数字化在发动机试制质量控制的应用

邹伟强

摘 要：发动机的试制质量直接影响到发动机开发是否能顺利进行，必须采用有效的质量控制方法。质量控制是一项系统性的工作，为满足需求应不断改进。随着互联网、大数据等新技术的发展，质量控制已逐步采用这些技术进行辅助，朝着信息化、数字化方向发展。很多企业已在进行数字化探索与实践，并逐渐成为一种趋势。现以某公司为案例，阐述了发动机试制质量控制的数字化发展及应用。希望给同行一些借鉴，共同探讨。

关键词：数字化 质量控制 发动机试制 应用

Application of digitalization in quality control of engine trial production

Zou Weiqiang

Abstract：The quality of engine trial production affects whether the engine development can be going better， so effective quality control methods must be used. Quality control is a systematic work and continuously improve for requirement. Internet and big data technologies assist quality control and develop towards to information and digitization. Many enterprises have been carrying out digital exploration and practice， and gradually become a trend. A certain company for practical case study， paper expounds the digital development and application of quality control in engine trial production. Hope to give the colleagues reference and common discussion.

Key words：digitization; quality control; engine trial production; application

1 前言

发动机是传统汽车的核心部件，其质量是车企在市场竞争中取得优势的关键，所以各车企都十分重视发动机研发。发动机研发是个长周期活动，试制是其关键一环。试制犹如新生婴儿的产房，是发动机的诞生地，通过高效的质量控制，保证新发动机顺利下线。随着计算机和网络的发展，数字化技术日趋成熟，该技术已广泛应用到汽车行业，包括发动机试制质量控制。数字化实现了全过程精准的质量控制，满足了质量要求。下面以某公司为例，介绍数字化在发动机试制质量控制中如何应用的。

2 发动机试制质量控制

2.1 试制过程

试制就像一个小型工厂，有完整的产品实现过程。发动机试制包括七个过程（见图1），分别是：造机计划、物料采购、工艺支持、现场造机、发动机交付、质量控制、质量管理体系支持。前五个是实现过程，第六个是贯穿始终的质量控制过程，最后一个是夯实基础的质量管理体系支持过程。所有过程遵循PDCA循环（Plan计划-Do执行-Check检查-Act处理）原则，整个过程形成闭环，质量控制与前五个过程相互影响和制约，通过设置控制点，搭建了整个发动机试制质量控制框架。

2.2 试制质量控制团队

试制过程的质量控制必须由专门团队来完成。通常团队角色有：启动工程师、物料工程师、工艺工程师、造机技师、质量工程师等。

启动工程师：造机需求整合，协调项目及功能块，安排造机计划等;

物料工程师：采购需求整合，采购订单，物料状态跟踪，物料库存管理，发动机交付等;

工艺工程师：造机设备准备，工装准备，造机工艺指导书发布，造机要求确认，指导技师造机等;

造机技师：装配发动机、数据测量、数据记录等;

质量工程师：外购零件质量控制，质量阀组织，造机问题处理，发动机性能及外观检查，质量体系组织维护等。

项目通常需要配置这些角色，以交付百分之百的合格发动机为目标，所有成员各司其职，同时相互之间进行协同，通过高效的团队合作完成目标。

2.3 试制质量控制点

发动机产品實现的五个过程进行是串行流转活动。每个过程需进行质量评估，设置专门的质量控制点（见图2）。

造机计划，采用质量阀进行可行性评估，针对物料、设备、工装、场地、人员等准备情况评审，评审通过才可以启动造机。物料准备状态，进行零件质量控制，所有的造机零件必须得到质量认可，才允许使用。装配工装准备，针对工艺、设备、工装等进行评审，必须通过首台装配验证。现场造机质量控制，在造机过程中进行自检、互检，出现质量问题能快速响应解决;发动机交付前，进行冷试热试性能检测，还有外观检查，通过后可交付客户。

3 试制质量控制改进机会

3.1 质量数据有效性

发动机试制有项目多、变更多，时间紧等特点，试制中质量数据很可能发生延迟或者错误。这些数据若被使用，就可能导致停线或返工，不但无法达到预期目标，甚至影响发动机的研发进度。发动机试制质量数据是过程控制的基础，必须保证其有效性。

3.2 防止出现“两张皮”和“质量信息孤岛”现象

试制过程中建立了很多质量流程。实际操作过程中，易发生按经验惯例处理的情况，疏忽了严格遵守流程的重要性，为避免所谓的“繁琐”流程，使得流程与实际执行相差越来越大，即所谓的“质量两张皮”现象。造成流程只停留在表面，实际是另一套或者没有，导致制定的流程无法发挥应有作用。

试制中产生的大量数据，通常手工记录、硬拷贝、人工传递或仅存储在某个电脑。这些数据收集难度大、存储不便、数据分析不便，管理人员不能及时获得，即所谓的“质量信息孤岛”现象。质量数据不全，无法进行汇总，无法支持决策，甚至做出错误决策，造成产品不合格，最终影响发动机交付。

4 质量控制数字化

4.1 数字化

何为数字化，即在计算机和互联网发展的基础上，利用人工智能、大数据、云计算一系列新兴技术在信息化上发展，并逐渐向产业和行业下沉，然后利用这些技术把缤纷多彩的世界在计算机世界里全息重建。

当前，国内正在推行《中国制造2025》战略，从国家层面提出了从制造大国转型成为制造强国的目标，其中有一条重要战略就是推行数字化制造。整个制造行业包括汽车行业都在向数字化转型，发动机试制质量控制也不例外。

4.2 质量控制数字化管理

将试制过程映射到计算机网络，在网络中进行数据化的试制活动。以数字化技术为手段，在建立、运行、监控等方面进行数字化改造，逐渐形成数字化管理。活动中所涉及到的项目信息、人员、零件、设备、工艺、测试、检查等信息数字化，虚实结合动态重构，获得的质量数据进行共享和动态显示，实现质量控制的数字化管理。

5 试制质量控制数字化的发展

5.1 试制质量控制发展路线

随着试制活动的发展，原有的质量控制逐渐不能满足现有的质量要求。质量控制方法需要不断提高，从无到有，从有到优，逐渐朝着规范化、信息化、数字化方向发展（见图3）。在质量管理体系的支持下，控制内容进行规范化，已规范化的进行信息化，已信息化的进行数字化。三个方向是共存发展，同时各自内部进行PDCA循环改进。通过一步步地夯实基础，数字化推进地更快，效果更显著。

5.2 质量管理体系要求

IATF16949是国际汽车行业的质量体系技术规范，已普遍被汽车行业厂家采用，并搭建了各自质量管理体系，试制同样根据自身情况，搭建了试制质量管理体系。体系保证以下几点：1、全员参与，从基层到管理者，所有员工必须参与，同心协力满足质量要求;2、以顾客为关注焦点，不论是外部或内部顾客，都以顾客为关注焦点，以满足顾客需求为最终目标;3、预防为主，质量控制由事后把关改为事前预防，一次性做对，降低质量成本;4、持续改进，必须坚持，只有不断改进才能提升质量控制水平。

5.3 试制质量控制规范化

质量控制重点是对各过程的质量把关。发动机种类多，结构性上存在差异，同时项目要求不统一，但质量必须保证合格。每个控制点，每台发动机，检查内容及控制方法保持一致，从流程到执行都规范化。例如发动机的外观检查，作为交付前最后检查，合格后就意味着可交付客户。发动机外观不同，若只按图纸要求，检验会抓不住要点，会出现方法不统一，检查内容不一致。检验人员容易理解偏差，导致质量溢出，所以外观检查标准必须规范化，检验人员的要求和检查方式也规范化。固化检查模板，按模板编写检查内容，这样发动机的外观检查既统一又灵活，保证质量同时提高效率。

5.4 试制质量控制信息化

试制质量数据经过日积月累，数据量日渐庞大。以前采用的纸质手工记录，存储困难，数据不能及时准确传递，数据不能有效获取，会导致造机进度迟缓，甚至做出错误决策。利用计算机网络技术，将数据无纸化，集中管理，实现质量控制信息化。

例如试制零件的质量控制。一台发动机本身有三四百种零件，供应商百余家，多型号多批次导致零件质量文件数量成千上万份。大量质量文件，通过手工纸质管理效率特别低。利用计算机开发管理系统软件，让零件质量数据无纸化并集中管理。利用网络搭建车企和供应商的交流平台，车企发布信息及要求，供应商提交零件质量文件，相关工程师在平台上进行审批，最终完成零件质量控制工作。零件质量文件电子存档并共享，数据进行信息化统一管理。

试制涉及的信息化系统还有：项目管理系统、资源管理系统、数模系统、现场管理系统、问题交流系统、人力资源系统等。这些系统将数据信息化并共享，数据可以及时使用，大大提高了质量控制效率。

5.5 试制质量控制数字化

信息化的质量数据高效使用是数字化的重点。首先要防止出现数据失效，还有“两张皮”和“质量信息孤岛”的现象。将过程的数据相互打通，试制过程之间实现数据互通、信息融合，试制过程形成闭环。具体措施是建立试制数字化平台，把试制过程映射到数字平台内，包括质量控制点，同时终端延伸到造机现场。试制过程中产生的数据，通过业务驱动进行流转，环环相扣，每环进行质量控制。满足试制计划，且所有过程都在质量控制范围内。

試制数字化平台包括造机计划，物料准备，装配工艺、现场造机、样机交付、问题决解等过程。这些过程与外部系统对接，进行数据交换，产生的数据进行内循环。通过业务驱动试制活动，驱动过程中进行质量控制。通过数字化平台，搭建出数字化试制质量控制框架（见图4）。

与外部系统对接，是数字化的基本要求。内外对接的有：1、项目管理系统与造机计划对接，将造机需求、BOM清单、造机要求等信息输入平台。2、资源管理系统、零件质量控制系统与物料管理对接，将物料信息和零件质量信息输入平台。3、装配工艺与数模系统对接，将装配技术要求输入平台。4、现场管理系统与现场造机对接，将造机现场信息与平台信息交流，实时准确地管理造机现场。5、问题交流系统与问题解决对接，两者质量问题信息进行交流，快速地解决质量问题。6、人力资源系统与试制角色对接，试制活动中对角色任务进行合理分配，提高处理效率。

试制质量控制基于数字化平台，在内循环上设置质量控制点，并分布在业务驱动流的关键点。单向的实时质量监控，截流式质量把关，控制方法更加严谨可靠，保证了发动机质量。

6 试制质量控制数字化的意义

数字化的试制质量控制有很多作用。1、从手工记录、质量信息查询、数据汇总等繁琐的工作中解脱出来;2、数据数字化处理，为质量管理人员进行科学的质量决策提供了重要依据;3、改变了数据混乱、信息不透明、效率低、遇事缺乏科学数据依据、凭主观臆断的现象;4、促使数据规范化，工作条理化和决策科学化，加速了数据传递，缩短了处理时间和择策时间。

数字化的质量控制通过平台的实时采集，快速掌握试制运行情况，实现生产环境与信息系统的无缝对接，提升了质量管理人员对生产现场的感知和监控能力。把试制上下游过程连接，在数字化驱动下，全面提升试制质量控制能力。

7 结论

质量是企业的生命，是品牌的基础。质量控制方法要随着时代的发展不断提升，数字化在质量控制上的应用正在成为了一种发展趋势。它保证了质量，提高了效率，还降低了成本。现阶段的数字化还只是一个开始，很多场景或领域都可以应用，不能一蹴而就，需要企业长期努力革新。本文通过应用案例，与同行进行分享，不仅限于发动机试制，可以是整车，甚至整个汽车行业。希望车企在质量控制中进行更多数字化应用，在激烈的市场竞争中抢占先机。

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