial production. Hope to give the colleagues reference and common discussion.

Key words：digitization; quality control; engine trial production; application

1 前言

發動機是傳統汽車的核心部件，其質量是車企在市場競爭中取得優勢的關鍵，所以各車企都十分重視發動機研發。發動機研發是個長周期活動，試制是其關鍵一環。試制猶如新生嬰兒的產房，是發動機的誕生地，通過高效的質量控制，保證新發動機順利下線。隨著計算機和網絡的發展，數字化技術日趨成熟，該技術已廣泛應用到汽車行業，包括發動機試制質量控制。數字化實現了全過程精準的質量控制，滿足了質量要求。下面以某公司為例，介紹數字化在發動機試制質量控制中如何應用的。

2 發動機試制質量控制

2.1 試制過程

試制就像一個小型工廠，有完整的產品實現過程。發動機試制包括七個過程（見圖1），分別是：造機計劃、物料采購、工藝支持、現場造機、發動機交付、質量控制、質量管理體系支持。前五個是實現過程，第六個是貫穿始終的質量控制過程，最后一個是夯實基礎的質量管理體系支持過程。所有過程遵循PDCA循環（Plan計劃-Do執行-Check檢查-Act處理）原則，整個過程形成閉環，質量控制與前五個過程相互影響和制約，通過設置控制點，搭建了整個發動機試制質量控制框架。

2.2 試制質量控制團隊

試制過程的質量控制必須由專門團隊來完成。通常團隊角色有：啟動工程師、物料工程師、工藝工程師、造機技師、質量工程師等。

啟動工程師：造機需求整合，協調項目及功能塊，安排造機計劃等;

物料工程師：采購需求整合，采購訂單，物料狀態跟蹤，物料庫存管理，發動機交付等;

工藝工程師：造機設備準備，工裝準備，造機工藝指導書發布，造機要求確認，指導技師造機等;

造機技師：裝配發動機、數據測量、數據記錄等;

質量工程師：外購零件質量控制，質量閥組織，造機問題處理，發動機性能及外觀檢查，質量體系組織維護等。

項目通常需要配置這些角色，以交付百分之百的合格發動機為目標，所有成員各司其職，同時相互之間進行協同，通過高效的團隊合作完成目標。

2.3 試制質量控制點

發動機產品實現的五個過程進行是串行流轉活動。每個過程需進行質量評估，設置專門的質量控制點（見圖2）。

造機計劃，采用質量閥進行可行性評估，針對物料、設備、工裝、場地、人員等準備情況評審，評審通過才可以啟動造機。物料準備狀態，進行零件質量控制，所有的造機零件必須得到質量認可，才允許使用。裝配工裝準備，針對工藝、設備、工裝等進行評審，必須通過首臺裝配驗證。現場造機質量控制，在造機過程中進行自檢、互檢，出現質量問題能快速響應解決;發動機交付前，進行冷試熱試性能檢測，還有外觀檢查，通過后可交付客戶。

3 試制質量控制改進機會

3.1 質量數據有效性

發動機試制有項目多、變更多，時間緊等特點，試制中質量數據很可能發生延遲或者錯誤。這些數據若被使用，就可能導致停線或返工，不但無法達到預期目標，甚至影響發動機的研發進度。發動機試制質量數據是過程控制的基礎，必須保證其有效性。

3.2 防止出現“兩張皮”和“質量信息孤島”現象

試制過程中建立了很多質量流程。實際操作過程中，易發生按經驗慣例處理的情況，疏忽了嚴格遵守流程的重要性，為避免所謂的“繁瑣”流程，使得流程與實際執行相差越來越大，即所謂的“質量兩張皮”現象。造成流程只停留在表面，實際是另一套或者沒有，導致制定的流程無法發揮應有作用。

試制中產生的大量數據，通常手工記錄、硬拷貝、人工傳遞或僅存儲在某個電腦。這些數據收集難度大、存儲不便、數據分析不便，管理人員不能及時獲得，即所謂的“質量信息孤島”現象。質量數據不全，無法進行匯總，無法支持決策，甚至做出錯誤決策，造成產品不合格，最終影響發動機交付。

4 質量控制數字化

4.1 數字化

何為數字化，即在計算機和互聯網發展的基礎上，利用人工智能、大數據、云計算一系列新興技術在信息化上發展，并逐漸向產業和行業下沉，然后利用這些技術把繽紛多彩的世界在計算機世界里全息重建。

當前，國內正在推行《中國制造2025》戰略，從國家層面提出了從制造大國轉型成為制造強國的目標，其中有一條重要戰略就是推行數字化制造。整個制造行業包括汽車行業都在向數字化轉型，發動機試制質量控制也不例外。

4.2 質量控制數字化管理

將試制過程映射到計算機網絡，在網絡中進行數據化的試制活動。以數字化技術為手段，在建立、運行、監控等方面進行數字化改造，逐漸形成數字化管理?；顒又兴婕暗降捻椖啃畔?、人員、零件、設備、工藝、測試、檢查等信息數字化，虛實結合動態重構，獲得的質量數據進行共享和動態顯示，實現質量控制的數字化管理。

5 試制質量控制數字化的發展

5.1 試制質量控制發展路線

隨著試制活動的發展，原有的質量控制逐漸不能滿足現有的質量要求。質量控制方法需要不斷提高，從無到有，從有到優，逐漸朝著規范化、信息化、數字化方向發展（見圖3）。在質量管理體系的支持下，控制內容進行規范化，已規范化的進行信息化，已信息化的進行數字化。三個方向是共存發展，同時各自內部進行PDCA循環改進。通過一步步地夯實基礎，數字化推進地更快，效果更顯著。

5.2 質量管理體系要求

IATF16949是國際汽車行業的質量體系技術規范，已普遍被汽車行業廠家采用，并搭建了各自質量管理體系，試制同樣根據自身情況，搭建了試制質量管理體系。體系保證以下幾點：1、全員參與，從基層到管理者，所有員工必須參與，同心協力滿足質量要求;2、以顧客為關注焦點，不論是外部或內部顧客，都以顧客為關注焦點，以滿足顧客需求為最終目標;3、預防為主，質量控制由事后把關改為事前預防，一次性做對，降低質量成本;4、持續改進，必須堅持，只有不斷改進才能提升質量控制水平。

5.3 試制質量控制規范化

質量控制重點是對各過程的質量把關。發動機種類多，結構性上存在差異，同時項目要求不統一，但質量必須保證合格。每個控制點，每臺發動機，檢查內容及控制方法保持一致，從流程到執行都規范化。例如發動機的外觀檢查，作為交付前最后檢查，合格后就意味著可交付客戶。發動機外觀不同，若只按圖紙要求，檢驗會抓不住要點，會出現方法不統一，檢查內容不一致。檢驗人員容易理解偏差，導致質量溢出，所以外觀檢查標準必須規范化，檢驗人員的要求和檢查方式也規范化。固化檢查模板，按模板編寫檢查內容，這樣發動機的外觀檢查既統一又靈活，保證質量同時提高效率。

5.4 試制質量控制信息化

試制質量數據經過日積月累，數據量日漸龐大。以前采用的紙質手工記錄，存儲困難，數據不能及時準確傳遞，數據不能有效獲取，會導致造機進度遲緩，甚至做出錯誤決策。利用計算機網絡技術，將數據無紙化，集中管理，實現質量控制信息化。

例如試制零件的質量控制。一臺發動機本身有三四百種零件，供應商百余家，多型號多批次導致零件質量文件數量成千上萬份。大量質量文件，通過手工紙質管理效率特別低。利用計算機開發管理系統軟件，讓零件質量數據無紙化并集中管理。利用網絡搭建車企和供應商的交流平臺，車企發布信息及要求，供應商提交零件質量文件，相關工程師在平臺上進行審批，最終完成零件質量控制工作。零件質量文件電子存檔并共享，數據進行信息化統一管理。

試制涉及的信息化系統還有：項目管理系統、資源管理系統、數模系統、現場管理系統、問題交流系統、人力資源系統等。這些系統將數據信息化并共享，數據可以及時使用，大大提高了質量控制效率。

5.5 試制質量控制數字化

信息化的質量數據高效使用是數字化的重點。首先要防止出現數據失效，還有“兩張皮”和“質量信息孤島”的現象。將過程的數據相互打通，試制過程之間實現數據互通、信息融合，試制過程形成閉環。具體措施是建立試制數字化平臺，把試制過程映射到數字平臺內，包括質量控制點，同時終端延伸到造機現場。試制過程中產生的數據，通過業務驅動進行流轉，環環相扣，每環進行質量控制。滿足試制計劃，且所有過程都在質量控制范圍內。

試制數字化平臺包括造機計劃，物料準備，裝配工藝、現場造機、樣機交付、問題決解等過程。這些過程與外部系統對接，進行數據交換，產生的數據進行內循環。通過業務驅動試制活動，驅動過程中進行質量控制。通過數字化平臺，搭建出數字化試制質量控制框架（見圖4）。

與外部系統對接，是數字化的基本要求。內外對接的有：1、項目管理系統與造機計劃對接，將造機需求、BOM清單、造機要求等信息輸入平臺。2、資源管理系統、零件質量控制系統與物料管理對接，將物料信息和零件質量信息輸入平臺。3、裝配工藝與數模系統對接，將裝配技術要求輸入平臺。4、現場管理系統與現場造機對接，將造機現場信息與平臺信息交流，實時準確地管理造機現場。5、問題交流系統與問題解決對接，兩者質量問題信息進行交流，快速地解決質量問題。6、人力資源系統與試制角色對接，試制活動中對角色任務進行合理分配，提高處理效率。

試制質量控制基于數字化平臺，在內循環上設置質量控制點，并分布在業務驅動流的關鍵點。單向的實時質量監控，截流式質量把關，控制方法更加嚴謹可靠，保證了發動機質量。

6 試制質量控制數字化的意義

數字化的試制質量控制有很多作用。1、從手工記錄、質量信息查詢、數據匯總等繁瑣的工作中解脫出來;2、數據數字化處理，為質量管理人員進行科學的質量決策提供了重要依據;3、改變了數據混亂、信息不透明、效率低、遇事缺乏科學數據依據、憑主觀臆斷的現象;4、促使數據規范化，工作條理化和決策科學化，加速了數據傳遞，縮短了處理時間和擇策時間。

數字化的質量控制通過平臺的實時采集，快速掌握試制運行情況，實現生產環境與信息系統的無縫對接，提升了質量管理人員對生產現場的感知和監控能力。把試制上下游過程連接，在數字化驅動下，全面提升試制質量控制能力。

7 結論

質量是企業的生命，是品牌的基礎。質量控制方法要隨著時代的發展不斷提升，數字化在質量控制上的應用正在成為了一種發展趨勢。它保證了質量，提高了效率，還降低了成本?，F階段的數字化還只是一個開始，很多場景或領域都可以應用，不能一蹴而就，需要企業長期努力革新。本文通過應用案例，與同行進行分享，不僅限于發動機試制，可以是整車，甚至整個汽車行業。希望車企在質量控制中進行更多數字化應用，在激烈的市場競爭中搶占先機。

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