新能源汽车开发过程的质量管理
作者:***
来源:《时代汽车》2017年第17期
        摘 要:本文以独立汽车设计服务行业为研究背景,进行新能源汽车开发项目质量管理实践,分析论证了使用质量管理工具(如QFD、过程方法)对完成新能源汽车开发项目输入识别分析、质量目标设定,质量控制要素资源识别,将质量控制活动前置,从而实现质量控制结果的效果,通过项目实践证明,使用过程控制方法的新能源汽车开发过程的质量
管理活动能有效控制项目设计开发质量,避免了返工设计,缩短开发周期,满足新能源汽车开发的要求,明显提高项目验收通过率。
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        关键词:新能源汽车开发:过程控制方法:质量门
        1 新能源汽车项目质量管理的现状和特点
        最近10年来,新能源汽车发展迅速,但是由于时间不长,中国的新能源汽车大部分还停留在传统车型更换动力总成的新能源汽车生产模式,尚未形成新能源汽车开发的流程和独特的质量管理方法。由于各个汽车生产企业开发经验和管理经验不尽相同,所以质量管理方式和水平也参差不齐。有的企业仍然依靠质量检验来进行新能源汽车的质量控制,而有的企业已经将质量控制的重点提前到新能源汽车开发阶段,这已经是实质性的提升。
        本文作者通过充分论证公司的新能源汽车的项目实践得出结论,新能源汽车的质量管理活动应前置:
        (1)产品策划阶段应充分调研市场、识别顾客要求,特别是真正的期望和潜在需求,并转化为工程设计阶段早期输入,这是决定一个新能源汽车能否开发成功的关键;
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        (2)产品开发阶段就要充分验证产品的安全性和产品质量,要把潜在问题从设计阶段就避免,才能使得产品可靠性和耐久性经得起时间和使用者的检验。
        (3)要与供应商同步开发,要让顾客和供应商深度参与新能源汽车产品研发过程。
        对于一个新能源汽车项目来说,设计阶段作为整个产品开发、生产过程中的开始环节,是非常重要的一环,必须策划质量管理/控制的策略,合理制订并监控质量目标,通过质量门径管理理论来验证和确认阶段质量目标的完成情况。新能源汽车设计前的“质量活动”必须摆在非常重要的地位。
        2 新能源汽车的开发流程
        根据过程方法的理念和原则,结合了独立汽车设计企业和汽车生产企业共同合作开发和生产的新能源汽车的项目实践,按照门径管理的思路将新能汽车开发过程分为6个阶段,8个质量门(G8阀),9个里程碑节点,如表1:
        在新能源汽车开发的整个周期和成本中,概念设计阶段的造型设计投入的人力、物力、成本所占的比例虽不高,但这个步骤却至关重要,是直接影响接下来的整个流程产品
最终市场销量的关键一步。所以新能源汽车造型以及内外饰上的特点对于汽车设计和生产具有十分重要的意义。新能源汽车的造型设计中要重点关注新能源汽车的相关特点,体现文化、艺术与生态环境的和谐平衡。二手宝马1系
        3 新能源汽车开发流程的质量管理
        根据先期产品质量策划及控制计划( APQP)依据的理念,产品质量主要由设计决定,因此将质量管理和控制活动从生产阶段提前到开发之前及开发过程尤其重要。
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        3.1 产品策划阶段
        产品策划阶段主要包括项目预研和项目启动两个子过程。
        3.1.1 项目预研
        依据过程方法,确定新能源汽车项目的预研过程是整个设计和开发过程的一个子过程,是确定设计和开发过程输入的子过程。
        预研过程主要活动是进行项目立项研究,包括产业背景和市场调查、市场分析、客户
需求分析、竞争分析、政策法规解读、产品配置与组合分析、造型趋势分析;技术水平及现状分析,新工艺、新技术、新材料应用情况调研分析;绘制造型方向性草图(一般为8个);批准项目研究的预算;对项目进行经济评估、确定项目开发宏观目标和实现目标的具体规划。确定目标车型价位、目标客户、竞争车型、流行元素等。总布置设计是预先对车内各部件以及乘员坐姿等的布置,以满足功能空间要求,以及驾乘人员的人机工程要求。
        3.1.2 项目启动
        Pre-G8评审通过后进行项目启动过程,项目启动过程的输入来源于项目预研过程的输出,预研阶段的结果如果是要开发某款车型,且经过市场调查和分析论证需要启动项目进行项目开发,或投标成功,接到某主机厂的项目开发工作,即可转入项目启动阶段。
        项目启动过程主要是进行项目设计和开发过程的策划和质量控制计划的策划,包括对整个设计和开发阶段设置关键评审节点,安排评审、验证、确认活动,项目综合可行性分析(制造、进度、预算、经营要求);产业和市场分析、产品诉求;
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        具体活动包括:编制初始的产品设计任务书和平台(含电器)构架方案,专用件清单;标杆车和参考车的分析与研究,政策法规研究;造型预认可,确定基于造型草图的单一造型方向(含工程分析);造型相关长周期、构架和动力总成采购件的供应商清单;项目总预算和各部门G8-G6的详细预算;初始目标成本;项目的主进度。
        启动附件需要项目策划团队的参与,包括总体设计部,多少名专家、多少名高级、一级工程师,成立项目核心团队。
        需要的材料和软硬件设备包括:需要项目预研阶段的分析结果作为项目策划的输入,需要Project等基本的软件和电脑设备以支持项目的策划完成。
        方法:总体设计应根据“对标分析计划”对竞品车型实施主、客观评价;进行对标分析。必要时对竞品车实施拆解测量,编制“竞品车分析报告和开发建议”等文件;制定整车集成开发计划、确定整车开发技术路线并确定整车基本尺寸,进行整车初步布置。
        造型设计应编制造型趋势及方向分析的工作计划,根据“竞品车分析报告和开发建议”编制《造型趋势及造型方向报告》,并根據“整车基本尺寸”进行效果图第一轮设计(一
般为“12选6”);再根据总布置图第一版及效果图SEG分析结果,完成效果图第二轮“6选3”的筛选;效果图经再次修改并进行效果图SEG分析后,评审确定效果图“3选l”最终方案——效果图冻结,完成总布置的初步设计及整车性能目标发布。
        项目启动过程的关键绩效控制准则为:设置的关键控制节点为G8阀,“项目启动”的关键评审节点是G8,评审内容包括:造型评审及造型预认可报告、产品配置表、产品技术方案、性能及技术路线分析报告、VTS、SSTS目录、造型方案及工程分析报告、整车产品设计任务书、整车开发项目主计划、项目执行计划批准书。评审后确定过程输出,包括整车初步布置、效果图冻结、整车性能目标、项目执行计划批准书发布。
        新能源汽车项目启动阶段质量评审重点把控关键点包括平台选型、驱动电机选型、电动选型方案、控制系统控制策略方案可行性确定等。
        3.2 概念设计阶段
        概念设计过程执行好坏的考核测量准则是电机、电池的布置方案合理性,电控系统的设计方案可行性、目标性能的实现技术路线、mule car制作计划、试制计划及试验计划的
合理性,vrs、SSTS初稿、产品设计开发进度.二级计划、工程样车试制计划、关键/重要零部件开发计划、整车/零部件试验计划的合理性、改进设计方案正确性和性能指标适宜性。
        为了满足概念设计过程目标,需要配备设备和造型设计软件,如造型效果图绘图仪,工业设计软件Alias,以满足造型概念设计阶段的需要。
        设定新能源汽车开发的关键质量目标包括:安全性,环保性能,动力性、经济性、轻量化指标、风阻系数、续驶里程等,在设定这些关键指标时使用的方法是:参照国家强制性标准和国家准入管理规定的最低标准,安全性方面的标准如GBT 18384.1-2015电动汽车安全要求第1部分:车载可充电储能系统(REESS),GBT 18384.2-2015电动汽车安全要求第2部分:操作安全和故障防护,GBT18384.3-2015电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护,GBT 19751-2005混合动力电动汽车安全要求。GBT 18384.2-2015电动汽车安全要求第2部分:操作安全和故障防护等。环保性能方面的标准,如C-ECAP中国生态汽车评价规程(2015年版)。在设定经济性方面的指标时要参照国家2016年开始正在编制的《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》标准。
        3.3 工程设计阶段
        工程设计阶段的输入来源于概念设计阶段的整车设计方案、总布置设计图,造型A面等输出。新能源汽车的工程设计过程包括项目批准和工程发布两个阶段。
        工程设计过程的监视和测量目标主要是保证工程设计的输出满足概念设计阶段确定的目标要求,确保工程设计方案的正确性,确保工程设计满足整车功能和性能目标。为满足工程设计目标,工程设计过程所需要的资源包括车身、底盘、电器、电控、电源、电机、造型等各专业有丰富设计经验的工程师共同组成工程设计团队,还需要SE工程分析团队,还应有供应商开发团队与工程设计进行同步的供应商开发和管理,每个专业应至少一名高级工程师参与团队。
        工程设计阶段所需要的满足工程设计过程结果的资源包括,油泥模型的铣销加工设备、油泥模型烤箱,模型细致加工工具等、ATOS点云扫描仪,VR虚拟现实体现设施设备。
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        工程设计过程的关键控制节点分别为G6阀和G5阀。
        3.3.1 项目j比准阶段
        项目批准阶段的主要工作是:进行初步整车总布置和性能开发,批准项目综合可行性分析,评审产品配置,通过后冻结。进行新能源汽车结构详细设计,输出TGI数据,用于支持模具商开始同步工程工作的开展,利用TGI数据制作软模。此阶段正式成立SE同步工程小组,对初步的系统和零部件设计进行SE分析和同步工程,确定联合设计供应商;协助生产厂根据项目开发目标要求批准项目经济性方案,含零部件物料成本、投资和开发费用;生产制造厂根据设计方案批准批量制造模具和生产设备的投资;同时对模拟样车进行试乘试驾和评审活动;根据评审结果和设计方案启动(EP)样车试制工作;通过项目过程监督和评审对项目主进度进行评估和修正。
        传统的造型设计需要3轮油泥模型评审,1:5或1:4油泥模型1个,1:1油泥模型1个。3轮A面数据:I阶段,Ⅱ阶段,直至定型阶段。3轮彩方案设计。而新能源汽车的造型設计可以采用先进的全数字化模型开发方式,进行VR模型制作,虚拟现实评审,利用三维虚拟现实造型技术代替油泥模型对造型效果进行评价和修改,经过国家科技支撑计划项目“汽车产品研发与工业设计服务共性关键技术研究开发及示范工程[4]”项目的实践研究发现,使用参与式创新智库、虚拟现实仿真评价、用户体验和云计划服务平台进行新能源汽车的研发,工程工艺模型完整性符合度由70%提高到92%,从而缩短开发周期27%,使用
这种虚拟手段减少了造型设计的油泥模型验证环节的,减少了油泥模型的制作数量,节省了油泥模型的使用量,缩短整车的开发周期,符合新能源汽车绿设计的环保主题要求。在对新能源造型设计质量的把关方式上使用更先进的虚拟现实评审和修改,即节省成本缩短开发周期,又提高了模型符合性。最后制作1个1:1油泥模型进行造型最终确认,通过评审将造型实体模型冻结。