本文是一篇生產(chǎn)管理論文，本研究結(jié)合 A 公司電池車間現(xiàn)狀以及其質(zhì)量管控體系，生產(chǎn)工藝流程以及帕累托分析圖，歷史品質(zhì)數(shù)據(jù)，指出 A 公司電池包車間在質(zhì)量管理上存在一定的不足，如：生產(chǎn)流程上質(zhì)控混亂、質(zhì)量體系不健全、員工質(zhì)量意識培訓教育不足。這些問題及不足是導致 A 公司電池組裝質(zhì)量問題的原因。
第 1 章   緒論
1.1   研究問題和研究意義
1.1.1  研究問題
2021 上海車展剛剛落下帷幕，作為全球疫情之后的第一次 A 級車展，整個車展有著非同尋常的意義。國內(nèi)車市在 2020 下半年開始強勢拉升，各大車企都希望在今年的車展上秀一下自己的肌肉。當前國內(nèi)車市，除了有大眾、豐田這樣的傳統(tǒng)主機廠，蔚來、小鵬這樣的新勢力之外，現(xiàn)在還有了阿里、百度、滴滴這樣的科技巨頭和傳統(tǒng)主機廠結(jié)合的模式。很多人都將這次上海車展視為傳統(tǒng)車企發(fā)展的分水嶺，尤其是隨著百度、阿里、小米、華為、大疆甚至未來的騰訊、滴滴進入智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域，“軟件定義汽車”的時代天平開始逐漸向擁有更強軟件工程方面能力的那些科技巨頭所傾斜[1]。
根據(jù) IHS Markit 報告，自 2021 年初開始，中國電動汽車進入快車道，銷量高速遞增，未來一段時段增速穩(wěn)定。預期從 2020 年的約 1.0 百萬輛增加至 2025年的 4.2 百萬輛，將超過美國及歐洲電動汽車銷量的總和[2]。受益于新能源汽車領域的蓬勃發(fā)展，動力電池板塊也實現(xiàn)高度繁榮。高工鋰電網(wǎng)的預測，國內(nèi)動力電池將在 2025 年實現(xiàn) 470GWH 的出貨量，近五年的年復合增速高達 42.5%。 隨著特斯拉在全球范圍內(nèi)取得巨大的成功，傳統(tǒng)車企也開始紛紛進軍純電動領域。從奔馳寶馬，到大眾豐田，還有一眾的國內(nèi)自主品牌，都已經(jīng)推出了一系列具有一定競爭力的純電動車型，而且構(gòu)建了比較完善的純電動車型矩陣。尤其是像比亞迪這種還研發(fā)出安全系數(shù)較高、破解電動車自燃難題的刀片電池的廠家，更是成為市場的寵兒。投放純電動平臺，也成為不少主機廠的共識。電池包作為電動車的核心部件，其成本達到整車成本的 1/3 到 1/2，這就促使主機廠發(fā)生了從采購到自研的變化[3]。
1.2   研究過程
1.2.1  研究方法
1）文獻綜述法
收集整理有關 PFMEA 方法在制造業(yè)上應用的資料，整理汽車行業(yè)及其它制造業(yè)在質(zhì)量管理方面的研究材料，了解目前制造業(yè)中質(zhì)量管理的發(fā)展趨勢，整理目前各種質(zhì)量管理理論的相關成果及經(jīng)驗，提供適用于 A 公司動力電池包的生產(chǎn)過程質(zhì)量管理的解決方案研究方向。
2）案例分析法
本文通過研究新能源汽車行業(yè)質(zhì)量管理的案例，結(jié)合 A 公司電池包質(zhì)量管理提升的實踐經(jīng)驗和解決途徑，驗證該方案是否合理是否有效。
3）定量與定性分析相結(jié)合的方法
定性分析主要用于評價 A 公司電池包在生產(chǎn)制造、參數(shù)測試、質(zhì)量檢查和產(chǎn)品返工等環(huán)節(jié)中存在的各種潛在失效現(xiàn)象、嚴重性程度以及失效原因。通過一定的防錯設計手段改善整個生產(chǎn)流程，通過帕累托圖分析品質(zhì)歷史數(shù)據(jù)，對比改善前后合格率，客訴數(shù)據(jù)，客戶滿意度等數(shù)據(jù)，計算各失效模式的發(fā)生概率，殘次情況，損傷程度，RPN（風險順序數(shù)）等，定量分析各項指標的權(quán)重范圍。
4）實證分析法
通過目前 A 公司動力電池包的質(zhì)量管理實施成果的介紹，整理出適用于 A公司電池包的質(zhì)量管理方案。通過在各工藝生產(chǎn)中導入該管理方法，從而驗證該方法的有效性，為 A 公司動力電池包的質(zhì)量提升構(gòu)建可行的管理方案。
第 2 章   相關理論及研究
2.1   質(zhì)量管理概述
2.1.1  質(zhì)量的定義
關于質(zhì)量的定義不同行業(yè)和公司都有各自的理解，其中最為大家認可的要數(shù)質(zhì)量大師朱蘭對質(zhì)量的定義。質(zhì)量是能夠滿足顧客的需求從而使顧客滿意的那些產(chǎn)品的特征[4]。在質(zhì)量管理基礎和術語中，質(zhì)量是指物質(zhì)實體的若干固有屬性迎合需求的程度[5]。這個定義中包含了 3 個術語，一個是“實體”，一個是固有特性，一個則是要求。
物質(zhì)實體的定義是“可感知或想象的任何事物”  [6]。固有屬性，就是任何一個實體所具有的特征，這個特征使得一個實體得以區(qū)別于其它的實體。在 ISO 9000:2015 標準中，特性（Characteristic）被簡單地定義為：“可區(qū)分的屬性”[7]。任何事物都是因為有了特性，才使之獨立存在，而要求（Requirement），是指明確的、常識隱含的或必須滿足的需求或期望。要求可以來自于外界，比如：顧客，法規(guī)機構(gòu)，也可以內(nèi)化，來自于自身。綜合以上的 3 個定義，我們可以了解到，質(zhì)量是將“固有特性”與“要求”比較出來的。世界上的任何事物，一旦有了要求，就會有質(zhì)量，而沒有要求，就談不到質(zhì)量。
2.1.2  質(zhì)量管理的發(fā)展
1）手工作坊時代
在手工作坊時代，物資緊缺的時代主要強調(diào)數(shù)量上的增長，而在質(zhì)量控制上缺乏系統(tǒng)的管理，面臨一系列質(zhì)量問題。據(jù)史書記載，我國早在 2400 多年以前，為規(guī)范青銅制刀槍武器生產(chǎn)就建立了質(zhì)量檢驗制度，這一時期主要是依靠經(jīng)驗和粗糙量測來評估質(zhì)量，也被稱為“初級手工業(yè)質(zhì)量管理時代”[8]。
2）工業(yè)化時代
進入上世紀以來，世界處于高度競爭和動蕩不堪的時代，激烈的社會競爭加劇了社會生產(chǎn)的演進，生產(chǎn)機械化、經(jīng)營規(guī)?；a(chǎn)業(yè)集群化，直到工業(yè)化時代從人工轉(zhuǎn)向自動化并開始進入智能化。質(zhì)量管理也實現(xiàn)了空前的發(fā)展，從初級的質(zhì)量檢驗到數(shù)字時代質(zhì)量統(tǒng)計學，再到整體思維下的全面質(zhì)量控制[9]。
2.2   IATF16949 質(zhì)量管理體系
IATF16949 是國際標準化組織(ISO)于 2002 年 3 月公布的一項汽車行業(yè)性的質(zhì)量體系要求。最新版于 2016 年更新，也就是現(xiàn)行的標準 IATF16949:2016[17]。該標準的目標是在供應鏈中開發(fā)提供持續(xù)改進、強調(diào)缺陷預防，以及減少變差和浪費的質(zhì)量管理體系。將相互關聯(lián)的過程作為一個體系加以理解和管理，有助于組織有效和高效地實現(xiàn)其預期結(jié)果。過程方法包括按照組織的質(zhì)量方針和戰(zhàn)略方向，對各過程及其相互作用，系統(tǒng)地進行規(guī)定和管理，從而實現(xiàn)預期結(jié)果。
Potential Failure Mode and Effects Analysis（簡稱 FMEA）即潛在失效模式及影響分析[18]。它是指在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、服務等過程中尋找潛在的失效因素，構(gòu)建失效模型，分析可能產(chǎn)生的影響，預估風險，采取風險響應措施，做到提前預防，改進產(chǎn)品質(zhì)量管理，減少失效程序，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量與可靠度，更高更好滿足客戶的需求。FMEA 就產(chǎn)品程序而言，更為注重事前預防，屬于風險控制類工具，是產(chǎn)品先期策劃（APQP）體系中的重要輸出部分。根據(jù)應用領域的不同分為設計類 DFMEA（設計 FMEA)和過程類 PFMEA(過程 FMEA)等。本研究主要是基于 PFMEA 即過程故障模式與效果分析的研究，在產(chǎn)品生產(chǎn)前開始構(gòu)建生產(chǎn)過程中的失效模型并綜合考慮零件、組裝、總成等各個環(huán)節(jié)的制作過程,其涉及對象包括全過程的所有零部件、程序[19]。在生產(chǎn)運用中 PFMEA 不是通過減少用戶需要的設計來彌補質(zhì)量缺陷，而是強調(diào)生產(chǎn)設計參數(shù)控制來完美契合用戶需求。
第 3 章   A 公司動力電池車間質(zhì)量管理體系及質(zhì)量問題分析 ............................. 14
3.1   A 公司動力電池車間質(zhì)量管理體系 .......................... 14
3.2   A 公司動力電池包的主要制造過程 .................................. 16
第 4 章   基于 PFMEA 方法的產(chǎn)品過程質(zhì)量改善分析 ........................... 31
4.1   工作思路 ................................... 31
4.2   A 公司電池車間二級程序流程的建立 ........................... 31
第 5 章   基于 PFMEA 方法的產(chǎn)品質(zhì)量改善措施及效果分析 ............................. 51
5.1   質(zhì)量改善流程 ......................................... 51
5.1.1  確定優(yōu)先改善內(nèi)容 .................................. 51
5.1.2  運用防錯設計法制定預防和改善措施 ...................... 53
第 5 章   基于 PFMEA 方法的產(chǎn)品質(zhì)量改善措施及效果分析
5.1   質(zhì)量改善流程
5.1.1  確定優(yōu)先改善內(nèi)容
根據(jù)風險順序數(shù) RPN 值確定 AP 等級，A 公司規(guī)定 AP 優(yōu)先級為 H 的必須優(yōu)先解決。如表 5.1 所示，即：電芯混料，模組虛焊，氣密不良以及功能不良這幾種失效問題。 AP 優(yōu)先級矩陣：同時考慮了嚴重度，頻率和探測度。H 為風險等級高，要求必須采取綜合防治措施；M 為風險等級適中，要求有必要時，采取相應的措施；L 為風險等級較低，應當留意，但不必采取針對性措施，可通過日常改進來解決?！禙MEA 手冊》第五版 AP 風險矩陣表見附件。
第 6 章  結(jié)論與展望
6.1  主要結(jié)論
質(zhì)量是制造業(yè)的生命，在漫長的質(zhì)量研究過程中誕生了無數(shù)優(yōu)秀的質(zhì)量控制方法，本研究就借鑒了前人提出的 PFMEA 方法。為了更好的說明 PFMEA 在質(zhì)量控制中的作用，論文以 A 公司的動力電池生產(chǎn)車間為研究對象，將 PFMEA 引入到電池車間的生產(chǎn)過程中，結(jié)合運用該方法后電池產(chǎn)品的質(zhì)量改進效果得出如下結(jié)論：
1）結(jié)合 A 公司電池車間現(xiàn)狀以及其質(zhì)量管控體系，生產(chǎn)工藝流程以及帕累托分析圖，歷史品質(zhì)數(shù)據(jù)，指出 A 公司電池包車間在質(zhì)量管理上存在一定的不足，如：生產(chǎn)流程上質(zhì)控混亂、質(zhì)量體系不健全、員工質(zhì)量意識培訓教育不足。這些問題及不足是導致 A 公司電池組裝質(zhì)量問題的原因。
2）通過對電池包模塊生產(chǎn)進行 PFMEA 分析，梳理出生產(chǎn)過程中存在的失效模式及質(zhì)量后果，通過計算 RPN 值，確定 AP 優(yōu)先級。根據(jù) AP 優(yōu)先級確定改善對象和解決措施。對比改善前后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)應用 PFMEA 方法改善A 公司電池包產(chǎn)品質(zhì)量是成功的，效果非常顯著。
3）根據(jù)對公司質(zhì)量管理體系的梳理，可以明顯發(fā)現(xiàn)良好完整的質(zhì)量管理系統(tǒng)對產(chǎn)品質(zhì)量控制極為重要。將 PFMEA 文件整合到質(zhì)量體系文件中，可以支持和引導質(zhì)量管理邏輯，規(guī)范質(zhì)量管理辦法和質(zhì)量控制方向。A 公司電池車間通過運用 PFMEA 方法，制定了保證電池質(zhì)量的各類流程和規(guī)范，降低了錯誤率，提升了電池總裝質(zhì)量。
參考文獻（略）