楊維建

（宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車與軌道交通學(xué)院，四川 宜賓 644003）

1 背景介紹

面對日益嚴(yán)峻的能源形勢和環(huán)保壓力，世界主要汽車生產(chǎn)國都把發(fā)展新能源汽車作為提高產(chǎn)業(yè)競爭力、保持經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。新能源汽車成為市場新的增長點(diǎn)。各國政府高度重視21世紀(jì)的新能源汽車研發(fā)，各大汽車廠商都投入了大量的財(cái)力和物力，研究新能源汽車的設(shè)計(jì)、制造、定型與市場投放。但是，從近年的市場反饋情況來看，新能源汽車產(chǎn)品質(zhì)量并不能讓消費(fèi)者滿意，質(zhì)量問題頻發(fā)，不論是充電自燃問題還是剎車失靈問題都給消費(fèi)者帶來嚴(yán)重的損失。

總的來說，目前新能源汽車制造廠商主要分為兩大類，一類是以制造傳統(tǒng)燃油汽車為主的制造商，在傳統(tǒng)燃油汽車的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車，如吉利、長城、奇瑞等；一類是原本從事地產(chǎn)、電器、通訊等行業(yè)的公司，在國家政策支持下投入到新能源汽車研發(fā)制造的造車新勢力，如特斯拉、小鵬汽車、恒大汽車等。

新能源汽車作為一個新興產(chǎn)品，從研發(fā)端到制造環(huán)節(jié)，汽車制造商們都缺乏豐富的造車經(jīng)驗(yàn)，這也是目前市場上新能源汽車頻頻爆出質(zhì)量問題的一個主要原因。新能源汽車和傳統(tǒng)燃油汽車相比，發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)量問題時，更容易對人體造成重大傷害。比如純電動汽車從發(fā)現(xiàn)冒煙到完全燃燒只需要幾分鐘。所以，提高新能源汽車的產(chǎn)品質(zhì)量，減少流入市場的不良品，是新能源汽車持續(xù)發(fā)展必須攻克的難關(guān)。 要保證新能源汽車出廠質(zhì)量，首先要保證的是汽車制造過程質(zhì)量。在汽車制造過程中要盡可能地規(guī)避各項(xiàng)風(fēng)險，需要用到潛在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis,PFMEA）。但目前各大主機(jī)廠對總裝PFMEA的管理并不嚴(yán)格，導(dǎo)致編制的總裝PFMEA沒有和生產(chǎn)過程、開發(fā)過程、質(zhì)量管控過程緊密聯(lián)系起來。這使得主機(jī)廠在新車型工藝開發(fā)過程中無法全面有效地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提前規(guī)避潛在失效風(fēng)險，導(dǎo)致大量問題到了量產(chǎn)階段才開始暴露，造成量產(chǎn)階段進(jìn)行大規(guī)模的工藝改善，極大地增加了總裝過程制造費(fèi)用，同時使得整車質(zhì)量問題頻發(fā)，無法得到有效管控，大大增加了質(zhì)量管理的成本。PFMEA的編制應(yīng)該嚴(yán)格以輸入文件（如質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)表、設(shè)計(jì)失效模式及后果分析（Design Failure Mode and Effects Analysis, DFMEA）、同類車型PFMEA等）為依據(jù)，這樣編制的PFMEA才能有效指導(dǎo)新能源汽車總裝生產(chǎn)現(xiàn)場，利于新能源汽車總裝質(zhì)量管控。

2 PFMEA的定義和意義

PFMEA 是編制車間生產(chǎn)一線所需的各相關(guān)工藝指導(dǎo)文件的基礎(chǔ)，如特殊特性清單、作業(yè)指導(dǎo)書、檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書等。PFMEA 是從根本上探究問題發(fā)生的原因，從根本原因出發(fā)制定問題解決的方案，防范后期可能出現(xiàn)的問題，給與生產(chǎn)相關(guān)的各部門制定相應(yīng)的規(guī)則流程。所以，采用PFMEA對新能源汽車制造過程中的潛在質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行評估分析，可以避免各種制造質(zhì)量問題的發(fā)生。

總裝作為新能源汽車制造的最后一個環(huán)節(jié)，對整車質(zhì)量保障尤為重要。做好總裝PFMEA能有效提高新能源汽車整車總裝工藝開發(fā)速度，提高整車裝配質(zhì)量，降低量產(chǎn)后新能源汽車出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率。

3 新能源汽車總裝PFMEA目前存在的問題

PFMEA作為IATF質(zhì)量管理的五大工具之一，是新能源汽車主機(jī)廠通過IATF體系認(rèn)證的必要文件。目前，新能源汽車總裝PFMEA的編制過程中大多流于形式，沒能真正發(fā)揮PFMEA 的作用，不能起到提前規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險的作用，只是作為一個通過行業(yè)體系審核的文件，這違背了編制PFMEA的初衷，造成這種現(xiàn)象的主要原因如下。

1.PFMEA編制不完整，裝配要求不明確

目前大多數(shù)整車企業(yè)在編制總裝PFMEA時通常只包含了總裝的裝配工序，并未把裝配前的一些準(zhǔn)備工序（如來料、轉(zhuǎn)運(yùn)等）納入分析，這會導(dǎo)致PFMEA文件編制的不夠完整，并未涵蓋整個制造過程，不利于整車過程質(zhì)量管理。

在編制每個工序的裝配要求時也沒有相關(guān)的技術(shù)支撐文件。借鑒同類型歷史車型裝配要求是目前各大企業(yè)的主要做法。但是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初，發(fā)展歷史約20年，大多數(shù)制造商都只生產(chǎn)了一款或兩款車型，所以新能源汽車在開發(fā)制造過程中進(jìn)行PFMEA編制時幾乎找不到可以借鑒的同類型車型。在實(shí)際編制PFMEA裝配要求時，新能源汽車總裝PFMEA更多的是借鑒傳統(tǒng)燃油汽車總裝PFEMA，而傳統(tǒng)汽車和新能源汽車在結(jié)構(gòu)上和工作原理上有較大差異，總裝采用的裝配方式和手法也存在差異，故采用這種方法編制PFMEA裝配要求時，對于新能源汽車特有裝配工序就顯得不夠合理。

2.PFMEA編制不合理，措施缺乏標(biāo)準(zhǔn)化

傳統(tǒng)整車企業(yè)編制的總裝PFMEA是按總裝生產(chǎn)線的裝配順序，依次進(jìn)行的，這樣編制的PFMEA便于文件的查閱和維護(hù)，但是不利于總裝質(zhì)量改善。因?yàn)榘凑者@種方法編制的PFMEA文件在對同類型裝配作業(yè)工序的潛在失效模式、后果分析時容易得出不同的結(jié)果和改善措施，從而導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場的工具、設(shè)備很難做到統(tǒng)一性，裝配方法不夠標(biāo)準(zhǔn)化，管理困難等問題，也不利于新車型開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和制造過程降本工作的分析。

我國的工業(yè)化與信息化現(xiàn)在正處在深度融合階段，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)在保護(hù)需求、響應(yīng)時間與更新周期等方面的要求較之信息網(wǎng)絡(luò)存在較大的不同，使得目前面向信息網(wǎng)絡(luò)的安全防御理論與技術(shù)不能直接應(yīng)用到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防御之中。目前在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防御建設(shè)工作中，以下幾方面的問題亟待解決：

3.PFMEA潛在失效模式確定缺乏依據(jù)

根據(jù)PFMEA編制的原則，潛在失效模式需要把所有可能發(fā)生的情況都考慮在內(nèi)，故在確定潛在失效模式時，編制人員往往會把能想到的風(fēng)險項(xiàng)都寫在其中，編制的依據(jù)主要來自于編制人員的經(jīng)驗(yàn)，這就使得編制沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因人而異，不同的人識別的潛在失效模式存在較大差異，容易產(chǎn)生爭執(zhí)，也致使每個工序的分析都變得很復(fù)雜，有些失效模式在歷史車型中根本就沒發(fā)生過也被列入其中，這無疑大大增加工裝設(shè)備選型的難度和裝配工藝的可執(zhí)行性。

4.PFMEA和重要工序的確定脫節(jié)

新能源汽車總裝工序有上百個，也是整車制造環(huán)節(jié)中人員最多的一個環(huán)節(jié)，對于其中會影響汽車重大安全性能、使用性能的工序進(jìn)行重點(diǎn)管控，這些工序一般會被命名關(guān)鍵工序、重點(diǎn)工序、質(zhì)量控制點(diǎn)。而這些工序的確定應(yīng)該主要來自于PFMEA。PFMEA分別從嚴(yán)重度、發(fā)生度、探測度這三個維度對問題的性質(zhì)及風(fēng)險大小進(jìn)行界定，根據(jù)分析的結(jié)果風(fēng)險優(yōu)先因子（Risk Priority Number, RPN）值和嚴(yán)重度等級綜合來評價該工序是否納入重要工序進(jìn)行管控。PFMEA中確定的嚴(yán)重度等級、探測方式、RPN值應(yīng)該和新能源汽車總裝工藝前期開發(fā)工作緊密結(jié)合起來，作為開發(fā)階段裝配方法、工具選用的依據(jù)。

而大多數(shù)企業(yè)編制的PFMEA為了保證RPN值在安全閥值以下以便通過體系認(rèn)證，會隨意降低工序潛在失效模式的嚴(yán)重度等級和提高探測度等級，導(dǎo)致PFMEA不能有效地指導(dǎo)前期工藝開發(fā)，裝配方法和工具選用不當(dāng)，同時也給后期整車量產(chǎn)質(zhì)量問題的大規(guī)模爆發(fā)埋下了伏筆。

所以，重要工序的制定缺乏科學(xué)依據(jù)，造成PFMEA評估結(jié)果出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致過程質(zhì)量管控重點(diǎn)偏移。

4 PFMEA如何編制能有效提高新能源汽車總裝過程質(zhì)量

PFMEA的編制需要以多功能小組的形式進(jìn)行開展，整個多功能小組成員應(yīng)該包括整車開發(fā)項(xiàng)目組各科室成員，如物流人員、工藝人員、設(shè)計(jì)人員、質(zhì)量人員、生產(chǎn)人員等，通常由工藝人員進(jìn)行牽頭執(zhí)筆編制，為了使編制的總裝PFMEA能有效提高新能源汽車總裝過程質(zhì)量保障能力，編制時應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

4.1 編制工序裝配要求需有明確依據(jù)

新能源汽車總裝PFMEA的編制一定要包含整個總裝過程的每一個工序，從物料進(jìn)廠開始到整車下線結(jié)束，對于每個工序需要達(dá)到的裝配要 求必須來自于技術(shù)文件、圖紙或者研發(fā)輸入的技術(shù)通知單，不能隨意地變更和增刪裝配要求。因?yàn)镻FMEA編制的目的是保證裝配過程可以達(dá)到這些裝配要求，是PFMEA工作開展的前提，這會直接影響后續(xù)裝配工藝方法的選擇，從而影響制造結(jié)果和制造費(fèi)用。

4.2 合并分析同類型裝配工序，利于制造過程

標(biāo)準(zhǔn)化

同時，PFMEA在編制過程中應(yīng)該盡可能的將同類型的裝配作業(yè)進(jìn)行合并分析，而非單純的按裝配順序一個工序一個工序的進(jìn)行分析。合并分析同類型裝配作業(yè)有利于后期PFMEA的維護(hù)和更新，有利于解決措施的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于措施的執(zhí)行和落地。

總裝裝配主要類型包括三種：緊固件裝配、插接件裝配、密封件裝配。同類型的裝配作業(yè)在制定措施時應(yīng)該盡量一致。比如緊固件裝配在選擇工具時要盡量統(tǒng)一，特殊要求的除外。對于同種裝配類型一般可以按潛在失效后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行細(xì)分，對于不同程度的失效后果采用不同的控制措施。對于失效后果、失效模式近似的工序則可以放在一起分析，如表1所示。

表1 總裝過程PFEMA

從表1中可以看出，動力電池電源線束與動力電池端連接工序、電源線束與電機(jī)控制器端連接工序兩個工序的操作要求、失效模式均相同，在編制PFMEA時應(yīng)該放在一起分析，制定統(tǒng)一的線束插接操作要求，如表2所示。

表2 總裝過程PFEMA

4.3 潛在失效模式的確定應(yīng)有合理依據(jù)

潛在失效模式在編制時應(yīng)該以同類型作業(yè)為依據(jù)，根據(jù)同類型作業(yè)操作發(fā)生過的質(zhì)量問題進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險分析。針對新能源汽車特有的裝配作業(yè)，如動力電池裝配，則應(yīng)該以裸車、樣車、試制車等等裝配作業(yè)過程中遇到的問題，以及裝配后車輛出現(xiàn)的問題為依據(jù)進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險分析。潛在失效模式的分析不能完全憑自主想象，認(rèn)為可能發(fā)生質(zhì)量問題的都納入分析，這樣會憑空增加PFMEA后續(xù)編制的難度，同時也會出現(xiàn)在制定解決措施時解決措施空洞無法落地、制造設(shè)備要求 過高、費(fèi)用過大等問題，從而措施無法得到實(shí)施，PFMEA與裝配實(shí)際過程出現(xiàn)脫節(jié)，不能有效保證裝配過程質(zhì)量。

4.4 重要工序的確定必須結(jié)合RPN值、嚴(yán)重度、探測度、頻度

關(guān)鍵工序、重點(diǎn)工序、質(zhì)量控制點(diǎn)是總裝過程質(zhì)量管控的重心。這些重要工序主要根據(jù)PFMEA的分析結(jié)果確定，嚴(yán)重度等級達(dá)到7、8級的應(yīng)該納入重點(diǎn)工序管理；嚴(yán)重度等級達(dá)到9級的則納入關(guān)鍵工序管理。而嚴(yán)重度等級的確定則需要參考DFMEA嚴(yán)重度等級。質(zhì)量控制點(diǎn)的確定則主要根據(jù)頻度等級和RPN值，當(dāng)頻度等級超過3或者RPN值超過100時則該工序應(yīng)該納入質(zhì)量控制點(diǎn)管理。

RPN值是PFMEA三個維度的分析結(jié)果，一般要求每個工序的RPN值需要維持在100以下，才能保證該工序的制造過程質(zhì)量，對于RPN值超過100的應(yīng)該制定改善措施，通常以改善該工序的探測度等級為主，降低探測度等級從而減少質(zhì)量問題的發(fā)生頻次，從而保證RPN小于100，保證該工序的制造過程質(zhì)量。只有探測度等級無法降低或者降低難度、費(fèi)用太大時才考慮由設(shè)計(jì)人員改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低嚴(yán)重度等級。

重要工序是整個總裝的質(zhì)量管控重心，應(yīng)該從前期工藝開發(fā)階段開始就重點(diǎn)關(guān)注，制造費(fèi)用對于重要工序的工裝、設(shè)備應(yīng)該適當(dāng)傾斜，以確保重要工序的過程制造保證能力，以減少量產(chǎn)后重大質(zhì)量問題爆發(fā)的風(fēng)險，同時，這也能大大降低后期總裝過程質(zhì)量提升工藝改善的費(fèi)用。

4.5 PFMEA需要定期實(shí)時更新

PFMEA是一個需要實(shí)時更新的文件，PFMEA更新的主要依據(jù)來源有制造過程中發(fā)生的過程質(zhì)量問題、工藝變更、設(shè)計(jì)變更。對于制造過程中發(fā)生的每一次質(zhì)量問題均應(yīng)該統(tǒng)計(jì)到PFEMA中直至該車型停產(chǎn)，如此，PFMEA文件才能和生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，這樣形成的PFMEA文件才能有效提高新能源汽車的總裝過程質(zhì)量保證能力。

5 結(jié)論

將總裝PFMEA分析的結(jié)果和新能源汽車總裝重要工序的確立緊密結(jié)合起來，新能源汽車總裝過程質(zhì)量保證能力能從源頭得到提升。同時日常發(fā)生的質(zhì)量問題實(shí)時統(tǒng)計(jì)到PFMEA中，能進(jìn)一步豐富完善PFMEA，整個質(zhì)量管理形成良性互補(bǔ)循環(huán)，可以不斷提高新能源汽車總裝過程質(zhì)量保證能力。從而在整車開發(fā)過程中，從源頭上提前規(guī)避制造風(fēng)險，降低后期質(zhì)量管理成本。