（管理科学与工程专业论文）pdm技术在ts16949实施中的应用研究.pdf

中文摘要 摘要 汽车被称为“改变世界的机器”。由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被 视为一个国家经济发展水平的重要标志。汽车制造又是一个很特殊的行业，是一 项很复杂的系统工程，整个汽车是由上万个零部件装配在一起的组合件，涉及冶 金、化工、纺织、电工、玻璃、塑料、橡胶、轻工等行业。因此整车制造商对零 部件供应商的质量依赖性很强，如何保证汽车配套厂的产品研发质量，是我国汽 车行业获得突飞猛进发展的瓶颈问题。在上述背景下，整合了全球汽车质量管理 体系后的最新技术规范i s o 厂r s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 ，便应运而生。 本文以实施t s l 6 9 4 9 的汽车配套企业为研究对象，通过分析t s l 6 9 4 9 本身的 特点以及企业的实施现状，指出企业目前在标准实施与实际产品设计、过程( 工艺) 和生产流程间存在的数据传递和沟通障碍，得出i s o t s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 标准贯彻实施 过程中的信息化需求，需借助于大规模的计算机处理系统。p d m 系统的工作流程 管理和大规模文件数据处理功能，为实施工作提供了有力的技术支持和软件平台， 辅助t s l 6 9 4 9 标准在产品设计、生产过程中顺利开展。 基于产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 技术的特点，我们提出了 q p d m 的概念，即面向质量过程管理的p d m 技术。通过i d e f o 、i d e f l x 等方法 建立原型系统的功能模型和信息模型，分别刻画了项目管理、工作流管理、变更 管理等过程管理的功能和信息模型，并在此基础上搭建了q p d m 系统的体系结 构。 最后，作为对以上研究的验证，本文在迈特p d m p l m 系统上根据t s l 6 9 4 9 的特殊要求进行了开发定制，以在某汽车配件公司的应用情况为例。介绍了该公司 q - p d m 系统解决方案，同时指出q - p d m 在企业的实现离不开科学系统的实施方 法和有效的实蓬过程控制。 关键词：i s o t s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 ，过程质量管理，产品数据管理( p d m ) ，项目实施 英文摘要 a b s t r a c t m o b i l ei sc a l l e dm a c h i n ew h oh a sc h a n g e dt h ew o d d b e c a u s eo ft h ec q - p d m e d i n d u s t r yr e l a t i o n s h i p i ti sr e g a r d e dt h ei m p o r t a n ts y m b o lo ft h ed e v e l o p m e n td e g r e eo f ac o u n t r y m o b i l em a n u f a c t u r ei sa s y s t e me n g i n e e r i n gw h i c hi n c l u d e sm e t a l l u r g y 、 c h e m i c a le n g i n e e r i n g 、s p i n n i n g 、e l e c t r i c i a n 、g l a s s 、p l a s t i c 、r u b b e ra n d l i g h ti n d u s t r y a n ds oo i ls op l a n td e p e n d so nt h eq u a l i t yo fp r o d u c to f s u p p l i e r s h o wt oe n s u r et h e q u a l i t yo fp r o d u c td e v e l o p m e n to fm o b i l es u p p l i e r s , t s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2c a nt e l l1 1 8t h e a l l s w c r t h i s p a p e rr e g a r d sa u t o m o b i l e - f i t t i n gc o m p a n yw h oi s i m p l e m e n t i n g i s o t s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2a st h er e s e a r c ho b j e c t t h r o u g ha n a l y z i n gt s l 6 9 4 9 sc h a r a c t e r i s t i c a n de n t e r p r i s e si m p l e m e n t i n ga c t u a l i t y , p o i n t i n go u tt h eo b s t a c l e sb e t w e e ns t a n d a r d s a n dd a t at r a n s m i t t i n ga n di n f o r m a t i o nc o m m u n i c a t i o no fe n t e r p r i s ei np r o d u c td e s i g n , p r o c e s sa n dm a n u f a c t u r es t a g eo fe n t e r p r i s e sa tp r e s e n t , t h u si tq u o t e so u tt h a tt h e i m p l e m e n t a t i o no f t s l 6 9 4 9h a sc q - p d m e dr e l a t i o n s h i pw i t ht h ei n f o r m a t i o ns y s t e mo f e n t e r p r i s e w o r kf l o w i n gm a n a g e m e n ta n dd a t at t e a t m e n tc a p a c i t yo f p d mc a np r o v i d e s i m p l e m e n to fs t a n d a r dw i t ht e c h n o l o g ys u p p o r ta n dw a r e s o f if l a tr o o f ra l s oc a nh e l p p r o d u c td e s i g nt ob ed e v e l o p e ds u c c e s s f u l l yi ne n t e r p r i s e b e c a u s eo ft h ec h a r a c t e r i s t i co fp d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) ，w eh a v ep u t f o r w a r dt h ec o n c e p to fq p d m ，n a m e l yp d mt e c h n o l o g y f a c i n gq u a l i t yp r o c e s s m a n a g e m e n t t h ep a p e rp o r w a y ss e p a r a t e l yt h ef u n c t i o ma n di n f o r m a t i o nm o d e l so f p r o j e c tm a n a g e m e n t , w o r k f l o wm a n a g e m e n ta n dc h a n g em a n a g e m e n tb yi d e f 0 、 i d e f x m o d e l i n gt o o l ，a n dp u t su pt h es y s t e ms t r u c t u r eo f q - p d ms y s t e mo nt h i sb a s i s f i n a l l y , a st ot h ev e r i f i c a t i o ns t u d i e da b o v e t h i sp a p e rt a k e st h em i t p d m p l m s y s t e mw i t hs a m es y s t e m a t i cf u n c t i o na n ds t r u c t u r eo f q - p d ms y s t e ma p p l y i n gt os o m e a u t o m o b i l e - f i t t i n gc o m p a n ya sa l le x a m p l ei n , i n t r o d u c e st h eq p d ms y s t e m a t i c s o l u t i o no ft h a tc o m p a n y m e a n t i m e , i tp o i n t so u tt h a tr e a l i z a t i o ni ne n t e r p r i s eo f q - p d mc a nn o tl e a v es c i e n t i f i ca n ds y s t e m i c i m p l e m e n t a t i o n m e t h o da n d i m p l e m e n t a t i o nc o u r s ec o n t r o l l e dv a l i d l y k e y w o r d ：i s o t s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 ，p r o c e s sq u a l i t ym a n a g e m e n t , p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) ，p r o j e c ti m p l e m e n t a t i o n l l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭盔堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：曼袜c 辣签字口期：妒7 年f 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重麽厶堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重庆太堂可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( v ) 。 ( 请只在上述个括号内打“”) 学位论文作者签名：立秒卜够孓 签字日期：矿7 年6 月 j 签字日期：矿年6 月 j 、 导师签名：研匆闲汐l”v ”寸 签字日期：加。7 年6 月口 l 绪论 1 绪论 1 1 引言 汽车被称为“改变世界的机器”。由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被 视为一个国家经济发展水平的重要标志。近l o 年来，我国汽车工业快速而稳步发 展，汽车产量年均增长1 5 ，是同期世界汽车产量增长量的1 0 倍。汽车工业正在 成为拉动我国经济增长的发动机。汽车工业的繁荣，使汽车及其配套产业的发展 也得到了提升。从未来发展趋势看，打造我国自主品牌、开发核心技术是我国汽 车工业的必然选择。但当前我国汽车工业还处在以技术引进，加工制造为主的阶 段，这就要求我们在产品研发能力上投入更多的资源。主机厂如此，其配套厂更 是如此，汽车制造是一个很特殊的行业，是一项很复杂的系统工程，整个汽车是 由上万个零部件装配在一起的组合件，涉及冶金、化工、纺织、电工、玻璃、塑 料、橡胶、轻工等行业 2 j 。因此整车制造商对零部件供应商的质量依赖性很强，如 何保证汽车配套厂的产品研发质量，是我国汽车行业获得突飞猛进发展的瓶颈问 题。 1 2 国内外对汽车行业质量管理研究历程 在上述背景下，为了提升汽车配套企业的产品研发能力，保证产品生产制造 的质量可靠性，国际著名的汽车厂商以及国际汽车行业专家协会先后制定了一系 列的质量标准，每一套体系体现了当时汽车行业的质量管理状态，又结合了当时 最先进的质量管理思想。如图1 1 所 示【3 】，从最早的m i l - q 9 8 5 8 、b s 5 7 5 0 ， 到最近几年的i s 0 9 0 0 0 、q s 9 0 0 0 ，直 至目前集各系统之大成的 i s o , i s 1 6 9 4 9 ：2 0 0 2 ，反映了标准发展 的两大趋势：一是标准的专业化，各 类专业标准日益增多，有专业的延 伸，又有范围上的扩展；另一个趋势 是标准的集成化或整合，即相关标准 集成一个统一的整体【4 l 。 最新技术规范i s o t s l 6 9 4 9 ： 2 0 0 2 整合了全球汽车质量管理体系， 各国o e m 纷纷支持，以避免不必要 图1 1i s o t s l 6 9 4 9 发展历程【3 】 f i g1 1t h ed e v e l o p m e n to f i s o t s l 6 9 4 9 重庆大学硕十学位论文 的藿复认证。只要零部件厂商通i s o t s l 6 9 4 9 ，o e m s 就认为等同通过了他们国家 的质量体系，只是将i s o t s l 6 9 4 9 未涵盖的部分作为顾客的特殊要求审核，作为 一种补充。 i s o 厂r s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 质量管理体系汽车生产件及相关维修零件组织应用 i s 0 9 0 0 1 ：2 0 0 0 的特别要求是国际汽车特别工作组( i a t f ) 和日本汽车制造商协会 ( j a m a ) 在国际标准化组织i s o t c l 7 6 质量管理和质量保证委员会的支持f 共同制 定【5 】。我国的国家标准委员会已将2 0 0 2 版i s o t s l 6 9 4 9 等同转化为国家标准，即 g b t 1 8 3 0 5 2 0 0 3 质量管理体系一汽车生产件及相关维修零件组织应用 i s 0 9 0 0 1 ：2 0 0 0 的特别要求。于2 0 0 3 年1 月1 7 日发布，2 0 0 3 年6 月1 日起实施。 i s 0 厂r s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 集q s 9 0 0 0 、v d a 6 1 等体系之大成，从产品设计角度出发， 强调了过程控制、持续改进、缺陷防范，以减少在汽车零部件供应链中容易产生 的质量波动和浪费，构成了一个系统、完整的质量管理体系，体现了现代国际汽 车工业质量管理的精华。 1 3 企业实施t s l 6 9 4 9 现状及原因分析 随着中国汽车行业与美国、德国、法国、意大利等国的汽车公司全方位合作 的不断扩大，也导入了他们汽车行业的质量管理体系认证。为在我国汽车行业推 广应用i s o t s1 6 9 4 9 ：2 0 0 2 ，提高汽车零部件企业以及整车企业的质量水平，从而 提高汽车工业在国际上的竞争力，各大主机厂积极组织贯杯学习，按i s o t s 1 6 9 4 9 ：2 0 0 2 在国际上的应用标准要求和方法进行体系建设与管理。也相应地对取 得i s o t s1 6 9 4 9 ：2 0 0 2 证书的企业优先供货的权利，并町免去主机厂的第二方审 核。 但是，由于我国在汽车工业的基础和质量管理理念上的差距，使得我国汽车 工业企业贯彻该技术规范时将会有一定难度，尤其是在老的国有企业中，这些问 题表现得更为突出。主要问题有【6 j ：高层领导参与不够；部门间的壁垒；传统的设 计方法难以改变；培训的欠缺；设备能力不足；新旧文件无法合理接轨；意识理 念上的落后；信息系统应用达不到理想效果。 抛却一些主客观问题，我们详细谈一下最后一条：信息系统应用达不到理想 效果。t s l 6 9 4 9 标准大量的数据文件和流程化管理需要借助计算机系统的帮助，选 择一个合适的信息系统，不仅可以解决文件和流程管理的难题，对前述企业存在 的几大问题也町以在很大程度上起到帮扶作用：优秀的信息辅助系统提供了良好 的过程管理模型，项目管理到位，业务流程流畅，就可以打破部门间的壁垒；高 层领导在实施项目监控的同时，也会不自觉地参与到标准实施中来，从i 而推动 t s l 6 9 4 9 在企业日常运行中的作用。 2 l 绪论 目静市面上也有部分a p q p 辅助工具软件销售，大多沿用了以前质量管理软 件的方法，主要是a p q p 规格化表单生成辅助系统，对全过程的支持十分有限； 更缺乏与企业实际过程质量管理的有效结合，不方便指导多项同类产品设计开发 过程。国外也有部分较好的软件，如奥曼克公司的a q u a “，6 s q 网站代理的部分 a p q p 分系统解决软件等【8 】。由于是独立的分系统，未与管理产品研发过程的系统 结合起来，造成一套体系两套系统的局面。面对种类繁多的信息化系统，应如何 选择合适的系统，来很好地满足t s l 6 9 4 9 标准实施过程中的需求，又将企业的产 品研发流程与过程质量管理流程是汽车配套企业都急于解决的问题。 1 4 本文研究的背景及意义 t s l 6 9 4 9 标准的实施与企业信息化密切相关，t s l 6 9 4 9 标准是对汽车供应商产 品设计试制阶段的质量控制程序；p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t 产品数据管理 系统) 是对产品设计过程进行管理的软件，二者无论在管理对象还是管理流程上有 着无出其右的一致性，这也是普通的质量管理软件无法完全满足需要的地方。因 此我们以p d m 做为软件支持平台，以过程质量管理框架为基础，提出 q - p d m ( q u a l i t y - - p r o d u c t d a t am a n a g e m e n t 质量一产品数据管理系统) 的概念。通过 q - p d m 中的项目管理、工作流程管理和变更管理等模块来辅助实现a p q p 主要功 能，并作为产品生命周期质量管理的起始。q - p d m 系统为t s l 6 9 4 9 标准在企业顺 利实施提供了有力的技术支持和实趋保障【们。一方面，t s l 6 9 4 9 实施需要对产品设 计特性和过程特性进行严格地控制，a p q p 、p p a p 等均制定了标准盼漉程信息一 另一方面，在实施过程产生了大量的标准化文件和统计数据，这些文件的编辑和 数据的统计过程都必须借助于计算机的大规模数据处理能力才能有效完成。因此， t s l 6 9 4 9 标准的实施离不开企业信息化，q - p d m 系统的各项功能正是其得以顺利 实施的软件支持平台。 本文采用各种先进的建模手段进行企业建模和软件系统建模。在某汽车零部 件公司的i s o f i s 1 6 9 4 9 ：2 0 0 2 实施应用过程中，对其产品数据管理系统进行了客户 化定制开发，经过系统功能测试和试运行证明能够满足企业需求，具有实际应用 价值。 1 5 本文研究的内容及篇章结构 本文以汽车配套厂如何实施i s o t s l 6 9 4 9 为研究对象，运用先进的质量管理 思想，对企业现有的产品质量管理流程提供借鉴，给出优化后的流程，并借助于 q - p d m 技术，辅助标准在企业的实施，对其进行系统功能建模、信息建模并最终 实现系统。主要结构安排如下： 3 重庆大学硕十学：论文 第一章通过分析汽车行业实施i s o t s l 6 9 4 9 存在的问题及现状得出实施企业 对适当信息系统的需求和意义，提出了q - p d m 系统优予一般质量管理软件的思 路，并阐述了国内外针对汽车行业质量管理研究的现状。 第二章作为全文的理论基础，对如何在企业中实施i s o t s l 6 9 4 9 进行讨论， 主要描述i s o t s l 6 9 4 9 的核心理念以及a p q p 等质量e 具的运用。针对企业实施 过程中遇到的问题，结合过程管理研究的关键技术，进一步优化了汽车配套企业 产品开发的质量管理流程。 第三章以静面的理论分析为基础，提出借助于q p d m 技术辅助企业实施 i s o f r s l 6 9 4 9 的方法。阐述了q p d m 提供支持的三大着力点：过程管理、文件卡 片编辑和数据统计分析；并与普通质量管理软件的功能进行比较。 第四章运用i d e f 0 、i d e f l x 等方法建立原型系统的功能模型和信息模型，并 详细描述关键系统模块； 第h 章以菜汽车配件公司为背景，描述其q p d m 系统的定制开发实例；结合 企业现行t s l 6 9 4 9 项目实施过程中遇到的问题，提出了企业q p d m 的技术解决方 案；描述实施企业的应用效果和作者所傲的工作； 第六章总结全文，作为结论。 4 2 基于i s o t s l 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 2 基于i s o t s l 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 t s l 6 9 4 9 提供了先进的质量管理工具，包括a p q p ( a d v a n c e dp r o d u c tq u a l i t y p l a n n i n g 产品质量先期策划1 、f m e a ( f a i l u r em o d ea n de f f e c ta n a l y s i s 潜在失效模 式分析) 、p p a p ( p r o d u c t i o np a r ta p p r o v a lp r o c e s s 生产件批准程序) 、s p c ( s t a t i s t i c a l p r o c e s sc o n t r o l 统计过程控制1 和m s a ( m e a s u r e m e n ts y s t e ma n a l y s i s 测量系统分 析) ，其中f m e a 包括d f m e a ( d e s i g n f a i l u r em o d ea n de f f e c ta n a l y s i s 设计潜在失 效模式分析) 和p f m e a ( p r o c e s sf a i l u r em o d ea n de f f e c ta n a l y s i s 过程潜在失效模式 分析1 。另外，t s l 6 9 4 9 提出了过程管理的概念，质量管理不仅仅局限在某一个阶 段所作工作质量的审核，更是对产品开发大计划的审核。先期策划搞好了，每一 个阶段的行动才会有目标，有方向。过程质量管理的工具包括：p d c a 、d m a i c 、 c , q m m 等方法和模型，以上内容都会在本章中一一介绍。 2 1a p q p 产品质量先期策划和控制计划 项目经常是企业经营战略中的重要组成部分，是日常重复过程的重要补充。 汽车行业的项目管理( a p q p ) 关注顾客及其特殊要求，并将企业的实际结合顾客的 安排和要求进行供方组织的项目管理【l “。a p q p 是一次性的工作，它包括一定的不 确定性。供方组织一般将项目分成5 个阶段，以便提供更好的管理控制，并与项 目执行部门的持续运作之间建立恰当联系。具体阶段划分如下图所示： 概念提出，于准项目批准样件试生，投 盘 l ，一蕞“ 舞l 划 产品设计和开发 。 过程设计和开发 。) 产品和过程确认 生产 7 反馈、评定和纠正措簏 、 计划和确定 产品设计 过程设计产品和过程 反馈，评定 项目 开发和验证 开发和验证 确认 和纠正措施 图2 1 产品质量策划进度图表 f i g2 1p r o d u c tq u a l i t yp l a n n i n gt i m i n gc h a r t 重庆大学硕士学位论文 构成a p q p 立项的例子很多，包括：开发新产品、产品变更、生产线搬迁、 工厂布局变动、过程c e 艺) 或材料变更。其中开发新产品的过程是相对复杂、完整 的过程，这里我们以某汽配电装生产企业的新产品开发a p q p 过程做为例子，来 概要介绍a p q p 是如何对产品从设计到试制、生产进行一条龙的管理过程，采取 怎样的方法和工具来对过程加以控制，如何调动权责部门各司其职，又是怎样管 理每个过程的输入偷出文档。5 个阶段的具体工作依次如f 图所示】： 2 1 1 计划和确定项目 流程图负责部门输出文档 销售部，7 设计部f 新产品开发申请表 应用部 设计开发部 新产品开发设计任务书 电气事业部 质量生产技术( a p o p 管制总表 业务采购财务等 部门参b 组建的 a p o p d , 组 a p q p b 组新产品町行性评估表 设计开发部新产品开发进度表 电气事业部 a p o p 4 组( a p o p 小组町行性承诺表 图2 2 计划和确定项目流稃图 f i g2 2f l o w i n gc h a r to f p l a n n i n ga n dd e f i n i n gp r o g r a m 图2 2 显示了a p q p 第一个阶段计划和项目确定阶段的工作流程图、输出文件 以及任务负责单位。 在此阶段，需成立专门的a p q p 职能小组，这个小组是临时的，项目结束后 小组也自动解散。临时小组成员由质量、生产、技术、业务、采购和财务等各部 门抽调人员组成，并选拔一名人员为小组长，如图2 3 。在产品研发的最初阶段， 小组成员从生产制造、加工过程、成本造价、供应商情况等全方位多角度讨论产 品立项的可行性，颠覆了之前产品立项拍脑壳决定，产品研发、生产各自为政， 信息孤岛的被动局面。从一开始就对产品进行全方面地定位，避免后期的故障和 返工，做到产品质量的先期策划。产品质量策划小组成功的关键之一是高层管理 者对此工作的兴趣，承诺和支持，小组在每一产品质量策划阶段结束时将新情况 6 2 基于i s o i s 1 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 报告给管理者以保持其兴趣， 并进一步促进他们的承诺和 支持。 本阶段也是项目大计划 制定的阶段。在项目立项后， a p q p 小组成员需完成产品开 发大计划，初步定义了产品开 发、制造所需经历的几大阶 段，每个阶段所需完成的工作 及提交的质量文件、产品文 件；每个阶段的责任人也都做 了明确规定，分配相应的项目 角色，部门间各司其职，权责 分明。详见a p q p 计划的第二 步第五步。 2 1 2 产品设计和开发 流程图 负责部门 设计开发部 电气事业部 a p q p d , 组 设计开发部 电气事业部 a t o p 小组 a l 口q p d , 组 p q p 小组 输出文档 设计图纸 特殊特性清单 初始零件清单b 0 1 t 设计失效模式与后果分析表 控制计划表 新设备工装试验设备清单检查表 a p q p 小组设计初期评审表 图2 4 产品设计和开发 f i g2 4f l o w i n gc h a r to f p r o d u c td e s i g na n dd e v e l o p m e n t 7 重庆大学硕十学位论文 本阶段，我们需要提出d f m e a ( 设计潜在失效模式和效果分析) 的概念。顾名 思义，就是将设计过程中存在的一些因素找出来，这蝗因素町能导致产品的功能 不能很好地实现，有可能对顾客造成一定的后果。在找出这些原因的同时，我们 也要对其严藿度、频度和风险系数等进行分析，并提出相应的设计控制措施。f m e a 是i s o t s l 6 9 4 9 中重要的质量【具，分为d f m e a ( 设计潜在失效模式和效果分析) 和p f m e a ( 过程潜在失效模式和效果分析) 。如图2 5 【lo 】所示，是一个车用零部件的 d f m e a 例子，我们对相关的内容做了一些备注解释，以供参考，p f m e a 将在下 一章中介绍。 以整车为系统，车身为子系统，则车前车门可被看为零部件级别。 系统、子系统和零部件 系统d f m e a 是在系统设计过程中，通过对系统的各组成单元( 子系统) 潜在的 各种故障模式及其对系统功能的影响和产生后果的严重程度进行分析。 子系统d f m e a 是对子系统的各组成单元( 零部件) 潜在故障模式及其对子系统 和系统功能的影响和后果进行分析。 零部件d f m e a 是对构成零部件的各部分的潜在故障模式及其对零部件、子 系统和系统影响的分析。 潜在失效模式及后果分析( d f m e a ) 幕统fb缩号：12主主 x 子系统# 3 m 兽，茁 零部件- 们，车身密封设计责任；塞皇工捏赶 蝙制人：n x 坌t 格师 车墅年f 军辅类跫11 x 甩b 虬1 ，壕扦主芙键日期：鲤生q 竖】 f t 日期编制) ：鲰曲2 监2 棱心小维；幡订，鲣蚀! 出 赣 现行设计控制 探 费庄和目 措施结果 者在失效潜在失效的 重缓 潜在失效的起蔫 壤目，功能 噬 建议措簏杯完成日 模式后果度别目帆理度 采取的措麓 0期 使防撮测 0 挚车耐久 弃前车门 性试验根据实验结果 车门寿命降 车门内扳保护 增拉d l 验车身t 程 低，导衄 蜡上边缘规定 整车1 4 8 i 茜 上 辛强化腐 师 。凼壤面长 得太低蚀菡验9 8 ，呻3 0验j ! 磁规 保护成员车f ! 内板 期牛锈，使 范增加：2 5 叫 免受天气 部腐蚀 肺客对井现 噪占侧碰 雨蒲 增州x 验结争观桀耍警肇粜 撞的影响 。幢车f ：内 罄屯耐久 审强化腐黼验4 r 号菇 附件芟装 附件功能降 蜡层犀度规定蚀正验让蜡的验j 表明厚度 低 不足 性越 7 22 向上 对睹甚厚边缘是充分的， 外税度进行试车身r 挥m 】f 表明规定 图2 5d f m e a 告片示例【1 0 l f i g2 5d e m o n s t r a t i o no f d f m e a c a r d d f m e a 与被分析系统的层次是有关系的。在开始进行d f m e a 分析之前，首 先需要确定是在系统的哪个层次上进行分析。因为d f m e a 是采用“由下而上”的原 因和结果的分析方法，从零部件、子系统到系统，逐级向上分析其影响。而产品 2 基于i s o t s l 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 和功能分析一般是自上而下展开，但也可以从任何一级结构开始自上而下或自下 而上逐层分析。 项目功能 在美国三大汽车公司的f m e a 手册【1 2 】中提出：需要在d f m e a 的表格中考虑 相关的项目( 备注：分析项目可以是一个硬件，也可以是硬件的一个功能，需要将 硬件和功能结合起来考虑) 。用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意 图的功能，包括该系统运行的环境信息( 如说明温度、压力、湿度范围) 。如果该项 目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有功能分别单独列出来。 潜在失效模式 “失效模式”对许多在企业工作的人员来说，似乎有些“文绉绉”的，如果用“产 品不良类型”、“系统故障类别”等语言代替，可能会让人更容易理解。之所以说是“潜 在的”失效或“可能的”故障，原因在于设计人员是根据之前类似产品的情况和经验 来开展d f m e a 、分析产品的潜在失效模式是否会发生，这只是“一种可能发生也 可能不发生” 1 2 1 的情况。 潜在失效的后果 潜在失效的后果，就是顾客感受到的该失效模式对系统功能的影响。一个零 件的断裂可能引起总成的振动，从而导致系统间歇性的运行。这种间歇性的运动 会引起性能下降，最终导致顾客的不满。潜在失效对顾客的后果要选取以上最严 重的情况。有时不清楚产品的用途，很难估计后果时，可邀请顾客参与d f m e a 。 潜在失效的起因机理 。， 要获得失效模式( 产品不良、系统故障) 的起因机理信息，可以从以往的失效 分析、以往的维修和返修记录以及实验设计分析中找信息。特别是当不能确定某 个失效模式是由哪个起因引起时，需要通过实验设计进行实验以确定该起因是否 会导致该失效模式( 产品不良或系统故障) 。 现行设计控制 这是一个承上启下的部分，它是针对前面的失效模式制定的控制措施，具体 的实施则是在将来的产品设计控制活动中( 如设计实验、设计评审、验证和确认等) 或样件控制计划中。 建议的措施 如果不是设计变更的话，采取的措施一般是不能降低“频度”的，也不可能降低 严重度”。设计变更可能体现在：修订图纸的几何尺寸和公差，修订材料规范， 根据d o e ( 实验设计) 结果调整设计，修订试验计划( 并根据计划决定是否更改设 计) 。 9 重庆大学硕士学位论文 2 1 3 样件生产和过程( 3 - 艺) 设计开发 负责音阱1 输出文档 生p 哞阃 厶架魂劐噼古 劂 生辎间 质量部 文舯心 往鲭扶效魄妈岳果分析素净 镪塥扶效瞧式与后果分析 ( p f w 3 u 检醐 鼢 抛躇西 饿稚 伪睑有i 6 钡墁系统制麻瞄口 生嘲，d 字塌地平面布鳓 删且佼鼯豺鳓 设计开发部髓卿 图2 6 过程设计和开发流程图 f i g2 6f l o w i n gc h a r to f p r o c e s sd e s i g na n dd c v e l o p m c n t 本阶段是在产品概念设计完成后，根据设计结果对制造过程( 工艺) 的设计开 发，需完成p f m e a ( 过程潜在失效模式和效果分析) 的工作。p f m e a 也就是对加工 工艺过程中町能存在的失效因素进行分析和改进。过程f m e a 与设计f m e a 构成 产品质量策划不同阶段之结果，两者有联系又有区别，二者的粗略比较如下表2 1 【1 0 】 所示： 1 0 曼主崮血主 2 基于i s o ，r s l 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 表2 1 设计f m e a 与过程f m e a 差异比较【l o 】 步骤 项目 设计n l e a过程f m e a 对象：零部件，子系统、对象：制造或总装程序 定义相关的 系统 关注：此操作过程的目的是 l 要素及其功能 关注：设计项目的功能什么? 在过程进行之前必须先 是什么?完成什么_ 【作? 关注：零件、子系统和关注；此过程和过程产品如 描述预期的系统为什么会失效?何不符合预期的设计结果? 2 失效模式例如：破裂、变形、磨例如：尺寸太大、排列不齐、 损、腐蚀、漏水、电路短路 漏装、破损等 描述失效的此失效会对顾客造成什 此失效模式对后工序和顾客 3 影响么影响?影响如何? 定义失效的设计上什么情况造成失过程中什么情况造成失效模 4 原因效模式?式? 评估发生的 1 】表示失效发生的概率低【1 】表示失效发生的概率低 5 频度 【l o 表示概率高【1 0 】表示概率高 评估失效的 【l 】表示没有影响【l 】表示没有影响 6 后果( 严重度) 【l o 】表示后果严重【l o 】表示后果严重 评估失效的 【1 1 表示在产品到达顾客手上【l 】表示在产品到达顾客手上 7 之前，探测出失效的概率很高；之前，探测出失效的概率很高； 不易探测度 【1 0 】表示概率低 【1 0 1 表示概率低 2 1 4 产品和过程( 工艺) 的确认 在完成了第二步的产品结构设计和第三步的产品过程设计之后，本阶段通过 试生产以及t s l 6 9 4 9 独有的一些质量工具( 如：m s a 等) 对上述二者的设计结果进 行检验和确认。同时，还要借助其它的一些质量工具( 如：p p a p 、s p c 等) 对企业 的生产能力、生产批量以及设备能力等信息进行复核和确认。下面来具体介绍下 这几种质量工具，如图2 7 所示。 m s a 测量系统分析 我们都有经验，坐在火车上的人，需要根据周围的情况来判断火车是否启动( 如 观察对面的火车速度) ，但是当我们自己运动而对方没有运动时，我们可能会以为 是对方在动。测量系统分析的目的也就是对测量系统的变差( 好比自己在动) 进行分 析评价，以确定测量系统是否满足规定要求。不要把测量系统的波动当成过程的 重庆大学硕十学位论文 波动，造成基于数据的过程控制为错误的行动f 1 0 。 流程图 制定作业指导挡 l 整理提交p p a p 资料 负责部门 生产车问 质量部 a p q p d 组 质量部 生产车问 质量部 生产车间 a p q p 小组 输出文档 检验报告 新产品鉴定定型报告 重复性弓再现性报告 量产过程流程图 控制计划表 产品保i | e 转 直方图研究报告 c p k 分析报告 p p a p 资料 图2 7 产品和过程确认 f i g2 7p r o d u c ta n dp r o c e s sv a l i d a t i o n m s a 测量系统分析i s o 厂r s l 6 9 4 9 ：2 0 0 2 标准推荐的测量系统评定方法之一， 其目的是为评定测量系统输出数据的质量提供指南。它主要关注的是每个能重复 读数的测量系统。测量数据差要有三个用途【i3 】：1 ) 用于产品控制，即判断产品是 否合格。2 ) 用于过程控制，决定是否调整制造过程，把测量数据或由它们计算出的 一些统计量，与这一过程的统计控制限值相比较，如果比较结果表明这一过程失 控，则要做某种调整。3 ) 确定在两个或更多的变量之间是否存在重要关系。应用以 数据为基础的方法的收益，很大程度上决定于所用测量数据的质量。而测量数据 质量是由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确 定。表征这个统计特性通常使用测量系统的偏倚和方差。当确定了一个给定的过 程要测量的特性之后，应对这个特性的测量系统进行评价从而确保为这个特性而 收集的s p c 数据进行有效的分析。测量系统误差町分为五种类型：偏倚、重复性、 再现性、稳定性和线性。 耋妻 2 基于i s o , r r s l 6 9 4 9 的汽车行业质量管理方法研究 s p d 统计过程控制 在接受s p c 的思想并实施之前，需要接受s p c 的理念，其中一点就是 v a r i a t i o n i s t h e “e n e m y ( 变差就是敌人) 。这是v e r i z o n 公司的质量整合主管t o n y g l a u d e 在2 0 0 3 年1 1 月4 日举行的香港亚太地区q u e s t 论坛的会议上发表的t q u a l i t y ： s u s t a i n e de x c e l l e n c et h r o u g hs i xs i g m aa n dt l 9 0 0 0 文章中非常经典的一句话。同 样，日本质量管理大师田口先生也说过“变差就是浪费”( 根据质量损失曲线理论， 当中心不变时，变差越大，浪费越大) 。因为变差大造成的浪费，处处可见，如： 生产计划的变化太大，造成制造混乱；顾客要货不确定，没有计划性；产品性能 不稳定等等。s p c 过程的基本目的也就是减少变差。 统计过程控制即使用诸如控制图等统计技术来分析过程或其输出，以便采取 适当的措旌来达到并保持统计控制，从而提高过程的能力。统计过程控制的重点 在于：运用统计技术来控制过程。预先的控制是最重要的地方，统计技术只是其 工具。统计过程控制s p c 本身也是一个过程，关注s p c 的输入，输出及其作用有 利于推动组织实施s p c 。 策划和实施s p c 项目计划时，下列过程要素均须考虑到【1 4 1 ： 1 ) 确定关键过程节点：根据工序流程图，采用q r d 或成品率分析等方法，根 据以往纠正措施情况、顾客要求、法规要求等经验，选择关键过程节点。 2 ) 参数确定：应用统计方法对备选控制参数进行规定、选择和排序，确认测 量系统能力。 3 ) 参数诊断：确定现有参数变异的主要根源并按主要类别进行分类，例如小 批内、小批阅及时同性的。 4 ) 参数控制：规定目的或目标值，收集适当数据，分析数据，持续地使过程 靠近目标值，并采取措施以减少其变异。 5 ) 参数能力评价：规定目的，制定过程参数形状特性，规定规格限或操作限 和目标值，测量过程、产品或服务参数的固有长期能力和短期变异性，持续地改 进过程能力。 6 ) 参数分析：规定目的，选择测试变量，建立测试设定，制定测试计划，建 立抽样要求，进行测试，分析测试数据，确认测试结果，将数据用于过程管理。 p p a p 一生产件批准程序 生产件批准程序是用来确定组织是否已经正确理解了顾客工程设计记录和规 范的所有要求，并且在所要求的生产节拍条件下的实际生产过程中，具有持续满 足这些要求的潜在能力。用于p p a p 的产品应取自于重要的生产过程，而且该过程 应是l h - 8 h 的生产，规定的生产数量至少为3 0 0 件连续生产的零部件。为了满足 所有设计记录的要求，组织要尽一切努力对过程进行纠正。 重庆大学硕士学 7 ：论文 生产件批准程序适用于在顾客有要求时，并不是所有的产品都需要进行 p p a p ，只有新投产的产品或已有产品的设计、工装、材料、制造过程以及生产场 地等发生了变动，才需要向顾客提交批准，以确保企业仍有足够的生产能力来保 证满足顾客的供货要求。 企业提交给顾客的每一份p p a p 资料均需有完整的备份，资料的保存期限为该 零件和服务活动所要求的时间加一个日历年。通常情况下，顾客产品批准部门对 企业提交p p a p 的批示状