摘要：汽车车身防腐可靠耐久目标的设计，旨在确保车身在各种复杂环境和使用条件下，能够有效抵抗腐蚀，维持产品性能在预定的使用寿命内满足客户需求。设定过高的防腐目标会增加车身防腐成本，进而影响企业利润；而过低的目标则可能引发客户不满，损害产品声誉。因此，合理设定防腐可靠耐久目标至关重要。该研究通过引入质量功能展开（QFD）和可靠耐久研究方法，深入探讨了防腐目标设定的关键要素、研究对象及方法。实践案例证明，基于完善的腐蚀目标设定方法，能够制定出既满足客户需求又避免设计过剩的“刚刚好”防腐可靠耐久目标，从而在确保产品质量的同时控制成本。

 

关键词：防腐；可靠性；耐久性；质量功能展开

 

目前在中国市场上，汽车的车身锈蚀投诉较多，这与车身防腐目标设计不合理直接相关。车身防腐目标设计不合理的主要原因是国内车身仍无完整的目标设定方法，更多的是学习和对标国外先进企业的防腐标准。虽然国外先进企业防腐标准有较完整的目标要求，如包括了可靠耐久中的时间周期、故障定义等要素，但国外先进企业从客户群体、产品设计方案、产品验证方案、产品使用环境与国内存在差异，这些差异严重影响了汽车车身防腐目标设定的准确性与合理性。为有效设计合理的车身防腐可靠耐久目标，本文通过引入质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）和可靠耐久性能研究方法，同时开展车身研究对象划分，确定了防腐可靠耐久目标设定的要素、目标设定的对象以及目标设定的方法，有效支撑了车身防腐性能的设计。

 

1、 车身防腐可靠耐久目标设计要素

1.1 防腐可靠耐久目标的定义要求

可靠性是指产品在规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力，涉及所有因素引起的故障失效。而耐久性作为可靠性的一个方面，更侧重于关注自身损耗导致的故障失效[1]。依据可靠性和耐久性的定义，可以推导出防腐可靠耐久目标的定义。

 

依据可靠性的定义，首先需要明确防腐可靠性所要达成的功能，而防腐功能可分为两类。第一类功能是满足客户对产品外观需求的功能，即防腐的直接功能，简而言之，在生产、运输、使用过程中，产品的外观锈蚀程度要在客户视觉接受范围之内；第二类功能是满足产品其他性能对锈蚀损耗需求的功能，即防腐的间接功能，在生产、运输、使用过程中，产品的锈蚀损耗不应导致产品其他性能失效。此外，定义防腐可靠耐久性能还需明确规定的条件和时间，这通常包括产品销售市场、维修和使用的要求以及使用的时间等。

 

基于以上分析，防腐可靠性可定义为在规定销售市场、规定使用条件、规定时间下，产品能够满足客户对产品外观需求的功能和产品其他性能对锈蚀损耗需求的功能。而防腐耐久性本质上属于防腐可靠性的一个方面，它更多地采用寿命评估，即锈蚀导致产品从制造完成或修理完成到因经济或技术原因不宜继续使用，必须大修或报废的时间。

 

1.2 防腐可靠耐久目标设计要素

依据产品可靠性与耐久性评估的原则，耐久性通常由耗损前的寿命来度量，而可靠性则以工作寿命（即有用寿命）和偶然失效数来量度[1]。因此，防腐可靠耐久性能可以依据图1 中防腐可靠性与耐久性能的关系来进行描述。

 

图1 防腐可靠性与耐久性能的关系

 

图1展示了防腐可靠性与耐久性能之间的差异，根据图1 和防腐可靠性与耐久性的定义要求，防腐可靠耐久目标设计的要素可以总结为以下公式：

 

防腐可靠性=规定销售市场+规定使用时间+功能集合{直接功能（外观）：锈蚀程度满足客户视觉接受范围；间接功能（性能）：锈蚀损耗不影响产品其他性能}+度量标准（基于发生率）

 

防腐耐久性=规定销售市场+功能集合{间接功能（性能）：锈蚀损耗不影响产品其他性能}+从产品制造完成或修理完成后到因经济或技术原因不宜继续使用、必须大修或报废的时间从上述要素和国内腐蚀目标设定标准的分析中可以看出，车身防腐性能的目标设计目前更多地侧重于防腐可靠性，而对防腐耐久性的考虑相对较少。因此，需要加强产品耐久性设计水平，特别是要应对国外锈蚀法律法规的要求。例如某欧洲国家对外宣传和保证的产品锈蚀年限，即产品从锈蚀后维修到下一次需要维修的时间间隔需要与所保证的年限保持一致。

 

2、 防腐可靠耐久目标设计的研究对象

依据防腐可靠耐久目标设计要素，功能包括满足客户视觉接受范围和满足产品其他性能不失效的两个方面，所以确定车身防腐的研究对象可以依据外观和功能确定。

 

2.1 依据车身外观确定研究对象

由于车身存在着客户可见的部位，如外覆盖件、打开开闭件可见区域、车底抬起可见区域、维修拆解覆盖件后可见区域；同时车身也存在着客户不可见的部位，如内腔、搭接面。因此，需要根据车身不同部位的可见难易程度来划分研究对象[2]。

 

对于车身可见部分，通常根据客户可见频度设定为高可见区和低可见区，其中高可见区包括外覆盖件、打开开闭件可见区域，低可见区包括车底抬起可见区域、维修拆解覆盖件后可见区域；对于车身的不可见部分，由于客户在产品使用过程中无法看到，统一将其设定为不可见区，这包括车身钣金的内腔以及钣金与钣金之间的搭接面[3]。各区域的研究对象可参考表1。

 

2.2 依据车身功能确定研究对象

车身是汽车的核心部件之一，承载着各系统零件、货物、驾驶员和乘客。因此，在车身的服役年限中，防腐工作至关重要，需要保证锈蚀不会引起各系统零件装配可靠性的衰减，不会引起碰撞性能的衰减，以及不会引起密封、噪声、振动与声振粗糙度等性能的衰减[4]。基于车身的这些功能需求，研究对象如表2 所示。

 

表2 依据车身功能确定的研究对象

 

3、 车身防腐可靠耐久目标设计方法

车身防腐可靠耐久设计属于性能设计，可引入QFD 的方法，图2 为某零件的防腐性能质量功能展开图。

 

图2 某零件的防腐性能质量功能展开图

 

无锈蚀（无磨损）是指表面没有因为物理摩擦或其他机械作用导致的材料损坏，同时没有出现金属基材腐蚀现象；无锈蚀（存在磨损）是指表面存在因为物理摩擦或其他机械作用导致的材料损坏，但损坏处和未损坏处均未出现金属腐蚀现象。

 

基于图2，车身防腐可靠耐久目标设计前需要掌握客户需求、竞标车性能才可有效开展性能设计。首先，研究客户需求，将客户需求转化为产品设计要求，并明确客户需求与设计要求相关性；其次，研究竞品车的竞争力；再次，结合产品定位和成本，确定选择设计项目的竞争力；最后，结合选择的竞争力水平设定存在相关性并要求最严苛的工程要求[5]。

 

3.1 车身防腐客户需求研究

车身防腐设计的主要客户来源于目标市场的消费者以及车身碰撞、密封、噪声、振动与声振粗糙度等性能的设计者。其中，消费者是外观需求研究的主要来源，而车身碰撞、密封、噪声、振动与声振粗糙度等性能的设计者是功能需求研究的主要来源。

 

对于消费者外观需求的研究，主要是针对消费者进行锈蚀需求的调研与数据处理，因此，调研与数据处理表格的完整性至关重要。按照防腐可靠耐久设计的要素，调研信息和数据处理应涵盖使用时间、外观要求、允许出现的锈蚀发生率等。其中，时间与外观要求需要综合考虑锈蚀引起的特殊因素（如磨损、化学污染、泡水等），逐一排除锈蚀的可能性，避免客户反馈信息的遗漏。

 

此外，为了评估锈蚀接受程度，可以选定一定的时间段和样本量（一般选取评估使用年限内的总销量，例如：评估使用1 年的锈蚀，选取过去1 年内总销量；评估2 年的锈蚀，选取前1 年的总销量），通过售后问卷调查或在国内知名投诉网站等方式搜集整理锈蚀抱怨量。将各类锈蚀抱怨量除以样本量，可以粗略核算出车辆锈蚀投诉的占比，进而评估客户需求的重要度，其中投诉占比越高，客户需求的重要度越高[6]。通常，投诉占比超过2‱时，应设为3 级；若为1‱～2‱时，重要度至少为2 级；其他情况按1 级处理。锈蚀搜集来源越多，锈蚀投诉占比的准确性就越高，表3为车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）客户锈蚀需求调研表。

 

表3 车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）客户锈蚀需求调研表（举例）

 

功能需求的研究主要是针对车身碰撞、密封和噪声、振动与声振粗糙度等性能的设计者开展锈蚀需求收集工作。通过这一过程，获取相关设计部门对于锈蚀允许深度的具体要求，并选择其中最严苛的要求作为设计目标，将其重要度定为3级。表4 为车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）性能设计者的锈蚀需求调研表。

 

表4 车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）性能设计者的锈蚀需求调研表（举例）

3.2 车身防腐竞标车研究

车身防腐可靠耐久性能属于车身的关键性能，是企业间竞争力的体现，因此，性能设计过程必须考虑竞品车性能以保持防腐性能设计的竞争力。车身防腐竞品车研究比较有效的方式是通过投诉网站、市场售后调查、购买拆解竞品车等途径确定竞品车的性能是否满足客户的接受范围[7]，同时核算锈蚀发生率以确定市场竞争力（一般情况下，若发生率大于或等于2‱时，则认为不能满足客户需求，竞争力评级为1；若发生率在[1‱,2‱)区间内，则认为达到客户需求，竞争力评级为2；若发生率在[0,1‱)区间内，则认为超过客户需求，竞争力评级为3）。锈蚀搜集来源越多，核算发生率越准确。表5 为某竞品车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）竞品车竞争力调研分析表。

 

表5 某竞标车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）竞品车竞争力调研分析表

 

3.3 车身防腐客户需求转化为设计要求

首先，依据防腐可靠耐久定义与要素，防腐可靠性需要将客户需求转化为设计要求，包括明确市场、时间、功能能力及其发生率。其中，发生率与客户需求重要度密切相关。一般而言，重要度3 级需要控制发生率在[0,1‱)范围内，重要度2 级需要控制发生率在[1‱,2‱)范围内，重要度1 级需要控制发生率在[2‱,5‱)范围内，或根据实际情况设定一个合理的上限值，如表6 所示。

 

表6 某项目车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）客户需求转化为可靠性设计要求

 

其次，依据防腐可靠耐久要素，耐久性设计同样需要将客户的需求转化为具体的设计要求。这包括明确市场定位，以及确定从制造完成或修理完毕到车辆因性能失效而不宜继续使用、必须进行大修或报废的时间周期。在设定性能失效标准时，应依据车身碰撞、密封、噪声、振动与声振粗糙度等方面的要求来设定失效阈值。其中，时间设计是最为关键的一环，一般而言，会选取首次锈蚀发生率在[2‱, 5‱)范围内的最早的年限，并结合预测或仿真评估来确定实现所需功能的时间，如表7 所示。

 

表7 某项目车身高可见区（外覆盖件、打开车门可见区域）客户需求转化为耐久性设计要求

3.4 车身防腐竞争力与客户需求选择

由于车身防腐竞争力与产品成本竞争力之间往往存在矛盾，如果一味追求超过竞品车的防腐竞争力，而不考虑客户需求，很可能导致产品设计成本过高，从而削弱了产品的成本竞争力。因此，合理选择防腐竞争力至关重要[7]。

 

在控制成本的前提下，当竞品车的防腐竞争力远高于客户需求时，应选择满足客户需求的防腐竞争力水平，以避免不必要的成本增加。同样，如果竞品车的防腐竞争力远低于客户需求，也不应盲目跟随竞品，而应坚持满足客户需求的原则。

 

如果竞品车的防腐竞争力与客户需求相等，那么可以在满足客户需求的基础上，综合考虑竞品车的要求，以在保持竞争力的同时控制成本。

 

当然，如果不计较成本，可以选择高于竞品车和客户需求的性能水平，以进一步提升产品的防腐竞争力。但这种情况通常需要在特定的市场策略或产品定位下进行决策。

 

综上所述，合理选择车身防腐竞争力需要在满足客户需求、控制成本和考虑竞品车要求之间找到平衡点。

 

4、 结语

为完善并合理地设计车身防腐可靠耐久目标，依据可靠耐久性能的定义和方法，首先从外观与功能的角度出发，对车身结构进行拆解划分，以确定腐蚀研究的主要对象。在此过程中，引入了质量功能展开QFD 的方法，以深入研究客户需求和竞品车的竞争力。通过这一方法，成功地将客户需求转化为具体的设计要求；最后，在充分考虑成本和市场需求的基础上，选择了合适的竞争力水平，以确定车身防腐可靠耐久的目标。这一整套方法体系可以有效地支撑车身防腐性能的设计工作，为提升产品质量和竞争力提供有力保障。

 

来源：期刊：《汽车实用技术》 作者：黄垂刚  广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院

 

 

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