整車質量管理在汽車產品開發(fā)中的應用

門立忠 李飛 李多 王帥 王雪爭

（華晨汽車工程研究院）

整車產品開發(fā)是各項綜合性能集成的一個過程。整車質量性能與汽車的動力性、燃油經濟性、制動性、環(huán)保性、安全性及制造成本等多個方面關系密切[1]。為了實現(xiàn)更好的整車性能，實施質量管理非常必要。汽車產品開發(fā)中有效的質量管理可以在項目開發(fā)初期為實現(xiàn)整車性能打下良好的基礎，并且能夠實現(xiàn)汽車輕量化設計。在國外，質量管理工作已經普遍應用在汽車產品開發(fā)中，近年來國內部分主流車企也引入了質量管理機制，對整車質量進行管控。文章主要介紹了整車質量目標的制定與分解、階段目標管理與質量目標的變更管理。

1 整車質量管理的意義

質量管理的目的是在有限條件內最大限度地實施汽車輕量化。汽車輕量化的前提是不降低汽車性能要求，通過新型材料的應用和結構的優(yōu)化設計，結合先進制造工藝生產出新產品，同時平衡性能、質量、成本、周期及市場等相關因素，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化。推進汽車輕量化技術能夠積極配合國家節(jié)能減排政策，履行企業(yè)社會責任[2]。有效的質量管理可使汽車產品開發(fā)有序開展，適當?shù)妮p量化新技術應用可形成技術儲備，提高企業(yè)市場競爭力。

2 整車質量管理

整車質量管理貫穿汽車產品開發(fā)全過程，關聯(lián)整車的各個系統(tǒng)，幾乎涵蓋組成汽車的每一個零部件[3-6]。項目開發(fā)過程中需要協(xié)調各個系統(tǒng)之間的設計沖突，保證項目有序進行。涉及人員包括項目負責人、總工程師及專業(yè)設計員，全面覆蓋項目開發(fā)過程各級人員。因此，質量管理是一個復雜的過程，需要在項目團隊中安排專職人員，并且有一套合理、清晰的思路，才能有節(jié)奏地開展工作。整車質量管理主要包含質量目標制定和質量目標管理2個方面。

2.1 整車質量目標制定

在產品開發(fā)初期，整車質量管理首先要根據(jù)項目輸入制定合理的整車質量目標。如果質量目標制定過于嚴苛，則會增加產品實現(xiàn)難度，導致研發(fā)制造成本偏高，影響企業(yè)效益；反之，質量目標制定過于寬松，會降低產品使用性能，造成顧客抱怨，從市場角度考慮更是得不償失。

項目輸入包括產品譜系規(guī)劃、戰(zhàn)略輸入、競品輸入及以往車型設計經驗等。綜合所有的項目輸入，完成研發(fā)車型的競品質量趨勢分析報告，掌握汽車行業(yè)主流廠家輕量化發(fā)展趨勢和研究方向。根據(jù)公司規(guī)劃的輕量化技術路線，結合項目設計任務書的車型描述、整車尺寸、售價區(qū)間、法律法規(guī)及潛在消費群體等因素，經過項目組成員充分討論，制定出整車1級質量目標。整車長度、寬度、高度、軸距與整備質量的主要競品對比，如圖1所示。從圖1中可以看出，研發(fā)車型整備質量基本符合競品車型質量變化趨勢，質量目標制定得較為合理。

圖1 整車尺寸與整備質量競品對比分析圖

根據(jù)質量數(shù)據(jù)庫將整車質量目標分解為系統(tǒng)質量目標。系統(tǒng)目標包括：車身系統(tǒng)、內外飾、底盤系統(tǒng)、電子電氣系統(tǒng)及動力總成系統(tǒng)等。

質量目標制定完成需校驗生產吊具的可行性，包括總裝吊具及涂裝吊具最大承載能力校驗。

2.2 整車質量目標管理

整車質量管理階段示意圖，如圖2所示。從圖2可以看出，整車質量管理階段經歷了概念設計、詳細設計和過程設計3個階段。

圖2 整車質量管理階段示意圖

1）概念設計階段。經過項目概念設計階段，整車質量目標制定完成后，根據(jù)項目開展進程對質量進行管控。管控階段包括：三維數(shù)據(jù)階段質量管控、快速樣件階段質量管控及工裝樣件階段質量管控。其中以三維數(shù)據(jù)階段質量管控為重點，快速樣件階段和工裝樣件階段質量管控主要是對質量管控結果進行驗證。

2）詳細設計階段。進入詳細設計階段先收集初始整車各系統(tǒng)質量明細表（BOM），統(tǒng)計出理論質量，與目標質量進行對比，以便篩選出超重零部件清單，并將清單反饋至零部件設計工程師。此時整車質量超重最嚴重，一方面原因是設計余量過大，另一方面是由于設計人員評估不夠準確。設計人員根據(jù)超重零部件清單有針對性地制定減重方案，質量管理人員主動推動方案評審，形成會議紀要，督促全員開展減重工作。隨著項目進程的推進，BOM表會持續(xù)更新與調整，所以減重方案評審是一項多輪次與反復性的工作。此階段是汽車產品開發(fā)關鍵的細節(jié)設計階段，通過零部件仿真分析計算、競品零部件對比、結構優(yōu)化、新材料和新工藝應用，將質量控制在設定的目標以內。

3）過程設計階段。過程設計階段的質量控制同樣需重點關注，此階段主要進行圖紙會簽，樣件試制，完成整車跟產驗證。工藝設計是該階段質量管理的主要關注點，需對工藝余量嚴格控制，在與供應商進行方案交流和技術文件簽署中應明確零部件的質量要求。樣車試裝過程中須對每個樣件進行稱重確認，統(tǒng)計出系統(tǒng)質量并與質量目標進行對比，確保滿足設計要求。

對于質量目標分階段管控，需留存各階段整車、模塊、零部件數(shù)據(jù)檢查記錄、稱重記錄、減重方案過程記錄及減重方案驗證記錄。汽車產品開發(fā)過程中質量管理的流程圖，如圖3所示。

圖3 整車質量管理流程圖

一般情況下，質量目標制定完成后不可隨意更改。任何一個產品開發(fā)都避免不了因實際狀況而發(fā)生各種更改，當發(fā)生引起質量變化較大的重大設計變更時，需對質量目標進行重新調整，組織受影響性能負責部門評審決策，進行全面風險評估，完成質量更改審批。

3 結論

整車質量管理使汽車各個系統(tǒng)質量在產品開發(fā)過程中得到有效控制，質量管理將整車質量在設計階段進行具體量化，促進產品設計優(yōu)化、節(jié)約成本、推動先進生產工藝，最終實現(xiàn)整車性能目標。通過實際應用可以看出，整車的質量管理流程與方法的研究對于整車質量性能優(yōu)化有較大意義。同時整車質量與整車性能仿真與試驗、軸荷分配、整車質心控制密切相關，進一步深入研究整車質量管理可為此提供更好的設計依據(jù)。