2022年1月6日晚八點，由機械工業出版社和中國汽車報聯合推出的汽車效能整合開發實戰系列直播課程中，上汽商用車技術中心可靠性試驗開發帶頭人井清對“車輛產品開發中的耐久性工程——試驗篇”進行了精彩講解。直播的內容主要包括，耐久性及可靠性開發的意義、資料的獲取與分析、關聯使用者的產品耐久性驗證方法、以及對耐久工程的工作思考。
耐久性工程的重要性在提升
為什麼在車輛開發過程中要考慮耐久性？如何建立耐久性的工程體系？記者瞭解到，傳統的整車開發流程是先做市場調研，再和上一代產品或競品進行對標，找到效能目標後進而找到設計目標。因此，車輛每一個性能的實現，基本都是按照概念設計、細節設計、樣件/樣車試製、試驗/認證的流程進行。
“車輛開發中為了解決車輛產品耐久問題，從設計、分析、製造、驗證各階段各專業功能塊相互配合而最終使產品達到耐久效能的工程開發、驗證目標的過程，叫做耐久性試驗。”井清這樣定義。
耐久性試驗的重要性不言而喻。從市場方面來看，當前中國汽車市場的競爭，已經由單純的價格競爭轉向以可靠性為代表的品質競爭，並且市場對產品可靠性提出的要求也在逐年增加。提升整車耐久性與可靠性已成為當前及未來長期內我國自主品牌汽車強基固本的主要目標。
由於此前有車企出現斷軸門事件、下襬臂失效事件等，都給企業和品牌形象造成了很大影響。因此，在整車開發階段確保產品投放市場後有使用者可接受的可靠性和耐久性指標，成為各個企業技術關注的焦點。“包括車輛的內飾、操作件、傳動系統、結構件等在內的部件都是耐久性試驗的內容。”井清介紹，拿車輛子系統來說，其下屬的傳動系統、動力系統以及結構件等，加上試驗場路面以及工況操作，就構成了車輛子系統驗證的組合。
根據井清的講解，對於不同產品的驗證手段，需要在不同標準要求的耐久試驗中，找到針對性的試驗方法和針對性的驗證手段來解決問題。
要從整體系統看待耐久性試驗
每家車企的工作人員，對耐久工程知識體系的建立，都是從基礎知識、產品知識、工具及資源、開發流程等階段完成進階。不過，由於每家車企的開發流程、專案節點不一樣，交付物以及上下游的關係也不一樣，就更加考驗相關工作人員的能力。
在直播課上，井清詳細介紹了相關概念，幫助聽眾梳理清楚相互之間的聯絡。比如設計缺陷、材料選擇失誤、材料缺陷、製造過程缺陷等，都會造成產品失效；金屬疲勞，是指試件或零部件材料在交變應力的作用下，裂紋萌生、擴充套件、指導斷裂的過程；耐久性，是指保持質量和功能的使用時間，一般車企對整車耐久性的要求是XX年或XX萬公里；可靠性，是指在規定條件和規定時間內產品可能完成規定功能，可能完不成規定功能。
根據井清在直播課上分享的案例，為了滿足冷凝器子系統“可靠度95%、置信度0.05”的可靠性要求，需要14個試件完成1倍壽命週期試驗。那麼，怎樣做才能減少試件數量？僅用5個試件進行3倍壽命試驗，如果試驗透過，則表示該試件所代表的總體滿足上述可靠性要求。
不過，井清強調，“絕不能認為每個零件試驗僅僅反應被試件本身，不能認為通過了1倍壽命週期試驗即滿足要求，必須系統地看待試驗。每一個試件都代表了這個產品的總體分佈，僅僅為測試樣本而測試是沒有意義的，我們的關注點是整個總體。”
據悉，在設計認證（DV階段），是測試在設計過程中釋出的產品的可靠性，通常是軟模零件，是從可靠性角度驗證設計是否足夠好。而在產品認證（PV階段），是測試準備量產銷售產品的可靠性，通常是硬模零件，是從可靠性角度驗證產品是否足夠好。“由於汽車是由零部件和子系統整合起來的整體，因此，必須應用滿足或超過最強競爭對手可靠性的零件，這樣才能期望整車的QRD達到世界級水平。”井清說。
以需求為導向進行資料獲取和分析
那麼，進行耐久性試驗的資料該如何獲取處理呢？井清表示，這需要以需求為導向進行。比如，考慮到需要什麼樣的結果，進而考慮到需要做什麼分析，再進而考慮到需要採集什麼樣資料以及佈置什麼樣的感測器等等。像“車輪力“感測器、位移感測器、溫度感測器、GPS感測器等不同的感測器將會在不同部位發揮不同的作用。而關聯使用者的產品耐久性驗證，其目的在於保證車輛關鍵系統在XX%以上的使用者全壽命使用後“存活”；避免設計冗餘；充分驗證整車可靠性；儘可能的縮短試驗時間進而縮短開發週期。
據介紹，乘用車領域一般用16萬或24萬公里來衡量，輕型商用車一般用30萬或40萬公里，重型商用車一般用100萬公里衡量。如果以使用者10年或40萬公里來衡量，那麼需要在試驗場用4—5個月完成4萬公里的試驗，如果過程中出現了產品迭代或設計轉型，那麼就需要先做零部件和子系統的試驗，再做整車的試驗等一系列驗證工作。
“每一個產品都有自己的定義，比如穩健性、速度型或可愛型，還需要摸清產品的使用者在哪裡，定義關聯的物件在哪裡。”井清介紹，使用者調研也有很多種形式，比如問卷調研、GPS調研。據悉，現在很多公司使用大資料、車聯網收集使用者資訊。不過，這也涉及到一些挑戰，比如在轉向系統領域，要搞清楚大轉向角度和車速關係曲線，因為不可能直接拿到這個訊號，就需要提前在後臺做一些簡單的模型。
基於對耐久性工程的工作思考，井清強調，“工作人員需要從只關注某個點到穿出一條線。比如從開發指令下達，一直到工程釋出，在每個節點需要做什麼事情，需要大家進行思考。耐久（可靠性工程）問題處理起來不簡單，需要工程師有很強的理論和工程基礎，還需要良好的跨部門合作，更需要有擔當精神以及理順職責分工。”
網友提問
講座結束後，井清線上回答了網友提問。本報選取了部分問題：
問題一：從消費者的角度出發，整車可靠性和耐久性該從哪些方面去突破？
答：從消費者的角度來看，整車可靠性和耐久性要做到“不要影響我”。從我作為車主的角度出發，車輛新型的設計出現，我很開心。但是，如果這個車經常出毛病，那麼再新穎的設計都是負分，說明它本身的質量沒有做好。汽車作為批次產品，不可避免會出現一些問題，但這些產品的問題一定不能致命、一定不能放大化、一定要可控。
問題二：這一輪汽車產業變革浪潮的推動，特別是電動化的來襲，給整車可靠性與耐久性帶來了什麼挑戰？
答：傳統的企業更多是以平臺制或專案制來做整車可靠性與耐久性，因此，對於傳統的整車廠來講，組織機構這一塊不如新興的造車新勢力。造車新勢力帶來的網際網路思維，天然會親和使用者和客戶，而傳統整車廠在使用者洞察和調研是在設計後期，尤其是可靠性方面很少和使用者直接接觸。因此，在我個人看來，組織架構是一大挑戰，應該專門成立使用者洞察和使用者調研的部門，在前期把使用者資料甚至使用者想法納入到開發過程中。
文：趙瓊 編輯：蒙軒 版式：劉曉燁
