汽車可靠性目標設置與實現路徑探究

奇瑞汽車股份有限公司□曹 斌 趙海東 劉華林 吳正闊

產品可靠性是質量管理中產品性能之一，一個可靠的產品應該在整個使用期間能夠執行設計要求功能的產品，可靠性是一種質量特性，它體現了當今購車者對車輛的一種主要要求。可靠性是一種綜合性的技術，應該從成本、顧客要求及公司水平等方面綜合考慮。確定可靠性目標和方案，然后通過試驗對可靠性方案進行評估，來控制產品的質量，滿足顧客的需求。在國內外很多汽車企業，將汽車可靠性列為整車基本質量要求，也是顧客認為的理所應當質量。整車可靠性工作涉及可靠性目標規劃、設計、驗證、和確認，生產制造、售后等工程活動，規范和指導項目在整車、系統和零部件方面的可靠性工作，充分利用給定的資源、有效的安排和協調各種可靠性設計、實驗、驗證和確認，以滿足項目可靠性指標和用戶要求。本文針對可靠性目標的設置及實現路徑及方法進行系統研究，在工作中總結并予以應用。

1 汽車產品可靠性規律及原則

縱觀汽車全生命周期，汽車可靠性遵循浴缸曲線規律，在整車交付初期，一般在0～12個月，或延長到24個月，隨著產品應力釋放、一致性控制等原因，初始故障率相對較高，但迅速下降；此階段一般用千車故障數 （IPTV）、MTTF進行衡量；在有效壽命期內，此階段有相對恒定的故障率，汽車零件的使用壽命期相對穩定，在此階段一般用VDS、IQS、MTBF指標數據進行衡量；在產品磨損期，此階段代表內在損耗機制開始居主導地位的點，故障率開始呈指數上升。產品壽命通常定義為從初始生產至損耗開始的時間。見圖1。

圖1 產品可靠性浴缸曲線

2 可靠性目標設置原則

1）合理性：整車可靠性目標需根據公司中長期可靠性規劃，符合公司現有能力及水平，反應公司提升產品質量的目標和期望，同時符合客戶在現階段的期望，經努力奮斗可實現；

2）可分配型：整車可靠性目標必須可量化，能分配到具體整車最小單元；

3）可改善性：與可靠性目標有關的主要失效故障模式及主要失效原因需明確；

4）目標具競爭性，有可比性：可靠性目標需根據產品定義的策略，具有可比性 （比競品、比同行、比上一代車型），具備競爭力；

5）可管理性：可靠性目標需按節點要求評估目標達成風險，并制定追趕計劃。

3 評價與考核可靠性的常用方式

1）IPTV：以平均每千臺車出現的故障數為衡量指標，IPTV越低，該車型的質量問題越少；

2）VDS：以平均每百輛車出現的質量問題數（PP100）為衡量指標，PP100越低，該車型的質量問題越少；中國VDS研究的合格擁車期在2010年～2011年研究中為13～36個月，在2012年～2013年為25～36個月，在2014年～2016年為37～48個月；在2017年為30～48個月；

3）IQS：基于車主在購車后2～6個月遇到的問題向制造商和供應商就新車質量提供深層次的診斷信息。該調查以每百輛車的問題數量（PP100）為標準進行測評，PP100越低，該車型的質量問題越少；

4）MTTF/MTBF：平均首次故障里程/平均間隔故障里程。

根據企業自身的特點，可選取以上一種或幾種方式進行考核評價。

4 可靠性目標實現的基本思路

從整車可靠性目標，依次分解到專業目標、系統目標、零部件目標，根據對汽車各個分系統（單元）的可靠性要求利用平均分配方法向零部件分配可靠性要求，其模式見圖2。

參考企業的組織機構，可靠性目標可劃分為四個層次，整車層，專業層，系統層，零部件層；一般整車可劃分為五個專業，五個專業需承接整車可靠性目標；五個專業可劃分為38個系統，系統承接專業目標，零部件承接系統目標，層層分解，層層承接；系統、專業的劃分在不同企業會略有不同。

圖2 可靠性目標分解與分配

在目標從上到下分解后，需從行業水平、改進狀態及現狀水平進行可行性分析與討論，形成合適的可靠性目標，在涉及可靠性與成本、進度相關聯時，并不是可靠性越高越好，要根據產品的定位進行設置，必要時需組織公司決策層升級決策。

5 可靠性目標設置的前提

1）VTS，SSTS：需明確用戶使用性能和可靠性需求，包括工作環境和工作強度；

2）上代車型表現：上一代車型可靠性表現，包括IPTV、VDS、IQS及MTTF/MTBF；

3）產品定義對整車可靠性競爭性的要求，如LACMC策略，或與上一代車型的關系；

4）產品及競品對質量擔保期的要求，包括長周期擔保件、短周期擔保件及特殊件，不同主機廠根據自身的優勢對不同零件有不同的要求，可靠性高的零件，需在產品設計階段就提前考慮，增加零件壽命，可能會帶來成本增加，也可引進新技術、新材料、新工藝來增加可靠性，但 “三新”零件在后續驗證環節需特別控制，見表1。

表1 產品可靠性特殊要求

表1 （續）

6 可靠性目標推薦

新開發車型依據車型CMAN及正逆向方法制定目標，通過問題管理及QCD核查，落實重點零件的質量協議及DVP驗證計劃。見圖3。

正向方法設置：CMAN是一個公司三化策略在具體平臺/整車開發項目上的運用，可分為兩類，沿用件和新開發件。通過沿用件和新開發件的性質，分別按不同方法制定可靠性目標，然后形成整車可靠性目標，具體見圖4。

圖4 可靠性目標推薦過程

沿用件部分 （C類零件）可靠性，可根據沿用車型的歷史表現及失效零件最新改進進展進行統計計算，非沿用部分 （M/A/N類）根據歷史車型中同類零件及同行業水平做出可靠性推薦。

逆向管理：從歷史車型中導出可靠性問題零件清單，并對TOP零件按設計、制造一致性、零件一致性進行分類，將TOP零件問題依據原因追溯至項目各質量驗證活動中，分析各活動失效模式，并制定規避措施；最后通過項目過程審核或專項檢查對措施的實施情況進行檢查，保證措施的有效性。通過對可靠性短板零件進行專項改進和推進，可有效提升整車可靠性。

7 可靠性目標實現驗證路徑

新開件可靠性參照同類零件、設計定義目標范圍區間及同行業水平設置；整車可靠性承接于具體零部件，驗證過程可分為七項整車級驗證和八項系統及零部件驗證；對于制造一致性從零部件質量協議突破，設置零部件質量目標和供方的過程能力；零部件制造一致性對可靠性的影響這里不做重點闡述；具體模型見圖5。

圖5 可靠性目標實現路徑

（1）八項系統零部件驗證

1）材料：主要涉及零件各個分零件的材料要求，并經過有資質的檢測機構檢測結果；

2）尺寸匹配：通過三坐標、白光掃描、檢具、主模型 （Cubing）、綜合匹配樣架等測量工具及設備，對零部件尺寸、外觀等進行評價，分析缺陷產生的原因。指導模具改進、工裝調整使產品設計達到規范，并從可靠性角度提出改進意見；

3）法規標識：市場在用車型，國家法規管理部門將定期對法規件一致性進行抽查，保證法規件標識的可靠性可便于管理部門抽查，因此將法規件標識作為可靠性的一項進行考核與驗證，主要涉及3C標識。E-MARK標識、零件標識、材料標識及零件標識清晰度等；

休閑制約協商更加強調人對制約因素的積極能動作用，進一步拓展了休閑制約的研究內容。當然，如何檢驗和測量休閑制約協商過程中的各種干預因素也成為研究難點，同時是推動研究向縱深方向發展的關鍵點。

4）零件性能：從單件性能、系統性能對可靠性提前驗證，確保單件、系統滿足可靠性要求；

5）功能：主要對零件需體現的功能進行認可，明確功能明細及可靠性要求，并一一做系統驗證；

6）裝配性：從生產角度排查是否存在可靠性風險；

7）DFMEA：積累可靠性經驗與教訓，納入DFMEA中并對零件進行預防與排查。

（2）七項整車級驗證

1）用戶模擬：通過模擬用戶用車對車輛進行可靠性驗證，一般分為6×10W或6×8W；

2）24通道：通過采集綜合路試路譜，可在24通道臺架上模擬路試的過程，或加強驗證，做到連續驗證，在短時間內完成路試要求；

3）4立柱：對異響等專項可靠性驗證活動；

4）2輪綜合路試：常規可靠性驗證活動，一般為3W綜合路試；

5）強化耐久：常規可靠性驗證活動，一般為1.5W強化路試；

6）高溫高寒：主要考查產品在極端天氣的可靠性，高寒一般在-30°以下，高溫一般在40°以上；

7）整車駕評及試駕：主要快速識別0～6個月可靠性問題，識別潛在的市場抱怨及一致性問題，在產品投放市場前，借鑒IQS調研的方法，抽取一定數量的樣車，組織專業及非專業領域的員工，以真實用戶的角色試駕車輛，收集駕車體驗及可靠性問題，引導產品改進。

8 小結

定義整車可靠性目標參考用戶期望及企業技術水平，但整車可靠性要求能否落實要根據具體零件的可靠性能否實現，本文從可靠性目標的設置、分解、實現過程進行闡述與探究，形成了實現整車可靠性的具體方法，對于改善用戶可靠性抱怨形成科學方法，希望對同行業有所參考與借鑒。