设计开发“内建质量”模型的建立和运用——上海泛亚汽车公司质量方法实践案例

◆张振宇 孙丽丽 / 文

泛亚汽车技术中心是上海通用汽车的工程中心，自建立以来，始终遵循逻辑斯蒂曲线的增长规律，不断调整质量管理策略，不断推出引领时代的产品。

设计开发质量是影响产品整个生命周期质量最为关键的因素，不断改善产品设计开发质量已成为企业降低生产成本、挖掘潜在利润、缩短产品交货周期、提高市场竞争力的一个极为重要的环节。

泛亚汽车技术中心以满足并超越顾客期望为己任，建立了ISO9000的独立认证和ISO/TS16949产品设计过程认证。在整车产品开发过程中泛亚采取的是矩阵式项目管理，每一个整车项目的开发均以全球整车开发流程为主线，实施整车项目开发管理。由于整车开发涉及系统接口和功能众多，从数字设计到物理验证，广泛采用同步工程和系统工程管理。因此，在实施质量管理的过程中遇到了以下这样或那样的问题：

——较难实现真正的市场驱动的产品开发，欠缺保证客户需求输入和客户需求得到满足的控制机制。

——汽车设计开发过程极其复杂，零件众多，开发部门之间利益壁垒的存在，导致“界面”问题成为提高设计开发质量的严重阻碍。

——汽车产品的使用条件也相当复杂，诸如温湿度，客户使用习惯，零部件的老化和制造偏差等，都会影响产品的设计开发质量，让产品功能的稳定性大打折扣。

——对质量工具的运用存在教条主义，强调了单一质量工具的应用技巧，而未将质量工具有机的融合到产品的开发过程中，也未从集成化的角度进行思考。

——经验学习过程未纳入问题解决过程从而形成闭环的学习过程，导致质量问题重复出现。也未充分从知识管理的角度对设计开发过程进行有效回馈，很难形成设计开发过程能力螺旋型上升。

“内建质量”模型就是在应对这些挑战的背景下产生的。

1 “内建质量”模型的建立及推广

1.1 “内建质量”模型的产生

成本10n理论告诉我们，设计开发是成本控制的源头，一般而言，成本随着项目的推进，在不同的阶段会呈现几何级数的增长。泛亚的实践经验也表明，如果前期设计没有考虑周全，往往会引起售后市场的抱怨，甚至召回事件。如何实现从“后期解决”到“前期预防”，对于公司的成功至关重要。

针对上述五个方面的挑战，泛亚经过在汽车设计开发质量管理领域15年的积极探索和实践，逐渐摸索出了一套符合设计开发企业特点的“前期预防”质量管理模式，公司称之为设计开发“内建质量（Designin-quality）”模型(见图1)。

这一模型的特点是：明确了客户需求是所有产品开发的驱动源，稳健设计及有效认证为产品开发的基本保障，积极的问题解决成为合理的补充，同时知识管理始终贯穿在开发活动的过程中，并在不同的阶段形成固化的知识积累。开发各个阶段针对问题和经验积极开展经验学习活动，从机制上确保经验学习的成果能够被标准化，并且输入到后续的产品开发过程中，让我们的设计开发质量水平持续改善，设计开发能力不断提升。

1.2 “内建质量”模型的核心思想

而对于设计开发“内建质量”模型，核心的思想是进行稳健的设计和有效的认证。对于这一方面，泛亚主要是将日本九州大学的吉村达彦先生GD3方法及理念进行创新实践应用。

由图2可以看出GD3方法是由三部分组成，每一部分都明确了应用的质量工具。

1）稳健设计（G o o d Design）

Good Design（稳健设计）是Good Discussion和Good Dissection的基础，是产品设计质量的保证，稳健性是重要的衡量指标。使用DFSS（Design For Six Sigma，六西格玛设计）指导Good Design，目的是要培养工程师系统分析和决策的思维习惯，客观地、以事实为依据进行产品开发。

图1 设计开发“内建质量”模型

图2 泛亚设计开发“内建质量”模型中的GD3方法

2）充分讨论（ G o o d Discussion）

工程师在产品设计开发时，需要在产品开发过程的每一个环节关注客户的需求，因此就需要在业务链的上下游之间以及和最终客户之间保持良好的沟通和讨论，这样才能在界面处发现问题萌芽。采用DFMEA/DRBFM（Design Failure Modes &Effects Analysis设计失效模式及其影响分析/Design Review Based Failure Mode基于失效模式的设计评审）方法来作为讨论的工具和记录的载体。

3）仔细观察（G o o d Dissection ）

产品设计开发的可靠性和耐久性问题是需要通过试验认证来确保问题发现和预防。另外，界面处的问题也是隐患聚集之处。即使工程师对零部件本身的质量很有信心，但在界面处还是存在许多问题隐患未能发现，因此需要通过一些技术方法来进行早期的探测和发现。通过对物理试验开展DRBTR（Design Review Based Test Result基于试验结果的设计评审）方法进行仔细观察。

Good discussion 和Good dissection 对于界面处的问题发现是非常重要的，这是设计开发质量防患于未然的基础。每一个设计工程师在参加会议时都需要与相关部门的人员基于实际的零件或数模、图纸进行观察、分析、沟通讨论。

1.3 设计开发“内建质量”模型的集成式闭环管理

设计开发“内建质量”模型的另一个特色是真正形成了集成式的闭环管理，而且对于各种质量工具的应用更加具有逻辑性和可操作性。如在客户需求定义阶段会较多地使用QFD工具，到了稳健设计和有效认证阶段采用如前所述的泛亚GD3，针对开发阶段出现的问题会更多地采用7钻和Red X方法进行积极的解决。这些环节环环相扣，使设计开发质量持续改善。对于开发过程和问题解决的每个阶段都会推动基于知识管理理论，应用经验学习这个工具为核心的回馈过程，确保产品开发质量的提升和工程师能力的螺旋形上升。同时对于同步执行的项目和后续项目都会起到预防类似问题重复发生的效果。

2 “内建质量”模型的应用实践

根据设计开发“内建质量”模型，泛亚结合产品开发过程定义了质量工具的具体应用（见图3）。

2.1 产品概念开发阶段（项目立项到项目启动）

产品概念开发阶段是产品开发的最前期。在这个时期，需要明确项目的目标，项目的生命周期和范围，项目的市场定位、竞争对手及价格，主要设计亮点及技术亮点等，工程解决方案，制造可行性及固定资产投资策划，所需的零件清单等。这些最基础的整车需求会被定义出来，然后指导后续的设计。这个阶段的设计内容在整个产品开发周期中非常重要，因为这时确定的需求是宏观战略性的需求，所谓失之毫厘谬以千里，前期的错误在后期往往需要成倍的时间和人力去弥补。所以在这个阶段公司主要引入QFD（Quality Function Deployment）和DFSS。

结合具体项目，QFD一般在项目的前期展开，首先是客户声音收集，对此，泛亚围绕这个工具，开展客户和市场走访活动收集分析客户需求。走访的团队人员由各部门的资深工程师组成，一般分成几组，分别在几个有针对性的城市，通过与客户及经销商进行问卷调查和访谈，收集分析一手的资料，并将其通过QFD工具，和工程指标进行评估分析和转换，在项目上进行跟踪和实施。

图3 质量工具集成运用

DFSS在提高产品质量和可靠性的同时，会降低成本及缩短开发周期，具有很高的实用价值。在实际操作过程中，可根据QFD确定的顾客和市场需求，以及设计的方向和目标，以前类似产品的质量问题，均可以启动DFSS项目。目前DFSS立项启动不仅有独立的解决问题，提升客户满意度的项目，还与整车开发相接合，在整车项目的前期就引入DFSS的思想，将可能需要前期设计的问题进行识别。然后，运用创新方法和技巧，解决工程中的各种矛盾/冲突，开发高质量、具有竞争力的设计方案，而且更重要的是能够实现产品设计创新。通过田口方法的应用，进行具体的产品设计参数选择，可以得到稳健产品设计参数的最优组合。

2.2 产品数据开发阶段（项目启动到设计发布）

在确认了项目的整体需求，并对项目的总体框架结构形成初步方案后，产品开发推进到了数据开发阶段，如果说在概念开发阶段，是总体的方向把握，那么在数据开发阶段则是通过开发工作将总体的方向落到实处。

数据开发阶段的一个重要的特点是，开发时间紧迫，需要在整体上把握开发进度，确保每一个开发节点的交付物的准时递交，严格的前期质量控制非常重要。所以在这个阶段公司引入了系统化的产品质量问题前期预防工具DFMEA/DRBFM。

顺利实施DFMEA的重要因素之一就是及时性。它是“事前”行为，而不是“事后”操作，为了实现最大价值，DFMEA必须在产品数据发布之前实施。预先完成DFMEA，产品的变更就变得更加容易实施，且成本也较为便宜，从而将后期更改的危机减少到最小。

在具体项目开展前制定DFMEA计划，主要围绕着三个不同的阶段进行开展，如图4。

在DFMEA/DRBFM流程中，充分结合DFMEA的各个要素，制定了6个评审节点（见图3），并且明确每个节点的基本任务和完成时间。

对每个节点，公司都会对整个项目的DFMEA/DRBFM完成状态和完成质量进行跟踪，确保在项目的开发过程中能做到“事先预防”，从而提高产品开发的总体质量。

2.3 产品试制验证阶段（设计发布到试生产）和产品投产阶段（试生产到批量上市）

产品数据设计阶段完成后，整个开发流程过渡到了产品试制验证阶段和产品投产阶段。

产品试制阶段是将上阶段开发完成的数据转化成实际的物理产品，并对其进行各种试验，以确定达到了法律法规及客户的要求。然后零件及子系统的设计验证完成后，进入到产品投产阶段，产品转入到生产线进行调试和试生产。

试制及验证的目的是为了确认设计，在试制零部件已经完成的情况下，如何最大化地发现问题并改进设计呢？这里公司引入了质量工具DRBTR。在运用DRBTR寻找发现设计隐患的过程中，有一个很重要的观点，即不要把试验简单地当成判断的方法，而是要将它作为发现问题的手段。正是基于这种想法，便有了在项目开展中需要遵循的行为方式，即：

——“在观察了试验结果之后，你还有哪些不良的隐患”；

——“这些隐患可能会引发哪些问题”；

——“这些隐患会在什么情况下转变成实际的问题”；

——这会对客户造成怎么样的影响；

——为了避免这些预感转变为现实问题，需要采取哪些措施。

图4 DFMEA开展过程

泛亚的DRBTR活动不仅在零部件级的试验中开展，而且也融合到整车的集成开发中。以整车耐久性试验为例，整个试验过程中会设置三次DRBTR的节点，通常在试验完成的50%、99%和100%时进行。前两个节点50%和99%是在耐久性路试现场，针对完成相应里程数的车辆进行现地现物的全方位观察和性能评估。100%的DRBTR一般是将试验车运回泛亚来实施，并进行完全拆解，这样可以让大家观察得更彻底。

有些问题很简单，能够一眼就能看出来，有些问题是系统的问题，很难找出问题的根本原因。所以在这个过程中我们引入了7 Diamond和 Red X，用来协助工程师快速准确地找到问题的根本原因，并解决问题。

3 应用总结

自2006年全面推广和应用设计开发“内建质量”模型，泛亚的工程开发能力已经突破了饱和期，从2006年只能进行平台大改型和系统设计开发，发展到成功完成新赛欧，新GL8等全新整车开发以及C14全新动力总成开发，进入到了持续改善阶段，并且开始主导开发某些全球车型。

以新赛欧为例， J.D. Power新车质量调研（IQS）报告中，新车平均问题数下降了65%，名列细分市场第一。这种强烈的反差除了说明了技术在飞速的革新，更体现了质量管理水平的飞跃。泛亚的”内建质量”模型的创新实践也获得了行业的一致肯定，并分别荣获了2012年度工业和信息化部和中国质量协会“质量标杆”称号。