崔書星 劉超

摘 要：合理的維修性設(shè)計(jì)可以減少客戶的維修成本及主機(jī)廠的售后索賠費(fèi)用，從而節(jié)約研發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，提高整車企業(yè)的品牌效益和利潤率。通過維修性設(shè)計(jì)在汽車產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用實(shí)踐，梳理了維修性設(shè)計(jì)相關(guān)定義、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則，并介紹了維修性設(shè)計(jì)的未來優(yōu)化的方向。

關(guān)鍵詞：維修性;維修性設(shè)計(jì);汽車開發(fā)

1維修性設(shè)計(jì)相關(guān)定義及意義

1.1 維修性：指車輛零件或零部件總成在規(guī)定的維修條件下，按規(guī)定的方法實(shí)施維修時(shí)，能夠恢復(fù)滿足執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。維修性設(shè)計(jì)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)從維修的觀點(diǎn)出發(fā)，保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出現(xiàn)故障時(shí)，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆卸、易檢修、易安裝，即維修性要好。維修性是產(chǎn)品的固有屬性，屬于產(chǎn)品固可靠性的指標(biāo)之一。維修性的好壞直接影響產(chǎn)品的維修工時(shí)、維修費(fèi)用，影響產(chǎn)品的本身價(jià)值和外在口碑。

1.2 現(xiàn)代社會(huì)中的耐用消費(fèi)品如家用轎車，在其生命周期內(nèi)，維修維護(hù)費(fèi)用占商品售價(jià)的很大比重。在汽車產(chǎn)品保修服務(wù)期內(nèi)，零件維修和索賠費(fèi)用由主機(jī)廠支出，對(duì)于銷量眾多的車企，這是一筆非常巨大的開支。而通過維修性設(shè)計(jì)，可以為車企節(jié)省這些開支，并將其轉(zhuǎn)化為利潤。汽車作為代步工具和生產(chǎn)資料，其維修周期給車主帶來的維修之外的損失也是不能忽略的，尤其是出租車、網(wǎng)約車等，這些都要求車輛具有良好的維修性。此外，在使用過程中所產(chǎn)生的維修養(yǎng)護(hù)成本也是潛在車主做出購買決定的重要因素之一。因此一些不合常理的維修性問題是一種設(shè)計(jì)缺陷，必須要在車輛設(shè)計(jì)前期考慮，但目前汽車開發(fā)中可維修性設(shè)計(jì)缺少管控，也缺失前期可維修性設(shè)計(jì)目標(biāo)的策劃，維修性開展分散，沒有形成系統(tǒng)的流程和方法。

2汽車維修性設(shè)計(jì)基本流程

2.1 汽車開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在長(zhǎng)達(dá)3-5年的開發(fā)周期內(nèi)，需要經(jīng)歷概念設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、工程開發(fā)、系統(tǒng)發(fā)布、樣車制造、試驗(yàn)認(rèn)證等多個(gè)環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，維修性設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須緊密配合，互相及時(shí)地輸入或輸出有關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料，并進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，以保證設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品易于使用和維修。盡管國內(nèi)各大車企已逐步開始在設(shè)計(jì)過程中考慮可維修性設(shè)計(jì)的各項(xiàng)需求，但仍沒有形成一套成熟的流程和方法在新產(chǎn)品開發(fā)過程中系統(tǒng)地實(shí)施。

2.2 維修性設(shè)計(jì)需求收集與評(píng)審。維修性設(shè)計(jì)要求是維修性需求的重要組成內(nèi)容，在概念設(shè)計(jì)階段就必須明確維修性設(shè)計(jì)要求。依據(jù)車型定義，開發(fā)日程、車型配置、售后需求、再發(fā)防止、對(duì)標(biāo)總結(jié)、各設(shè)計(jì)部的需求等形成初版維修性設(shè)計(jì)要求。維修性設(shè)計(jì)要求包含定性和定量?jī)煞矫鎯?nèi)容，定性要求是汽車開發(fā)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，而定量要求則是定性要求的量化，比如某個(gè)零部件的維修工時(shí)等。維修性設(shè)計(jì)要求經(jīng)整理并評(píng)審后，將其輸入產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目組。

2.3 維修性要求校核與改善。在產(chǎn)品開發(fā)階段，同步確認(rèn)售后維修性設(shè)計(jì)需求的可實(shí)現(xiàn)性。在汽車開發(fā)過程中通過維修性設(shè)計(jì)虛擬驗(yàn)證和校核，若發(fā)現(xiàn)與維修性設(shè)計(jì)要求不符的情況，維修性設(shè)計(jì)工程師要對(duì)其進(jìn)行跟蹤、分析、并給出設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，必要時(shí)組織各設(shè)計(jì)部門進(jìn)行研討，針對(duì)不滿足項(xiàng)共同制定優(yōu)化方案。根據(jù)改進(jìn)設(shè)計(jì)的成本和周期變化，最終由項(xiàng)目組和領(lǐng)導(dǎo)決策，并在產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)凍結(jié)前輸出維修性校核報(bào)告和維修程序報(bào)告等交付物。

3汽車開發(fā)中的維修性設(shè)計(jì)原則

3.1 汽車開發(fā)中維修性設(shè)計(jì)原則包括：

3.1.1使布置的零部件具有良好的可達(dá)性?？蛇_(dá)性是指汽車維修時(shí)能接近

維修部位的難易程度，要求修理部位看得見、摸得著，并且有足夠的維修空間便于工具到達(dá)?？蛇_(dá)性差的部件，不僅會(huì)耗費(fèi)更多的人力和費(fèi)用，還會(huì)延長(zhǎng)汽車修理時(shí)間。

3.1.2使零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。合理簡(jiǎn)化產(chǎn)品與零部件規(guī)格，進(jìn)行產(chǎn)品通用

化、系列化、模塊化設(shè)計(jì)，提高易損件的互換性和通用性。汽車是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，擁有成眾多零件，標(biāo)準(zhǔn)化零件不僅便于制造和加工，而且有利于汽車修理，還能降低對(duì)修理工人的技術(shù)要求，大大縮短修理時(shí)間。

3.1.3使零件維修具有良好的安全性。保障維修人員排除故障時(shí)不會(huì)受到

電擊、機(jī)械損傷、有毒氣體、輻射等傷害，這是汽車維修性設(shè)計(jì)階段必須考慮的安全問題。

3.1.4使零件系統(tǒng)具有良好的測(cè)試性。維修中，60-90秒的時(shí)間用來完成

故障檢測(cè)，了解故障部位，往往只需更換零件就能排除故障。所以良好的測(cè)試點(diǎn)、快速地反映故障點(diǎn)都是在維修性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的。

3.1.5盡量使零件簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。汽車開發(fā)過程中應(yīng)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和方

法，模塊化可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零部件種類，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造及售后費(fèi)用。標(biāo)準(zhǔn)化、互換性和通用性不僅利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而且也使產(chǎn)品維修簡(jiǎn)便，能顯著減少維修備件的品種、數(shù)量，降低維修人員技術(shù)要求，縮短工時(shí)，提高保障。在不影響其功能的條件下要盡可能地簡(jiǎn)化，從而減小對(duì)使用和維修人員的技術(shù)要求。

3.1.6完善的防差錯(cuò)措施和標(biāo)識(shí)。汽車維修時(shí)，如果沒有防差錯(cuò)措施，對(duì)

大小相近、形狀相似的零件會(huì)出現(xiàn)裝錯(cuò)、裝反的情況，在采購、存儲(chǔ)、領(lǐng)取、發(fā)放中也會(huì)經(jīng)常弄錯(cuò)，這樣可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡或設(shè)備損壞。設(shè)計(jì)者不應(yīng)該僅強(qiáng)調(diào)維修人員的仔細(xì)程度，而應(yīng)該從設(shè)計(jì)著手防范這類問題。識(shí)別那些外形相似、大小相近的零部件和維修時(shí)常發(fā)生裝錯(cuò)、裝反、漏裝的隱患，避免制造過程中的裝錯(cuò)頻次，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的防錯(cuò)設(shè)計(jì)特征，可以節(jié)省相當(dāng)一部分需要實(shí)車拆解、講解所投入的時(shí)間和費(fèi)用。

4未來維修性設(shè)計(jì)的優(yōu)化和發(fā)展方向

4.1在當(dāng)前逐步完善并靈活運(yùn)用工具模型和人體手部模型的基礎(chǔ)上，完善虛擬維修設(shè)計(jì)系統(tǒng)，確保虛擬分析的及時(shí)性和可靠性。

4.2根據(jù)售后百萬車故障率（PPM），研究易損件的維修策略及售后配件替代方案，提高零件可靠性的同時(shí)，通過優(yōu)化維修性設(shè)計(jì)降低維修成本和索賠費(fèi)用。

4.3通過大數(shù)據(jù)分析，定位消費(fèi)群體對(duì)售后加裝/改裝需求比較頻繁的系統(tǒng)，在整車設(shè)計(jì)時(shí)做好預(yù)留。同時(shí)對(duì)車型年改款也提供了一些便利，進(jìn)而保證了產(chǎn)品投入市場(chǎng)的靈活性和及時(shí)性。

4.4售后維修性設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)揮操作簡(jiǎn)易、省時(shí)省力的潛力，開發(fā)用戶界面更加人性化的診斷工具、手機(jī)APP 及簡(jiǎn)單易懂的操作指導(dǎo)說明，逐步適應(yīng)市場(chǎng)越來越多的車主自行保養(yǎng)及主機(jī)廠上門服務(wù)的需求。

4.5不斷收集客戶喜好和用戶體驗(yàn)，通過售后維修場(chǎng)景的設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品投放市場(chǎng)同時(shí)或整個(gè)生命周期內(nèi)不斷升級(jí)，持續(xù)豐富產(chǎn)品的亮點(diǎn)和賣點(diǎn)。

五、結(jié)語

維修性設(shè)計(jì)是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特性，對(duì)于汽車這類復(fù)雜的集成設(shè)計(jì)尤為重要，必須在設(shè)計(jì)時(shí)給予輸入，實(shí)時(shí)與其他設(shè)計(jì)輸入同步進(jìn)行分析和評(píng)估工作，并貫穿產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)周期。維修性設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中已經(jīng)被給予越來越多的重視，但當(dāng)前的維修性設(shè)計(jì)做得還不夠深入，大多數(shù)還停留在可達(dá)性、可視性、可拆卸性虛擬分析的層面，若充分利用計(jì)算機(jī)CAD 技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可視化和交互處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力以三維模型方式對(duì)設(shè)計(jì)的維修性進(jìn)行分析評(píng)估的優(yōu)勢(shì)，逐步形成集計(jì)算機(jī)輔助維修性設(shè)計(jì)建模仿真于一體的虛擬維修設(shè)計(jì)系統(tǒng)。虛擬維修設(shè)計(jì)的應(yīng)用，可以提高維修性設(shè)計(jì)的效率和自動(dòng)化程度，縮減設(shè)計(jì)成本和周期，尤其有助于緩解總體設(shè)計(jì)階段不易開展維修性分析評(píng)估工作的情況。并可以滲透到后期維修信息開發(fā)領(lǐng)域，對(duì)售后工程開發(fā)工作有著深遠(yuǎn)的影響意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 章國棟 系統(tǒng)可靠性與維修性分析與設(shè)計(jì)[M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社，1990.

[2] 陳璐，蔡建國? 可維修性設(shè)計(jì)及其技術(shù)方法研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2002（ 18） .

[3] 王曉晨，楊健美 維修性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)研究[J]. 中國機(jī)械，2014（ 9） .

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