汽车可靠性目标设置与实现路径探究

奇瑞汽车股份有限公司□曹 斌 赵海东 刘华林 吴正阔

产品可靠性是质量管理中产品性能之一，一个可靠的产品应该在整个使用期间能够执行设计要求功能的产品，可靠性是一种质量特性，它体现了当今购车者对车辆的一种主要要求。可靠性是一种综合性的技术，应该从成本、顾客要求及公司水平等方面综合考虑。确定可靠性目标和方案，然后通过试验对可靠性方案进行评估，来控制产品的质量，满足顾客的需求。在国内外很多汽车企业，将汽车可靠性列为整车基本质量要求，也是顾客认为的理所应当质量。整车可靠性工作涉及可靠性目标规划、设计、验证、和确认，生产制造、售后等工程活动，规范和指导项目在整车、系统和零部件方面的可靠性工作，充分利用给定的资源、有效的安排和协调各种可靠性设计、实验、验证和确认，以满足项目可靠性指标和用户要求。本文针对可靠性目标的设置及实现路径及方法进行系统研究，在工作中总结并予以应用。

1 汽车产品可靠性规律及原则

纵观汽车全生命周期，汽车可靠性遵循浴缸曲线规律，在整车交付初期，一般在0～12个月，或延长到24个月，随着产品应力释放、一致性控制等原因，初始故障率相对较高，但迅速下降；此阶段一般用千车故障数 （IPTV）、MTTF进行衡量；在有效寿命期内，此阶段有相对恒定的故障率，汽车零件的使用寿命期相对稳定，在此阶段一般用VDS、IQS、MTBF指标数据进行衡量；在产品磨损期，此阶段代表内在损耗机制开始居主导地位的点，故障率开始呈指数上升。产品寿命通常定义为从初始生产至损耗开始的时间。见图1。

图1 产品可靠性浴缸曲线

2 可靠性目标设置原则

1）合理性：整车可靠性目标需根据公司中长期可靠性规划，符合公司现有能力及水平，反应公司提升产品质量的目标和期望，同时符合客户在现阶段的期望，经努力奋斗可实现；

2）可分配型：整车可靠性目标必须可量化，能分配到具体整车最小单元；

3）可改善性：与可靠性目标有关的主要失效故障模式及主要失效原因需明确；

4）目标具竞争性，有可比性：可靠性目标需根据产品定义的策略，具有可比性 （比竞品、比同行、比上一代车型），具备竞争力；

5）可管理性：可靠性目标需按节点要求评估目标达成风险，并制定追赶计划。

3 评价与考核可靠性的常用方式

1）IPTV：以平均每千台车出现的故障数为衡量指标，IPTV越低，该车型的质量问题越少；

2）VDS：以平均每百辆车出现的质量问题数（PP100）为衡量指标，PP100越低，该车型的质量问题越少；中国VDS研究的合格拥车期在2010年～2011年研究中为13～36个月，在2012年～2013年为25～36个月，在2014年～2016年为37～48个月；在2017年为30～48个月；

3）IQS：基于车主在购车后2～6个月遇到的问题向制造商和供应商就新车质量提供深层次的诊断信息。该调查以每百辆车的问题数量（PP100）为标准进行测评，PP100越低，该车型的质量问题越少；

4）MTTF/MTBF：平均首次故障里程/平均间隔故障里程。

根据企业自身的特点，可选取以上一种或几种方式进行考核评价。

4 可靠性目标实现的基本思路

从整车可靠性目标，依次分解到专业目标、系统目标、零部件目标，根据对汽车各个分系统（单元）的可靠性要求利用平均分配方法向零部件分配可靠性要求，其模式见图2。

参考企业的组织机构，可靠性目标可划分为四个层次，整车层，专业层，系统层，零部件层；一般整车可划分为五个专业，五个专业需承接整车可靠性目标；五个专业可划分为38个系统，系统承接专业目标，零部件承接系统目标，层层分解，层层承接；系统、专业的划分在不同企业会略有不同。

图2 可靠性目标分解与分配

在目标从上到下分解后，需从行业水平、改进状态及现状水平进行可行性分析与讨论，形成合适的可靠性目标，在涉及可靠性与成本、进度相关联时，并不是可靠性越高越好，要根据产品的定位进行设置，必要时需组织公司决策层升级决策。

5 可靠性目标设置的前提

1）VTS，SSTS：需明确用户使用性能和可靠性需求，包括工作环境和工作强度；

2）上代车型表现：上一代车型可靠性表现，包括IPTV、VDS、IQS及MTTF/MTBF；

3）产品定义对整车可靠性竞争性的要求，如LACMC策略，或与上一代车型的关系；

4）产品及竞品对质量担保期的要求，包括长周期担保件、短周期担保件及特殊件，不同主机厂根据自身的优势对不同零件有不同的要求，可靠性高的零件，需在产品设计阶段就提前考虑，增加零件寿命，可能会带来成本增加，也可引进新技术、新材料、新工艺来增加可靠性，但 “三新”零件在后续验证环节需特别控制，见表1。

表1 产品可靠性特殊要求

表1 （续）

6 可靠性目标推荐

新开发车型依据车型CMAN及正逆向方法制定目标，通过问题管理及QCD核查，落实重点零件的质量协议及DVP验证计划。见图3。

正向方法设置：CMAN是一个公司三化策略在具体平台/整车开发项目上的运用，可分为两类，沿用件和新开发件。通过沿用件和新开发件的性质，分别按不同方法制定可靠性目标，然后形成整车可靠性目标，具体见图4。

图4 可靠性目标推荐过程

沿用件部分 （C类零件）可靠性，可根据沿用车型的历史表现及失效零件最新改进进展进行统计计算，非沿用部分 （M/A/N类）根据历史车型中同类零件及同行业水平做出可靠性推荐。

逆向管理：从历史车型中导出可靠性问题零件清单，并对TOP零件按设计、制造一致性、零件一致性进行分类，将TOP零件问题依据原因追溯至项目各质量验证活动中，分析各活动失效模式，并制定规避措施；最后通过项目过程审核或专项检查对措施的实施情况进行检查，保证措施的有效性。通过对可靠性短板零件进行专项改进和推进，可有效提升整车可靠性。

7 可靠性目标实现验证路径

新开件可靠性参照同类零件、设计定义目标范围区间及同行业水平设置；整车可靠性承接于具体零部件，验证过程可分为七项整车级验证和八项系统及零部件验证；对于制造一致性从零部件质量协议突破，设置零部件质量目标和供方的过程能力；零部件制造一致性对可靠性的影响这里不做重点阐述；具体模型见图5。

图5 可靠性目标实现路径

（1）八项系统零部件验证

1）材料：主要涉及零件各个分零件的材料要求，并经过有资质的检测机构检测结果；

2）尺寸匹配：通过三坐标、白光扫描、检具、主模型 （Cubing）、综合匹配样架等测量工具及设备，对零部件尺寸、外观等进行评价，分析缺陷产生的原因。指导模具改进、工装调整使产品设计达到规范，并从可靠性角度提出改进意见；

3）法规标识：市场在用车型，国家法规管理部门将定期对法规件一致性进行抽查，保证法规件标识的可靠性可便于管理部门抽查，因此将法规件标识作为可靠性的一项进行考核与验证，主要涉及3C标识。E-MARK标识、零件标识、材料标识及零件标识清晰度等；

休闲制约协商更加强调人对制约因素的积极能动作用，进一步拓展了休闲制约的研究内容。当然，如何检验和测量休闲制约协商过程中的各种干预因素也成为研究难点，同时是推动研究向纵深方向发展的关键点。

4）零件性能：从单件性能、系统性能对可靠性提前验证，确保单件、系统满足可靠性要求；

5）功能：主要对零件需体现的功能进行认可，明确功能明细及可靠性要求，并一一做系统验证；

6）装配性：从生产角度排查是否存在可靠性风险；

7）DFMEA：积累可靠性经验与教训，纳入DFMEA中并对零件进行预防与排查。

（2）七项整车级验证

1）用户模拟：通过模拟用户用车对车辆进行可靠性验证，一般分为6×10W或6×8W；

2）24通道：通过采集综合路试路谱，可在24通道台架上模拟路试的过程，或加强验证，做到连续验证，在短时间内完成路试要求；

3）4立柱：对异响等专项可靠性验证活动；

4）2轮综合路试：常规可靠性验证活动，一般为3W综合路试；

5）强化耐久：常规可靠性验证活动，一般为1.5W强化路试；

6）高温高寒：主要考查产品在极端天气的可靠性，高寒一般在-30°以下，高温一般在40°以上；

7）整车驾评及试驾：主要快速识别0～6个月可靠性问题，识别潜在的市场抱怨及一致性问题，在产品投放市场前，借鉴IQS调研的方法，抽取一定数量的样车，组织专业及非专业领域的员工，以真实用户的角色试驾车辆，收集驾车体验及可靠性问题，引导产品改进。

8 小结

定义整车可靠性目标参考用户期望及企业技术水平，但整车可靠性要求能否落实要根据具体零件的可靠性能否实现，本文从可靠性目标的设置、分解、实现过程进行阐述与探究，形成了实现整车可靠性的具体方法，对于改善用户可靠性抱怨形成科学方法，希望对同行业有所参考与借鉴。