关键词：研发项目；设计质量；质量控制；质量策划
1导言
风冷热泵空调机组具有安装简便、布置灵活、占用建筑空间小，使用方便等优点。在诸如办公室、小会议室、接待室等多种使用功能房间在同一建筑物的场合，能充分体现风冷热泵空调系统既能灵活布置，又能经济运行的特点。但是对于广大用户来说，在决定采用该空调设备时，还必须知道空调机组能耗情况，以便进行技术经济分析。
2 A公司风冷热泵机组研发项目分析
2.1风冷热泵机组研发项目管理特点分析
2.1.1风冷热泵机组研发项目质量控制分析
风冷热泵机组在研发过程中可以划分为多个要素，每个要素对整体的产品都会产生影响。组成风冷热泵机组的各要素对整体产品的影响不是独立的，而是互相关联、互相影响的。风冷热泵机组整体属性不是组成它的任何要素所能独立显现的。我司风冷热泵机组研发的过程是一个结合大量人力和物力的系统工程，需要充分的市场调研、研发策划和技术测试。由于风冷热泵机组具备的系统属性，在性能方面表现出整体性，一台子系统属性匹配协调的风冷热泵机组所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和。风冷热泵机组的系统属性所反映的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到开发项目中来。整机性能的整体优化是风冷热泵机组研发的最终目标。风冷热泵机组研发项目质量控制体系是指导该项目采用的计划、策划、指导、检查、验证、监督和更改，使其处在有序平稳状态的连续管理行为，从而保证机组的综合性能。
2.1.2风冷热泵机组研发项目管理特点
建立风冷热泵机组研发项目的质量管理体系要结合中央空调产品研发的特点，还需结合其它的质量控制方法。在一个项目实施的过程中，研发阶段就如同一个龙头，他是一个中枢神经汇集的地方，是一个最为关键的阶段，在这个阶段技术历来是被各企业重视的课题，但作为笔者所探讨的这个项目质量同样要能得到充分的重视。在整个产品研发阶段，项目管理是保证研发质量、节省开支的有效途径，也是提升研发质量的有效手段之一。在风冷热泵机组研发项目中存在着两种项目过程，即面向产品的过程和面向项目管理的过程，面向产品的过程指的是指定和产生最终产品的过程，主要围绕如何开发和实施产品，包括如何作需求规范、如何设计产品开发过程网络、如何做测试计划（包括型式试验、现场模拟实验、可靠性试验）等。项目管理的过程包含组织和描述项目内容，主要在项目的启动、计划、执行、控制和收尾五个标准的关键过程展开和跟踪，这些过程往往是独立于所开发产品的。
2.2现行风冷热泵机组研发项目模式
所谓自主研发模式是指企业通过自身技术力量，在完全依靠本企业研发体系的条件下取得的技术成果或突破，并最终成功实现商业化的研发模式。企业在自主研发过程中，将主要力量集中于核心技术研发(核心技术是指产品关键部件、元器件的加工工艺、技术、系统控制技术等)，并在核心技术研发之后继续推动其后续任务，完结这个产品实现商业化的活动。核心技术研发具有三个基本特点：一是通过企业本身独立的研发，获得的技术突破；二是核心技术的知识产权具有独占性，并可申请受到专利的保护；三、核心技术研发成功的内在基础必要条件是熟悉掌握专业知识和技术能力。对企业来说，实施自主研发有如下好处：
1)研发成果具有内部实用性，能快速、顺利转化为产品，并可以转换为专利保护；
2)有利于加强企业核心竞争优势，加强在行业内的持续竞争力；
3)提高企业人员研发、管理、学习能力，提高人员的素质；
4)有利于企业获得比其它竞争者更高的利润。
然而，由于自主研发投入费用高，面临的不确定因素大，投资回报期长，不成功的风险大，对技术人员及管理人员的技术水平、管理水平等要求高等原因，因此中小企业采用自主研发的模式将具有很大的困难。
A公司本次的风冷热泵机组研发项目项目采用自主研发的模式，所以在设计质量控制方面，将会面临巨大的挑战和机会。
3 A公司风冷热泵机组研发项目设计质量控制实施
3.1风冷热泵机组研发项目设计质量输入
3.1.1产品开发的目标
如本案：开发达到国家节能标准的高能效的，使用环保制冷剂的风冷热泵机组，提高市场竞争力。
3.1.2产品的特征和要点
如本案：采用自主研发的新型压缩机（非对称卸载系统）和新型风机（高效低噪型树脂风机）；实测最低制冷COP：3.2；新型大容量自主研发的四通阀（低压降）；控制器硬件采用西门子品牌（合作开发）：PolycoolMicroTechIII控制器。
3.1.3产品系列及性能要求
如本案：从105RT到348RT共八个型号，全系列实测制冷COP≥3.2。
3.1.4适用的法律法规要求
3.1.5产品安全性和适用性特性描述
对确定产品安全性和适用性至关重要的特性要求描述。
3.1.6对输出指导性生产文件的要求描述
如零件图纸、组装图纸、产品材料清单BOM、总装图及技术要求等。
3.1.7新部件技术确认
需解决的新技术、新部件重点课题及对应方案。
3.1.8产品的质量目标：
?服务率=累计服务件数/累计销售数量：≤10%；
?索赔率=索赔费用/出厂金额：≤0.5%；
?制造批量质量事故不良率：零；
?组装批量质量事故不良率：零；
为达到新产品的质量目标，需要在新产品设计、制造、组装、外购件等方面的做出相应的品质保证、改善目标，并且采取相应的实施方案，如《品质计划书》等。
3.2风冷热泵机组研发项目设计质量控制
因为设计质量控制技术应用设计质量控制体系中的一个重要环节，应用不同及技术会影响到设计质量控制体系设置。为了更好的说明A公司设计质量控制体系优化后的优越性，在设计输入和设计输出环节，增加了本项目应用的两个重要设计质量控制技术的实施过程说明。
3.2.1稳健设计方法（田口设计方法)
风冷热泵机组采用稳健设计方法，包括三次设计:
1)系统设计
(1)主要部件的选型，包括压缩机、空气侧热交换器、水侧热交换器、节流装置、经济器。根据市场给出的开发任务书中提出的机组需要达到的制冷量、制热量、能效比COP、外形尺寸、机组总成本，初步选择主要部件。如选定一款某品牌的压缩机Q3WS，假定一个压缩机的工作点吸、排气口的压力状态，由压缩机厂家给出的性能表计算出压缩机制冷模式下的制冷量及消耗功率。同样在给出的外形尺寸限制范围内，初步设计空气侧热交换器的形状及大小，由前面假定的压缩机排气口的压力，和相似机型的过去测试的经验排气口至空气侧热交换器的压力损失，得出此空气侧热交换器的冷凝温度，计算在此冷凝温度下其换热量。接下来选择水侧换热器，由前面假定的压缩机吸气口的压力，和相似机型的过去测试的经验水侧热交器出口至压缩机吸气口的压力损失，得出此水侧热交换器的蒸发温度，在此蒸发温度下设计出达到其换热量的水侧热交换器。接下来选择经济器，需要根据经验假定一个换热温差，再由压缩机的经济器入口的状态点计算出经济器后的液体温度及经济器的换热量，由此换热量及经济器两进两出口的状态点选择出合适的经济器换热器。
当进行完以上计算后，校核计算的制冷量、消耗功率、COP是否可以满足开发任务书的要求。如不能达到要求，需要再次调整第一次假定的压缩机的工作点吸、排气口的压力状态，进行第二轮所有部件的计算，直到达到需求为止。这个过程需要进行多次计算，为了节省计算时间，可以利用简单的软件如excel进行变量求解快速得出准确的结果。
(2)计算制冷剂充注量和储液器大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
(3)选择其余部件、如膨胀阀、单向阀等。
(4)进行结构设计。
2)参数设计
当完成系统设计的机组制作完成样机在实验室进行测试后，我们需要对测试数据进行分析计算，与系统设计时的参数进行对比，判断部件是否正常，设计是否合理。下面还选择对系统设计部分重点介绍的主要部件进行校核。
将测试得到的各部件前后的压力、温度状态点数据整理，并将之放入设计时使用的计算表中，并在之基础上加入实测与设计的比值，运算得出每个部件设计值与实测值的比值。
当实测值与系统设计值相差比较大时，需要认真分析原因，是测试问题、加工问题还是原系统设计时没考虑到的问题。当判断偏差值在合理范围内时，把各个部件的性能偏差作为经验值，在接下来的容差设计中作为常量计算，并可以用于以后相同或类似机组的问题分析或系统设计。
3)容差设计
当机组量产时，量产的性能与样机测试的性能是有差异的，对应不同种类的产品，国家标准有不同的要求。举例说明：比如某一标准有一个要求：被抽查机组的实测制冷量≥样本标称制冷量*95%，实测制冷输入功率≤样本标称制冷输入功率*110%，实测COP≥样本标称COP*92%。为了让量产的机组能达到国家标准的要求，我们需要对机组上所使用的所有部件进行分析，找出可能在量产时产生差异的部件，对其偏差的状态进行评估计算，以求出机组性能的偏差范围。在实际操作过程中，我们不可能准确计算到所有的影响性能的部件的偏差值是多少，但我们可以通过质量控制来要求部分部件量产时的状态达到样机的状态，如空气侧热交换器、水侧热交换器、经济器等的制作工艺保证其一致性。但有些部件是不能通过以上方法来保证的，如压缩机，这时需要单独对其进行性能测试，把测试的性能与压缩机本身的样本标称进行对比，并符合一定的偏差要求。这个要求可以是使用者提出，也可以直接采用其国家标准，如压缩机的国家标准。如某压缩机的国家标准2要求：抽查的压缩机实测能力≥样本标称能力*95%，实测压缩机COP≥样本标称COP*95%。当采用此国家标准时，我们需要对前面系统和参数设计时的结果进行容差设计。即在压缩机的标准范围内计算到最差的情况，这时机组的性能是多少，以便得出在机组的样本上，可以标称怎样的性能。
假设，压缩机在国家标准范围内，分别采用三种状态：样机实测状态（实测/理论能力、消耗功率、COP）分别为94%、93%、101%、能力最低状态（实测/理论能力、消耗功率、COP）分别为95%、100%、95%、消耗功率最高状态（实测/理论能力、消耗功率、COP）分别为100%、105%、95%，分别计算出这三种状态下机组的能力、消耗功率和COP。再按照机组的国家标准中的要求，采用最小能力、最小COP的方法计算出可标称的最大性能值，让以上压缩机的三种状态下的机组实测性能都能满足国家标准要求。
3.2.2潜在的失效模式及后果分析（FMEA）
设计变更检讨书，将相对于老一代机型的设计变更点列出，列出变更原因，并分析由此可能带来的品质风险，列出验证方法.
3.3风冷热泵机组研发项目质量设计输出
3.3.1系统设计原理选型书
包括系统原理图，电气原理图，产品三维立体图，二维平面图，主要部件选型计算书。这些技术资料，都必须进行审核，批准。审核其方案是否合理，过去产品的不良在新产品上是否避免或得到改善，新技术、新部件的选择及应用是否有充足的理论依据和可信赖。并在专家评审会议上进行详细说明，最终由评审委员会作出裁决：通过、整改后通过、或者不通过。对不符合的项目，需要整改后，得到评审组长批准，才能通过。
3.3.2测试计划书
明确要测试的测试项目和测试样机的种类和台数。
测试项目应包括：
1)设计输入提出的“适用的法律法规的要求”，如GB/T18430.1包括产品型式试验、气密性、真空试验、电压变化性能、绝缘、耐电压等；GB19577－2004能效限定值、能效等级。
2)设计输入提出的“适应性”的使用范围、使用极限、可靠性等在内的实验项目。
3)“设计变更检讨书”和“产品不良现象分析及预防措施表”上反映的验证方法和实验项目。
以上所有测试项目详尽列出，并列出测试方法、评价标准，并在专家评审会议上进行说明，最终由评审委员会作出裁决。
3.3.3成本计划书
包括部件选型成本书、降低成本计划书等。部件选型时需列出几种方案、几个供应商产品的比较，并明确推荐方案及理由。列出当前产品的成本和量产时降低成本的方案和量产时的成本，并比较设计输入时的成本目标。评审委员审核成本计划书的合理性，目标达成状况，批准其是否通过或整改通过。
3.3.4控制功能规格书
规格书需详尽描述控制器硬件端口配置、通信部件、产品控制原理图、控制功能规格、控制逻辑功能规格、菜单显示等。
规格书大部分内容沿用类似机型的控制方法，但同样也需要在新机型上测试验证其适应性；当有新的控制要求加入或更改控制点时，需要在模拟测试台和新机型样机上测试验证。只有验证通过的控制逻辑才可以写入最终的控制功能规格书中。控制功能规格书必须得到评审委员会的评审批准。
4结论
本文通过对风冷热泵机组研发项目设计质量控制体系研究，得出以下几点结论：
4.1 必须改变传统的想法和做法，现实是以“客户”为中心，一切从“客户”出发，包括我们对产品“合格”的定义及理解，只有符合市场需求的产品才是真正“合格” 的产品，尊重市场、尊重顾客求的需求，要求企业愿意为产品策划投入更多的时间、成本和资源。准确、清晰、具体的产品定位，是新产品研发项目成功的前提。
4.2设计质量控制体系的应用是一件既容易又不容易的事。容易的是经过多年的发展，已经形成了成熟的理论体系和工具方法；不容易的是要让广大的工程技术人员熟练掌握并灵活应用这些工具、方法和技术。只有强化质量意识，作到活用，才能显示出质量管理体系对研发项目强大的促进作用。
4.3 QFD、田口方法和FMEA的综合应用可以为产品设计人员提供设计的框架、解决问题的工具、最佳参数选择的依据和最终问题解决的衡量标准。做为一个强大的产品设计质量控制工具的集成方法，使用此方法可以开发出满足客户需求、物美价廉、具有创新和竞争优势的产品，同时也为企业进行质量改进和产品创新提供有效方法。
4.4企业应学会依靠项目设计质量控制体系，使用QFD、田口设计方法和FMEA等手段来提高设计的成功率，用设计验证方法和设计评审程序来有效保证设计的成功率。这些综合分析方法的实施需要设计、工艺、检测、服务、销售等各方面的专家提供各种宝贵的经验，技术人员也需要较丰富的实践经验。所以最终设计品质的提高，还是依靠高水平的研发人才。企业吸引、留住和培训人才，才是成功的关键。
总之，只要我们不断持续改进，活用设计品质控制体系和技术，不断适应变化。不管是中国企业还是西方企业，都将在新产品研发项目上取得不断成功。
参考文献
[1]李曦.论新产品研发项目中的质量管理活动[J].项目管理技术.2011（5）：101-105
[2]田健.纯电动汽车研发项目质量控制方法研究，《天津大学硕士论文》，2009.8
[3]夷嬿霖.设计质量控制系统的研究与开发，《重庆大学硕士论文》，2005.5
[4]杨红旗，武柯，萧建华，设计管理对企业发展的推动作用，商场现代化，2006．2，34-35
[5]刘晓兰，浅谈项目负责人在设计过程中的质量控制，水利技术监督，2005．6，32～33
[6]高清振.融合QFD、TRIZ和田口方法的产品概念设计方法[J].机械研究与应用.2009(5)106-108
[7]张承谦，胡苗结，基于流程再造的产品开发设计管理模式研究，合肥工业大学学报，2006．2，51-53
[8]贾宝惠,高蕾.杜宜东.基于FTA的飞机空调系统安全性分析[J].航空维修与工程.2010(3)
论文作者:周威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/16
标签：机组论文; 项目论文; 质量控制论文; 热泵论文; 压缩机论文; 热交换器论文; 部件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;