发布时间 : 星期四 文章(完整word版)汽车产品开发质量管理概要(word文档良心出品)更新完毕开始阅读
2.设计过程质量控制 2.1产品特性
汽车产品结构是分层次的,每一个层次都有彼此的设计目标。例如车身结构的层次化模型:车身-总成/子装配-零件。汽车产品设计过程中,通常将常用的较为固定的子装配体称为总成,一个装配体包含方位、自由度和几何尺寸等信息;零件特征附属于零件的实体模型并包含一定的功能定义。约束满足的映射链环:特征-形状-结构-功能-性能-顾客满意(Feature -> Form-> structure - >function -> performance -> satisfaction ,参见图1。在早期设计阶段,设计工程师人员需要根据产品功能需求初步识别关键特征(key characteristics,KC集合。对于车身而言,KC的选择一般从性能和外观出发,确定那些对整车产品质量影响最直接的尺寸特征作为关键特征,如外覆盖件配合间隙与平整度、发动机总成安装位置等。
2.2开闭环的产品开发过程
经过WBS工作分解与功能划分,产品开发形成一个个较为独立的工作单元,见图3,任务Task i的输出作为任务task j的输入,每一个任务遵循PDCA的持续改进圈(continuous improvement circle, CIC。产品的开发设计通过开发链中的一个个工作单元工作包通过接口连接而形成一
个完整功能的产品。对于复杂的产品,先分解后集成,然而接口单元的处理将直接影响产品的性能与质量;开发活动的分解也是如此,跨功能跨部门的交接与协调对项目的成功起着至关重要的作用。
的各阶段工作需要协同进行。并行开发模式的各个阶段都涉及交接接口处理,需反复的沟通、更改与交接。基于系统工程的保险杠系统产品设计过程,参见图4。整个保险杠系统设计过程需要涉及材料、工艺、尺寸、CAE等跨领域的设计与综合,完善的保险杠系统开发涵括正确的选材、合理的工艺、严格的试验与规范的开发流程。
2.3闭环设计质量控制
产品开发项目管理首先是确定完整的边界与设计范围,从而定义清晰明确的工作职责,形成一个个工作包或者工作单元,即工作闭环。零部件工程师完成设计范围参数值域内的优化,充分发挥工程师集体或个人的专业技能、设计经验,运用人机工程、计算机辅助技术、人工智能、智能算法等手段实现零部件设计的精益求精。
鉴于开发周期的缩短与成本的压力,产品开发设计的一个趋势是模块化设计。进行模块化设计,首先将产品划分为模块,然后以模块为基本单位(封闭环进行设计,模块的合理性极大地关系着设计的效率与产品性能的实现。在车身设计开发中,一般也将较为常规的装配体或模块称为总成,如车门、翼子板、发动机罩、前端模块等。模块信息包括每个零件的信息、模块自身的信息、模块间的相互关系、关联与拓扑信息。模块化设计方法(见图5是从功能分析着手,通过模块划分与组合来实施模块化装配设计的方法。模块化设计的基础和核心是产品装配功能分析。产品装配功能分析要实现的主要作用是:对产品功能进行装配功能分解,确定各个功能模块之
间的相关度并优化模块的连接方式,进行功能模块重新组合形成完整的产品功能模块化装配系统。
模块化设计的核心思想就是:并行工程的设计理念,通过产品内部的标准化来实现外部的个性化和多样化,用少量模块组合生成尽可能多的品种,最大限度地满足不同功能需求与约束要求。模块化设计主要包括两方面内容:一是根据顾客需求与采用的生产技术条件对设计的产品进行功能分析,合理划分出产品模块;二是根据设计约束与功能要求将划分的模块进行组合优化成模块化产品方案。闭环设计主要问题就是闭门造车。而在产品装配过程或者模块技术移植过程中,可能将潜在带病的零部件或模块安装至产品上,从而影响产品质量甚至产品族的质量。这也是目前平台化模块化一个潜在风险,因此在产品开发质量控制中应当严格控制模块单元的设计质量。
由此可见,闭环设计的过程是一个局部最优过程,优点是精益求精,其局限性就是局部优化。产品开发过程需要基于PLM (product life management system, PLM 的全过程CAE 驱动设计以及设置开环设计质量检查与控制。
2.4开环设计质量控制
在一般的汽车产品设计开发过程中,大约60-70%的设计更改是由于分总成和零部件之间的界面/接口(Interface 问题造成的。界面/接口问题主要是指零部件将的连接装配关系。为克服闭环设计的缺点,基于并行工程的理念,需要对SOW 进行反复的开环校核与审查。开环主要包括纵向开环与横向开环。纵向开环,需要提前对后续各阶段问题进行考虑。运用DFX (DFA 、DFM 、DFE 等技术分析后续工艺设计,生产制造设计以及全生命设计的潜在问题解决与设计优化,因此产品开发过程需要产品生命周期管理PLM 系统支持的产品集成开发设计环境。横向开环,对于产品则需要周密考虑产品家族与产品本身衍生车型,以及零部件本身的周边零部件。目前OEM 整车厂通过平台化模块化战略来加快新产品开发流程与降低开发成本,提高零部件的兼容性与变型繁衍能力,通过结构的细部调整与/或设计结构预留
来实现产品的兼容与产品的变型与变异。对于平台化设计与模块化设计,就尤其需要对零部件进行开环设计,即模块接口问题。每一个零件都有很多KC 特征,如图6所示。两个
图4 保险杠系统产品设计过程