企業(yè)級FMEA解決方案

1、企業(yè)級FMEA解決方案吳躍 行業(yè)技術(shù)總監(jiān)康建芳 質(zhì)量解決方案高級顧問PTC概述實現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)勢 市場領(lǐng)先的軟件應(yīng)用程序的系統(tǒng)PTC五大技術(shù)領(lǐng)域支撐制造業(yè)最新發(fā)展支持連接和開發(fā)用于智能互聯(lián)產(chǎn)品的軟件應(yīng)用程序IoT創(chuàng)建和分析概念設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，執(zhí)行工程計算CAD規(guī)劃和交付服務(wù)信息、自動實現(xiàn)服務(wù)交付、優(yōu)化服務(wù)供應(yīng)鏈并通過智能互聯(lián)資產(chǎn)實現(xiàn)新的服務(wù)模型SLM在產(chǎn)品的整個生命周期中完善產(chǎn)品的完整定義PLMSCM管理產(chǎn)品要求、系統(tǒng)模型、軟件配置、測試計劃和缺陷ALM擴(kuò)展的 PLM PTC 解決方案支持制造行業(yè)的全閉環(huán)生命周期PTC 系統(tǒng)需求和驗證PTC 企業(yè)驗證和審核PTC 整體質(zhì)量PTC 3D 設(shè)計PT

2、C 綜合性平臺PTC 多 CAD 設(shè)計PTC 全球產(chǎn)品開發(fā)PTC 項目管理PTC 全球軟件開發(fā)PTC 元件和供應(yīng)商管理PTC 材料合規(guī)性PTC 制造流程管理PTC 技術(shù)信息PTC 服務(wù)用零件信息PTC 服務(wù)知識管理PTC 保修和合同管理PTC 服務(wù)用零件管理PTC 現(xiàn)場服務(wù)管理PTC 服務(wù)用零件定價PTC 服務(wù)用庫房管理PTC 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品服務(wù)閉環(huán)生命周期管理在多個縱向市場中無可匹敵的企業(yè)汽車航空航天和國防工業(yè)電子和高科技醫(yī)療設(shè)備零售和消費品大連機(jī)車車輛有限公司長春軌道客車股份有限公司唐山軌道客車有限責(zé)任公司永濟(jì)新時速電機(jī)電器有限責(zé)任公司大連電力牽引研發(fā)中心株洲電力機(jī)車研究所有限公司戚墅堰

3、機(jī)車有限公司戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司南車二七車輛有限公司太原軌道交通裝備有限責(zé)任公司國內(nèi)軌道交通行業(yè)的長期合作企業(yè)級FMEA方案介紹目錄業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及目標(biāo)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀目標(biāo)技術(shù)方案設(shè)計業(yè)務(wù)建議 Winchill FMEA設(shè)計思路與方案框架研發(fā)過程故障預(yù)防閉環(huán)控制生產(chǎn)過程故障預(yù)防閉環(huán)控制場景演示案例介紹后續(xù)工作業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與目標(biāo)FMEA業(yè)務(wù)現(xiàn)狀DFMEAPFMEA編寫工藝流程表特性矩陣開展PFMEA 分析制定控制計劃審核提交至工藝和質(zhì)量 程序/作業(yè)指導(dǎo)書/審核100若干2-3130高鐵城軌客車車體轉(zhuǎn)向架組裝涂裝調(diào)試DFMEA分析(功能)審核DFMEA分析(硬件)關(guān)重件清單/特性清單審核提交特性清單至工

4、藝NYYNMTS主要問題：項目管理中沒有將FMEA分工作納入管理(只有結(jié)果要求)，游離于項目管理體系之外（FMEA項目管理問題）FMEA沒有采用輔助的分析工具（業(yè)務(wù)問題）PFMEA的分析思路固化在分析關(guān)重特性的影響，是否正確（ 業(yè)務(wù)問題）以MBOM還是工藝路線開展不統(tǒng)一(業(yè)務(wù)問題)控制計劃與質(zhì)量之間的溝通不足（ 管理問題）DFMEA未與DVP相連接（ FMEA業(yè)務(wù)/IT）PFMEA與控制計劃連接不夠緊密（業(yè)務(wù)/IT）DFMEA-PFMEA沒有傳遞(關(guān)聯(lián)問題)誰設(shè)計誰開展FMEA，默認(rèn)正確無法提出錯誤(FMEA業(yè)務(wù)問題/IT問題)（針對同一個對象不同人）分析不一致，原因，后果，嚴(yán)重度等/FMEA

5、質(zhì)量不高（ FMEA業(yè)務(wù)問題/IT問題）FMEA數(shù)據(jù)沒有集中存儲并實現(xiàn)復(fù)用(IT問題)SAP問題管理無法支撐自動化的閉環(huán)控制（業(yè)務(wù)/IT）業(yè)務(wù)問題123456789A1B項目目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化FMEA分析方法和流程實現(xiàn)DFMEA到PFMEA的統(tǒng)一分析平臺，數(shù)據(jù)集中管理，實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源將FMEA的管理體系和FMEA技術(shù)通過FMEA平臺進(jìn)行支撐能夠形成一個生產(chǎn)和設(shè)計過程的故障預(yù)防閉環(huán)控制的貫通性的機(jī)制，逐漸優(yōu)化推廣過程融合，分析數(shù)據(jù)的復(fù)用，效率提高，工作負(fù)荷降低，形成全面反饋機(jī)制（后端到前段），減少重復(fù)故障，將有限的時間放在新工藝、新設(shè)計和 新應(yīng)用受影響的部分，使FMEA 真正起到故障預(yù)防的作用目錄業(yè)務(wù)現(xiàn)

6、狀及目標(biāo)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀目標(biāo)技術(shù)方案設(shè)計業(yè)務(wù)建議 Winchill FMEA設(shè)計思路與方案框架研發(fā)過程故障預(yù)防閉環(huán)控制生產(chǎn)過程故障預(yù)防閉環(huán)控制場景演示案例介紹后續(xù)工作業(yè)務(wù)建議FMEA項目管理方案設(shè)計詳細(xì)設(shè)計驗證生產(chǎn)使用開展DFMEA輸出概要DVP輸出報告更新DFMEA輸出DVP輸出報告新故障模式更新DFMEA開展PFMEA輸出計控制劃輸出報告新故障模式更新DFMEA&PFMEA1業(yè)務(wù)建議FMEA輔助分析方法(DFMEA)2業(yè)務(wù)建議FMEA輔助分析方法(PFMEA)2業(yè)務(wù)建議DFMEA/PFMEA與關(guān)鍵特性(特性關(guān)聯(lián)) 分析對關(guān)重特性的影響很重要，但是這還不夠！3DFMEA與DVP&R的關(guān)系5控 制 計

7、 劃零件/過程編號過程名稱/操作描述機(jī)器、裝置、夾具、工裝特 性特殊特性分類方 法反應(yīng)計劃編號產(chǎn)品過程產(chǎn)品/過程規(guī)范/公差評價/測量技術(shù)樣 本控制方法容量頻率潛在的失效模式及后果分析（FMEA-DFMEA/PFMEA）過程功能要求潛在失效模式潛在失效后果嚴(yán)重度S級別潛在失效起因/機(jī)理頻度數(shù)O現(xiàn)行過程控制預(yù)防現(xiàn)行過程控制探測探測度D風(fēng)險順序數(shù)RPN建議措施責(zé)任及目標(biāo)完成日期措 施 結(jié) 果采取的措施嚴(yán)重度S頻度數(shù)O探測度D風(fēng)險順序數(shù)RPN過 程 流 程 圖過程編號過程流程圖過程流程名稱變差來源機(jī)器設(shè)備/測量設(shè)備產(chǎn)品特性過程特性搬運方式特殊特性符號備注業(yè)務(wù)建議關(guān)聯(lián)的FMEA與控制計劃6 硬件FMEC

8、A的分析信息要能夠及時傳遞到工藝FMEA分析團(tuán)隊，工藝FMECA分析團(tuán)隊有職責(zé)確保所有過程（會導(dǎo)致產(chǎn)品方面的影響）相關(guān)失效模式在硬件FMECA和工藝FMEA之間的一致性業(yè)務(wù)建議DFMEA與PFMEA的關(guān)聯(lián)(物理關(guān)聯(lián))7泄露 孔直徑過大 孔直徑過大 泄露+最終影響 零件X DFMEA PFMEA 業(yè)務(wù)建議FMEA視角的問題管理業(yè)務(wù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)化故障模式并關(guān)聯(lián)產(chǎn)品和工序工程與服務(wù)部門采用一致性的模式定義和產(chǎn)品工藝定義B企業(yè)級FMEA流程及IT支撐 Source: Carl S. Carlson Effective FMEA 89AB項目管理庫管理FMEA分析FMEA的審核糾正措施的跟蹤與CP&D

9、VP，以及變更的關(guān)聯(lián)(Integrated Platform)PLM+ERP+FMEA 分析和管理平臺問題管理（歷史數(shù)據(jù)）Windchill FMEA 設(shè)計思想過去現(xiàn)在PLMDFMEAPFMEA設(shè)計驗證控制計劃變更歷史故障/分析PLMDFMEAPFMEA設(shè)計驗證控制計劃變更歷史故障/分析業(yè)務(wù)價值： 實現(xiàn)端到端流程，減少人為失誤，優(yōu)化流程效率 與DVP和CP業(yè)務(wù)流程緊密結(jié)合，為其提供有價值的輸入 集中的數(shù)據(jù)管理和方便的訪問機(jī)制 強(qiáng)調(diào)復(fù)用，提升工作效率 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的方法，提升分析的規(guī)范性和工程有效性 DFMEA問題管理(ERP)FMEA方案框架PFMEA控制計劃管理設(shè)計驗證計劃與報告管理復(fù)用庫（工

10、藝） 復(fù)用庫（產(chǎn)品）BOM管理流程管理檢索圖形報告庫管理計算報警權(quán)限管理變更管理研發(fā)過程的故障預(yù)防閉環(huán)控制生產(chǎn)過程的故障預(yù)防閉環(huán)控制列表庫列表庫支撐企業(yè)級FMEA 的總體業(yè)務(wù)方案DFMEAPFMEA設(shè)計驗證計劃與報告控制計劃變更管理問題報告變更請求變更通告問題管理硬件故障模式庫DFMEA復(fù)用庫進(jìn)料檢驗生產(chǎn)過程運營重大問題測試問題工藝故障模式庫PFMEA復(fù)用庫MBOM工序模型EBOM圖紙模型潛在關(guān)重特性分析報告工序關(guān)重特性原因項探測措施建議措施原因項探測措施建議措施LRU/故障模式工序/缺陷運營工序產(chǎn)品特性過程特性評測技術(shù)樣本控制方法試驗類型試驗標(biāo)準(zhǔn)接收標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)要求試驗計劃試驗結(jié)果結(jié)果反饋研發(fā)過

11、程的故障預(yù)防閉環(huán)控制主要開展階段：方案設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計階段 2007 PTCDVP&R測試計劃Linked OutputLinked OutputLinked InputLinked Input現(xiàn)場數(shù)據(jù)功能故障模式DVPLinked InputDFMECA 問題管理Update關(guān)重特性清單一二類故障模式清單/單點故障關(guān)鍵重要產(chǎn)品清單12346785故障模式庫列表庫分析結(jié)果復(fù)用庫 研發(fā)過程閉環(huán)控制解決方案Baseline BOM定義模式Windchill FMEAPLM定義影響ERP問題管理問題報告變更請求變更通告變更任務(wù)update測試問題使用問題現(xiàn)場故障分析風(fēng)險DVP&R 關(guān)鍵特性清單I/II

12、類故障清單可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品清單DFMEA報告提交至PFMEA團(tuán)隊故障模式庫生產(chǎn)過程的故障預(yù)防閉環(huán)控制主要開展階段：工藝設(shè)計 2007 PTC控制計劃控制計劃Linked OutputLinked OutputLinked InputLinked Input測試和現(xiàn)場數(shù)據(jù)功能故障模式CPLinked InputPFMEA 問題管理Update1234567工藝模式庫列表庫分析結(jié)果復(fù)用庫 生產(chǎn)過程閉環(huán)控制解決方案 工藝路線定義模式Windchill FMEAPLM定義影響ERP問題管理問題報告變更請求變更通告變更任務(wù)update測試問題運營使用分析風(fēng)險Control Plan 生產(chǎn)問題進(jìn)料檢驗故障模

13、式庫DFMEA-PFMEAWindchill FMEA 企業(yè)級應(yīng)用場景(PFMEA)庫和模板的維護(hù)創(chuàng)建PFMEA執(zhí)行PFMEA風(fēng)險控制制定糾正措施(變更)制定CP審核庫和模板維護(hù)問題管理(庫更新標(biāo)識)新模式更新工藝分析結(jié)果復(fù)用庫更新FMEA基于EBOM/MBOM創(chuàng)建項目PFMEA分析/控制計劃/審核FMEA驅(qū)動變更DFMEA-PFMEA 企業(yè)概況：生產(chǎn)卡車發(fā)動機(jī)，客車發(fā)動機(jī)，非道路用發(fā)動機(jī)，產(chǎn)值超100億部分柴油發(fā)動機(jī)在出場后短期內(nèi)即出現(xiàn)活塞穿孔和咬瓦等故障，且重復(fù)出現(xiàn)，售后服務(wù)團(tuán)隊不得不進(jìn)行產(chǎn)品的免費更換，帶來了很高的質(zhì)保成本投入；專項組在進(jìn)行初步分析后發(fā)現(xiàn)此類問題在以往的產(chǎn)品耐久性試驗中發(fā)

14、生概率很低，試驗統(tǒng)計結(jié)果與使用統(tǒng)計結(jié)果不能匹配；積累了大量的產(chǎn)品耐久性試驗數(shù)據(jù)和使用故障數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了電子記錄，但沒有對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的歸類和分析，較難進(jìn)行二次使用，因此對當(dāng)前的問題分析借鑒作用較??；進(jìn)軍國際市場面臨質(zhì)量成本壓力；2007年開始開展DFMEA（QS9000，人工方式），預(yù)防效果不理想。案例1某發(fā)動機(jī)廠業(yè)務(wù)驅(qū)動：業(yè)務(wù)快速成長中伴隨出現(xiàn)的產(chǎn)品可靠性/質(zhì)量問題序號名稱技術(shù)作用應(yīng)用范圍1可靠性分配將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)作為設(shè)計目標(biāo)設(shè)計早期；系統(tǒng)工程師2可靠性預(yù)計設(shè)計過程按照BOM對（電子）產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)（MTBF、故障率）進(jìn)行預(yù)計計算設(shè)計階段；設(shè)計工程師，可靠性工程師3故障

15、模式影響分析FMEA流程化的預(yù)防性可靠性控制，防止?jié)撛诠收虾蜌v史故障在產(chǎn)品中發(fā)生；對于嚴(yán)重故障得到預(yù)防控制措施。設(shè)計、試驗階段；設(shè)計工程師，可靠性工程師，試驗人員4可靠性耐久性試驗數(shù)據(jù)評價合規(guī)性檢驗（通過試驗結(jié)果計算產(chǎn)品的可靠性水平，驗證其是否滿足初始要求）；預(yù)測產(chǎn)品的故障趨勢，以便對使用維護(hù)進(jìn)行合理安排。試驗階段；試驗人員，可靠性工程師5故障樹分析對于重復(fù)性出現(xiàn)的故障/重大故障/難以解決的故障進(jìn)行邏輯化的根原因分析，以分析得到故障原因并予以解決；在產(chǎn)品早期量化評價典型不期望發(fā)生故障的概率，并予以改進(jìn)。設(shè)計、試驗、使用各階段；可靠性工程師，各專業(yè)人員配合6故障報告分析及糾正措施系統(tǒng)FRACAS

16、通過規(guī)范化故障閉環(huán)的管理流程，提高問題解決的效率、實現(xiàn)可見的重復(fù)性故障比率降低（即實現(xiàn)故障歸零）、產(chǎn)品整體故障數(shù)量的減少，并將積累的故障處理經(jīng)驗用于產(chǎn)品設(shè)計。試驗、使用階段；可靠性工程師，質(zhì)量人員，設(shè)計人員，生產(chǎn)工藝人員等第一階段（15 Weeks）重大/頻發(fā)故障模型建立可靠性評價方法使用可靠性評價耐久性試驗可靠性評價研發(fā)FMEA系統(tǒng)建設(shè)FMEA需求與方法優(yōu)化FMEA數(shù)據(jù)整理FMEA軟件實現(xiàn)使用故障數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整理結(jié)合維護(hù)BOM進(jìn)行故障記錄整理配套軟件實施，范例，應(yīng)用說明FTA案例FMEA案例可靠性評價案例第二階段（24 Weeks）基于研發(fā)FMEA的PFMEA建設(shè)故障閉環(huán)管理系統(tǒng)建設(shè)與PLM/

17、ERP系統(tǒng)的連接配套軟件實施，范例，應(yīng)用說明應(yīng)用范圍：階段：研發(fā)樣品驗證人員：研發(fā)部設(shè)計，研發(fā)可靠性專項組，工程分析部，安全技術(shù)分析部，項目管理部（質(zhì)量），樣品試驗部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：TS 16949 DFMEA（部分）P圖DVP數(shù)據(jù)來源：BOM故障模式庫輸出數(shù)據(jù)：DFMEA 關(guān)鍵故障模式DFMEA DVPDFMEA 遺留問題清單示例：DFMEA實施DFMEA產(chǎn)品結(jié)構(gòu)故障模式系統(tǒng)后果（最終影響）發(fā)生度，嚴(yán)重度，檢測度風(fēng)險判別準(zhǔn)則故障案例驗證研發(fā)試驗問題處理組織/部門研發(fā)部設(shè)計研發(fā)可靠性小組安全技術(shù)分析部工程分析部試驗問題處理項目管理部樣品試驗部項目創(chuàng)建DFMEA初表DVP審核DFMEA匯總DVP匯總C

18、AE驗證安全相關(guān)驗證審核樣品驗證DFMEA匯總更新遺留問題清單設(shè)計改進(jìn)基于標(biāo)準(zhǔn)化零部件的故障模式工作流設(shè)計FMEA表P-Diagram效果FTA 完成了“穿孔”問題的故障建模，形成了薄弱環(huán)節(jié)的改進(jìn)建議在規(guī)范化試驗數(shù)據(jù)和統(tǒng)計故障后，可靠性評價結(jié)果基本一致（MMTF，MMBF）規(guī)范了全廠各產(chǎn)品線研發(fā)階段的DFMEA應(yīng)用通過DFMEA分析對“搖瓦”問題形成了初步的原因匯總驗證了近一半的歷史產(chǎn)品故障可以通過DFMEA預(yù)先發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗總結(jié)數(shù)據(jù)過于分散，延長了整理時間通過FTA分析發(fā)現(xiàn)了部分新的故障模式需要多輪次迭代才能保證DFMEA的一致性認(rèn)識，工作量大需要借助管理系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)落實實施效果與經(jīng)驗（第一階段）

19、定位：從2004年將FMEA正式規(guī)范于流程中，作為滿足質(zhì)量要求的明確方法希望作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的主要方法方法：TS16949DFMEA，PFMEA應(yīng)用范圍：6個BU（汽車電子，手機(jī)，通訊設(shè)備，衛(wèi)星天線，家用多媒體節(jié)能智能控制，天線）設(shè)計，生產(chǎn)人員及工作：R&D，PM&TM，Test，DQA，PE其他可靠性工作及配合：使用故障的反饋設(shè)計階段無明確可靠性要求案例2 某大型綜合電子設(shè)備制造商FMEA 歷史與現(xiàn)狀市場反饋的產(chǎn)品（重復(fù)）故障多，F(xiàn)MEA工作效果不明顯項目進(jìn)度中缺少明確的任務(wù)的要求FMEA方法不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化程度低數(shù)據(jù)重用的的程度低流程不完善FMEA對前段和后端的貢獻(xiàn)較低缺少系統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)流程和

20、數(shù)據(jù)管理面臨的問題將 FMEA 作為研發(fā)、制造過程的產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防控制系統(tǒng)FMEA 方法統(tǒng)一化（及簡單化），DFMEA，PFMEA，（New）DVP明確研發(fā)、驗證及制造過程FMEA的主要應(yīng)用范圍數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)化管理形成清晰可執(zhí)行的 FMEA 業(yè)務(wù)流程，并使該流程納入研制流程提高 FMEA 結(jié)果的利用價值形成 FMEA 與售后質(zhì)量數(shù)據(jù)的連接機(jī)制通過成熟軟件系統(tǒng)實現(xiàn)FMEA建設(shè)，降低維護(hù)成本FMEA 系統(tǒng)建設(shè)需求DFMEA&PFMEA業(yè)務(wù)流程部分實施場景DFMEA RemarkAssembly Library部分實施場景部分實施場景標(biāo)準(zhǔn)化了數(shù)據(jù)，流程和分析方法強(qiáng)化故障模式和分析結(jié)果的復(fù)用，大幅提升F

21、MEA的分析效率，使得分析人員用在FMEA工作時間減少了一半FMEA的有效性大大加強(qiáng)，對前段和后端的貢獻(xiàn)得到很大提升，實施效果PTC企業(yè)級FMEA的優(yōu)勢優(yōu)勢與PLM數(shù)據(jù)同源FMEA管理體系支撐 驅(qū)動變更確定模式庫包含的內(nèi)容，梳理歷史故障數(shù)據(jù)和以往FMEA報告，形成DFMEA故障模式庫 歸納FMEA分析報告和歷史發(fā)生過的故障現(xiàn)象，形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品故障模式、原因、影響、嚴(yán)重度 后期準(zhǔn)備工作產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹基本故障模式清單單元故障模式歷史數(shù)據(jù)/PFMEA分析報告故障模式手冊典型產(chǎn)品FMEA分析(模式庫)后期準(zhǔn)備工作確定模式庫包含的內(nèi)容，歸納總結(jié)生產(chǎn)過程的不合格數(shù)據(jù)和歷史PFMEA信息，形成PFMEA的標(biāo)準(zhǔn)工藝故障模式庫 XX標(biāo)準(zhǔn)工藝工藝/裝配基本故障模式清單工序/工步故障模式歷史數(shù)據(jù)/FMEA分析報