整機與零部件工藝過程開發流程

呂小峰，張連杰，陳國清，梁 坤

（濰柴動力股份有限公司 工藝工匠研究院，山東 濰坊 261061）

近幾年為了搶占市場先機，發動機行業產品開發周期一再壓縮，如何在短時間內保質保量高效完成產品開發，達到SOP條件，是工藝開發的挑戰，也是項目管理的難點。

在絕大多數企業中，產品開發是投入最多管理難度最大，流程最為復雜的一個系統。一個產品的開發需要多個不同部門和角色的配合，如果沒有良好的協同機制和操作規范，必然引發混亂，造成產品開發項目的失敗。進而影響整個公司的業績。所以許多公司都把厘清產品開發流程作為重中之重。特別是隨著華為IPD的推廣，讓越來越多的企業意識到工藝過程開發與產品設計開發并行的重要性，如何利用APQP做好工藝過程開發的項目管理工作，厘清產品研發流程并形成規范化體系，無疑能夠大幅提升企業的核心競爭力。

1 工藝開發分類

1.1 工藝開發樣件狀態與工藝方法

按照產品開發階段將工藝開發過程分為樣試工藝和批量工藝兩部分，樣試工藝開發生產B、C樣件，批量工藝開發生產D樣件，D樣件工藝驗證完成后轉SOP（批量生產），詳見表1。

表1 工藝開發樣件狀態與工藝方法

1.2 工藝開發項目分類原則及分級標準

為規范工藝開發項目管理，合理分配項目資源，通常采用積分制量化項目等級。例如按照工藝開發分類（全新、變型、一般改進）、技術難度、工作量、項目重要性4個維度對項目進行評分（滿分100分），根據評價分值將工藝開發項目分為六級。項目管理人員對項目進行分級管理，工藝開發項目分類原則及分級標準詳見表2、表3。

表2 工藝過程開發項目分類原則

表3 工藝開發項目分級標準

2 樣試工藝開發

2.1 工藝先期質量策劃

實踐證明APQP產品設計與開發過程中，工藝技術人員越早參與產品協同設計，越能縮短產品開發周期，降低開發風險。包括工藝可行性分析、工藝性審查兩個階段，其中工藝可行性分析需根據產品技術調研和市場預測確定工藝路線、資源配置、工藝投資、開發周期等；工藝性審查需對整機及關鍵零部件鑄造、機加、裝配的可制造性進行查核，避免結構不合理造成的成本浪費，以此來縮短產品開發周期，降低開發風險，保證產品結構的工藝合理性。當整機和零部件產品三維定型后，工藝人員開始編制樣試工藝方案并組織評審，開啟樣試工藝開發工作，工藝先期質量策劃如圖1所示。

圖1 工藝先期質量策劃

2.2 樣試工藝開發控制計劃

工藝開發項目等級確定后，開始編制樣試工藝開發控制計劃，明確責任單位和責任人，并確定里程碑節點。便于項目管理人員進行計劃管控，以保證B、C樣件可以按期完成生產、檢驗、交付，重點計劃內容詳見表4。

表4 樣試工藝開發流程控制計劃

2.3 評審點的設置

為保證工藝開發正確性、項目管理有效性，項目管理人員對項目運用FMEA風險思維，針對每個子流程、業務活動識別具體風險事項，然后分析每個項目的潛在風險，并分析每項風險的潛在影響，采用項目過程中設置各類評審點的方式對項目進行管理和控制，并與IT系統相結合，以提前規避風險、消除風險、改變風險。

在樣試工藝開發階段設置詳細工藝設計、工藝方案、工藝開發三個評審節點。評審成員覆蓋設計、工藝、生產、質量、采購等業務面，對工藝開發過程文件正確性和完整性進行評審，對項目存在的問題進行協調解決，對可能影響項目進度的風險進行預判和預防。評審主持人的選擇按照表5規定執行。

表5 樣試工藝開發評審主持

3 批量工藝開發

3.1 批量工藝方案設計

工藝部門根據市場信息確認表、樣品驗證階段問題整改報告、產品圖樣、產品明細表等開展批量工藝開發，批量工藝方案中需包含設計依據、產品簡介及工藝性分析、分工原則、設計原則、過程開發目標、詳細工藝說明、生產綱領、工作制度、環境條件、試制總結、一線人員配置、土建及公用、物流、信息化、資源配置、環保安全性分析、風險性分析等內容。批量工藝方案設計時需要從Q（質量）、C（成本）、D（交付）三個方面確定過程開發目標。

3.2 批量工藝開發控制計劃

工藝過程開發項目等級確定后，開始編制批量工藝開發流程控制計劃，明確責任單位和責任人，并確定里程碑節點。便于項目管理人員進行計劃管控，以保證D樣件可以按期完成工藝驗證、檢驗、交付，重點計劃內容詳見表6。

表6 批量工藝開發流程控制計劃

3.3 評審點的設置

為保證項目順利進行，運用風險思維，在批量工藝開發階段設置批量工藝方案評審、批量工藝詳細設計評審、工藝驗證計劃評審、工藝驗證評審、批量工藝開發評審五個評審點，根據項目重要度及項目階段風險可控程度由不同級別的技術領導主持評審，保證項目按節點順利推進，防止出現項目失控的風險，評審時要對項目存在的問題進行協調解決，對可能影響項目進度的風險進行預判和預防，并查核每一階段交付物的完整性，評審主持人的選擇按照表7規定執行。

表7 批量工藝開發評審主持

3.4 批量工藝驗證

3.4.1 一般要求

根據PPAP手冊要求，組織應建立、實施并保持一個符合顧客規定要求的產品和制造批準過程。試生產工藝驗證的目的是驗證組織是否已經正確理解了顧客的產品要求（包括特殊要求），并且在批量生產過程中，具有持續滿足這些要求的能力。通過試生產，對產品及批量工藝（包含變更后的批量工藝）進行PPAP認可，驗證批量工藝方案、工藝路線、過程設計文件的正確性、合理性和適應性，以滿足批量生產對產品質量、生產效率和降低消耗的要求，并符合安全和環保的規定。

3.4.2 工藝驗證階段劃分

工藝驗證分為啟動、驗證、轉SOP等三大階段；包括工藝驗證啟動、工藝驗證計劃編制及評審、過程驗證、通線測試、生產線驗證、工藝驗證總結、批量工藝驗證評審、工藝驗證問題整改、輸出批量生產工藝文件、生產及持續改進等十個過程，見表8，驗證階段工作內容如下。

表8 工藝驗證過程

①過程驗證階段：過程設計小組對每個過程、加工單元開展過程驗證（包含原輔材料和隨機刀具驗證），至少產出能夠保證此工序驗證合格的產品數量。②通線測試階段：過程設計小組組織相關人員對生產線進行至少1件的通線測試（包括但不限于安全功能測試，應急功能測試等），需包含全部工序、但允許存在因人員、設備、工裝導致的作業中斷。③生產線驗證階段：生產單位按照工藝驗證計劃中自制零部件及整機產品數量進行1小時到8小時的連續生產，生產過程不得有因人員、設備、工裝導致的中斷，自制零部件及整機產品出具工序質量檢驗記錄，整機還需出具出廠試驗記錄。

批量工藝驗證評審通過后，項目管理人員將工藝驗證遺留問題納入I-working計劃管控，工藝人員修訂試生產階段工藝文件，輸出批量生產工藝文件，包括控制計劃、作業指導書（含設備控制程序）等，指導生產并進行持續改進。

3.5 批量工藝開發總結及評審

生產線日產能達到設計產能的1/2且連續生產三個月后，項目負責人總結批量工藝設計、工藝實施、工藝驗證及批量生產階段的成功經驗及不足，形成批量工藝開發總結，批量工藝開發總結中需寫明批量工藝方案中要求的過程開發目標達成情況。

項目負責人審核批量工藝開發總結材料，組織批量工藝開發最終評審，評估批量工藝開發是否滿足過程開發目標，如果目標沒有達成，需制定改進措施，整改完成后轉SOP。

4 小結

在整機和零部件工藝過程開發中，運用了過程方法和風險思維，并成功與項目管理相結合，在近期開展的重大項目中得到了試運行，項目管理模式符合IATF16949：2016和APQP方法論，簡化了項目管理人員的工作量，保證了項目可控，并實現了按期交付。文章詳細描述了如何進行分級管理，編制流程控制計劃、明確責任單位和責任人、設置評審點，實現對整個項目的全流程管控。此種方法不僅可以加快整車與零部件工藝過程開發進度，還能有效協調組織各種資源，提高整車與零部件的產品質量。