汽车零部件非典型性变化点的风险识别和管理

摘 要：变化点管理发源于日本，在质量管理理论中贡献在改变了问题发生后如何处置的问题解决法，倡导必须前向预防控制，将潜在的问题及风险可视化呈现，促使质量管理发现并不失时机地解决尚未露头的潜在问题，从而预防质量问题的发生，取得良好的经济效益。正确实施变化点管理可以在早期发现问题的隐患，实施早期的控制和及早的事后确认，属于主动预防性控制手段。非典型的变化点隐藏风险深，部分甚至没有典型或突出的变化点，更容易引起质量管理的麻痹。如何识别企业非典型变化点，从质量管理的策划入手，辅以风险分析工具，加以科学风险评估和验证，并形成专门的管理流程，保持变化点引起的风险在受控状态。

关键词：变化点 变化点思维 特殊特性 汽车零部件 过程失效模式及后果分析

制造型企业面临不断提高的客户质量要求，更低的制造成本压力，更快的交付和响应要求，多品种、小批量特征，质量一致性好，使企业质量管理面临诸多挑战。面对纷繁复杂的各种质量因素，唯一不变的是几乎所有的质量构成要素都在发生变化，变化是永恒的，变化无处不在。SPC的理论表明，质量管理要识别引起质量变异的来源是偶然原因还是异常原因，针对异常原因可以迅速的展开追溯和调查，采取适当的措施后，使过程回归到受控状态。通常典型的质量因素变化点，差异于工艺方法、设备、材料、关键参数、节拍或产量、适用法规等经过认可的正常状态，是一种未经验证存有风险的状态[1]。传统质量管理的变更范畴[1-4]指人、机、料、法、环境、测量系统，质量因素变化点鲜明突出，容易得到管理的重视，因此通常经过适当的策划和验证，呈现的管理效果较明显。而一些非典型的质量因素变化点由于缺少鲜明的变化特征，或者在经历较长周期，或者需要依赖专家的知识[5]、计算机技术支持的统计工具，或长期的观察、数据积累和分析，方才表现显著变化特征，容易引起质量管理的麻痹和忽略，当发现时或爆发后已造成严重的失效成本。由于变化点管理总体上是一个消耗成本的活动，需要精细的策划和配合管理流程，控制变化点的实施过程，用有效的方法减少时间、成本和质量的损失，减少因管理不到位引起的质量损失，有助于企业质量一致性维持和取得良好的经济效益。

1 质量因素变化点的定义和范围

如果定义变更管理或变化点是数据或设计冻结后发生数据和设计要求发生变化，或者发生在某种认可的基线状态后（如汽车行业的PPAP认可）的制造过程因素变化，因此变更或变化点总是相对于某种基线状态来说变化才有意义。根据凡是交付物（给客户的产品或者服务）发生变化或者对交付物产生影响的因素发生变化时，这些变化就应该纳入有效的变更管理中进行约束[5]。由此可见，变化点的范围和来源非常广泛，诸如客户的要求变更、供应商的设计和工程变更要求、生产工艺的临时调整要求、质量问题改善要求、价值工程的要求、和制造现场变化（5M1E的变化）、产量或节拍变化、产品应用或服役环境变化等。

2 质量因素变化点的特点分类

汽车整车厂对零部件和组件加工制造企业变更管理或变化点作出了比较详尽的管理要求，部分要求可能体现在质量协议，供应商管理手册、质量警示通报等，甚至部分整机厂特意针对长假前后提出了专门的管理预防措施，仍然不能杜绝质量因素变化点引起的质量不良。

根据变化点的特性，可以粗略的划分为两类，一类具有典型变化点，通常包括为设计变更，工艺过程、参数、方法变化，场地搬迁，材料或供应来源发生变化，这部分属于传统的变化点或变更管理，具有变化因素突出，变化特征明显。另一类具有非典型变化点，质量因素的劣化和变异非常的缓慢，不易引起管理重视；失效机理隐藏深，或者需要一定专业素养才可以确定；或者可以归咎于未识别的关键岗位人员的异动，经验的断代，知识管理不善；信息的传递链条太长引起信息失真；流程的不完善或缺失；生产过程不连续性如故障停机；设备关键参数调试与调整过程的产出件，或者关键设备发生浪涌电流或浪涌电压等偶然因素；这类的变化点通常具有更深的隐藏特征。

3 非典型变化点的风险分析

根据非典型变化点具有的特征，本文通过细分和案例形式，揭示相关非典型因素变化点如何影响产品质量。

3.1 关键过程人员的更替，操作经验和管理经验的流失

制造型企业可能面临部分操机严重依赖机长或技师，实操经验又难以加以书面或适当载体形式的总结和固化，平时生产顺畅无异常，当发生人员流失、转岗、顶岗，容易造成质量波动。如某些CNC编程设计和调试都掌握在机长或技师，或者热处理技师、资深模具修理工等关键过程人员，企业技术状态管理又疏于识别，或难以量化定义，或难以技术规范化定义输出。某摩托车离合器厂齿轮啮合工位，依靠人耳辨音识别齿轮啮合状态，人员变化易造成质量波动。

3.2 设备、用具等劣化

设备、配件、辅料性能劣化；专用检具或量具、夹具、辅具、装夹、治具在劣化，检具精度的劣化，缺少维护或更换、修缮，以及修整后缺少相关验证或试生产验证。

产品的某些加工质量特性完全由机床精度或主要设备、配件的精度来保证，当机床或主要设备、配件（如精密轴承、导轨等）在服役中因磨损等而劣化，这些劣化呈现缓慢的变化，需要长期观察或大量时间序列的数据组或借助统计工具才容易呈现变化点，因此不容易引起日常管理的重视。如铝合金挤压机在线喷雾/水淬火，长期缺失对喷淋头的疏通维护，生产环境的杂质、尘埃进入淬火循环系统引起喷头堵塞，其淬火能力下降。一些产品的生命周期很长，开发的专用检具或量具在使用中发生自然磨损和非预期磨损，非预期磨损包括专用检具又是产品校具，或者作为全检检具使用，随着磨损的加剧和维保不到位，其检测能力下降，没有定期的作检验精度/能力的评价。

3.3 产品的特殊特性识别和管控落实不足，过程能力劣化引起重大不符合

《IATF16949：2016》标准中对特殊特性给出的定义：可能影响产品的安全性或法规符合性、配合、功能、性能、要求或产品的后续处理的产品特性或制造过程参数[6]。特殊特性可能识别不完整或者在识别后没有很好的落实到生产过程控制和检验的工作文件中，并给予特殊特性或同等级的内部标识，作为一般特性去控制和监控。当特殊特性的过程能力发生持续降低，最终造成产品严重不合格。某重卡的轮毂螺栓头部由圆形和切小平面组成，采用锻造工艺成型，伴随模具的磨损，切平面尺寸逐渐变小（切平面确认为安装防转动限位作用），造成螺纹副拆卸防转动设计可靠性丢失。

3.4 新技术等的导入

新技术、新工艺、新材料、新设备的导入，加工方法、加工程序变化，服役环境发生变化，缺少零部件、总成或系统或整机级验证[M]，或者作适应性调整。

部件或组件生产的导入“四新”技术后，验证停留在材料、部件层面或常规项目，缺少考虑在总成或系统甚至整机级验证、试用，对一些交互式应力、装配和环境应力等的影响考虑不充分，或缺少在服役状态下极限应力验证。如某型汽车多媒体系统，出口到中东国家，由于服役环境温度变化太大，多媒体无法正常工作。

3.5 设备突发故障，波及批次物料状态属于高风险，缺少必要的验证和确认

如铝合金挤压机发生焖车；高温窑炉发生机械故障；或者公共资源（水、电、气、汽等）发生临时中断，处于非正常状态或非认可状态中的物料物性（尤其是微观特性）可能发生严重偏离。如钢制件采用红锻工艺，发生锻压机械故障，致使待加工物料长时间处于高温加热状态，必然造成钢锻坯微观组织的变化。比如在线淬火工艺，按工艺设定应该是设定某种速度（或频率）下淬火，由于机械故障或人工干预，致使物料进入淬火剂前温度已超出工艺设定的范围，致使物料无法实现淬火目的。

3.6 多供应源之间的实物特性差异

为确保汽车产品供应链的安全，一些关键品或需求量大的采购品往往有多个供应源，各供应商产品特性存有差异或者特性控制公差比较宽泛，导致制造、组装过程频繁的调整。如汽车的驱动轴配合全金属自锁紧螺母组成螺纹连接副，国标中驱动轴的螺纹中径公差范围大，国标中全金属自锁紧螺母的允许自锁力矩范围大，当多个供应源的驱动轴与多个供应源的全金属自锁紧螺母组装，缺少考虑极限配合，组装后螺纹连接副的自锁力矩可能出现两级分化现象。

3.7 偶然事件的影响

偶然事件的影响，组件与组件，组件与系统的同频率共振，制造过程瞬时电压降低，电路中电流电压浪涌、静电击穿电子元器件等。

某企业车轮螺母盖采用中频焊接，中频焊接机与热处理炉、大功率感应淬火设备等从同一接电点引出，恰当三个设备同时工作时，便出现中频焊接假焊现象，后经查证为三种大功率用电设备同时用电，发生了电压瞬时下降，将中频焊接改接其他接电点后，问题得以解决。某车型场地道路强化试验发生后制动硬管开裂漏油，经过分析制动硬管质量符合设计要求，为共振疲劳开裂。

3.8 时间和环境施加的应力造成产品特性劣化

部分产品，如橡胶制品、密封圈等对氧气、紫外线等长期环境应力比较敏感，因此某些产品对时间和环境的应力比较敏感，容易使重要质量特征随时间发生劣化。

3.9 调试管理不当等引起物料混用误用

调试件或调机件、试做件或现场边界确认样件发生管理不当，或者产品防错特征标识线、标记等功能发生劣化和消失引起物料混用和误用。

由于调试和试做过程面临诸多变化因素，生产准备验证过程产出调机品与合格品在外形、尺寸、重量等差异小，产品特征需要仔细辨别和测量与探测，以确认调试件是否为合格件。产品或部件、组件上专用的标识功能丧失（包含产品防错特征标识线、标记等伴随模具的磨损标识功能发生劣化和消失）。

3.10 信息在次序传递过程中出现失真或出错

由于信息传递中相关人员的接收和传递表达出现的信息遗漏、演绎等，使信息的执行者或接收者接收的信息与原始信息出现差异。

3.11 其它质量因素变化点

如产线节拍或产量提升，生产打磨耗材规格或辅料（润滑油、切削液等）的特性变化等都可能引起产品质量的波动。

3.12 回料添加

某些产品会使用一定比例的回料添加，如注塑产品，回料的实际投入比例往往缺少监督或者处于企业秘密控制，过量添加对产品的性能带来波动。

3.13 横镀补加

电镀线等流水线，伴随生产的进行，槽液内各种化学物质配比发生变化，需要补加，陡然的添加可能引起槽液配比显著改变。

4 非典型变化点的风险管理对策

4.1 管理高度重视

企业经营层和质保系统应管理上重视，既要着眼全局也要关注细微之处，千里之堤，溃于蚁穴；在质保系统牵头下，实施全员参与变化点管理氛围和文化建设，完善管理策划，引导质量管理的关键岗位（公司高层、技术人员、生产主管、采购主管）的风险意识教育和素养，牢固树立不把市场当试验场的理念，树立有变化点就应该有确认和验证，树立稳健、谨慎的质量思维和基于数据决策。现场管理建立生产制造系统为主，质量系统为辅助和监察部门，把变化点相关活动规则融入质量管理体系，融入班组、岗位日常工作工作事项；营造变化点思维贯穿于产品实现整个过程，努力使变化点带来的风险可视化并传递到相关岗位。持续推进精益生产，看板管理、班前会、班组工作交接记录、初品管理、制造过程设备自动报警记录、防呆设施日常确认等，对变化点管理具有辅助支撑作用。

4.2 企业质量保证部门精心组织落实

质量保证部门牵头落实企业各部门、岗位对变化点管理负有的明确职责，牵头制定变化点管理的策划和评审，形成变化点管理活动的制度和流程，推动变化点相关流程文件化和规范化，变化点信息传递的准确性、及时性和执行岗位可获取性；确保变更活动相关过程的可追溯性[7]和管理闭环。

在具体策划中注重评估物料断点管理[8]和信息传递，明确变化点管理遵循从谁变化谁申请的原则[9]，及时将变化点信息传递到有权利处置、应对和协调的部门。对识别出变化点实施分级分类管控，根据风险分析工具识别的风险影响大小和验证资源需求，可设立班组级、部门级、公司级变化点，也可以根据涉及结构耐久与可靠性等验证的复杂程度划分成A/B/C三个等级[5]，或者依照变化点处置需求紧急程度划分。变化点管理的信息应努力做到同步共享和更新，同时避免口头传递。

质量保证部门应定期评审变化点的管控状态，通过变化点状态监控与工作任务监控提高变化点执行的效率与有效性，及时介入纠正和干预执行严重偏移。

4.3 注重应用适当的管理工具、方法，能够快速的识别相关差异。

管理工具方面要求变化点管理相关信息的联络与通报，登录管理台账和跟踪管理，需要各种表格的支持[9]，过目视化看板、快速反应等手段的应用实践[10]，企业有条件的情况下，也可上一些自动推送变化点信息的系统[3]。对变化点后制造品状态评估，可通过适当统计手段，如实现少量的过程质量样本参数，即可获得过程质量参数的均值和方差信息[11]。

制造现场变化点物料管理，通常需要记录物料断点的标识与切换[3]，识别所涉及的批次、班次信息，物料标志与标识，台账追踪闭环。诸如变化点物料悬挂初品或企业自定义的变化点物料等高度关注标识，或使用专用盛具或带有特殊颜色的盛具，策划特异性标识或差异性标识，降低工厂内、物流或客户误拿误用风险。

4.4 质量维持要充分利用风险分析工具

变化点管理当前缺少受重视的其中一条原因，缺少将变化点引起的风险及后果可视化呈现[12]。由于缺少在适当的时间、阶段和适当的方式向有决策能力的管理人员进行变化点可能引起的后果的可视化呈现，变化点管理在产品实现整个过程遭到有意或无意的漠视，或被低估影响范围和程度。

变化点的管理策划主要围绕对特殊特性保证能力影响，通过风险分析工具（潜在失效模式和后果分析PFMEA或故障树分析FTA等），开发出适当的设计或工艺防错[13]，作业指导文件、综合检具或专用检具和量具等。开发过程防错系统，策划和健全防错管理系统，外形高度相似物料或总成，可考虑策划首末件确认或影像对比防错，落地实施辨错、报警、防错，考虑在工序上发现、报警拦截上工序和本工序的不合格品。

4.5 落实有质量因素变化就应该有验证和确认的理念和动作

实施更加系统和科学分析，选取具有变化点后有代表性的产品或过程，以确定在材料级、零部件级、总成和系统甚至整机级的合适层级上的验证和验证项目，公司内部（适用时含通知客户）的评审和验证，确认变化点结果符合预期输出和非预期输出的情况。对包括制造过程的高风险事件（如本文3.7所指设备过程故障等），策划和完善反应计划或者信息及时传递到有验证和确认能力或职责的部门、人员等，所波及的物料隔离或特殊标记等需求，必要时标识为待确认状态产品。鼓励生产现场发现和汇报异常信息、异常事件，予以正面激励和肯定。

4.6 鼓励供应商的不符合事前报告制度，予以正面响应

供应链上制造分工细化，以及供应产品验证资源的限制，客户对供应商的质量监控还存在一定的漏点和盲区。传统的供应链上，供应商与客户是利益对立的，客户对供应商的不符合往往只有考核和严苛的监管，缺乏互动。因此供应商端发生不符合或者变更、变化点，在权衡利弊损失，或者考虑流程的复杂性以及客户响应的可能性，供应商选择有意隐瞒或视而不见的闯关，给客户和市场留下隐患。供应商质量监控除了引导良好的实物控制方法和日常监管外，还需要对供应商的让步接收、偏离报告诉求予以正面回馈，分析和研判所提出的不符合或让步接收的风险，协助供应商降低损失，鼓励供应商事前报告和联络，杜绝将质量风险产品隐藏交付。

4.7 定期监控和确定特殊特性的能力

企业力求对产品和过程的特殊特性的识别应全面[14]，特殊特性保证因素分解到材料确认、工艺、过程、操作、检具、人员、环境等，确认特殊特性过程能力，采取日常监控与专项监有效性，过程能力的变异、劣化趋势，寻找引起劣化的源头采取适当的措施。比如时效加热炉等关键设备，应采用多种可以互相印证手段监控工作状态和能力。对全检检具或专用检具，在使用检测产品一定数量或时间后三坐标确认测量精度，或者使用封样件检测、边界样品探测等手段。对焊接等特殊过程，按汽车行业CQI系列特殊相关要求验证。

4.8 质量问题分析工具要多样化

质量问题发生后，快速的分析问题发生根因分析除五个为什么等常规分析方法与“三现”确认法外，通常还要考虑质量因素变化点管理调查，在特定的时间周期内那些质量因素发生了变化点（包括非典型的变化和偶然事件的可能性，对比管理标准和前后相邻批次生产要素信息等），反复考虑相关因数是否有遗漏，没有变化点一般不会出质量问题。通过对变化点因素的分析和排查、验证，进而改善相应的质量问题[15]。根因分析还要考虑结合FMEA分析与故障树分析（FTA），不要遗漏偶然事件。

5 结束语

制造型企业在激烈的市场竞争中维持领先地位必然首要重视质量和成本，同时企业每天面对各式各样的不可避免的质量要素变化点，策划和实施变化点管理要确保控制变化点中潜在重大风险的产生、评估影响程度范围和状态控制，客观评价可能产生的损益（产品性能和经济效益两个方面）和存在的风险。汽车零部件企业导入变化点管理还面临培训导入，执行过程反复和规范化运行三个阶段，需要不断完善变化点管理制度与流程，使其与企业的管理流程、组织结构特征和信息流和物流动相协调。坚信即使一个极小的变化点也可能会带来极大的影响，因此对变化点的重视和管理策划有必要上升到影响企业经营的高度。特别针对非典型质量因素变化点的因缺少风险可视化呈现给管理者，使质量风险识别和管理长期得不到应有重视，不能达到更早的察觉和预设对策，就无法发挥变化点管理来创造价值核心作用。

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