浅析平衡机新产品开发的项目阶段划分

摘要：动平衡机项目有别于一般机械产品项目，它的特点是精度和可靠性要求高、产量小、客户的需求种类多样。本文结合平衡机产品的特点，研究一种适合平衡机产品开发项目的项目阶段划分方法。有利于系统化、结构化地实现项目组织行动的统一，为项目质量策划乃至项目质量管理做好基础。也为机电一体化产品在开发阶段的质量管理提供一种观点。

关键词：平衡机;产品开发;项目质量管理;项目阶段划分

尽可能地实现客户的利益，是在竞争激烈的市场中，使业务保持持续成功的基本先决条件。对于生产设备制造商而言，必须在尽量提升产品的故障-安全特性和可靠性的同时，最大程度上减少设备维护和维修所可能造成的开销。尤其是作为生产设备的机器，被整合在复杂且相互关联的生产系统中（如汽车制造）时，该设备的开发计划和制造过程须要系统化的步骤、清晰的程序规则和过程记录文档来保证新产品（机器设备）的质量。

动平衡机作为一种复杂的机电一体化系统，其开发过程需要面对各种干扰因素。同时作为多品种、小批量的产品，其新产品的开发对项目质量管理方法提出特有的挑战。

1.平衡机产品的特点

动平衡机产品有别于一般机械产品。它的特点是精度和可靠性要求高、产量小。另外，客户所处的行业十分广泛，如通用机械、航天航空、汽车制造、电子电器、纺织机械、船舶制造、造纸机械、火车机车等，几乎涵盖了工业社会的所有邻域。随着市场需求的变化，来自各个行业的客户对动平衡精度和工艺能力提出的要求也变得越来越苛刻。这就对于在项目过程中的质量管理提出了挑战。用户对动平衡机的需求不仅表现为一些功能和性能指标要求，而且还要求一定的可靠性、维修性、安全性、模块化、标准化以及在环境、寿命、成本等方面的要求。这些要求并不总是相容的，甚至可能是矛盾的。由于用户对需求的不确定性和易变性，很大程度上增加了开发过程的复杂性。

2.平衡机项目质量管理现状

动平衡是一种工艺，因此一台平衡机代表的不仅仅是一台自证合格的测量或试验设备，而是提供给客户符合其自身需求的平衡工艺解决方案。为实现这个目标，从预测市场和分析客户的需求，到结合已有经验，完成原型机或模块的开发，再根据不同客户的定制需求，进行整机的工程设计、装配调试、安装和售后服务，这整个过程都需要纳入平衡机新产品开发的质量策划所涵盖的范围。

目前，项目管理在国内企业的运用主要围绕于基础建设行业的大型项目展开。同时，得益于近年来汽车制造业的迅猛发展，大量涉及大批量定制生产的企业建立起汽车行业生产件与相关服务件组织的质量体系，如QS-9000、VDA6.1、ISO/TS16949等行业体系标准。这对提升國内的大批量定制生产型企业的生产管理和项目管理水平有很大助益。与之相关的项目管理研究也取得不少成果。

然而，国内的平衡机企业在新产品的开发阶段缺少可以参考的项目管理模式。由于动平衡机这种多品种、小批量的特点，故其管理模式不能直接参考拥有成熟的项目质量管理体系且基于批量生产模式下的汽车及其零部件制造项目。

平衡机新产品开发的过程有以下特点：

2.1产品开发项目分为：客户项目（客户需求推动）;非客户项目（主要为市场、技术拉动）

2.2新产品的开发为单件生产或样机试制的模式

平衡机的开发是典型的单件制造模式。所以相关的生产过程如零部件制造、厂内装配、调试等工作也都是基于单件制造的形式。研究对象无法使用统计学方法和基于批量生产的质量工具。

2.3研发新模块，然后基于现有成熟模块，完成整机的研发

利用成熟模块、改进老模块、研发新模块，从整机的角度确认各模块的整合情况，并验证最初提出的产品概念和技术标准。从生产过程开发的角度，也对过程工艺的开发成果进行归档，作为今后模块或整机制造的标准过程。

伴随着上述特点，平衡机制造企业还需要关注这些问题：

（1）项目质量管理体系不完善，未按进行项目阶段的划分，未对新产品的开发活动进行完整策划和设置节点。缺乏阶段性审核。

（2）未使用系统性工具进行风险评估。对设计风险的预防，目前主要通过设计评审来进行。质量工具（如FMEA）应用不完善。

（3）重产品开发、轻生产过程开发。

项目运行模式在平衡机企业的现状是由其产品和产品实现模式二者的特点决定的。平衡机企业基于上述情况，平衡机项目在质量管理上需要更有针对性的管理模式。

3.平衡机的项目阶段划分

平衡机在汽车制造业的业务增长正呈现出越发迅猛的态势。VDA 6.4 作为德国汽车工业质量标准对生产工具设备（机器、设备、装置、模具和检验工具）制造商的要求，对规范平衡机制造企业的新产品开发过程和项目质量规划，都具有重要的指导意义，或者甚至是合规要求。这里将VDA6.4标准要求的质量策划步骤与现行的产品开发程序结合，将开发步骤与质量策划的控制点按产品实现的不同阶段划分如下：

3.1阶段0：机会评估

机会评估阶段，是在项目成立之前的一个时期，或者可以定义为“阶段0”。之所以将其纳入项目质量策划过程来分析和构建，是因为它对于企业分析市场需求、调查类似产品、识别潜在风险、做出战略部署具有重大意义。由于平衡机产品所覆盖的不同行业，在不同的时期其繁荣程度都在不停发生变化，呈现着一种“此起彼伏”的状态。例如汽车制造业近年保持的持久高速增长、中小电机行业的长期平稳发展、高铁的一轮大发展已经完成等等。这种特点要求不同产品线的市场营销人员保持对各自客户业务发展的熟悉，以及对国内平衡机竞争对手的产品情况有不断更新。定期将各自负责的行业信息收集汇总，并对市场变化趋势进行持续的评价。业务经理联合产品线经理对市场信息或在客户的初步意向进行战略可行性评审，提出产品概念：初步定义平衡机的精度等级、平衡支承模式（立式、卧式、软硬支承等）等。进行研发成本和产品毛利计算。然后向管理层（包括事业部总经理、销售服务总监、运营总监、制造部经理、调试服务部经理）提出机会评估申请。一旦评估认可，则确定新产品的开发项目成立，并组建项目团队。

对于非客户项目，通过机会评估则可以进入阶段1。而对于客户项目，还需要进行竞标计划和竞标文件的制作。根据客户的SOR（Statement of Requirement）进行商务、技术方案的报价。得到客户的合同是能否进入阶段1的关键。

3.2阶段1：策划和确定

策划阶段对项目而言是最重要的。在這个阶段，应该把整个项目的工作进行分解，并完成项目进度计划。从产品的角度看，要形成作为项目质量目标的产品功能规范和成本目标。对产品的零部件展开，根据生产的难点和重点进行分析并作预案。如对外协件供应商能力的预估;是否包含采购周期特别长的进口零件;现场装配、调试所需的特定条件和工具设备等。在形成产品功能规范的过程中，使用QFD等工具。

还有不可忽视的重点是对历史数据的分析，特别是对客户项目，类似的项目管理过程数据，可以对项目的质量策划阶段提供很有意义的参考。进而缩短策划阶段的时间。

3.3阶段2：标准化模块的开发和验证

一台平衡机开发工作的核心往往在于几个主要新模块的开发（产品开发和生产过程开发）。在现行的产品设计开发流程中，主要使用的是设计评审的方法，来评估设计的风险。这里引入DFMEA、PDPC等方法，可以帮助对产品的功能技术指标、可靠性、可维护性、安全性进行更加系统性地设计。由于对许多平衡机制造企业而言，这些工具还属于新鲜事物，所以需要在平时增加设计开发人员在使用这方面工具的培训。并在实际实施过程中，由质量部对这些工具的使用提供支持。

重要模块比如平衡主轴，装配完成后，测试部门利用专门设计的主轴跑合平台来进行匀脂跑合。再对主轴使用主轴测试平台，进行不同转速下的动平衡重复性测量。

3.4阶段3：整机的开发和验证

整机的开发是基于模块开发完成的基础上，从整个方案的高度，对编制的技术规范负责。并且需要考虑客户的一些非标准模块所能包含的需求。比如一些非常特殊的平衡校正功能的实现，不具有普遍意义，也没有必要作为标准化模块来研究和开发。这个阶段产品的成本可以确定下来。也可以确定一些易损件、设备保养周期和措施要求。

整机的验证是针对技术规范，按照整机开发中定义好的验证步骤，进行型式试验的过程。除了功能性指标外，还须进行空运转和厂内试运行测试（不同于在客户处的试运行），以及完成客户定义的各项测试。

3.5阶段4：生产过程开发和验证

生产过程的验证生产过程开发的不充分，特别是对标准化模块的工艺过程，一直是导致我公司项目延期的主要原因。常见的问题是：一些关键零部件，如主轴、轴瓦、软支承刚度架、齿轮箱，由于初期对供应商能力预估的不足，导致不能满足设计要求;或由于进料验收标准不明，导致直至装配甚至是整机测试验证时，发现由于某几个零部件造成的故障或技术规范不能达成。这个阶段需要特别强调去提前预防和排除这些生产过程中的风险。

从整机的角度，生产过程的开发还包括定义整机的装配、调试场地要求和条件、工具的管理要求。由于平衡机系统的零件部件也是小批量多品种，对于物料的配料、发料及现场管理等工作也带来了复杂性，应由物流部门设计有针对性的预案。对装配作业，除了制作装配图和作业指导书外，还应进行关键结构装配的培训。此外还有须包括对整机拆卸、包装、储存、运输的相关要求和条件进行定义。

生产过程的开发和验证，对于平衡机产品的开发可以起到反馈作用，从而优化产品设计的工艺性。

3.6阶段5：试运行

对客户项目而言，试运行是在客户处进行的，验收工作的一部分，一般由售后服务部门主导。然而需要说明的是，此事的产品仍处在项目阶段。因此售后服务部门需要及时的向项目负责人反馈各种问题。工程部应提供产品在客户处安装和布置的要求。售后服务部明确试运行计划，并按技术协议要求，定义客户验收程序。

对非客户项目，试运行是在企业内部进行，通过对可能的工况模拟，来验证新产品是否满足产品策划中目标客户的使用需求。验证如MTBF（Mean Time Between Failure：平均无故障工作时间）和MTTR（mean time to restoration：平均恢复前时间）等可靠性数据。

3.7阶段6：产品确认

对客户项目，产品确认主要通过双方对《客户验收报告》的签核来完成。并由售后服务部与客户定义，维护工作方面有哪些操作、状态应如何、由谁来记录以供定期分析。与客户建立《预防性保养时间表》和《设备性能数据反馈计划》。对非客户项目，测试部门提供《样机试制分析报告》。

项目完成，对该项目进行总结，并与上述各个阶段评审一起，将记录、数据、归档入持续改进系统中。

3.8阶段7：产品进入可销售状态（非客户项目）;交付客户（客户项目）

产品交付客户，同时管理上从项目组交接给售后服务部。相同产品离开项目阶段，进入产品化的阶段。产品及服务进入持续改进管理程序。

4.结论

对于平衡机产品开发项目而言，需要认清其阶段划分的特殊性。合理的项目阶段划分，为后续的阶段性审核、产品开发和过程开发的风险识别和评估等结构化的过程设计，做好了基础工作。

参考文献

[1]德国汽车工业协会，VDA 6.4：2005，汽车工业质量管理6 质量管理体系审核 第4部分-生产设备，Berlin： Beuth Verlag GmbH， 2005 .

[2]刘艳梅.气门弹簧新产品开发先期质量策划应用研究.上海交通大学.2009.

作者简介：裴定宜（1984-），男，上海市，上海申克机械有限公司平衡机事业部质量经理，上海交通大学在职研究生，研究方向：项目质量管理。