肖璇 解嘉鋮 趙新 韓野 潘禹澎

（一汽奔騰轎車有限公司奔騰開發(fā)院,長(zhǎng)春 130013）

主題詞：試制車 層次分析法 隸屬度函數(shù) 整車評(píng)價(jià)

1 引言

汽車的產(chǎn)品質(zhì)量是銷量的基礎(chǔ)保證，而試制車用于開發(fā)階段動(dòng)力總成匹配、底盤系統(tǒng)調(diào)校、電氣系統(tǒng)標(biāo)定和道路試驗(yàn)認(rèn)可等，因此試制階段產(chǎn)品質(zhì)量直接影響整車開發(fā)。當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷百年未有之大變局，行業(yè)發(fā)展面臨前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，因此，為充分支撐新產(chǎn)品開發(fā)，實(shí)現(xiàn)自主品牌高質(zhì)量發(fā)展，不斷提升試制階段產(chǎn)品質(zhì)量顯得極為重要。

為提升試制階段產(chǎn)品質(zhì)量，需要對(duì)試制車進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，并結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性改善。同時(shí)精準(zhǔn)的整車評(píng)價(jià)還可以將不同項(xiàng)目的整車質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比；將同一項(xiàng)目不同階段的整車質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，并以此來(lái)準(zhǔn)確判斷整車質(zhì)量是否提升。

本文構(gòu)建了試制車全新評(píng)價(jià)指標(biāo)，并基于層次分析法和隸屬度函數(shù)法，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重并對(duì)整車狀態(tài)和各指標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)評(píng)研究，對(duì)裝配制造質(zhì)量改進(jìn)提供重點(diǎn)方向，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更提供具體思路。

2 試制樣車評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重

層次分析法（AHP）是由美國(guó)匹茨堡大學(xué)教授運(yùn)籌學(xué)家薩蒂所提出，其是把半定性半定量的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定量分析，核心是對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)通過(guò)1～9標(biāo)度法進(jìn)行兩兩比較確定相對(duì)重要程度[1]。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

經(jīng)過(guò)專家組多輪討論研究，本文確定三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)如下：一級(jí)指標(biāo)為試制車整車狀態(tài)[2]，整車狀態(tài)主要考察5個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別是內(nèi)外飾狀態(tài)、機(jī)艙和底盤、電氣功能、走行和異音以及密封性。

（1）內(nèi)外飾狀態(tài)考察的三級(jí)指標(biāo)為零件主體、零件表面、零件與對(duì)手件、操作與動(dòng)作。

（2）機(jī)艙和底盤主要考察指標(biāo)為機(jī)艙底盤間隙與干涉、部件支撐剛性、機(jī)艙底盤部件及其附件質(zhì)量、油液/氣泄漏。

（3）電氣功能考察指標(biāo)為鎖與門窗系統(tǒng)控制與操作、燈光系統(tǒng)功能與控制、駕乘系統(tǒng)顯示與控制、空調(diào)系統(tǒng)和音響娛樂(lè)系統(tǒng)。

（4）走行和異音考察指標(biāo)為動(dòng)力性、制動(dòng)性、噪聲與振動(dòng)和操縱性。

（5）密封性考察指標(biāo)為淋雨密封性和整車氣密性。

2.2 評(píng)價(jià)權(quán)重的設(shè)定

樣車試制過(guò)程大致分為3個(gè)階段：騾子車階段、工程樣車階段和OTS 車階段，由于試制車不同于商品車，傳統(tǒng)的Audit 評(píng)審是列舉所有評(píng)審問(wèn)題并進(jìn)行分?jǐn)?shù)累加，無(wú)需考慮權(quán)重，因此Audit評(píng)審適用于商品車或者預(yù)批量階段車輛。試制車在騾子車、工程樣車和OTS車階段的車輛用途、功能要求和質(zhì)量要求各不相同。

（1）騾子車是在產(chǎn)品開發(fā)初期，利用現(xiàn)有車型的白車身改裝，由非生產(chǎn)工裝制造的部件和總成試裝出來(lái)的樣車，用于零件空間的裝配檢查，以及汽車最初的性能數(shù)據(jù)采集、底盤性能測(cè)試、功能驗(yàn)證與認(rèn)證，因此騾子車多關(guān)注其底盤性能，而內(nèi)外飾狀態(tài)權(quán)重則較低。

（2）工程樣車是利用部分非生產(chǎn)目的的工裝樣件、軟模件及平臺(tái)共用件，進(jìn)行車型首輪裝配的樣車，外觀和內(nèi)飾與量產(chǎn)車基本一致，用于檢出與解決設(shè)計(jì)問(wèn)題和裝配問(wèn)題，以及提供各項(xiàng)試驗(yàn)用車進(jìn)行零部件/總成/整車的性能、可靠性驗(yàn)證和開發(fā)認(rèn)證。所以工程樣車權(quán)重與具體試驗(yàn)項(xiàng)目密切相關(guān)，如基礎(chǔ)標(biāo)定用車對(duì)內(nèi)外飾，電氣功能要求較低，而對(duì)走行性要求較高。

（3）OTS 車是利用生產(chǎn)工裝樣件裝配的試裝車，完全按照工藝要求標(biāo)準(zhǔn)、模擬量產(chǎn)環(huán)境，滿足批量生產(chǎn)要求，不按生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行裝配。用于驗(yàn)證品質(zhì)問(wèn)題和裝配問(wèn)題解決方案，和進(jìn)行零部件OTS 認(rèn)可路試，驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能與可靠性?？梢?jiàn)OTS 認(rèn)可車的零件為工裝件其要求與商品車接近，因此OTS車輛內(nèi)外飾狀態(tài)則需占有較大權(quán)重。

指標(biāo)權(quán)重的確定方法有特爾斐法、熵權(quán)法、因子分析權(quán)數(shù)法、信息量權(quán)數(shù)法、獨(dú)立性權(quán)數(shù)法、主成份分析法和層次分析法。因?yàn)閷哟畏治龇ㄊ菄?guó)內(nèi)外質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要手段之一并且應(yīng)用較為成熟[3]，所以本文采用層次分析法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。

2.2.1 評(píng)價(jià)矩陣的建立

評(píng)價(jià)矩陣的建立是通過(guò)1～9 標(biāo)度法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行兩兩互評(píng)，從而確定它們之間的相對(duì)重要程度。即評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的重要程度分為9個(gè)等級(jí)，aij=1、3、5、7、9 分別表征第i行元素比第j列元素同樣重要、稍微重要、明顯重要、強(qiáng)烈重要和極端重要，aij=2、4、6、8分別表征重要性位于上述相鄰判斷的中間。由此可見(jiàn)1～9 是2 者之間重要程度由低到高，并且評(píng)價(jià)矩陣為正互反矩陣。

本文以工程樣車階段基礎(chǔ)標(biāo)定車為例進(jìn)行評(píng)價(jià)矩陣建立和實(shí)車評(píng)價(jià)并得到如表1 所示的二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣和表2 至表6 所示的三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣。

表1 二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

表2 三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

表3 三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

表4 三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

表5 三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

表6 三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

2.2.2 評(píng)價(jià)權(quán)重的計(jì)算

多數(shù)研究者為方便計(jì)算，采用均方根法求解。而當(dāng)矩陣是一致陣時(shí)，矩陣的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量即為權(quán)向量。所以當(dāng)矩陣滿足一致性條件時(shí)，最大特征值的特征向量可近似為權(quán)向量，記為W。因此，本文采用特征向量法并通過(guò)MATLAB 進(jìn)行求解。矩陣一致性通過(guò)式（1）和式（2）判斷。其中二階矩陣必有一致性。

式中，RI為常數(shù)由矩陣階數(shù)確定；λmax為矩陣最大特征值；n為矩陣階數(shù)。

通過(guò)計(jì)算并通過(guò)式（3）將權(quán)值向量W歸一化后可得二級(jí)指標(biāo)各項(xiàng)權(quán)重Q為：

同理，通過(guò)計(jì)算并歸一化后可得各三級(jí)指標(biāo)權(quán)重Q1、Q2、Q3、Q4、Q5為：

3 試制車整車評(píng)價(jià)

3.1 隸屬度函數(shù)的建立

隸屬度函數(shù)的構(gòu)造帶有主觀性，每個(gè)建立者都會(huì)建立不同的隸屬度函數(shù)，但只要能反映和解決模糊評(píng)價(jià)的問(wèn)題，隸屬度函數(shù)的建立即是有效。構(gòu)造隸屬度函數(shù)的方法主要有模糊統(tǒng)計(jì)法、例證法、專家經(jīng)驗(yàn)法和二元對(duì)比排序法。本文在專家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上初步建立粗略的隸屬度函數(shù)，再經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐檢驗(yàn)、修改和完善，最終得到如式(4)～(5)所示隸屬度函數(shù)[4-6]。其中r1(x)、r12(x)、r3(x)、r4(x)分別代表評(píng)價(jià)為不合格、較差、良好和優(yōu)秀的隸屬度。

式中，X1、X2、X3、X4為評(píng)分閾值，本文取X1=0，X2=10，X3=120，X4=250，得如圖1 所示函數(shù)圖像。

圖1 隸屬度函數(shù)

3.2 N項(xiàng)目試制車狀態(tài)

N 項(xiàng)目為某自主品牌一款B2B 純電動(dòng)乘用車，是傳統(tǒng)汽車制造商向移動(dòng)出行服務(wù)公司轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略車型。本文的評(píng)價(jià)步驟為首先專家組現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審并進(jìn)行評(píng)審問(wèn)題匯總。將評(píng)審問(wèn)題按嚴(yán)重程度分為三級(jí)，其中Ⅰ級(jí)問(wèn)題賦10分，Ⅱ級(jí)問(wèn)題賦5分，Ⅲ級(jí)問(wèn)題賦1分，通過(guò)各指標(biāo)總分?jǐn)?shù)代入隸屬度函數(shù)，便可得到各三級(jí)指標(biāo)隸屬度矩陣。

通過(guò)對(duì)N 項(xiàng)目試制車進(jìn)行評(píng)價(jià)并計(jì)算隸屬度函數(shù)得到如下隸屬度矩陣。

根據(jù)最大隸屬度原則可見(jiàn)零件主體和零件與對(duì)手件兩項(xiàng)指標(biāo)處于較差狀態(tài)，零件表面和操作/動(dòng)作兩項(xiàng)指標(biāo)處于良好狀態(tài)。同理可知其余三級(jí)指標(biāo)狀態(tài)都為良好和優(yōu)秀狀態(tài)。

根據(jù)公式Bi=(i=1、2、3、4、5)，可得二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)評(píng)語(yǔ)矩陣R。

由評(píng)語(yǔ)矩陣和最大隸屬度原則二級(jí)指標(biāo)內(nèi)外飾狀態(tài)處于較差狀態(tài)，其余二級(jí)指標(biāo)均處于良好狀態(tài)。

同理根據(jù)公式B=QTR，可得一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)評(píng)語(yǔ)矩陣。

由此可見(jiàn)，雖然內(nèi)外飾狀態(tài)較差，但試制車整車狀態(tài)為良好狀態(tài)。這是因?yàn)榛A(chǔ)標(biāo)定用車對(duì)內(nèi)外飾的需求不高。同時(shí)為提升質(zhì)量可將權(quán)重較高的走行和異音進(jìn)行重點(diǎn)改善。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文首先確定了試制車三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過(guò)層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，然后結(jié)合某N項(xiàng)目具體實(shí)車進(jìn)行整車評(píng)價(jià)，并通過(guò)隸屬度函數(shù)法判斷三級(jí)指標(biāo)狀態(tài)隸屬度，最后通過(guò)各級(jí)指標(biāo)權(quán)重和隸屬度計(jì)算得到試制車整車狀態(tài)。

研究發(fā)現(xiàn)層次分析法結(jié)合隸屬度函數(shù)法可以讓主觀評(píng)價(jià)更具客觀性，更加適用于非商品車質(zhì)量評(píng)價(jià)，既可以為質(zhì)量提升提供重點(diǎn)改善方向，也可以量化整車質(zhì)量，為通過(guò)項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

此方法在試制領(lǐng)域的應(yīng)用仍未達(dá)到Audit評(píng)審和NOVA-C評(píng)審在商品車領(lǐng)域的成熟度，評(píng)價(jià)指標(biāo)和隸屬度函數(shù)仍需要工程師和研究者不斷完善。