基于QFD的锂电池管理系统开发质量管理应用

何波

摘要：本文通过质量功能展开（QFD）在锂电池管理系统开发项目上的运用，阐述了A公司如何摆脱传统电子产品开发理念，引进专业管理工具对锂电池管理系统开发项目进行质量管理改善。

[关键词]电池管理系统QFD质量屋

1引言

QFD方法是一种高效，针对性强的科学性分析办法，它的突出特点是，能把客户抽象的需求和想法转变成详细、具体的说明，能够让开发人员以此为标准来设计具体的产品。A公司主营业务为纯电动汽車、中大型储能基站等动力锂电池管理系统（简称“BMS”）的产品开发、生产、销售和服务，关键技术目前已经达到业内技术领先的同等水平。

2A公司QFD的分析过程

2.1收集客户需求

A公司在产品设计之初就收集主机厂对BMS锂电池管理系统的开发要求，在已进行的项目合作或技术交流保持良好沟通，根据客户的技术要求和提供的技术资料制定方案书。从客户实际项目的生产、调试、测试反馈信息获得对A公司产品的评价;还通过客户调查问卷的形式获取BMS开发指标信息，公司根据以往项目经验和客户需求制定客户需求调查表，通过种种途径，A公司将各种客户端信息汇总成产品开发需求指标。

2.2需求排序

主机厂每个项目对电池系统的功能、策略需求不一样，以及对同一功能侧重点也不一样。比如，电池系统的加热功能，在广东地区来说很少用到的可选配置，但是到了北方就是必须要有的配置，因为锂电池在低温下容量会发生衰减，直接影响车辆的续航里程。同时，一r般在气温零摄氏度以下，电池充电效率低，而且强制低温充电会影响电池的使用寿命，所以，在北方冬天的情况下就必须具备电池系统加热功能，所以同一产品在不同的客户面前重要程度是不一样的。那么我们怎么就需要将大量需求信息，按照相对是否重要的程度进行重要性排序。通过排序，A公司可以罗列出顾客认为最看重和最不看重的需求，有了这些重要的需求信息后，开发者和市场调研人员都可以避免根据自己的喜好而进行产品定位和开发。相对重要程度排序，其实质是定量分析的过程，借用科学层次的分析方法来评估相对重要的权重，最后再根据所得到的权重值进行重要程度排序。用确切的数字来反应顾客对BMS功能需求的需求程度。我们定义如下：最迫切的需求是1，重要程度按2，3，4，....依次减弱。关于BMS产品各项功能需求的重要性通过如下步骤体现：

（1）明确BMS产品功能重要性要点。将评估目标“信息获取”分为总电压获取、总电流获取、单体电压获取、温度获取、绝缘电阻检测和SOC估算六个分目标;

（2）同时不同功能指标进行重要程度计算。经过对顾客的产品功能要求收集，引用西蒂的方法（如表1）把不同功能在总功能要求的前提下，进行一一比较：“总电压采集"与“总电流采集”相比，指标“总电压采样”相对重要程度“基本重要"，取a21=5;而“总电流采集”与“总电压采集”相比，“总电流采集“相对重要程度取值a12=1/5，以此类推，得出六个分目标的判断矩阵（见表2）

矩阵表建立完成后，接下来进行一致性检验，CR=CI/RI=0.031099<0.1，一致性检验通过后，再进行权重值计算W1=0.3290，W2=0.0792，W3=0.1220，W4=0.0359，W5=-0.0197，W6=0.2372。分析各分目标的权重可知，BMS产品的设计中最首要的是保证总电压的获取，然后按顺序依次是SOC估计、单体电压获取、总电流获取、温度获取，最后考虑的是绝缘检测。

2.3产品性能的衡量

A公司对顾客需求按照重要程序进行顺序安排后，就要具体开始评估BMS产品，探索他们是怎么样去满足顾客对产品的需求的。把产品需要评价的功能指标放入“质量屋”顶端，用具体的产品性能描述，如总电压采样、总电流采样、单体电压采样、温度采样等。总功能实现价值的过程就是那公司现有产品定性的分析对比市场，上友商BMS竞品比较衡量价值。如表3。

2.4相关产品性能矩阵

相关产品性能矩阵代表顾客的主观需求和具体工程设计的产品功能的内在联系，在表3中我们使用一些特别制定的符号来代表他们的关系。按照四个层次进行区分：四种不同层次用四种不同的符号进行标记区分表示，分别用“●、O、★、★”表示。以下我们将逐个解释QFD表里面人们对产品的要求和产品本身各个模块之间的联系。例如，“总电压采样”的需求信息，它与“高低压隔离”关联性很大，用“●”表示;与元器件的“车规级”关联性很大，用“●”表示;与“软件滤波”的产品功能指标的内在联系比较浅，拿“你”代表;“总电流采样”与“符合安规等级”的工程参数关联性较大，用“o”表示;与“高低压隔离”的产品功能指标内在联系很小，用“论”表示。

2.5同行业之间竞争基准评定

让客户将目前需要被测试的BMS产品的性能参数与竞争对手的BMS进行比较，总结出竞争能力的大小顺序，用“一般好”，“很好”和“很差”来表示。通过将这种竞争排名与客户偏好的“相对重要性”进行比较，A公司可以得出有价值的资源分配基础。假设有竞品公司BMS产品的某项功能经过分析已经处于被客户求程度的最高点，这时候A公司需要研究这个功能是怎么满足顾客需求的。

3结论

随着公司产品研发数量的增多，现有产品研发水平和产品研发质量管理已不能适应企业的快速发展需求，为了加快产品研发进度，控制成本，提高产品质量，提升公司的整体产品研发能力和产品研发质量管理的有效性，基于QFD在A公司产品开发种的应用进行研究，从抽象的客户需求到具体的开发指标，对公司的产品开发质量管理进行了改善，明确了开发重点

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