设计预防在汽车研发阶段的应用研究

刘鹏 燕菲

摘 要：随着我国经济逐渐发展和社会日益稳定，人们在工作生活之中对于汽车的需求量越来越大。汽车研发阶段的质量得到越来越多人的关注与思考。在新车型研发阶段，采用设计预防的方法，规避市场上同类问题和过往车型发生过的质量问题再次发生，以此提升研发质量和能力，降低研发成本，提高顾客对汽车品牌认可和市场满意度。

关键词：质量管理 设计预防 全流程 问题库

1 引言

我国经济水平不断上升，国民对汽车的质量要求也在逐渐的提高。国内外汽车行业也在不断提高自身的设计开发能力，在汽车研发阶段所遇到的各种各样问题不容忽视。

质量问题已经成为广大消费者重点观察选择汽车的必要条件，预防为先的思想贯穿产品开发过程，有效认证及积极的问题解决保证稳健的开发设计的成功。所以研发阶段提前预防应该首先得到设计人员的重视。本文就针对汽车在研发阶段设计预防管理方面的流程和方法进行一些简单的探讨，通过提高新产品研发质量的稳健性，降低设计风险和开发成本。

2 设计预防管理方法

研发过程设计预防对项目成功非常重要，过程管理应采取一定的流程和方法，保证各阶段质量受控，从而为项目既定目标的实现保驾护航。

2.1 汽车研发过程

根据汽车产品的开发流程，产品研发过程按照PDCA模型可大致分为产品定义阶段（Plan）、产品设计阶段（Do）、产品验证阶段（Check）、产品认可及发布阶段（Action）四个阶段。

2.2 研发过程设计预防步骤

汽车产品研发过程中设计预防管理按照PDCA模型共划分为以下6个阶段：

（1）问题库建立阶段;（2）设计预防策划阶段;（3）设计阶段;（4）零部件/系统级检证阶段;（5）整车级检证阶段;（6）效果总结阶段。

3 研发过程设计预防管理

3.1 问题库建立阶段

问题库的建立属于开发日常的工作，需进行动态更新管控。主要工作是总结反溯过往已发生的设计问题，为新车型设计预防提供输入。其来源有过往开发车型试制问题、试验问题、市场问题、舆情问题和同行业市场问题等。问题入库时，需保证故障车辆信息和发生信息记录完整，如故障车型、发生数量、发生时间、发生工况/条件、问题现象、问题发生原因、解决措施和横展措施等。

同期项目开发过程中出现的设计问题，通过数字化手段及时推送给工程师，方便有效掌握负责领域零部件/系统问题，提前纳入设计管控要素中。对于同时满足以下条件的问题，可作为经验库冻结，在新车型项目管理中不纳入管控：

（1）已提交问题根因深挖依据，证实根因深挖已固化至设计标准/DFMEA/Lessons Learn等;（2）该问题已在同平台3个中改及以上的车型项目上成功预防，在研及市场上未再发;（3）已提供该问题可以在后续新项目防止再发的内控管理手段（如Checklist等）。

3.2 设计预防策划阶段

设计预防策划阶段开始于项目预研阶段，在可研阶段完成策划。主要工作是确定新车开发再发防止问题及控制计划。工程师在整车项阀门7前，根据产品定位、产品配置、系统/零件变化点从问题库中提取过往问题，组织团队对初版设计预防问题的适用性进行评审，将评审判定为“适用”问题，整理编制成设计预防改善清单。

针对“适用”于本项目的问题，在项目阀门6前，工程师完成设计预防管控计划编制，包含本项目改善措施以及后续各阀门节点（阀门5-阀门0）的检证计划等信息，按照评审层级完成评审后发布执行。改善措施及检证计划提出的具体要求如下：

（a）改善措施需具体的，可衡量的量化指标。要避免笼统粗略的改善措施，如优化软件策略、合理设计、优化结构等。（b）检证的内容是设计过程中形成的设计文件或交付物，如产品技术方案、报价资料、DFMEA、数模、图纸、产品验证计划、实物/实车等等。检证的目的是确认改善措施是否体现或落实到相关的设计文件和交付物。

3.3 设计阶段

设计预防控制计划发布后，伴随着产品设计开发整个过程，工程师在后续的设计开发过程中，将设计预防管控计划当作一份设计提醒文件，将改善措施逐步落实在设计中。

设计阶段，最常用的预防方法是DFMEA（Design Failure Mode and Effects Analysis），也称设計FMEA，是设计概念形成之前应用的一种风险分析方法，主要的应用目的是对可能的风险进行分析，在现有技术的基础上将风险减小到可接受的水平。在产品设计开发的过程中，通过跨功能团队多方评审的方式，将风险降低到最小，减少失效发生的可能性，从而增加产品的可靠性。

总之，设计开发阶段，须严格按照开发流程开展设计工作，组织相关方参与设计评审，评审的有效性、完整性、符合性等落实到位，才能更好地避免设计失误出现。

3.4 系统/零件级检证阶段

按照整车开发主计划，在项目阀门5-阀门2节点前，工程师组织对本阶段需确认的再发防止问题确认，完成设计预防管控计划阶段落实情况和结果判定，确认本阶段工作达成情况，并编制阶段检证报告，确认措施落实情况占比（目标达成率=本阶段改善措施实际落实问题数/本阶段改善措施计划落实问题数×100%）。

如存在未按计划落实改善措施的问题，制定挽救计划，并及时推进落实执行;若存在设计失误，则需要开展Lessons learn，及时纠偏，并落实到开发文件中，确保同期推进项目同类问题得到规避。

3.5 整车级检证阶段

整车级检证开始于样车准备完成后，整车级检证的主要工作是确认设计预防改善清单中的问题在实车上是否存在，通过实车质量验证和质量评审，确认实车表现判断改善措施是否有效，具体要求如下：工程师根据零件/系统级检证情况及整车试验计划，在阀门4和阀门2通过后开始编制整车检证计划。

整车级检证一般以实车联合检证形式展开，一般不少于两轮：ET阶段整车检证和PT阶段整车检证。验证工程师需按照预防问题发生条件/工况，确认试验规范及条件，编写测试用例，逐项开展验证，针对验证结果，输出检证报告。

整车级检证活动，使用DRBTR（Design Review Based on Test Results）基于試验结果的设计评审，可以取得较好的效果。DRBTR是在整车试验过程中或结束后进行仔细的观察，发现问题萌芽并加以消除的一种方法。DRBTR是通过团队评审的方式，在得到试验结果之前开展。通过这样的设计评审方法，重点针对设计预防问题进行确认，可以很大程度上减少产品量产后暴露问题隐患可能性。因此无论是在试验过程中以及试验结束后，需要反复进行仔细的确认，尽最大努力寻找预防问题发生情况和潜藏的问题。针对在试验过程中眼睛所无法看到的车内盲点确认，试验完成后的相关车辆需在车间进行“解剖”，开展耐久后拆解活动。拆解后的各个零部件总成不仅需要经过外观上的仔细观察，必要时还需要重新上试验台架复测其相关的性能指标。

3.6 效果总结阶段

再发防止效果总结阶段开始于项目SOP之后，结束于车型SOP后一年。主要工作是跟踪车型量产后的市场表现情况，确认再发防止工作的有效性，总结经验教训。衡量再发防止工作有效性的主要指标有两个：

（a）问题再发率=已纳入设计预防改善管控计划且仍旧市场再发问题数量/纳入再发防止控制计划的问题数量×100%;（b）问题遗漏率=（市场再发问题数量-已纳入设计预防改善管控计划且仍旧市场再发问题数量）/市场再发问题数量×100%。

4 结语

运用PDCA方法，将设计预防落实到项目研发各阶段，量产车型问题再发率降低至0%，改善效果明显。

实践证明，如果能在新产品研发各阶段开展设计预防活动。强调过程管控，分阶段确认落实情况，并运用数字化系统进行全流程管控，建立起完善的监督管理体系，将有利于提高产品设计质量，规避同类问题再发，从而降低企业开发成本，进而促进我国汽车企业在研发过程中更上一层楼。

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