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荐读 | 基于APQP汽车制造企业试验管理流程的研究及其在LIMS的应用
 来源:中国认证认可  阅读:125次 更新时间:2023-08-11

随着电动化浪潮的到来,全球汽车制造产业面临着新的市场变革,造车新势力的加入加速了各品牌车企的电动化转型,产品更新换代速度也随之加快。产品开发流程(PDS)是各大汽车制造企业实现新产品开发加速的关键工具,APQP作为IATF16949质量管理体系的一部分,成为汽车行业新项目管理主流工具。

试验作为贯穿APQP各个阶段的纽带,对于验证新产品开发功能、批量生产工艺是否符合设计要求至关重要。市场消费者也越来越理性,对于产品品质格外看重,中国市场更是出现各类自媒体车评人,通过民间检测机构对整车产品进行抽检,并在短视频平台发布测评报告引发网上舆论。国内外各大汽车制造企业为有效管控零部件设计质量,纷纷在APQP各阶段增加试验验证的交付物,包括DV(Design Validation设计验证)、ECV(Engineering Completion Verification产品验证)、PV(Production Validation生产工艺验证)试验大纲及试验报告。

由于APQP仅针对产品开发阶段规定了相应的试验验证流程及要求,对于量产阶段试验管理缺乏相关的指导说明,对于供应商实验室认可管理在产品开发阶段如何介入也未体现。随着国内汽车保有量的持续增长,国家越来越重视汽车有害物质和可回收利用率管理,汽车禁用限用物质例如铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚等,尤其是6价铬极易在生产过程发生交叉污染,对于产品的全生命周期质量管理至关重要,汽车制造企业需要一套产品全生命周期试验管理流程,从而有效管控产品质量风险。


APQP试验管理流程及存在的问题

APQP将产品开发进度分为五大主要阶段,包括策划与产品定义阶段、产品设计与开发阶段、过程设计与开发阶段、产品和过程确认阶段及反馈评定和纠正措施阶段,如图1所示。其中产品设计验证(DV)在第二阶段开展,产品过程验证(PV)在第四阶段开展,汽车制造企业通过向零部件供应商发布报价邀请书(RFQ)及建议邀请书(RFP),明确产品相关试验要求,并同最终选定供应商签署试验大纲(DVP)。


试验大纲明确了产品需要开展的试验项目、试验方法、目标要求、试验样件状态、样件数量及测试周期,零部件供应商依据DVP开展试验,在试生产阶段汽车制造企业供应链质量管理工程师(SQE)对零部件供应商生产线开展PPAP(生产件批准程序)认可,零部件进入批量生产阶段。

APQP作为新产品开发流程指导性文件,对汽车行业有很大的参考价值,但其对于试验管理流程的描述不够系统全面,中国本土汽车制造企业供应链体系庞大,供应商质量保证能力参差不齐,仅依靠项目阶段的试验验证管控稍显不足,量产阶段试验如何管控、供应商实验室认可与审核何时介入等关键事项在APQP中并未描述。

目前各本土汽车制造企业在量产试验管理、供应商实验室认可管理有相关的要求,在量产试验管理方面,均要求供应商开展年度试验以保证供货质量,在供应商实验室认可方面,上汽通用、比亚迪等均有自身的供方实验室认可流程,但是均未能与新项目开发流程有机结合,汽车制造企业需要一套系统的产品全生命周期试验管理流程,以支撑供应链管理,确保产能与品质的双重保障。

汽车制造企业试验管理流程设计

试验管理流程在产品策划阶段就已经展开了,从零部件供应商选点之前就需要开展DV/PV试验策划,供应商选定后,汽车制造企业研发工程师(DRE)需要依据DVP模板同供应商签订DVP大纲,明确DV/PV试验项目及计划,与此同时需要确认供应商实验室资质,以确保DVP大纲中的试验地点符合认可要求。

在DV/PV试验开展过程当中,DRE需要管控试验进度及过程中的试验失效风险,过程当中需要开展飞行审核以管控试验过程有效性。同时针对设计变更及生产工艺过程变更,需要评估是否增加部分试验并补充签订DVP大纲。

在产品量产后,零部件供应商端需要开展年度试验以保证产品质量一致性,汽车制造企业工厂端需根据产品开发过程当中DV/PV试验失效、市场质量问题开展零部件来料抽查试验,以规避问题产品流入市场。全生命周期试验管理流程。


(一)DV/PV试验管理

DVP大纲签订的输入为DVP模板,模板中规定了该零件涉及的常用工艺、材料等在DV/PV试验阶段需要开展的试验项目、试验方法及目标要求,其中试验方法及目标要求来自汽车制造企业产品标准。DRE依据车型定义的需求选用对应材料、工艺的试验项目,并与零部件供应商签订DVP大纲。在DV/PV试验开展过程中,DRE需要针对产品的变更及试验不合格风险进行管控,对于试验失效过程中涉及的产品试验方法及目标要求问题,及时组织技术评审并优化DVP大纲,并将产品标准修订需求输入给产品技术标准修订委员会。

(二)供应商实验室管理

汽车制造企业开展供应商实验室认可的主要目的是为了保证DV/PV试验的有效性,在新产品开发策划阶段、供应商选定时就需要对该供应商资质进行确认,如供应商未经过能力认可,在签订DVP大纲的试验地点只能填写汽车制造企业认可的第三方检测机构,在DV/PV试验开展过程中,汽车制造企业DRE会开展飞行审核以管控试验过程风险,如飞行审核中发现严重不符合项,会对涉及的认可试验项目进行受限处理并更新至LIMS系统。

(三)量产试验管理

产品量产后,因部分产品工艺产线稳定性存在波动,汽车制造企业会要求零部件供应商开展年度试验,其初始的试验项目来源于PV试验条目,部分汽车制造企业会同供应商签订零部件检查基准书,随着产品推向市场,零部件问题逐渐暴露,汽车制造企业供应商质量工程师(SQE)会同供应商补充签订年度试验计划,以确保供应商制造过程质量。

在汽车制造企业工厂端,为确认每批次零部件来料质量一致性,工厂来料检验质量工程师会根据产品风险特性进行抽查试验,抽查的零部件来源包括DV/PV试验不合格、市场质量问题、法规零部件等。监督抽查试验一般由汽车制造企业自身质量检测实验室完成,对于抽查发现的不合格,依据与零部件供应商签订的质量协议进行相关评价,涉及的产品试验方法及目标要求问题,及时组织技术评审并优化DVP大纲。


试验管理流程在LIMS上的实现

实验室信息管理系统(LIMS)现在已逐步引入汽车制造企业,例如吉利汽车、上汽集团等,均拥有自己的LIMS。因为汽车制造企业业务场景需要,LIMS已不再局限于实验室信息管理,而是被拓展成为试验信息管理系统,包括DV/PV试验管理、量产年度试验管理、监督抽查试验管理、供应商实验室认可管理以及汽车制造企业内部实验室业务委托、订单分配及报告审批等功能模块,汽车制造企业在LIMS系统的开发时需要遵循的步骤包括流程设计优化、各模块开发需求文档签署、系统开发与用户测试(UAT)、用户手册编制及培训、系统上线。

(一)流程优化

在IT系统开发之前,程序开发供应商往往会先向客户确认其内部的业务流程。对于汽车制造企业而言,需确保企业内部存在相关的管理流程,且在输入给系统开发人员前需要仔细评估优化,如流程未梳理清晰将导致系统上线后产生大量的系统变更,产生高额开发成本。在选择LIMS系统开发供应商时,优选有汽车制造企业LIMS开发经验的供应商。

(二)签署需求文档(PRD)

为确保系统开发的正常开展,在同系统开发供应商签订商务合同的同时,需要签署相应的技术文件以明确具体的开发需求,常用的文件为产品需求文档(Product Requirements Document,PRD)。因为汽车制造企业LIMS系统功能较多,PRD文档需按照系统功能模块分开签署,例如DV/PV试验管理、量产年度试验管理应分开签署,分开开发以便项目进度管控。随着系统开发的进行,可能会涉及PRD的变更,在PRD文档新京葡萄最新官网应明确修订内容以免后续发生商务纠纷。

(三)系统开发与用户测试(UAT)

在完成PRD签署后,系统开发供应商开始开发系统,汽车制造企业应提前与系统开发供应商约定开发优先级,确保关键功能模块优先上线。在系统发布在汽车制造企业公司内网前,需要先经过UAT测试,由汽车制造企业相关业务人员先进行小规模测试,确保页面流程畅通,测试过程中的问题(Bug)及时反馈给系统开发人员及时修复,当确认所有Bug全部修复后,可签署验收测试报告,该功能模块可由汽车制造企业IT人员发布在公司内网环境。

(四)培训与系统上线

当所有功能模块测试完成后,汽车制造企业需要跟进系统开发供应商完成LIMS系统操作手册编制,手册编制应尽可能详细,分不同的功能模块,内容应包括系统登录账号权限、业务流程、操作步骤、常见问题解答等内容,由汽车制造企业试验工程师开展培训。系统上线后,可以先小范围试用、搜集Bug并排除后,再大规模投入运行。IT系统在使用过程当中仍会存在系统问题及修复过程,汽车制造企业可以与系统开发供应商签订开口合同,约定相关服务需求以确保系统能够持续优化迭代,LIMS主页面如图3所示。


结语

全生命周期试验管理流程强调的是在产品开发及量产中的质量风险管控,通过产品开发阶段的DV/PV试验、产品量产后的年度试验及监督抽查试验,结合对零部件供应商实验室的能力认可管控,可以有效帮助汽车制造企业管控整车及零部件质量风险。

本文重点介绍了全生命周期试验管理流程,站在汽车制造企业视角,系统阐述了产品开发及量产阶段试验管理及供应商实验室管理流程,并对其在LIMS系统的集成应用进行了说明,为汽车制造企业构建全生命周期试验管理流程及其信息化建设提供了重要思路和方向。

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