企业级FMEA解决方案

1、企业级FMEA解决方案吴跃 行业技术总监康建芳 质量解决方案高级顾问PTC概述实现产品和服务优势 市场领先的软件应用程序的系统PTC五大技术领域支撑制造业最新发展支持连接和开发用于智能互联产品的软件应用程序IoT创建和分析概念设计和详细设计，执行工程计算CAD规划和交付服务信息、自动实现服务交付、优化服务供应链并通过智能互联资产实现新的服务模型SLM在产品的整个生命周期中完善产品的完整定义PLMSCM管理产品要求、系统模型、软件配置、测试计划和缺陷ALM扩展的 PLM PTC 解决方案支持制造行业的全闭环生命周期PTC 系统需求和验证PTC 企业验证和审核PTC 整体质量PTC 3D 设计PT

2、C 综合性平台PTC 多 CAD 设计PTC 全球产品开发PTC 项目管理PTC 全球软件开发PTC 元件和供应商管理PTC 材料合规性PTC 制造流程管理PTC 技术信息PTC 服务用零件信息PTC 服务知识管理PTC 保修和合同管理PTC 服务用零件管理PTC 现场服务管理PTC 服务用零件定价PTC 服务用库房管理PTC 服务网络管理产品服务闭环生命周期管理在多个纵向市场中无可匹敌的企业汽车航空航天和国防工业电子和高科技医疗设备零售和消费品大连机车车辆有限公司长春轨道客车股份有限公司唐山轨道客车有限责任公司永济新时速电机电器有限责任公司大连电力牵引研发中心株洲电力机车研究所有限公司戚墅堰

3、机车有限公司戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司南车二七车辆有限公司太原轨道交通装备有限责任公司国内轨道交通行业的长期合作企业级FMEA方案介绍目录业务现状及目标业务现状目标技术方案设计业务建议 Winchill FMEA设计思路与方案框架研发过程故障预防闭环控制生产过程故障预防闭环控制场景演示案例介绍后续工作业务现状与目标FMEA业务现状DFMEAPFMEA编写工艺流程表特性矩阵开展PFMEA 分析制定控制计划审核提交至工艺和质量 程序/作业指导书/审核100若干2-3130高铁城轨客车车体转向架组装涂装调试DFMEA分析(功能)审核DFMEA分析(硬件)关重件清单/特性清单审核提交特性清单至工

4、艺NYYNMTS主要问题：项目管理中没有将FMEA分工作纳入管理(只有结果要求)，游离于项目管理体系之外（FMEA项目管理问题）FMEA没有采用辅助的分析工具（业务问题）PFMEA的分析思路固化在分析关重特性的影响，是否正确（ 业务问题）以MBOM还是工艺路线开展不统一(业务问题)控制计划与质量之间的沟通不足（ 管理问题）DFMEA未与DVP相连接（ FMEA业务/IT）PFMEA与控制计划连接不够紧密（业务/IT）DFMEA-PFMEA没有传递(关联问题)谁设计谁开展FMEA，默认正确无法提出错误(FMEA业务问题/IT问题)（针对同一个对象不同人）分析不一致，原因，后果，严重度等/FMEA

5、质量不高（ FMEA业务问题/IT问题）FMEA数据没有集中存储并实现复用(IT问题)SAP问题管理无法支撑自动化的闭环控制（业务/IT）业务问题123456789A1B项目目标标准化FMEA分析方法和流程实现DFMEA到PFMEA的统一分析平台，数据集中管理，实现单一数据源将FMEA的管理体系和FMEA技术通过FMEA平台进行支撑能够形成一个生产和设计过程的故障预防闭环控制的贯通性的机制，逐渐优化推广过程融合，分析数据的复用，效率提高，工作负荷降低，形成全面反馈机制（后端到前段），减少重复故障，将有限的时间放在新工艺、新设计和 新应用受影响的部分，使FMEA 真正起到故障预防的作用目录业务现

6、状及目标业务现状目标技术方案设计业务建议 Winchill FMEA设计思路与方案框架研发过程故障预防闭环控制生产过程故障预防闭环控制场景演示案例介绍后续工作业务建议FMEA项目管理方案设计详细设计验证生产使用开展DFMEA输出概要DVP输出报告更新DFMEA输出DVP输出报告新故障模式更新DFMEA开展PFMEA输出计控制划输出报告新故障模式更新DFMEA&PFMEA1业务建议FMEA辅助分析方法(DFMEA)2业务建议FMEA辅助分析方法(PFMEA)2业务建议DFMEA/PFMEA与关键特性(特性关联) 分析对关重特性的影响很重要，但是这还不够！3DFMEA与DVP&R的关系5控 制 计

7、 划零件/过程编号过程名称/操作描述机器、装置、夹具、工装特 性特殊特性分类方 法反应计划编号产品过程产品/过程规范/公差评价/测量技术样 本控制方法容量频率潜在的失效模式及后果分析（FMEA-DFMEA/PFMEA）过程功能要求潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度数O现行过程控制预防现行过程控制探测探测度D风险顺序数RPN建议措施责任及目标完成日期措 施 结 果采取的措施严重度S频度数O探测度D风险顺序数RPN过 程 流 程 图过程编号过程流程图过程流程名称变差来源机器设备/测量设备产品特性过程特性搬运方式特殊特性符号备注业务建议关联的FMEA与控制计划6 硬件FMEC

8、A的分析信息要能够及时传递到工艺FMEA分析团队，工艺FMECA分析团队有职责确保所有过程（会导致产品方面的影响）相关失效模式在硬件FMECA和工艺FMEA之间的一致性业务建议DFMEA与PFMEA的关联(物理关联)7泄露 孔直径过大 孔直径过大 泄露+最终影响 零件X DFMEA PFMEA 业务建议FMEA视角的问题管理业务优化结构化标准化故障模式并关联产品和工序工程与服务部门采用一致性的模式定义和产品工艺定义B企业级FMEA流程及IT支撑 Source: Carl S. Carlson Effective FMEA 89AB项目管理库管理FMEA分析FMEA的审核纠正措施的跟踪与CP&D

9、VP，以及变更的关联(Integrated Platform)PLM+ERP+FMEA 分析和管理平台问题管理（历史数据）Windchill FMEA 设计思想过去现在PLMDFMEAPFMEA设计验证控制计划变更历史故障/分析PLMDFMEAPFMEA设计验证控制计划变更历史故障/分析业务价值： 实现端到端流程，减少人为失误，优化流程效率 与DVP和CP业务流程紧密结合，为其提供有价值的输入 集中的数据管理和方便的访问机制 强调复用，提升工作效率 统一标准化的方法，提升分析的规范性和工程有效性 DFMEA问题管理(ERP)FMEA方案框架PFMEA控制计划管理设计验证计划与报告管理复用库（工

10、艺） 复用库（产品）BOM管理流程管理检索图形报告库管理计算报警权限管理变更管理研发过程的故障预防闭环控制生产过程的故障预防闭环控制列表库列表库支撑企业级FMEA 的总体业务方案DFMEAPFMEA设计验证计划与报告控制计划变更管理问题报告变更请求变更通告问题管理硬件故障模式库DFMEA复用库进料检验生产过程运营重大问题测试问题工艺故障模式库PFMEA复用库MBOM工序模型EBOM图纸模型潜在关重特性分析报告工序关重特性原因项探测措施建议措施原因项探测措施建议措施LRU/故障模式工序/缺陷运营工序产品特性过程特性评测技术样本控制方法试验类型试验标准接收标准目标要求试验计划试验结果结果反馈研发过

11、程的故障预防闭环控制主要开展阶段：方案设计和详细设计阶段 2007 PTCDVP&R测试计划Linked OutputLinked OutputLinked InputLinked Input现场数据功能故障模式DVPLinked InputDFMECA 问题管理Update关重特性清单一二类故障模式清单/单点故障关键重要产品清单12346785故障模式库列表库分析结果复用库 研发过程闭环控制解决方案Baseline BOM定义模式Windchill FMEAPLM定义影响ERP问题管理问题报告变更请求变更通告变更任务update测试问题使用问题现场故障分析风险DVP&R 关键特性清单I/II

12、类故障清单可靠性关键产品清单DFMEA报告提交至PFMEA团队故障模式库生产过程的故障预防闭环控制主要开展阶段：工艺设计 2007 PTC控制计划控制计划Linked OutputLinked OutputLinked InputLinked Input测试和现场数据功能故障模式CPLinked InputPFMEA 问题管理Update1234567工艺模式库列表库分析结果复用库 生产过程闭环控制解决方案 工艺路线定义模式Windchill FMEAPLM定义影响ERP问题管理问题报告变更请求变更通告变更任务update测试问题运营使用分析风险Control Plan 生产问题进料检验故障模

13、式库DFMEA-PFMEAWindchill FMEA 企业级应用场景(PFMEA)库和模板的维护创建PFMEA执行PFMEA风险控制制定纠正措施(变更)制定CP审核库和模板维护问题管理(库更新标识)新模式更新工艺分析结果复用库更新FMEA基于EBOM/MBOM创建项目PFMEA分析/控制计划/审核FMEA驱动变更DFMEA-PFMEA 企业概况：生产卡车发动机，客车发动机，非道路用发动机，产值超100亿部分柴油发动机在出场后短期内即出现活塞穿孔和咬瓦等故障，且重复出现，售后服务团队不得不进行产品的免费更换，带来了很高的质保成本投入；专项组在进行初步分析后发现此类问题在以往的产品耐久性试验中发

14、生概率很低，试验统计结果与使用统计结果不能匹配；积累了大量的产品耐久性试验数据和使用故障数据，并进行了电子记录，但没有对故障数据进行科学的归类和分析，较难进行二次使用，因此对当前的问题分析借鉴作用较小；进军国际市场面临质量成本压力；2007年开始开展DFMEA（QS9000，人工方式），预防效果不理想。案例1某发动机厂业务驱动：业务快速成长中伴随出现的产品可靠性/质量问题序号名称技术作用应用范围1可靠性分配将系统可靠性指标分配到各子系统作为设计目标设计早期；系统工程师2可靠性预计设计过程按照BOM对（电子）产品的可靠性指标（MTBF、故障率）进行预计计算设计阶段；设计工程师，可靠性工程师3故障

15、模式影响分析FMEA流程化的预防性可靠性控制，防止潜在故障和历史故障在产品中发生；对于严重故障得到预防控制措施。设计、试验阶段；设计工程师，可靠性工程师，试验人员4可靠性耐久性试验数据评价合规性检验（通过试验结果计算产品的可靠性水平，验证其是否满足初始要求）；预测产品的故障趋势，以便对使用维护进行合理安排。试验阶段；试验人员，可靠性工程师5故障树分析对于重复性出现的故障/重大故障/难以解决的故障进行逻辑化的根原因分析，以分析得到故障原因并予以解决；在产品早期量化评价典型不期望发生故障的概率，并予以改进。设计、试验、使用各阶段；可靠性工程师，各专业人员配合6故障报告分析及纠正措施系统FRACAS

16、通过规范化故障闭环的管理流程，提高问题解决的效率、实现可见的重复性故障比率降低（即实现故障归零）、产品整体故障数量的减少，并将积累的故障处理经验用于产品设计。试验、使用阶段；可靠性工程师，质量人员，设计人员，生产工艺人员等第一阶段（15 Weeks）重大/频发故障模型建立可靠性评价方法使用可靠性评价耐久性试验可靠性评价研发FMEA系统建设FMEA需求与方法优化FMEA数据整理FMEA软件实现使用故障数据结构化整理结合维护BOM进行故障记录整理配套软件实施，范例，应用说明FTA案例FMEA案例可靠性评价案例第二阶段（24 Weeks）基于研发FMEA的PFMEA建设故障闭环管理系统建设与PLM/

17、ERP系统的连接配套软件实施，范例，应用说明应用范围：阶段：研发样品验证人员：研发部设计，研发可靠性专项组，工程分析部，安全技术分析部，项目管理部（质量），样品试验部技术标准：TS 16949 DFMEA（部分）P图DVP数据来源：BOM故障模式库输出数据：DFMEA 关键故障模式DFMEA DVPDFMEA 遗留问题清单示例：DFMEA实施DFMEA产品结构故障模式系统后果（最终影响）发生度，严重度，检测度风险判别准则故障案例验证研发试验问题处理组织/部门研发部设计研发可靠性小组安全技术分析部工程分析部试验问题处理项目管理部样品试验部项目创建DFMEA初表DVP审核DFMEA汇总DVP汇总C

18、AE验证安全相关验证审核样品验证DFMEA汇总更新遗留问题清单设计改进基于标准化零部件的故障模式工作流设计FMEA表P-Diagram效果FTA 完成了“穿孔”问题的故障建模，形成了薄弱环节的改进建议在规范化试验数据和统计故障后，可靠性评价结果基本一致（MMTF，MMBF）规范了全厂各产品线研发阶段的DFMEA应用通过DFMEA分析对“摇瓦”问题形成了初步的原因汇总验证了近一半的历史产品故障可以通过DFMEA预先发现经验总结数据过于分散，延长了整理时间通过FTA分析发现了部分新的故障模式需要多轮次迭代才能保证DFMEA的一致性认识，工作量大需要借助管理系统进行任务落实实施效果与经验（第一阶段）

19、定位：从2004年将FMEA正式规范于流程中，作为满足质量要求的明确方法希望作为产品质量控制的主要方法方法：TS16949DFMEA，PFMEA应用范围：6个BU（汽车电子，手机，通讯设备，卫星天线，家用多媒体节能智能控制，天线）设计，生产人员及工作：R&D，PM&TM，Test，DQA，PE其他可靠性工作及配合：使用故障的反馈设计阶段无明确可靠性要求案例2 某大型综合电子设备制造商FMEA 历史与现状市场反馈的产品（重复）故障多，FMEA工作效果不明显项目进度中缺少明确的任务的要求FMEA方法不统一，标准化程度低数据重用的的程度低流程不完善FMEA对前段和后端的贡献较低缺少系统支撑业务流程和

20、数据管理面临的问题将 FMEA 作为研发、制造过程的产品质量预防控制系统FMEA 方法统一化（及简单化），DFMEA，PFMEA，（New）DVP明确研发、验证及制造过程FMEA的主要应用范围数据信息的标准化管理形成清晰可执行的 FMEA 业务流程，并使该流程纳入研制流程提高 FMEA 结果的利用价值形成 FMEA 与售后质量数据的连接机制通过成熟软件系统实现FMEA建设，降低维护成本FMEA 系统建设需求DFMEA&PFMEA业务流程部分实施场景DFMEA RemarkAssembly Library部分实施场景部分实施场景标准化了数据，流程和分析方法强化故障模式和分析结果的复用，大幅提升F

21、MEA的分析效率，使得分析人员用在FMEA工作时间减少了一半FMEA的有效性大大加强，对前段和后端的贡献得到很大提升，实施效果PTC企业级FMEA的优势优势与PLM数据同源FMEA管理体系支撑 驱动变更确定模式库包含的内容，梳理历史故障数据和以往FMEA报告，形成DFMEA故障模式库 归纳FMEA分析报告和历史发生过的故障现象，形成标准化的产品故障模式、原因、影响、严重度 后期准备工作产品结构树基本故障模式清单单元故障模式历史数据/PFMEA分析报告故障模式手册典型产品FMEA分析(模式库)后期准备工作确定模式库包含的内容，归纳总结生产过程的不合格数据和历史PFMEA信息，形成PFMEA的标准工艺故障模式库 XX标准工艺工艺/装配基本故障模式清单工序/工步故障模式历史数据/FMEA分析报