崔书星 刘超
摘 要：合理的维修性设计可以减少客户的维修成本及主机厂的售后索赔费用，从而节约研发成本，缩短开发周期，提高整车企业的品牌效益和利润率。通过维修性设计在汽车产品开发的应用实践，梳理了维修性设计相关定义、设计思路、设计原则，并介绍了维修性设计的未来优化的方向。
关键词：维修性;维修性设计;汽车开发
1维修性设计相关定义及意义
1.1 维修性：指车辆零件或零部件总成在规定的维修条件下，按规定的方法实施维修时，能够恢复满足执行规定功能状态的能力。维修性设计：产品设计时，设计者应从维修的观点出发，保证当产品一旦出现故障时，能容易地发现故障，易拆卸、易检修、易安装，即维修性要好。维修性是产品的固有属性，属于产品固可靠性的指标之一。维修性的好坏直接影响产品的维修工时、维修费用，影响产品的本身价值和外在口碑。
1.2 现代社会中的耐用消费品如家用轿车，在其生命周期内，维修维护费用占商品售价的很大比重。在汽车产品保修服务期内，零件维修和索赔费用由主机厂支出，对于销量众多的车企，这是一笔非常巨大的开支。而通过维修性设计，可以为车企节省这些开支，并将其转化为利润。汽车作为代步工具和生产资料，其维修周期给车主带来的维修之外的损失也是不能忽略的，尤其是出租车、网约车等，这些都要求车辆具有良好的维修性。此外，在使用过程中所产生的维修养护成本也是潜在车主做出购买决定的重要因素之一。因此一些不合常理的维修性问题是一种设计缺陷，必须要在车辆设计前期考虑，但目前汽车开发中可维修性设计缺少管控，也缺失前期可维修性设计目标的策划，维修性开展分散，没有形成系統的流程和方法。
2汽车维修性设计基本流程
2.1 汽车开发是一个复杂的过程，在长达3-5年的开发周期内，需要经历概念设计、造型设计、工程开发、系统发布、样车制造、试验认证等多个环节。在产品开发过程中，维修性设计与产品设计必须紧密配合，互相及时地输入或输出有关的设计数据和资料，并进行必要的设计协调，以保证设计出来的产品易于使用和维修。尽管国内各大车企已逐步开始在设计过程中考虑可维修性设计的各项需求，但仍没有形成一套成熟的流程和方法在新产品开发过程中系统地实施。
2.2 维修性设计需求收集与评审。维修性设计要求是维修性需求的重要组成内容，在概念设计阶段就必须明确维修性设计要求。依据车型定义，开发日程、车型配置、售后需求、再发防止、对标总结、各设计部的需求等形成初版维修性设计要求。维修性设计要求包含定性和定量两方面内容，定性要求是汽车开发设计的准则，而定量要求则是定性要求的量化，比如某个零部件的维修工时等。维修性设计要求经整理并评审后，将其输入产品开发项目组。
2.3 维修性要求校核与改善。在产品开发阶段，同步确认售后维修性设计需求的可实现性。在汽车开发过程中通过维修性设计虚拟验证和校核，若发现与维修性设计要求不符的情况，维修性设计工程师要对其进行跟踪、分析、并给出设计改进建议，必要时组织各设计部门进行研讨，针对不满足项共同制定优化方案。根据改进设计的成本和周期变化，最终由项目组和领导决策，并在产品数字样机冻结前输出维修性校核报告和维修程序报告等交付物。
3汽车开发中的维修性设计原则
3.1 汽车开发中维修性设计原则包括：
3.1.1使布置的零部件具有良好的可达性。可达性是指汽车维修时能接近
维修部位的难易程度，要求修理部位看得见、摸得着，并且有足够的维修空间便于工具到达。可达性差的部件，不仅会耗费更多的人力和费用，还会延长汽车修理时间。
3.1.2使零件设计标准化。合理简化产品与零部件规格，进行产品通用
化、系列化、模块化设计，提高易损件的互换性和通用性。汽车是一个复杂的系统，拥有成众多零件，标准化零件不仅便于制造和加工，而且有利于汽车修理，还能降低对修理工人的技术要求，大大缩短修理时间。
3.1.3使零件维修具有良好的安全性。保障维修人员排除故障时不会受到
电击、机械损伤、有毒气体、辐射等伤害，这是汽车维修性设计阶段必须考虑的安全问题。
3.1.4使零件系统具有良好的测试性。维修中，60-90秒的时间用来完成
故障检测，了解故障部位，往往只需更换零件就能排除故障。所以良好的测试点、快速地反映故障点都是在维修性设计时应该考虑的。
3.1.5尽量使零件简化设计。汽车开发过程中应运用标准化技术和方
法，模块化可以简化结构，减少零部件种类，降低产品开发、制造及售后费用。标准化、互换性和通用性不仅利于产品设计和生产，而且也使产品维修简便，能显著减少维修备件的品种、数量，降低维修人员技术要求，缩短工时，提高保障。在不影响其功能的条件下要尽可能地简化，从而减小对使用和维修人员的技术要求。
3.1.6完善的防差错措施和标识。汽车维修时，如果没有防差错措施，对
大小相近、形状相似的零件会出现装错、装反的情况，在采购、存储、领取、发放中也会经常弄错，这样可能导致严重的人员伤亡或设备损坏。设计者不应该仅强调维修人员的仔细程度，而应该从设计着手防范这类问题。识别那些外形相似、大小相近的零部件和维修时常发生装错、装反、漏装的隐患，避免制造过程中的装错频次，加强设计过程的防错设计特征，可以节省相当一部分需要实车拆解、讲解所投入的时间和费用。
4未来维修性设计的优化和发展方向
4.1在当前逐步完善并灵活运用工具模型和人体手部模型的基础上，完善虚拟维修设计系统，确保虚拟分析的及时性和可靠性。
4.2根据售后百万车故障率（PPM），研究易损件的维修策略及售后配件替代方案，提高零件可靠性的同时，通过优化维修性设计降低维修成本和索赔费用。
4.3通过大数据分析，定位消费群体对售后加装/改装需求比较频繁的系统，在整车设计时做好预留。同时对车型年改款也提供了一些便利，进而保证了产品投入市场的灵活性和及时性。
4.4售后维修性设计进一步发挥操作简易、省时省力的潜力，开发用户界面更加人性化的诊断工具、手机APP 及简单易懂的操作指导说明，逐步适应市场越来越多的车主自行保养及主机厂上门服务的需求。
4.5不断收集客户喜好和用户体验，通过售后维修场景的设计，在产品投放市场同时或整个生命周期内不断升级，持续丰富产品的亮点和卖点。
五、结语
维修性设计是产品的设计特性，对于汽车这类复杂的集成设计尤为重要，必须在设计时给予输入，实时与其他设计输入同步进行分析和评估工作，并贯穿产品整个设计周期。维修性设计在整车设计中已经被给予越来越多的重视，但当前的维修性设计做得还不够深入，大多数还停留在可达性、可视性、可拆卸性虚拟分析的层面，若充分利用计算机CAD 技术、仿真技术、虚拟现实技术，发挥虚拟现实技术的可视化和交互处理复杂数据的能力以三维模型方式对设计的维修性进行分析评估的优势，逐步形成集计算机辅助维修性设计建模仿真于一体的虚拟维修设计系统。虚拟维修设计的应用，可以提高维修性设计的效率和自动化程度，缩减设计成本和周期，尤其有助于缓解总体设计阶段不易开展维修性分析评估工作的情况。并可以渗透到后期维修信息开发领域，对售后工程开发工作有着深远的影响意义。
参考文献：
[1] 章国栋 系统可靠性与维修性分析与设计[M]. 北京：航空航天大学出版社，1990.
[2] 陈璐，蔡建国 可维修性设计及其技术方法研究[J].机械设计与研究，2002（ 18） .
[3] 王晓晨，杨健美 维修性设计评价技术研究[J]. 中国机械，2014（ 9） .
（长城汽车股份有限公司，河北 保定 071000）
