淺析平衡機新產品開發的項目階段劃分

摘要：動平衡機項目有別于一般機械產品項目，它的特點是精度和可靠性要求高、產量小、客戶的需求種類多樣。本文結合平衡機產品的特點，研究一種適合平衡機產品開發項目的項目階段劃分方法。有利于系統化、結構化地實現項目組織行動的統一，為項目質量策劃乃至項目質量管理做好基礎。也為機電一體化產品在開發階段的質量管理提供一種觀點。

關鍵詞：平衡機;產品開發;項目質量管理;項目階段劃分

盡可能地實現客戶的利益，是在競爭激烈的市場中，使業務保持持續成功的基本先決條件。對于生產設備制造商而言，必須在盡量提升產品的故障-安全特性和可靠性的同時，最大程度上減少設備維護和維修所可能造成的開銷。尤其是作為生產設備的機器，被整合在復雜且相互關聯的生產系統中（如汽車制造）時，該設備的開發計劃和制造過程須要系統化的步驟、清晰的程序規則和過程記錄文檔來保證新產品（機器設備）的質量。

動平衡機作為一種復雜的機電一體化系統，其開發過程需要面對各種干擾因素。同時作為多品種、小批量的產品，其新產品的開發對項目質量管理方法提出特有的挑戰。

1.平衡機產品的特點

動平衡機產品有別于一般機械產品。它的特點是精度和可靠性要求高、產量小。另外，客戶所處的行業十分廣泛，如通用機械、航天航空、汽車制造、電子電器、紡織機械、船舶制造、造紙機械、火車機車等，幾乎涵蓋了工業社會的所有鄰域。隨著市場需求的變化，來自各個行業的客戶對動平衡精度和工藝能力提出的要求也變得越來越苛刻。這就對于在項目過程中的質量管理提出了挑戰。用戶對動平衡機的需求不僅表現為一些功能和性能指標要求，而且還要求一定的可靠性、維修性、安全性、模塊化、標準化以及在環境、壽命、成本等方面的要求。這些要求并不總是相容的，甚至可能是矛盾的。由于用戶對需求的不確定性和易變性，很大程度上增加了開發過程的復雜性。

2.平衡機項目質量管理現狀

動平衡是一種工藝，因此一臺平衡機代表的不僅僅是一臺自證合格的測量或試驗設備，而是提供給客戶符合其自身需求的平衡工藝解決方案。為實現這個目標，從預測市場和分析客戶的需求，到結合已有經驗，完成原型機或模塊的開發，再根據不同客戶的定制需求，進行整機的工程設計、裝配調試、安裝和售后服務，這整個過程都需要納入平衡機新產品開發的質量策劃所涵蓋的范圍。

目前，項目管理在國內企業的運用主要圍繞于基礎建設行業的大型項目展開。同時，得益于近年來汽車制造業的迅猛發展，大量涉及大批量定制生產的企業建立起汽車行業生產件與相關服務件組織的質量體系，如QS-9000、VDA6.1、ISO/TS16949等行業體系標準。這對提升國內的大批量定制生產型企業的生產管理和項目管理水平有很大助益。與之相關的項目管理研究也取得不少成果。

然而，國內的平衡機企業在新產品的開發階段缺少可以參考的項目管理模式。由于動平衡機這種多品種、小批量的特點，故其管理模式不能直接參考擁有成熟的項目質量管理體系且基于批量生產模式下的汽車及其零部件制造項目。

平衡機新產品開發的過程有以下特點：

2.1產品開發項目分為：客戶項目（客戶需求推動）;非客戶項目（主要為市場、技術拉動）

2.2新產品的開發為單件生產或樣機試制的模式

平衡機的開發是典型的單件制造模式。所以相關的生產過程如零部件制造、廠內裝配、調試等工作也都是基于單件制造的形式。研究對象無法使用統計學方法和基于批量生產的質量工具。

2.3研發新模塊，然后基于現有成熟模塊，完成整機的研發

利用成熟模塊、改進老模塊、研發新模塊，從整機的角度確認各模塊的整合情況，并驗證最初提出的產品概念和技術標準。從生產過程開發的角度，也對過程工藝的開發成果進行歸檔，作為今后模塊或整機制造的標準過程。

伴隨著上述特點，平衡機制造企業還需要關注這些問題：

（1）項目質量管理體系不完善，未按進行項目階段的劃分，未對新產品的開發活動進行完整策劃和設置節點。缺乏階段性審核。

（2）未使用系統性工具進行風險評估。對設計風險的預防，目前主要通過設計評審來進行。質量工具（如FMEA）應用不完善。

（3）重產品開發、輕生產過程開發。

項目運行模式在平衡機企業的現狀是由其產品和產品實現模式二者的特點決定的。平衡機企業基于上述情況，平衡機項目在質量管理上需要更有針對性的管理模式。

3.平衡機的項目階段劃分

平衡機在汽車制造業的業務增長正呈現出越發迅猛的態勢。VDA?6.4?作為德國汽車工業質量標準對生產工具設備（機器、設備、裝置、模具和檢驗工具）制造商的要求，對規范平衡機制造企業的新產品開發過程和項目質量規劃，都具有重要的指導意義，或者甚至是合規要求。這里將VDA6.4標準要求的質量策劃步驟與現行的產品開發程序結合，將開發步驟與質量策劃的控制點按產品實現的不同階段劃分如下：

3.1階段0：機會評估

機會評估階段，是在項目成立之前的一個時期，或者可以定義為“階段0”。之所以將其納入項目質量策劃過程來分析和構建，是因為它對于企業分析市場需求、調查類似產品、識別潛在風險、做出戰略部署具有重大意義。由于平衡機產品所覆蓋的不同行業，在不同的時期其繁榮程度都在不停發生變化，呈現著一種“此起彼伏”的狀態。例如汽車制造業近年保持的持久高速增長、中小電機行業的長期平穩發展、高鐵的一輪大發展已經完成等等。這種特點要求不同產品線的市場營銷人員保持對各自客戶業務發展的熟悉，以及對國內平衡機競爭對手的產品情況有不斷更新。定期將各自負責的行業信息收集匯總，并對市場變化趨勢進行持續的評價。業務經理聯合產品線經理對市場信息或在客戶的初步意向進行戰略可行性評審，提出產品概念：初步定義平衡機的精度等級、平衡支承模式（立式、臥式、軟硬支承等）等。進行研發成本和產品毛利計算。然后向管理層（包括事業部總經理、銷售服務總監、運營總監、制造部經理、調試服務部經理）提出機會評估申請。一旦評估認可，則確定新產品的開發項目成立，并組建項目團隊。

對于非客戶項目，通過機會評估則可以進入階段1。而對于客戶項目，還需要進行競標計劃和競標文件的制作。根據客戶的SOR（Statement?of?Requirement）進行商務、技術方案的報價。得到客戶的合同是能否進入階段1的關鍵。

3.2階段1：策劃和確定

策劃階段對項目而言是最重要的。在這個階段，應該把整個項目的工作進行分解，并完成項目進度計劃。從產品的角度看，要形成作為項目質量目標的產品功能規范和成本目標。對產品的零部件展開，根據生產的難點和重點進行分析并作預案。如對外協件供應商能力的預估;是否包含采購周期特別長的進口零件;現場裝配、調試所需的特定條件和工具設備等。在形成產品功能規范的過程中，使用QFD等工具。

還有不可忽視的重點是對歷史數據的分析，特別是對客戶項目，類似的項目管理過程數據，可以對項目的質量策劃階段提供很有意義的參考。進而縮短策劃階段的時間。

3.3階段2：標準化模塊的開發和驗證

一臺平衡機開發工作的核心往往在于幾個主要新模塊的開發（產品開發和生產過程開發）。在現行的產品設計開發流程中，主要使用的是設計評審的方法，來評估設計的風險。這里引入DFMEA、PDPC等方法，可以幫助對產品的功能技術指標、可靠性、可維護性、安全性進行更加系統性地設計。由于對許多平衡機制造企業而言，這些工具還屬于新鮮事物，所以需要在平時增加設計開發人員在使用這方面工具的培訓。并在實際實施過程中，由質量部對這些工具的使用提供支持。

重要模塊比如平衡主軸，裝配完成后，測試部門利用專門設計的主軸跑合平臺來進行勻脂跑合。再對主軸使用主軸測試平臺，進行不同轉速下的動平衡重復性測量。

3.4階段3：整機的開發和驗證

整機的開發是基于模塊開發完成的基礎上，從整個方案的高度，對編制的技術規范負責。并且需要考慮客戶的一些非標準模塊所能包含的需求。比如一些非常特殊的平衡校正功能的實現，不具有普遍意義，也沒有必要作為標準化模塊來研究和開發。這個階段產品的成本可以確定下來。也可以確定一些易損件、設備保養周期和措施要求。

整機的驗證是針對技術規范，按照整機開發中定義好的驗證步驟，進行型式試驗的過程。除了功能性指標外，還須進行空運轉和廠內試運行測試（不同于在客戶處的試運行），以及完成客戶定義的各項測試。

3.5階段4：生產過程開發和驗證

生產過程的驗證生產過程開發的不充分，特別是對標準化模塊的工藝過程，一直是導致我公司項目延期的主要原因。常見的問題是：一些關鍵零部件，如主軸、軸瓦、軟支承剛度架、齒輪箱，由于初期對供應商能力預估的不足，導致不能滿足設計要求;或由于進料驗收標準不明，導致直至裝配甚至是整機測試驗證時，發現由于某幾個零部件造成的故障或技術規范不能達成。這個階段需要特別強調去提前預防和排除這些生產過程中的風險。

從整機的角度，生產過程的開發還包括定義整機的裝配、調試場地要求和條件、工具的管理要求。由于平衡機系統的零件部件也是小批量多品種，對于物料的配料、發料及現場管理等工作也帶來了復雜性，應由物流部門設計有針對性的預案。對裝配作業，除了制作裝配圖和作業指導書外，還應進行關鍵結構裝配的培訓。此外還有須包括對整機拆卸、包裝、儲存、運輸的相關要求和條件進行定義。

生產過程的開發和驗證，對于平衡機產品的開發可以起到反饋作用，從而優化產品設計的工藝性。

3.6階段5：試運行

對客戶項目而言，試運行是在客戶處進行的，驗收工作的一部分，一般由售后服務部門主導。然而需要說明的是，此事的產品仍處在項目階段。因此售后服務部門需要及時的向項目負責人反饋各種問題。工程部應提供產品在客戶處安裝和布置的要求。售后服務部明確試運行計劃，并按技術協議要求，定義客戶驗收程序。

對非客戶項目，試運行是在企業內部進行，通過對可能的工況模擬，來驗證新產品是否滿足產品策劃中目標客戶的使用需求。驗證如MTBF（Mean?Time?Between?Failure：平均無故障工作時間）和MTTR（mean?time?to?restoration：平均恢復前時間）等可靠性數據。

3.7階段6：產品確認

對客戶項目，產品確認主要通過雙方對《客戶驗收報告》的簽核來完成。并由售后服務部與客戶定義，維護工作方面有哪些操作、狀態應如何、由誰來記錄以供定期分析。與客戶建立《預防性保養時間表》和《設備性能數據反饋計劃》。對非客戶項目，測試部門提供《樣機試制分析報告》。

項目完成，對該項目進行總結，并與上述各個階段評審一起，將記錄、數據、歸檔入持續改進系統中。

3.8階段7：產品進入可銷售狀態（非客戶項目）;交付客戶（客戶項目）

產品交付客戶，同時管理上從項目組交接給售后服務部。相同產品離開項目階段，進入產品化的階段。產品及服務進入持續改進管理程序。

4.結論

對于平衡機產品開發項目而言，需要認清其階段劃分的特殊性。合理的項目階段劃分，為后續的階段性審核、產品開發和過程開發的風險識別和評估等結構化的過程設計，做好了基礎工作。

參考文獻

[1]德國汽車工業協會，VDA?6.4：2005，汽車工業質量管理6?質量管理體系審核?第4部分-生產設備，Berlin：?Beuth?Verlag?GmbH，?2005?.

[2]劉艷梅.氣門彈簧新產品開發先期質量策劃應用研究.上海交通大學.2009.

作者簡介：裴定宜（1984-），男，上海市，上海申克機械有限公司平衡機事業部質量經理，上海交通大學在職研究生，研究方向：項目質量管理。