驱动系统包括发动机、变速器和驱动单元等,作为汽车核心部件,其质量好坏直接影响产品竞争力,所以各大车企非常重视驱动系统的开发。开发试制是开发过程中的关键环节,在开发到量产中间起到承前启后的作用。市场对驱动系统质量要求越来越高,开发周期要求越来越短,对开发试制过程中的质量管理提出了更高要求。
驱动系统开发试制质量管理状况
全面质量管理是当前广泛使用的先进管理方法,其核心是“三全”管理,即全过程的质量管理、全员参与的质量管理、全面的质量管理。汽车行业尤其重视,驱动系统开发试制质量管理就是基于全面质量管理建立并运行的。
1. 全过程的质量管理
试制流程从样机需求提出开始,经过制定计划、发布BOM、物料准备、零件质量控制、发布计划,确认BOM、质量阀、物料拉动、装配检测、样机终检和交付,涵盖了试制整个活动,图1所示为驱动系统开发试制流程。
图1 驱动系统开发试制流程
2. 全员参与的质量管理
过程涉及人员众多,包括项目启动工程师、物料工程师、质量工程师、工艺工程师、试制技师和设计发布工程师等,多部门多角色组成的试制团队,需要成员各司其职通力协作完成试制任务。
3. 全面的质量管理
试制过程由输入和输出两部分组成,通过质量控制点构成了驱动系统开发试制质量控制图,见图2。输入是技术要求及标准,输出是验证及交付,两者是执行与验证的对应关系,在质量控制中形成闭环。
图2 驱动系统开发试制质量控制图
4. 输入部分
需求输入及评审是试制起点,收集本体台架及整车试验需求,释放试制BOM、数模和技术要求。试制质量计划,确定关键工艺、测量要求、终检要求、质量阀状态评审。零件质量控制,重点关注外购零件尺寸、材料、分供方和零件性能等,工作内容包括制定关键零件清单、制定测量方案、现场检查及质量文件审批等。变化点管理,包括BOM变更、技术要求变更和试制问题管理。变化点管理是关键项,因为开发初期设计未完全冻结,质量溢出风险高。
5. 输出部分
变化点验证是变化点的闭环管理,对变化点必须逐一验证直至关闭。零件级验证主要包括:零件尺寸测量、试制现场零件评审、子系统性能测试等。总成级验证包括装配及整机检查,例如发动机装配时,齿轴推力间隙、曲轴旋转转矩、燃烧室压缩比及泄漏测试等检查,还有整机的冷试、热试和外观检查,通过总成级验证,来判断样机是否满足设计要求,同时验证装配可行性。最后样机交付客户时对样机进行确认并签署交付确认单。
试制过程问题的研究分析
试制开发周期要求缩短,质量要求提高,现有方法与实际要求矛盾日益凸显。对当前质量管理进行深入研究分析,发现了一些痛点问题。
1. 试制数据孤岛化
数据采集是数字化的基础。采集内容包括样机信息、技术参数、零件质量、工艺要求、装配记录、测试记录和终检记录等,这些信息通常手工记录,以纸质或电子形式保存,零散分布在各功能块,数据犹如一个个在海洋里的孤岛,之间缺少互通。需要使用这些数据信息时,很难快速获取并提供有效证据。
2. 试制工作驱动力不足
试制过程内容繁多,涉及多部门多角色。每个工作传递时,容易出现工作交接不及时甚至出现纰漏,导致工作任务驱动力不足,进度脱节,工作量加重甚至出现扯皮现象。
3. 质量数据处理效率低
试制过程中发生问题必须迅速处理,数据快速分析处理是提高工作效率的保障。这就要求质量数据分析必须快速,能举一反三。目前人工处理方法简单,一旦发生问题,数据不能高效利用,直接影响质量问题判断。
开发试制质量管理改进
1. 质量管理数字化
数字化是利用人工智能、大数据等技术,在信息化的基础上发展并进行行业下沉,将现实世界投射到计算机世界进行全息重建,将物理空间业务迁移到数字空间,实现实体业务由物理空间向数字空间升级。当前数字化应用正在各行业如火如荼开展,驱动系统试制质量管理亟需进行数字化升级。
2. 数字化开发试制管理平台
数字化管理平台是当前先进的管理模式,将管理工作从粗放的事务型转向精细的数据型,通过大数据解决问题。数字化过程中与移动技术融合,物理空间与数字空间孪生。同时数字化过程中涉及的信息进入数字平台,虚实结合动态重构,质量数据共享及动态显示,这样的数字化管理平台可满足开发试制的需求。
数字化质量管理研究应用
1. 数字化试制质量管理平台搭建
首先对试制业务进行梳理。主线业务从样机需求开始,经过计划管理、零件采购、零件质量、工艺设备和现场装配,最终样机交付到客户。关联业务有:项目管理、采购、设计要求、物流管理、设备、现场管理、质量问题管理和下线检查等,之间关系如图3所示。
图3 驱动系统开发试制业务图
项目管理进行项目总体协调,提供项目信息、计划输入及试制零件清单;采购负责所有试制零件的准备;设计要求提供零件及样机的试制技术标准;物流管理负责零件及样机的存储及运输;设备负责装配设备的购买调试及维护;现场管理负责样机试制现场的管理;质量问题管理负责对质量问题处理及跟踪;下线检查负责对样机性能及外观检查。
通过业务梳理确定数值化内容,包括两方面:第一,主线业务通过试制数字化系统管理;第二,关联系统与主业务系统打通。关联系统主要有八个:项目管理系统、零件质量控制系统、物料管理系统、人力资源系统、数模系统、现场管理系统、问题交流系统和采购系统,通过系统互通搭建出开发试制质量管理平台(图4)。
图4 开发试制质量管理平台
2. 试制数字化管理系统应用
试制数字化管理系统包括:试制计划、试制工艺、试制营运(现场制造管理)、质量管理和状态信息五个模块(图5)。
图5 试制数字化管理系统框架图
系统开发以数字化为导向,主线业务迁移到系统中,可满足所有驱动系统项目需求。实现试制项目管理统一管理,工作流驱动,任务处理及时,问题响应快速,现场管理便捷。开发的驱动系统试制数字化管理系统主页如图6所示。
图6 试制数字化管理系统主页
试制计划与项目管理系统对接实现需求自动导入,计划管理与产能配置等功能通过系统融合,试制计划自动排产。
试制工艺对产品设计要求解析,设计装配工艺。产品设计变更在系统中统一管理,测量表在系统中配置,工艺文件在现场终端可直接指导技师装配。现场测量数据统一录入系统,结果自动校验,确保输入信息正确。数据统一保存并可在线实时查询。
试制运营包括现场管理、装配扫描、设备管理和工装管理。设备工装与工艺文件匹配,配料采用零件二维码,装配零件时扫描二维码,保证实物与试制BOM精准匹配,防止错装漏装。现场配置工位,根据工艺进行安排,定人定工位,试制过程中信息逐台录入到管理系统。零件二维码扫描器及信息录入终端如图7所示。
图7 零件扫描器及信息输入终端示意图
质量管理对样机试制过程中发生的问题进行管理。终端录入质量问题后,质量情况在线实时展现,工作流自动流转到责任人,负责人在系统中完成现场措施处理、根本原因分析、长短期措施和长期措施等,最后验证直至问题关闭。
状态信息对驱动系统试制状态动态展现,包括看板和报表。看板包括样机基本信息、试制进度、试制工位信息等。报表有状态及问题汇总,通过图表形式在线实时展现,状态一目了然,如图8所示。
图8 状态信息显示
3. 试制质量数字化管理应用前后对比
数字化之前试制工作通过人工方法,纸质或电子文档形式记录;数字化之后通过系统软件,试制任务通过系统流转,任务驱动,数据由系统记录并管理。以试制发动机样机为例,介绍数字化质量管理过程,同时进行数字化前后对比,如图9所示。
图9 试制数字化质量管理过程及对比
开发试制质量管理数字化的优势
开发试制质量管理平台以数字化应用为切入点,实现了试制活动由物理空间到数字空间的升级,质量效率大幅度提高。数字化应用后优势明显,主要有以下几方面:
1)工作任务分工明确,工作流驱动,系统主动提醒,业务沟通顺畅。
2)驱动系统开发项目统一平台,试制工作规范透明,数据可靠。
3)数据传递方便快捷,减少了沟通成本,加快了试制进度。
4)信息可视化,数据分析自动生成图表,快速为管理人员提供了决策依据。
5)试制信息保存于平台,信息获取方便,全程无纸化办公,减少了线下作业。
6)试制数据统一录入统一管理,保证了产品的可追溯性。
结论
数字化应用是质量控制的发展趋势,满足了试制特殊要求,降低了成本,压缩了开发周期,提高了试制样机质量。现阶段数字化应用处于初步阶段,还有很多场景可用,有很大挖掘空间,需要不断提升。驱动系统开发试制质量管理数字化得到了很好应用,并且具有通用性,希望给同行提供一个转型路径和行业样本。
本文为“AI汽车制造业”首发,未经授权不得转载。版权所有,转载请联系小编授权(VOGEL100)。本文作者:邹伟强 ,单位:泛亚汽车技术中心有限公司 。责任编辑龚淑娟,责任校对何发。本文转载请注明来源:AI汽车制造业
AI汽车制造业
龚淑娟
李峥
2024-09-06
2024-09-08
2024-09-09
2024-09-06
2024-09-06
评论
加载更多