汽車零部件非典型性變化點的風險識別和管理

摘 要：變化點管理發源于日本，在質量管理理論中貢獻在改變了問題發生后如何處置的問題解決法，倡導必須前向預防控制，將潛在的問題及風險可視化呈現，促使質量管理發現并不失時機地解決尚未露頭的潛在問題，從而預防質量問題的發生，取得良好的經濟效益。正確實施變化點管理可以在早期發現問題的隱患，實施早期的控制和及早的事后確認，屬于主動預防性控制手段。非典型的變化點隱藏風險深，部分甚至沒有典型或突出的變化點，更容易引起質量管理的麻痹。如何識別企業非典型變化點，從質量管理的策劃入手，輔以風險分析工具，加以科學風險評估和驗證，并形成專門的管理流程，保持變化點引起的風險在受控狀態。

關鍵詞：變化點 變化點思維 特殊特性 汽車零部件 過程失效模式及后果分析

制造型企業面臨不斷提高的客戶質量要求，更低的制造成本壓力，更快的交付和響應要求，多品種、小批量特征，質量一致性好，使企業質量管理面臨諸多挑戰。面對紛繁復雜的各種質量因素，唯一不變的是幾乎所有的質量構成要素都在發生變化，變化是永恒的，變化無處不在。SPC的理論表明，質量管理要識別引起質量變異的來源是偶然原因還是異常原因，針對異常原因可以迅速的展開追溯和調查，采取適當的措施后，使過程回歸到受控狀態。通常典型的質量因素變化點，差異于工藝方法、設備、材料、關鍵參數、節拍或產量、適用法規等經過認可的正常狀態，是一種未經驗證存有風險的狀態[1]。傳統質量管理的變更范疇[1-4]指人、機、料、法、環境、測量系統，質量因素變化點鮮明突出，容易得到管理的重視，因此通常經過適當的策劃和驗證，呈現的管理效果較明顯。而一些非典型的質量因素變化點由于缺少鮮明的變化特征，或者在經歷較長周期，或者需要依賴專家的知識[5]、計算機技術支持的統計工具，或長期的觀察、數據積累和分析，方才表現顯著變化特征，容易引起質量管理的麻痹和忽略，當發現時或爆發后已造成嚴重的失效成本。由于變化點管理總體上是一個消耗成本的活動，需要精細的策劃和配合管理流程，控制變化點的實施過程，用有效的方法減少時間、成本和質量的損失，減少因管理不到位引起的質量損失，有助于企業質量一致性維持和取得良好的經濟效益。

1 質量因素變化點的定義和范圍

如果定義變更管理或變化點是數據或設計凍結后發生數據和設計要求發生變化，或者發生在某種認可的基線狀態后（如汽車行業的PPAP認可）的制造過程因素變化，因此變更或變化點總是相對于某種基線狀態來說變化才有意義。根據凡是交付物（給客戶的產品或者服務）發生變化或者對交付物產生影響的因素發生變化時，這些變化就應該納入有效的變更管理中進行約束[5]。由此可見，變化點的范圍和來源非常廣泛，諸如客戶的要求變更、供應商的設計和工程變更要求、生產工藝的臨時調整要求、質量問題改善要求、價值工程的要求、和制造現場變化（5M1E的變化）、產量或節拍變化、產品應用或服役環境變化等。

2 質量因素變化點的特點分類

汽車整車廠對零部件和組件加工制造企業變更管理或變化點作出了比較詳盡的管理要求，部分要求可能體現在質量協議，供應商管理手冊、質量警示通報等，甚至部分整機廠特意針對長假前后提出了專門的管理預防措施，仍然不能杜絕質量因素變化點引起的質量不良。

根據變化點的特性，可以粗略的劃分為兩類，一類具有典型變化點，通常包括為設計變更，工藝過程、參數、方法變化，場地搬遷，材料或供應來源發生變化，這部分屬于傳統的變化點或變更管理，具有變化因素突出，變化特征明顯。另一類具有非典型變化點，質量因素的劣化和變異非常的緩慢，不易引起管理重視；失效機理隱藏深，或者需要一定專業素養才可以確定；或者可以歸咎于未識別的關鍵崗位人員的異動，經驗的斷代，知識管理不善；信息的傳遞鏈條太長引起信息失真；流程的不完善或缺失；生產過程不連續性如故障停機；設備關鍵參數調試與調整過程的產出件，或者關鍵設備發生浪涌電流或浪涌電壓等偶然因素；這類的變化點通常具有更深的隱藏特征。

3 非典型變化點的風險分析

根據非典型變化點具有的特征，本文通過細分和案例形式，揭示相關非典型因素變化點如何影響產品質量。

3.1 關鍵過程人員的更替，操作經驗和管理經驗的流失

制造型企業可能面臨部分操機嚴重依賴機長或技師，實操經驗又難以加以書面或適當載體形式的總結和固化，平時生產順暢無異常，當發生人員流失、轉崗、頂崗，容易造成質量波動。如某些CNC編程設計和調試都掌握在機長或技師，或者熱處理技師、資深模具修理工等關鍵過程人員，企業技術狀態管理又疏于識別，或難以量化定義，或難以技術規范化定義輸出。某摩托車離合器廠齒輪嚙合工位，依靠人耳辨音識別齒輪嚙合狀態，人員變化易造成質量波動。

3.2 設備、用具等劣化

設備、配件、輔料性能劣化；專用檢具或量具、夾具、輔具、裝夾、治具在劣化，檢具精度的劣化，缺少維護或更換、修繕，以及修整后缺少相關驗證或試生產驗證。

產品的某些加工質量特性完全由機床精度或主要設備、配件的精度來保證，當機床或主要設備、配件（如精密軸承、導軌等）在服役中因磨損等而劣化，這些劣化呈現緩慢的變化，需要長期觀察或大量時間序列的數據組或借助統計工具才容易呈現變化點，因此不容易引起日常管理的重視。如鋁合金擠壓機在線噴霧/水淬火，長期缺失對噴淋頭的疏通維護，生產環境的雜質、塵埃進入淬火循環系統引起噴頭堵塞，其淬火能力下降。一些產品的生命周期很長，開發的專用檢具或量具在使用中發生自然磨損和非預期磨損，非預期磨損包括專用檢具又是產品校具，或者作為全檢檢具使用，隨著磨損的加劇和維保不到位，其檢測能力下降，沒有定期的作檢驗精度/能力的評價。

3.3 產品的特殊特性識別和管控落實不足，過程能力劣化引起重大不符合

《IATF16949：2016》標準中對特殊特性給出的定義：可能影響產品的安全性或法規符合性、配合、功能、性能、要求或產品的后續處理的產品特性或制造過程參數[6]。特殊特性可能識別不完整或者在識別后沒有很好的落實到生產過程控制和檢驗的工作文件中，并給予特殊特性或同等級的內部標識，作為一般特性去控制和監控。當特殊特性的過程能力發生持續降低，最終造成產品嚴重不合格。某重卡的輪轂螺栓頭部由圓形和切小平面組成，采用鍛造工藝成型，伴隨模具的磨損，切平面尺寸逐漸變小（切平面確認為安裝防轉動限位作用），造成螺紋副拆卸防轉動設計可靠性丟失。

3.4 新技術等的導入

新技術、新工藝、新材料、新設備的導入，加工方法、加工程序變化，服役環境發生變化，缺少零部件、總成或系統或整機級驗證[M]，或者作適應性調整。

部件或組件生產的導入“四新”技術后，驗證停留在材料、部件層面或常規項目，缺少考慮在總成或系統甚至整機級驗證、試用，對一些交互式應力、裝配和環境應力等的影響考慮不充分，或缺少在服役狀態下極限應力驗證。如某型汽車多媒體系統，出口到中東國家，由于服役環境溫度變化太大，多媒體無法正常工作。

3.5 設備突發故障，波及批次物料狀態屬于高風險，缺少必要的驗證和確認

如鋁合金擠壓機發生燜車；高溫窯爐發生機械故障；或者公共資源（水、電、氣、汽等）發生臨時中斷，處于非正常狀態或非認可狀態中的物料物性（尤其是微觀特性）可能發生嚴重偏離。如鋼制件采用紅鍛工藝，發生鍛壓機械故障，致使待加工物料長時間處于高溫加熱狀態，必然造成鋼鍛坯微觀組織的變化。比如在線淬火工藝，按工藝設定應該是設定某種速度（或頻率）下淬火，由于機械故障或人工干預，致使物料進入淬火劑前溫度已超出工藝設定的范圍，致使物料無法實現淬火目的。

3.6 多供應源之間的實物特性差異

為確保汽車產品供應鏈的安全，一些關鍵品或需求量大的采購品往往有多個供應源，各供應商產品特性存有差異或者特性控制公差比較寬泛，導致制造、組裝過程頻繁的調整。如汽車的驅動軸配合全金屬自鎖緊螺母組成螺紋連接副，國標中驅動軸的螺紋中徑公差范圍大，國標中全金屬自鎖緊螺母的允許自鎖力矩范圍大，當多個供應源的驅動軸與多個供應源的全金屬自鎖緊螺母組裝，缺少考慮極限配合，組裝后螺紋連接副的自鎖力矩可能出現兩級分化現象。

3.7 偶然事件的影響

偶然事件的影響，組件與組件，組件與系統的同頻率共振，制造過程瞬時電壓降低，電路中電流電壓浪涌、靜電擊穿電子元器件等。

某企業車輪螺母蓋采用中頻焊接，中頻焊接機與熱處理爐、大功率感應淬火設備等從同一接電點引出，恰當三個設備同時工作時，便出現中頻焊接假焊現象，后經查證為三種大功率用電設備同時用電，發生了電壓瞬時下降，將中頻焊接改接其他接電點后，問題得以解決。某車型場地道路強化試驗發生后制動硬管開裂漏油，經過分析制動硬管質量符合設計要求，為共振疲勞開裂。

3.8 時間和環境施加的應力造成產品特性劣化

部分產品，如橡膠制品、密封圈等對氧氣、紫外線等長期環境應力比較敏感，因此某些產品對時間和環境的應力比較敏感，容易使重要質量特征隨時間發生劣化。

3.9 調試管理不當等引起物料混用誤用

調試件或調機件、試做件或現場邊界確認樣件發生管理不當，或者產品防錯特征標識線、標記等功能發生劣化和消失引起物料混用和誤用。

由于調試和試做過程面臨諸多變化因素，生產準備驗證過程產出調機品與合格品在外形、尺寸、重量等差異小，產品特征需要仔細辨別和測量與探測，以確認調試件是否為合格件。產品或部件、組件上專用的標識功能喪失（包含產品防錯特征標識線、標記等伴隨模具的磨損標識功能發生劣化和消失）。

3.10 信息在次序傳遞過程中出現失真或出錯

由于信息傳遞中相關人員的接收和傳遞表達出現的信息遺漏、演繹等，使信息的執行者或接收者接收的信息與原始信息出現差異。

3.11 其它質量因素變化點

如產線節拍或產量提升，生產打磨耗材規格或輔料（潤滑油、切削液等）的特性變化等都可能引起產品質量的波動。

3.12 回料添加

某些產品會使用一定比例的回料添加，如注塑產品，回料的實際投入比例往往缺少監督或者處于企業秘密控制，過量添加對產品的性能帶來波動。

3.13 橫鍍補加

電鍍線等流水線，伴隨生產的進行，槽液內各種化學物質配比發生變化，需要補加，陡然的添加可能引起槽液配比顯著改變。

4 非典型變化點的風險管理對策

4.1 管理高度重視

企業經營層和質保系統應管理上重視，既要著眼全局也要關注細微之處，千里之堤，潰于蟻穴；在質保系統牽頭下，實施全員參與變化點管理氛圍和文化建設，完善管理策劃，引導質量管理的關鍵崗位（公司高層、技術人員、生產主管、采購主管）的風險意識教育和素養，牢固樹立不把市場當試驗場的理念，樹立有變化點就應該有確認和驗證，樹立穩健、謹慎的質量思維和基于數據決策。現場管理建立生產制造系統為主，質量系統為輔助和監察部門，把變化點相關活動規則融入質量管理體系，融入班組、崗位日常工作工作事項；營造變化點思維貫穿于產品實現整個過程，努力使變化點帶來的風險可視化并傳遞到相關崗位。持續推進精益生產，看板管理、班前會、班組工作交接記錄、初品管理、制造過程設備自動報警記錄、防呆設施日常確認等，對變化點管理具有輔助支撐作用。

4.2 企業質量保證部門精心組織落實

質量保證部門牽頭落實企業各部門、崗位對變化點管理負有的明確職責，牽頭制定變化點管理的策劃和評審，形成變化點管理活動的制度和流程，推動變化點相關流程文件化和規范化，變化點信息傳遞的準確性、及時性和執行崗位可獲取性；確保變更活動相關過程的可追溯性[7]和管理閉環。

在具體策劃中注重評估物料斷點管理[8]和信息傳遞，明確變化點管理遵循從誰變化誰申請的原則[9]，及時將變化點信息傳遞到有權利處置、應對和協調的部門。對識別出變化點實施分級分類管控，根據風險分析工具識別的風險影響大小和驗證資源需求，可設立班組級、部門級、公司級變化點，也可以根據涉及結構耐久與可靠性等驗證的復雜程度劃分成A/B/C三個等級[5]，或者依照變化點處置需求緊急程度劃分。變化點管理的信息應努力做到同步共享和更新，同時避免口頭傳遞。

質量保證部門應定期評審變化點的管控狀態，通過變化點狀態監控與工作任務監控提高變化點執行的效率與有效性，及時介入糾正和干預執行嚴重偏移。

4.3 注重應用適當的管理工具、方法，能夠快速的識別相關差異。

管理工具方面要求變化點管理相關信息的聯絡與通報，登錄管理臺賬和跟蹤管理，需要各種表格的支持[9]，過目視化看板、快速反應等手段的應用實踐[10]，企業有條件的情況下，也可上一些自動推送變化點信息的系統[3]。對變化點后制造品狀態評估，可通過適當統計手段，如實現少量的過程質量樣本參數，即可獲得過程質量參數的均值和方差信息[11]。

制造現場變化點物料管理，通常需要記錄物料斷點的標識與切換[3]，識別所涉及的批次、班次信息，物料標志與標識，臺賬追蹤閉環。諸如變化點物料懸掛初品或企業自定義的變化點物料等高度關注標識，或使用專用盛具或帶有特殊顏色的盛具，策劃特異性標識或差異性標識，降低工廠內、物流或客戶誤拿誤用風險。

4.4 質量維持要充分利用風險分析工具

變化點管理當前缺少受重視的其中一條原因，缺少將變化點引起的風險及后果可視化呈現[12]。由于缺少在適當的時間、階段和適當的方式向有決策能力的管理人員進行變化點可能引起的后果的可視化呈現，變化點管理在產品實現整個過程遭到有意或無意的漠視，或被低估影響范圍和程度。

變化點的管理策劃主要圍繞對特殊特性保證能力影響，通過風險分析工具（潛在失效模式和后果分析PFMEA或故障樹分析FTA等），開發出適當的設計或工藝防錯[13]，作業指導文件、綜合檢具或專用檢具和量具等。開發過程防錯系統，策劃和健全防錯管理系統，外形高度相似物料或總成，可考慮策劃首末件確認或影像對比防錯，落地實施辨錯、報警、防錯，考慮在工序上發現、報警攔截上工序和本工序的不合格品。

4.5 落實有質量因素變化就應該有驗證和確認的理念和動作

實施更加系統和科學分析，選取具有變化點后有代表性的產品或過程，以確定在材料級、零部件級、總成和系統甚至整機級的合適層級上的驗證和驗證項目，公司內部（適用時含通知客戶）的評審和驗證，確認變化點結果符合預期輸出和非預期輸出的情況。對包括制造過程的高風險事件（如本文3.7所指設備過程故障等），策劃和完善反應計劃或者信息及時傳遞到有驗證和確認能力或職責的部門、人員等，所波及的物料隔離或特殊標記等需求，必要時標識為待確認狀態產品。鼓勵生產現場發現和匯報異常信息、異常事件，予以正面激勵和肯定。

4.6 鼓勵供應商的不符合事前報告制度，予以正面響應

供應鏈上制造分工細化，以及供應產品驗證資源的限制，客戶對供應商的質量監控還存在一定的漏點和盲區。傳統的供應鏈上，供應商與客戶是利益對立的，客戶對供應商的不符合往往只有考核和嚴苛的監管，缺乏互動。因此供應商端發生不符合或者變更、變化點，在權衡利弊損失，或者考慮流程的復雜性以及客戶響應的可能性，供應商選擇有意隱瞞或視而不見的闖關，給客戶和市場留下隱患。供應商質量監控除了引導良好的實物控制方法和日常監管外，還需要對供應商的讓步接收、偏離報告訴求予以正面回饋，分析和研判所提出的不符合或讓步接收的風險，協助供應商降低損失，鼓勵供應商事前報告和聯絡，杜絕將質量風險產品隱藏交付。

4.7 定期監控和確定特殊特性的能力

企業力求對產品和過程的特殊特性的識別應全面[14]，特殊特性保證因素分解到材料確認、工藝、過程、操作、檢具、人員、環境等，確認特殊特性過程能力，采取日常監控與專項監有效性，過程能力的變異、劣化趨勢，尋找引起劣化的源頭采取適當的措施。比如時效加熱爐等關鍵設備，應采用多種可以互相印證手段監控工作狀態和能力。對全檢檢具或專用檢具，在使用檢測產品一定數量或時間后三坐標確認測量精度，或者使用封樣件檢測、邊界樣品探測等手段。對焊接等特殊過程，按汽車行業CQI系列特殊相關要求驗證。

4.8 質量問題分析工具要多樣化

質量問題發生后，快速的分析問題發生根因分析除五個為什么等常規分析方法與“三現”確認法外，通常還要考慮質量因素變化點管理調查，在特定的時間周期內那些質量因素發生了變化點（包括非典型的變化和偶然事件的可能性，對比管理標準和前后相鄰批次生產要素信息等），反復考慮相關因數是否有遺漏，沒有變化點一般不會出質量問題。通過對變化點因素的分析和排查、驗證，進而改善相應的質量問題[15]。根因分析還要考慮結合FMEA分析與故障樹分析（FTA），不要遺漏偶然事件。

5 結束語

制造型企業在激烈的市場競爭中維持領先地位必然首要重視質量和成本，同時企業每天面對各式各樣的不可避免的質量要素變化點，策劃和實施變化點管理要確保控制變化點中潛在重大風險的產生、評估影響程度范圍和狀態控制，客觀評價可能產生的損益（產品性能和經濟效益兩個方面）和存在的風險。汽車零部件企業導入變化點管理還面臨培訓導入，執行過程反復和規范化運行三個階段，需要不斷完善變化點管理制度與流程，使其與企業的管理流程、組織結構特征和信息流和物流動相協調。堅信即使一個極小的變化點也可能會帶來極大的影響，因此對變化點的重視和管理策劃有必要上升到影響企業經營的高度。特別針對非典型質量因素變化點的因缺少風險可視化呈現給管理者，使質量風險識別和管理長期得不到應有重視，不能達到更早的察覺和預設對策，就無法發揮變化點管理來創造價值核心作用。

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