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摘要：汽車(chē)車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)的設(shè)計(jì)，旨在確保車(chē)身在各種復(fù)雜環(huán)境和使用條件下，能夠有效抵抗腐蝕，維持產(chǎn)品性能在預(yù)定的使用壽命內(nèi)滿足客戶需求。設(shè)定過(guò)高的防腐目標(biāo)會(huì)增加車(chē)身防腐成本，進(jìn)而影響企業(yè)利潤(rùn)；而過(guò)低的目標(biāo)則可能引發(fā)客戶不滿，損害產(chǎn)品聲譽(yù)。因此，合理設(shè)定防腐可靠耐久目標(biāo)至關(guān)重要。該研究通過(guò)引入質(zhì)量功能展開(kāi)（QFD）和可靠耐久研究方法，深入探討了防腐目標(biāo)設(shè)定的關(guān)鍵要素、研究對(duì)象及方法。實(shí)踐案例證明，基于完善的腐蝕目標(biāo)設(shè)定方法，能夠制定出既滿足客戶需求又避免設(shè)計(jì)過(guò)剩的“剛剛好”防腐可靠耐久目標(biāo)，從而在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)控制成本。

 

關(guān)鍵詞：防腐；可靠性；耐久性；質(zhì)量功能展開(kāi)

 

目前在中國(guó)市場(chǎng)上，汽車(chē)的車(chē)身銹蝕投訴較多，這與車(chē)身防腐目標(biāo)設(shè)計(jì)不合理直接相關(guān)。車(chē)身防腐目標(biāo)設(shè)計(jì)不合理的主要原因是國(guó)內(nèi)車(chē)身仍無(wú)完整的目標(biāo)設(shè)定方法，更多的是學(xué)習(xí)和對(duì)標(biāo)國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的防腐標(biāo)準(zhǔn)。雖然國(guó)外先進(jìn)企業(yè)防腐標(biāo)準(zhǔn)有較完整的目標(biāo)要求，如包括了可靠耐久中的時(shí)間周期、故障定義等要素，但國(guó)外先進(jìn)企業(yè)從客戶群體、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、產(chǎn)品驗(yàn)證方案、產(chǎn)品使用環(huán)境與國(guó)內(nèi)存在差異，這些差異嚴(yán)重影響了汽車(chē)車(chē)身防腐目標(biāo)設(shè)定的準(zhǔn)確性與合理性。為有效設(shè)計(jì)合理的車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)，本文通過(guò)引入質(zhì)量功能展開(kāi)（Quality Function Deployment, QFD）和可靠耐久性能研究方法，同時(shí)開(kāi)展車(chē)身研究對(duì)象劃分，確定了防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)定的要素、目標(biāo)設(shè)定的對(duì)象以及目標(biāo)設(shè)定的方法，有效支撐了車(chē)身防腐性能的設(shè)計(jì)。

 

1、 車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)要素

1.1 防腐可靠耐久目標(biāo)的定義要求

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，涉及所有因素引起的故障失效。而耐久性作為可靠性的一個(gè)方面，更側(cè)重于關(guān)注自身?yè)p耗導(dǎo)致的故障失效[1]。依據(jù)可靠性和耐久性的定義，可以推導(dǎo)出防腐可靠耐久目標(biāo)的定義。

 

依據(jù)可靠性的定義，首先需要明確防腐可靠性所要達(dá)成的功能，而防腐功能可分為兩類。第一類功能是滿足客戶對(duì)產(chǎn)品外觀需求的功能，即防腐的直接功能，簡(jiǎn)而言之，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中，產(chǎn)品的外觀銹蝕程度要在客戶視覺(jué)接受范圍之內(nèi)；第二類功能是滿足產(chǎn)品其他性能對(duì)銹蝕損耗需求的功能，即防腐的間接功能，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中，產(chǎn)品的銹蝕損耗不應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品其他性能失效。此外，定義防腐可靠耐久性能還需明確規(guī)定的條件和時(shí)間，這通常包括產(chǎn)品銷售市場(chǎng)、維修和使用的要求以及使用的時(shí)間等。

 

基于以上分析，防腐可靠性可定義為在規(guī)定銷售市場(chǎng)、規(guī)定使用條件、規(guī)定時(shí)間下，產(chǎn)品能夠滿足客戶對(duì)產(chǎn)品外觀需求的功能和產(chǎn)品其他性能對(duì)銹蝕損耗需求的功能。而防腐耐久性本質(zhì)上屬于防腐可靠性的一個(gè)方面，它更多地采用壽命評(píng)估，即銹蝕導(dǎo)致產(chǎn)品從制造完成或修理完成到因經(jīng)濟(jì)或技術(shù)原因不宜繼續(xù)使用，必須大修或報(bào)廢的時(shí)間。

 

1.2 防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)要素

依據(jù)產(chǎn)品可靠性與耐久性評(píng)估的原則，耐久性通常由耗損前的壽命來(lái)度量，而可靠性則以工作壽命（即有用壽命）和偶然失效數(shù)來(lái)量度[1]。因此，防腐可靠耐久性能可以依據(jù)圖1 中防腐可靠性與耐久性能的關(guān)系來(lái)進(jìn)行描述。

 

圖1 防腐可靠性與耐久性能的關(guān)系

 

圖1展示了防腐可靠性與耐久性能之間的差異，根據(jù)圖1 和防腐可靠性與耐久性的定義要求，防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)的要素可以總結(jié)為以下公式：

 

防腐可靠性=規(guī)定銷售市場(chǎng)+規(guī)定使用時(shí)間+功能集合{直接功能（外觀）：銹蝕程度滿足客戶視覺(jué)接受范圍；間接功能（性能）：銹蝕損耗不影響產(chǎn)品其他性能}+度量標(biāo)準(zhǔn)（基于發(fā)生率）

 

防腐耐久性=規(guī)定銷售市場(chǎng)+功能集合{間接功能（性能）：銹蝕損耗不影響產(chǎn)品其他性能}+從產(chǎn)品制造完成或修理完成后到因經(jīng)濟(jì)或技術(shù)原因不宜繼續(xù)使用、必須大修或報(bào)廢的時(shí)間從上述要素和國(guó)內(nèi)腐蝕目標(biāo)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的分析中可以看出，車(chē)身防腐性能的目標(biāo)設(shè)計(jì)目前更多地側(cè)重于防腐可靠性，而對(duì)防腐耐久性的考慮相對(duì)較少。因此，需要加強(qiáng)產(chǎn)品耐久性設(shè)計(jì)水平，特別是要應(yīng)對(duì)國(guó)外銹蝕法律法規(guī)的要求。例如某歐洲國(guó)家對(duì)外宣傳和保證的產(chǎn)品銹蝕年限，即產(chǎn)品從銹蝕后維修到下一次需要維修的時(shí)間間隔需要與所保證的年限保持一致。

 

2、 防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)的研究對(duì)象

依據(jù)防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)要素，功能包括滿足客戶視覺(jué)接受范圍和滿足產(chǎn)品其他性能不失效的兩個(gè)方面，所以確定車(chē)身防腐的研究對(duì)象可以依據(jù)外觀和功能確定。

 

2.1 依據(jù)車(chē)身外觀確定研究對(duì)象

由于車(chē)身存在著客戶可見(jiàn)的部位，如外覆蓋件、打開(kāi)開(kāi)閉件可見(jiàn)區(qū)域、車(chē)底抬起可見(jiàn)區(qū)域、維修拆解覆蓋件后可見(jiàn)區(qū)域；同時(shí)車(chē)身也存在著客戶不可見(jiàn)的部位，如內(nèi)腔、搭接面。因此，需要根據(jù)車(chē)身不同部位的可見(jiàn)難易程度來(lái)劃分研究對(duì)象[2]。

 

對(duì)于車(chē)身可見(jiàn)部分，通常根據(jù)客戶可見(jiàn)頻度設(shè)定為高可見(jiàn)區(qū)和低可見(jiàn)區(qū)，其中高可見(jiàn)區(qū)包括外覆蓋件、打開(kāi)開(kāi)閉件可見(jiàn)區(qū)域，低可見(jiàn)區(qū)包括車(chē)底抬起可見(jiàn)區(qū)域、維修拆解覆蓋件后可見(jiàn)區(qū)域；對(duì)于車(chē)身的不可見(jiàn)部分，由于客戶在產(chǎn)品使用過(guò)程中無(wú)法看到，統(tǒng)一將其設(shè)定為不可見(jiàn)區(qū)，這包括車(chē)身鈑金的內(nèi)腔以及鈑金與鈑金之間的搭接面[3]。各區(qū)域的研究對(duì)象可參考表1。

 

2.2 依據(jù)車(chē)身功能確定研究對(duì)象

車(chē)身是汽車(chē)的核心部件之一，承載著各系統(tǒng)零件、貨物、駕駛員和乘客。因此，在車(chē)身的服役年限中，防腐工作至關(guān)重要，需要保證銹蝕不會(huì)引起各系統(tǒng)零件裝配可靠性的衰減，不會(huì)引起碰撞性能的衰減，以及不會(huì)引起密封、噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等性能的衰減[4]?；谲?chē)身的這些功能需求，研究對(duì)象如表2 所示。

 

表2 依據(jù)車(chē)身功能確定的研究對(duì)象

 

3、 車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)方法

車(chē)身防腐可靠耐久設(shè)計(jì)屬于性能設(shè)計(jì)，可引入QFD 的方法，圖2 為某零件的防腐性能質(zhì)量功能展開(kāi)圖。

 

圖2 某零件的防腐性能質(zhì)量功能展開(kāi)圖

 

無(wú)銹蝕（無(wú)磨損）是指表面沒(méi)有因?yàn)槲锢砟Σ粱蚱渌麢C(jī)械作用導(dǎo)致的材料損壞，同時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)金屬基材腐蝕現(xiàn)象；無(wú)銹蝕（存在磨損）是指表面存在因?yàn)槲锢砟Σ粱蚱渌麢C(jī)械作用導(dǎo)致的材料損壞，但損壞處和未損壞處均未出現(xiàn)金屬腐蝕現(xiàn)象。

 

基于圖2，車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)設(shè)計(jì)前需要掌握客戶需求、競(jìng)標(biāo)車(chē)性能才可有效開(kāi)展性能設(shè)計(jì)。首先，研究客戶需求，將客戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，并明確客戶需求與設(shè)計(jì)要求相關(guān)性；其次，研究競(jìng)品車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)力；再次，結(jié)合產(chǎn)品定位和成本，確定選擇設(shè)計(jì)項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)力；最后，結(jié)合選擇的競(jìng)爭(zhēng)力水平設(shè)定存在相關(guān)性并要求最嚴(yán)苛的工程要求[5]。

 

3.1 車(chē)身防腐客戶需求研究

車(chē)身防腐設(shè)計(jì)的主要客戶來(lái)源于目標(biāo)市場(chǎng)的消費(fèi)者以及車(chē)身碰撞、密封、噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等性能的設(shè)計(jì)者。其中，消費(fèi)者是外觀需求研究的主要來(lái)源，而車(chē)身碰撞、密封、噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等性能的設(shè)計(jì)者是功能需求研究的主要來(lái)源。

 

對(duì)于消費(fèi)者外觀需求的研究，主要是針對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行銹蝕需求的調(diào)研與數(shù)據(jù)處理，因此，調(diào)研與數(shù)據(jù)處理表格的完整性至關(guān)重要。按照防腐可靠耐久設(shè)計(jì)的要素，調(diào)研信息和數(shù)據(jù)處理應(yīng)涵蓋使用時(shí)間、外觀要求、允許出現(xiàn)的銹蝕發(fā)生率等。其中，時(shí)間與外觀要求需要綜合考慮銹蝕引起的特殊因素（如磨損、化學(xué)污染、泡水等），逐一排除銹蝕的可能性，避免客戶反饋信息的遺漏。

 

此外，為了評(píng)估銹蝕接受程度，可以選定一定的時(shí)間段和樣本量（一般選取評(píng)估使用年限內(nèi)的總銷量，例如：評(píng)估使用1 年的銹蝕，選取過(guò)去1 年內(nèi)總銷量；評(píng)估2 年的銹蝕，選取前1 年的總銷量），通過(guò)售后問(wèn)卷調(diào)查或在國(guó)內(nèi)知名投訴網(wǎng)站等方式搜集整理銹蝕抱怨量。將各類銹蝕抱怨量除以樣本量，可以粗略核算出車(chē)輛銹蝕投訴的占比，進(jìn)而評(píng)估客戶需求的重要度，其中投訴占比越高，客戶需求的重要度越高[6]。通常，投訴占比超過(guò)2?時(shí)，應(yīng)設(shè)為3 級(jí)；若為1?～2?時(shí)，重要度至少為2 級(jí)；其他情況按1 級(jí)處理。銹蝕搜集來(lái)源越多，銹蝕投訴占比的準(zhǔn)確性就越高，表3為車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）客戶銹蝕需求調(diào)研表。

 

表3 車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）客戶銹蝕需求調(diào)研表（舉例）

 

功能需求的研究主要是針對(duì)車(chē)身碰撞、密封和噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等性能的設(shè)計(jì)者開(kāi)展銹蝕需求收集工作。通過(guò)這一過(guò)程，獲取相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)于銹蝕允許深度的具體要求，并選擇其中最嚴(yán)苛的要求作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，將其重要度定為3級(jí)。表4 為車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）性能設(shè)計(jì)者的銹蝕需求調(diào)研表。

 

表4 車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）性能設(shè)計(jì)者的銹蝕需求調(diào)研表（舉例）

3.2 車(chē)身防腐競(jìng)標(biāo)車(chē)研究

車(chē)身防腐可靠耐久性能屬于車(chē)身的關(guān)鍵性能，是企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)，因此，性能設(shè)計(jì)過(guò)程必須考慮競(jìng)品車(chē)性能以保持防腐性能設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力。車(chē)身防腐競(jìng)品車(chē)研究比較有效的方式是通過(guò)投訴網(wǎng)站、市場(chǎng)售后調(diào)查、購(gòu)買(mǎi)拆解競(jìng)品車(chē)等途徑確定競(jìng)品車(chē)的性能是否滿足客戶的接受范圍[7]，同時(shí)核算銹蝕發(fā)生率以確定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力（一般情況下，若發(fā)生率大于或等于2?時(shí)，則認(rèn)為不能滿足客戶需求，競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)級(jí)為1；若發(fā)生率在[1?,2?)區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為達(dá)到客戶需求，競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)級(jí)為2；若發(fā)生率在[0,1?)區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為超過(guò)客戶需求，競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)級(jí)為3）。銹蝕搜集來(lái)源越多，核算發(fā)生率越準(zhǔn)確。表5 為某競(jìng)品車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）競(jìng)品車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力調(diào)研分析表。

 

表5 某競(jìng)標(biāo)車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）競(jìng)品車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力調(diào)研分析表

 

3.3 車(chē)身防腐客戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要求

首先，依據(jù)防腐可靠耐久定義與要素，防腐可靠性需要將客戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要求，包括明確市場(chǎng)、時(shí)間、功能能力及其發(fā)生率。其中，發(fā)生率與客戶需求重要度密切相關(guān)。一般而言，重要度3 級(jí)需要控制發(fā)生率在[0,1?)范圍內(nèi)，重要度2 級(jí)需要控制發(fā)生率在[1?,2?)范圍內(nèi)，重要度1 級(jí)需要控制發(fā)生率在[2?,5?)范圍內(nèi)，或根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定一個(gè)合理的上限值，如表6 所示。

 

表6 某項(xiàng)目車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）客戶需求轉(zhuǎn)化為可靠性設(shè)計(jì)要求

 

其次，依據(jù)防腐可靠耐久要素，耐久性設(shè)計(jì)同樣需要將客戶的需求轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)要求。這包括明確市場(chǎng)定位，以及確定從制造完成或修理完畢到車(chē)輛因性能失效而不宜繼續(xù)使用、必須進(jìn)行大修或報(bào)廢的時(shí)間周期。在設(shè)定性能失效標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)依據(jù)車(chē)身碰撞、密封、噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等方面的要求來(lái)設(shè)定失效閾值。其中，時(shí)間設(shè)計(jì)是最為關(guān)鍵的一環(huán)，一般而言，會(huì)選取首次銹蝕發(fā)生率在[2?, 5?)范圍內(nèi)的最早的年限，并結(jié)合預(yù)測(cè)或仿真評(píng)估來(lái)確定實(shí)現(xiàn)所需功能的時(shí)間，如表7 所示。

 

表7 某項(xiàng)目車(chē)身高可見(jiàn)區(qū)（外覆蓋件、打開(kāi)車(chē)門(mén)可見(jiàn)區(qū)域）客戶需求轉(zhuǎn)化為耐久性設(shè)計(jì)要求

3.4 車(chē)身防腐競(jìng)爭(zhēng)力與客戶需求選擇

由于車(chē)身防腐競(jìng)爭(zhēng)力與產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力之間往往存在矛盾，如果一味追求超過(guò)競(jìng)品車(chē)的防腐競(jìng)爭(zhēng)力，而不考慮客戶需求，很可能導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本過(guò)高，從而削弱了產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)力。因此，合理選擇防腐競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要[7]。

 

在控制成本的前提下，當(dāng)競(jìng)品車(chē)的防腐競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)高于客戶需求時(shí)，應(yīng)選擇滿足客戶需求的防腐競(jìng)爭(zhēng)力水平，以避免不必要的成本增加。同樣，如果競(jìng)品車(chē)的防腐競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)低于客戶需求，也不應(yīng)盲目跟隨競(jìng)品，而應(yīng)堅(jiān)持滿足客戶需求的原則。

 

如果競(jìng)品車(chē)的防腐競(jìng)爭(zhēng)力與客戶需求相等，那么可以在滿足客戶需求的基礎(chǔ)上，綜合考慮競(jìng)品車(chē)的要求，以在保持競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)控制成本。

 

當(dāng)然，如果不計(jì)較成本，可以選擇高于競(jìng)品車(chē)和客戶需求的性能水平，以進(jìn)一步提升產(chǎn)品的防腐競(jìng)爭(zhēng)力。但這種情況通常需要在特定的市場(chǎng)策略或產(chǎn)品定位下進(jìn)行決策。

 

綜上所述，合理選擇車(chē)身防腐競(jìng)爭(zhēng)力需要在滿足客戶需求、控制成本和考慮競(jìng)品車(chē)要求之間找到平衡點(diǎn)。

 

4、 結(jié)語(yǔ)

為完善并合理地設(shè)計(jì)車(chē)身防腐可靠耐久目標(biāo)，依據(jù)可靠耐久性能的定義和方法，首先從外觀與功能的角度出發(fā)，對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆解劃分，以確定腐蝕研究的主要對(duì)象。在此過(guò)程中，引入了質(zhì)量功能展開(kāi)QFD 的方法，以深入研究客戶需求和競(jìng)品車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)這一方法，成功地將客戶需求轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)要求；最后，在充分考慮成本和市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上，選擇了合適的競(jìng)爭(zhēng)力水平，以確定車(chē)身防腐可靠耐久的目標(biāo)。這一整套方法體系可以有效地支撐車(chē)身防腐性能的設(shè)計(jì)工作，為提升產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力提供有力保障。

 

來(lái)源：期刊：《汽車(chē)實(shí)用技術(shù)》 作者：黃垂剛  廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司 汽車(chē)工程研究院