李 濤

汽車研發(fā)階段試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題數(shù)字化管理應(yīng)用

李 濤

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司 汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

在汽車研發(fā)過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)存在缺陷，例如設(shè)計(jì)方案不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、整車性能不達(dá)標(biāo)等，在研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并進(jìn)行合理的閉環(huán)管理十分重要。基于廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院質(zhì)量管理體系及傳祺影豹等車型研發(fā)項(xiàng)目，文章簡(jiǎn)略總結(jié)研發(fā)過(guò)程中設(shè)計(jì)缺陷從提出到關(guān)閉的全生命周期管理流程，重點(diǎn)介紹基于數(shù)字化技術(shù)快速準(zhǔn)確地填報(bào)研發(fā)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題及其統(tǒng)計(jì)方法，同時(shí)也對(duì)汽車研發(fā)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題的解析及數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了闡述。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)將常見(jiàn)設(shè)計(jì)缺陷的描述模板化，根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)信息自動(dòng)填充試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題記錄表單，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法智能推薦問(wèn)題等級(jí)，大幅提升試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題的填報(bào)效率和準(zhǔn)確性?；谲嚶?lián)網(wǎng)、5G以及解析方法數(shù)字模式化等現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題解析效率的大幅提升。

試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題；汽車研發(fā)階段；數(shù)字化管理

汽車作為最復(fù)雜的民用機(jī)電一體化產(chǎn)品，其物理構(gòu)件多達(dá)上萬(wàn)個(gè)。隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，車載應(yīng)用軟件和信息通信系統(tǒng)日趨完備，加劇了汽車的復(fù)雜程度。在長(zhǎng)達(dá)3～5年的研發(fā)過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)均有可能存在缺陷[1]，例如設(shè)計(jì)方案不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、整車性能不達(dá)標(biāo)等。一款全新車型各類研發(fā)缺陷數(shù)以千計(jì)，一旦流入市場(chǎng)將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何在研發(fā)階段完全顯化設(shè)計(jì)缺陷并進(jìn)行合理的閉環(huán)管理十分重要。

作為研發(fā)工作的最后一環(huán)，汽車研發(fā)試驗(yàn)是把好研發(fā)質(zhì)量的最后一道關(guān)卡，是對(duì)整個(gè)研發(fā)活動(dòng)的全面檢證。不僅需要對(duì)整車功能、性能、可靠性進(jìn)行全方位的考察，還需對(duì)用車體驗(yàn)等主觀指標(biāo)進(jìn)行實(shí)車評(píng)價(jià)，最終評(píng)估車型是否達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)、用戶需求以及上市要求。作為研發(fā)質(zhì)量問(wèn)題管理流程的起點(diǎn)，快速、準(zhǔn)確地填報(bào)質(zhì)量問(wèn)題，可以大大降低后續(xù)解析、優(yōu)化質(zhì)量問(wèn)題的人力、物力投入。做好質(zhì)量問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)分析，也有助于產(chǎn)品質(zhì)量的提升，防患試驗(yàn)安全事故。

1 汽車研發(fā)質(zhì)量問(wèn)題管理流程

汽車研發(fā)質(zhì)量問(wèn)題管理包括發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和總結(jié)問(wèn)題四個(gè)步驟，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是對(duì)各個(gè)研發(fā)環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)，從設(shè)計(jì)方案評(píng)審到市場(chǎng)反饋環(huán)節(jié)都可以提出問(wèn)題，經(jīng)過(guò)一定甄別確認(rèn)缺陷后分配給研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行分析和優(yōu)化，如圖1所示。

圖1 汽車研發(fā)缺陷管理架構(gòu)

從缺陷的應(yīng)對(duì)處理方式上講，不一定所有缺陷都要進(jìn)行優(yōu)化提升。因?yàn)榭紤]成本和周期等因素，可能鑒于當(dāng)前條件只能維持現(xiàn)狀；也有一些缺陷因?yàn)榘l(fā)生機(jī)理或制造工藝等因素偶發(fā)一兩次，無(wú)法復(fù)現(xiàn)和解析，只能做監(jiān)視處理。相同原因引發(fā)的缺陷滿足一定約束條件時(shí)可以合并處理。此外，優(yōu)化整改完成后，對(duì)問(wèn)題的總結(jié)很有必要，總結(jié)問(wèn)題發(fā)生的原因、解析方法和對(duì)策經(jīng)驗(yàn)，防止再發(fā)。在產(chǎn)品方案評(píng)審、仿真分析等早期階段發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)該納入閉環(huán)管理，防止流入到研發(fā)的后期階段，而礙于研發(fā)時(shí)間不足、成本不足、改動(dòng)量大等因素質(zhì)量問(wèn)題并未改善。

2 汽車研發(fā)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)

全新整車研發(fā)項(xiàng)目試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題高達(dá)上千個(gè)，汽車研發(fā)試驗(yàn)暴露的質(zhì)量問(wèn)題都需要試驗(yàn)人員逐個(gè)錄入系統(tǒng)，耗費(fèi)大量人力，同時(shí)，每個(gè)人的思維方式及語(yǔ)言組織方式不同，對(duì)問(wèn)題的描述很難做到全面、統(tǒng)一、嚴(yán)謹(jǐn)。因此，提出了“模板化描述、自動(dòng)化填充，提升質(zhì)量問(wèn)題描述準(zhǔn)確性和填報(bào)效率”的方案。填報(bào)方式有三種，分別是新建、復(fù)制、批量導(dǎo)入，質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)流程如圖2所示。

圖2 質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)流程

注：QMS：質(zhì)量管理體系（Quality Management System）。

1）新建質(zhì)量問(wèn)題表單：基于試驗(yàn)任務(wù)創(chuàng)建質(zhì)量問(wèn)題，系統(tǒng)將試驗(yàn)任務(wù)的信息自動(dòng)填充到表單中，如：任務(wù)名稱、任務(wù)編號(hào)、試驗(yàn)進(jìn)度和車輛信息等。

2）選擇模板：從質(zhì)量問(wèn)題描述模板庫(kù)中選擇描述模板，包含模板名稱、問(wèn)題描述、初步原因分析、現(xiàn)場(chǎng)處置措施等文字較多的描述性文本字段，自動(dòng)填充到表單中。例如描述“發(fā)動(dòng)機(jī)曲通管結(jié)冰”的問(wèn)題描述模板，即：工況：100～120 km/h，變速行駛2.5 h；環(huán)境溫度：-30 ℃；滿載質(zhì)量（kg）；空調(diào)設(shè)置；動(dòng)力總成：發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)+變速箱型號(hào)；軟件版本：電子控制單元、自動(dòng)變速箱控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)；問(wèn)題描述：通過(guò)內(nèi)窺鏡觀察得知，曲通管口結(jié)冰面積占據(jù)整個(gè)管口面積的比例是否超過(guò)設(shè)計(jì)要求；后果/影響：低溫長(zhǎng)時(shí)間在曲通管結(jié)冰嚴(yán)重路面行駛，會(huì)導(dǎo)致曲通管堵死、曲軸箱內(nèi)部壓力升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)油尺處機(jī)油噴出，引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)故障。

3）修改質(zhì)量問(wèn)題表單：表單內(nèi)容大部分基于試驗(yàn)任務(wù)信息自動(dòng)帶入，需要人工確認(rèn)；問(wèn)題描述模板需要編輯；未自動(dòng)填充部分內(nèi)容需要填寫。

4）提交審批：質(zhì)量問(wèn)題發(fā)布前需要相關(guān)人員確認(rèn)問(wèn)題內(nèi)容后交由設(shè)計(jì)工程師優(yōu)化整改。

5）自動(dòng)推送至QMS：質(zhì)量問(wèn)題審批通過(guò)后，將數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)接口傳輸至QMS，發(fā)起不合格控制程序（優(yōu)化整改）。

6）同步質(zhì)量問(wèn)題狀態(tài)：將質(zhì)量問(wèn)題優(yōu)化整改進(jìn)度反饋至試驗(yàn)管理系統(tǒng)，讓問(wèn)題提出人掌握優(yōu)化整改進(jìn)度，并判斷提出問(wèn)題的有效性。

7）復(fù)制質(zhì)量問(wèn)題：由于同一任務(wù)下的大部分質(zhì)量問(wèn)題內(nèi)容相同，如車輛信息通過(guò)復(fù)制后編輯，可提升填報(bào)效率。

8）批量導(dǎo)入質(zhì)量問(wèn)題：有時(shí)一個(gè)綜合性試驗(yàn)可能發(fā)現(xiàn)多個(gè)質(zhì)量問(wèn)題（記錄于Excel表格中），通過(guò)批量導(dǎo)入方式填報(bào)質(zhì)量問(wèn)題，提升填報(bào)效率。

9）常見(jiàn)字段枚舉：填報(bào)人從下拉框選擇常見(jiàn)的字段內(nèi)容，并填寫需要的內(nèi)容，例如質(zhì)量問(wèn)題歸屬系統(tǒng)、問(wèn)題等級(jí)等。

質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)記錄單如圖3所示。在軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)此表單時(shí)，要注意平衡填報(bào)詳盡程度與填報(bào)效率，越詳盡越有利于后續(xù)問(wèn)題傳閱和統(tǒng)計(jì)分析，但可能會(huì)影響填報(bào)效率。此外，例如問(wèn)題等級(jí)、問(wèn)題名稱等內(nèi)容可以利用人工智能分析過(guò)往數(shù)據(jù)由系統(tǒng)自動(dòng)推薦。

圖3 試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)單

3 試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題統(tǒng)計(jì)分析

質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)記錄單的字段多達(dá)幾十個(gè)，統(tǒng)計(jì)維度很多，同時(shí)還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并用一種通用的統(tǒng)計(jì)功能來(lái)應(yīng)對(duì)統(tǒng)計(jì)需求。通過(guò)多個(gè)字段的組合，實(shí)現(xiàn)若干種數(shù)據(jù)篩選和統(tǒng)計(jì)[2]。例如可以統(tǒng)計(jì)某時(shí)期內(nèi)，某項(xiàng)目樣車的試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題狀態(tài)占比，展現(xiàn)形式可以使用柱狀圖、餅圖等，如圖4所示。

4 汽車研發(fā)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題解析

汽車研發(fā)試驗(yàn)提出的問(wèn)題種類和數(shù)量繁多，可以是整車、系統(tǒng)、零部件，也可以是機(jī)械、電子、軟件，還可以是客觀和主觀。只要站在用戶的角度審視，并將不滿意的地方全部提出，再由后續(xù)流程節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估和整改。為了提高試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題的整改效率，管理“提問(wèn)題”的水平就至關(guān)重要。除了上述問(wèn)題描述的準(zhǔn)確性、統(tǒng)一性，更重要的是能更進(jìn)一步在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入地問(wèn)題解析，甚至提出整改建議方案。

圖4 質(zhì)量問(wèn)題整改進(jìn)度統(tǒng)計(jì)

在試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題解析中，要講求現(xiàn)地、現(xiàn)物、現(xiàn)場(chǎng)，最好是試驗(yàn)人員與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在問(wèn)題發(fā)生時(shí)共同參與調(diào)查，例如有些異響問(wèn)題在特定氣候環(huán)境條件下才會(huì)發(fā)生，也有些軟件問(wèn)題在特定的場(chǎng)景下才會(huì)失效。

在分析手法方面常用魚骨圖、故障樹(shù)等品質(zhì)控制（Quality Control, QC）工具，有時(shí)候也會(huì)采用頭腦風(fēng)暴、正交排除等方法。這些常用的解析模型可以固化到軟件系統(tǒng)中，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的移動(dòng)應(yīng)用，提高現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同解析效率。

以常見(jiàn)的雨刮刮凈度不達(dá)標(biāo)為例，介紹一種基于物質(zhì)因果（Substance Attribute Function Result, SAFC）模型的解析方法[3]，從“物質(zhì)－功能－屬性－因果”的關(guān)聯(lián)關(guān)系解析問(wèn)題的根本原因，如圖5所示。該方法從問(wèn)題點(diǎn)出發(fā)（如刮片納米涂層耐磨性不達(dá)標(biāo)、橡膠基質(zhì)耐候性不達(dá)標(biāo)），逐層根據(jù)“物質(zhì)－功能－屬性－因果”關(guān)聯(lián)關(guān)系遞進(jìn)，最終達(dá)到根本原因。

圖5 基于SAFC模型的雨刮刮凈度不達(dá)標(biāo)問(wèn)題分析

即便工程師經(jīng)驗(yàn)豐富、分析手法嫻熟，對(duì)于偶發(fā)問(wèn)題的復(fù)現(xiàn)有時(shí)候也顯得束手無(wú)策，隨著現(xiàn)代車聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G等技術(shù)的普及，車輛數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、上傳及在線分析等技術(shù)已較為成熟，可以有效幫助偶發(fā)問(wèn)題排查。例如本院的試驗(yàn)車輛監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對(duì)解析各類汽車機(jī)電控制系統(tǒng)的問(wèn)題起到了重要作用，尤其早期狀態(tài)不夠成熟的工程樣車問(wèn)題解析。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制器局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及加速度、應(yīng)力應(yīng)變、氣候環(huán)境等自定義數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛地理位置、駕駛行為等，這都為遠(yuǎn)程協(xié)同試驗(yàn)及問(wèn)題調(diào)查帶來(lái)便利。

5 總結(jié)

本文總結(jié)了汽車研發(fā)質(zhì)量問(wèn)題管理流程，提出了如何準(zhǔn)確、高效地填報(bào)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題，以及通用的質(zhì)量問(wèn)題統(tǒng)計(jì)功能來(lái)應(yīng)對(duì)多種統(tǒng)計(jì)需求，并應(yīng)用于試驗(yàn)管理系統(tǒng)質(zhì)量問(wèn)題填報(bào)和統(tǒng)計(jì)功能開(kāi)發(fā)，同時(shí)也對(duì)汽車研發(fā)試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題的解析及數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了闡述。

[1] 洪永福.汽車研發(fā)管理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2019.

[2] 李濤.基于大數(shù)據(jù)相關(guān)性思維的整車試驗(yàn)與質(zhì)量問(wèn)題關(guān)聯(lián)性分析[J].汽車實(shí)用技術(shù),2020,45(4):112-114.

[3] 張武城,趙敏,陳勁,等.基于U-TRIZ的SAFC分析模型[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì),2014,33(12):7-13.

Application of Digital Management of Test Quality Problems in Automobile Research and Development Stage

LI Tao

( Automotive Engineering Institute, Guangzhou Automobile Group Company Limited, Guangzhou 511434, China )

In the process of automobile research and development (R&D), there will be defects in all aspects, such as unreasonable design scheme, insufficient structural design strength, and substandard vehicle performance. It is very important to find design defects in the R&D stage and carry out reasonable closed-loop management. Based on the quality management system of Automotive Engineering Institute, Guangzhou Automobile Group Company Limited,the R&D projects of Trumpchi EMPOW and other vehicle models, this paper briefly summarizes the whole life cycle management process of design defects in the R&D process from putting forward to closing. It focuses on the rapid and accurate filling of R&D test quality problems and their statistical methods based on digital technology. At the same time, it also introduces the analysis and digital implementation methods of vehicle R&D test quality problems. The description of common design defects templated by digital technology, the test quality problem record form automatically filled according to the test task information, and the problem grade intelligently recommended by machine learning algorithm, which can greatly improve the filling efficiency and accuracy of test quality problems. Based on the comprehensive application of modern digital technologies such as the internet of vehicle, 5G and digital modeling of analytical methods, the efficiency of quality problem analysis can be greatly improved.

Test quality problems; Automobile research and development stage;Digital management

U472.32

A

1671-7988(2023)18-174-05

李濤（1984－），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槠囋囼?yàn)及管理，E-mail:litao@gacrnd.com。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.018.034