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汽車行業PLM質量管理TS16949解決方案

   TS16949質量管理體系要求是由美國三大汽車公司---克萊斯勒、福特和通用汽車公司共同制訂,于1994年頒布的一套完整的質量體系標準,并于2002年進行了修訂。TS16949除包含ISO9001質量體系的基本要求外,還結合汽車工業產品的設計、開發、生產制造、服務等實際業務增加了許多內容,包括汽車行業的特殊要求,即生產批準程序、持續改進、制造能力三個要素,以及顧客的特殊要求。

 
   TS16949通過統一各公司的供方質量系統的標準,減少了差異性對供方資源的額外要求,目前已被世界汽車行業所認可并采用,筆者本文所討論的重點是如何利用PLM系統進行TS16949體系進行有效管理。




一、TS16949的對PLM的要求
   TS16949的實施與企業信息化關系密切。一方面,TS16949要求對產品設計特性和過程特性進行嚴格控制,需要建立企業級的產品數據庫,實施文檔的版本管理、生命周期管理等等;另一方面,TS16949涉及很多現代質量管理的新觀念、新方法,如數據采集與分析、統計過程控制等,都需要借助于計算機的大規模數據處理能力才能有效完成。因而,TS16949的實施離不開企業信息化的支持,模板-流程-控制-方法。
 
   TS16949的實施對軟件的需求是廣泛的。TS16949對軟件的要求可以歸納為系統貫徹、數據管理、過程控制、有效性控制和統計分析5個方面:
 
   1.體系貫徹
   TS16949的核心思想之一是通過有效的過程控制提高質量,從輸出的角度來理解提高質量則意味著首先要提高輸出的質量。將TS16949體系納入PLM系統則必須做到:
 
   ·切實有效管理APQP各階段輸入輸出制定的模板,強化標準化管理;
 
   ·固化和優化業務過程模板,將關鍵控制點的控制落到實處,切實加強關鍵節點控制。
 
 
   2.數據的管理
   ·以APQP為核心和以產品為核心的TS16949數據多維度成套管理,支持以時間橫軸和產品功能縱軸的數據分類、發布、檢索、查詢和輸出等;
 
   ·數據完整性管理,有效支持同類項目研發、新品研發及產品快速變型,真正縮短技術準備周期;
 
   ·支持數據全相關管理;
 
   ·在文檔模板的支持下,產品源數據一次輸入后,TS16949各階段輸入輸出文檔中信息的自動繼承。
 
 
   3.過程的管理
   ·支持APQP核心計劃的編制、發布、執行、進度管控;
 
   ·加強APQP各階段輸入輸出交付物過程控制,提高交付物有效性;
 
   ·對APQP執行過程進行追溯;
 
 
   4.有效性控制
   ·支持關鍵TS16949文檔的編制和輸出,如APQP計劃、FMEA、工作流圖和控制計劃等;
 
   ·支持自定義的文檔格式輸出;
 
   ·支持以中文、英文、中/英文等多種方式輸出報表。
 
 
   5.數據的統計和分析
   ·提供給基礎數據統計方法,可支持TS16949要求的各種統計圖表輸出,包括數據查詢報表、材料清單、項目進度表等等,實現報表的自動化,減輕人工統計報表的強度和工作量;
 
   ·提供績效考核的數據依據,降低項目管理難度并加強風險控制。
 



二、以TiPLM為基礎平臺的TS16949管理
   所有與產品相關的信息和所有與產品有關的過程集成到一起的技術;是一種幫助管理者和工程師管理產品數據和產品研發過程的工具。TIPLM系統確保跟蹤設計、制造所需的大量數據和信息,并由此支持和維護產品。因此,TIPLM管理產品整個生命周期的所有信息,以統一的數據格式和用戶界面,實現CAD、CAM、ERP等不同應用系統和工具的互操作,其應用范圍遍及企業的每一個角落,是企業信息集成的有效工具,為企業從設計到制造提供了數字化的協同工作環境,由于TS16949涉及多方面的管理內容,本文不能面面俱到,筆者重點通過以下5個方面談談TS16949與TiPLM結合。
 
 
   1.TS16949數據標準電子倉的建立
   APQP計劃是TS16949實施的核心文件,是TS16949 過程管理的重要組成部分,根據APQP要求每個階段都有標準輸入/輸出。在TiPLM系統中按照APQP標準進行電子文檔倉的分類,對每一類文檔(包括Word、Excel、CAD格式)組織整理相應的模板(這些模板企業一直都在使用),并設置簽名及其它標記,這些模板批量納入PLM系統管理,設定專人定期維護這些模板,從而方便從事產品開發項目的成員選用,推廣標準化模板文件管理。
 
   TiPLM文檔管理的范圍包括任何零件批準和發放相關的可交付文檔。發放的文檔數量和類型是可配置的。TS16949在先期產品質量規劃(APQP)中定義了對于產品發放所需要的最少文檔,TiPLM系統文檔管理的功能足以完成先期產品質量規劃(APQP)和相關的發放。
 
圖1 TS16949體系文件分類
 
   2.TS16949體系模板的管理
   利用TiPLM TS16949文檔模板管理模塊,可以將企業PPAP包中涉及到的控制計劃表、過程流程圖、FMEA等文件模板定義到PLM系統中,并綁定相應的資源,當用戶創建這些文檔時自動調用系統模板文件,可以加強TS16949標準化的貫徹力度以及標準修訂后的及時發布。
 
圖2 潛在失效模式及后果分析模版
 
   除了輸入輸出管理的模板化,如何將模板和流程固化優化也是TS16949的核心,通過有效的業務過程控制提高交付的質量,或者簡單的說,TS1949就是用規范來指導我們的行為。如何將規范納入系統,固化模板和流程,這就是我們實施PLM系統的意義所在。
 
圖3 業務過程固化
 
   3.以APQP為核心的時間橫軸的數據管理
   APQP計劃是IS0/TS16949:2002實施的核心文件,是IS0/TS16949:2002過程管理的重要組成部分。APQP計劃將汽車零部件產品的開發和生產分為“計劃和產品定義、產品設計和開發驗證、工藝設計和開發驗證、產品和過程確認及反饋評估和校正”五個階段。TiPLM項目管理和流程管理能為汽車零部件企業提供一套完善的項目管理和階段輸入、輸出數據管理體制。

   通過工作流程定義各個任務的相關性,以及各類文檔的工作流程,在工作流引擎的驅動下,對APQP計劃五個階段進行有效的整合、管理、控制、傳遞和存儲管理,將汽車零部件企業的實際結合顧客的安排和要求進行供方組織的有效管理。所以,在項目管理和工作流程技術的支持下,執行任務、完成各類質量文檔的同時也就是執行APQP計劃的過程。
 
圖4 TS16949產品研發過程定義
 
   1)建立基于APQP計劃驅動的項目管理體系
   按照TS16949核心工具APQP要求,結合PLM工作流程和項目管理技術,對APQP計劃中的資源、成本、預算和進度進行合理管理,并為決策人員提供分析和決策支持機制。在TiPLM項目管理體系中,項目管理主要由項目管理層次、任務執行層次和流程管理層次組成。項目管理層次一般由項目管理人員或項目經理組成,主要進行APQP計劃、FMEA、控制計劃、計劃評審、組建項目團隊和項目信息發布等工作;任務執行層次是項目任務的執行,項目組成員接收到任務后,根據項目任務的要求開展任務工作,并實時匯報任務執行情況;流程管理層次由企業基礎業務流程組成,任務執行人員提交項目交付物時需通過項目流程進行審批。
圖5 基于任務和過程驅動的項目管理體系關系圖
 
   2)建立基于APQP計劃的實時監控和考核體系
   提供基于APQP計劃的項目管理統計分析、項目進展和決策分析工具,通過甘特圖實時監控項目的運行情況,查看任務的詳細信息,包括任務提交各種質量體系文件。發現不正確的任務輸出時,可以及時地給予協調。項目監控主要包括任務調配、任務工時、任務分配成本、資源成本、資源盈余分析等,領導可以宏觀地協調多項目的運行情況,對于一人參與多個項目的人員可適當調節其工作量或給予獎罰激勵。此外,通過對個人完成工作情況實時統計、項目監控數據報表等,給項目經理和領導提供決策分析依據,提升APQP計劃執行過程中的質量管理水平。
 
   3)控制過程文件質量
   PLM系統按照TS16949質量管理體系的要求定義APQP計劃過程中各類型文檔模板和文檔的審簽流程。首先,設計人員接收到任務后,可以在PLM系統調用文檔模板創建各種文檔,或通過相關系統接口,提供質量和過程文件的自動提取或導入工具,將產品設計文件、工程圖、工藝規程中的設計數據、工藝數據、制造數據和質量數據等保存在系統中;當編輯質量文檔,如設計FMEA時,再通過相關接口,編輯軟件可以讀取PLM系統中的設計數據、工藝數據,方便地轉化為產品的設計特性數據、過程特性數據,數據經過文檔審簽流程評審通過生效,在任務完成提交文檔后,PLM系統提供文檔輸出和打印工具,可以以TS16949要求的文檔格式輸出質量和過程文件。
 
圖6 控制過程文件質量
 
   4.以產品為核心的縱向數據管理
   通過PLM系統以產品為核心的全相關數據管理,對產品數據進行分類存儲和高度關聯管理,能夠大大縮短新品研發或產品變型設計時技術準備的周期和時間。
 
   TiPLM產品全相關產品數據管理是通過以產品為核心,對產品相關的數據(設計文件、二三維圖紙、設計更改單、工裝、模治具、替換件、軟件包、工藝文件、EBOM、PBOM、測試仿真數據、售后服務文件和質量文件等)進行相關管理。如下圖所示,圍繞產品數據,對產品結構、元數據、數據文件和非標數據進行分類存儲管理,建立業務對象和數據文件的關聯指針模型,以零部件為核心、結構為主線的全相關管理機制,根據企業實際業務需要在系統中定制類模型和關聯數據模型。系統模型考慮企業業務需求變化和企業的發展,只需在系統對數據類模型和關聯進行修改或調整來滿足企業發展變化的需要,實現產品數據結構化全相關管理。
 
   從產品數據的組織結構來看,產品結構是骨干數據而其它數據(如:CAD圖紙、工藝文件、材料清單、事物性文件、電子表格等)都是為產品結構上的某個組件、零件、材料提供技術上的服務和支持。標準件、原材料數據是各種產品通用的,是產品結構的重要組成部分,因此建立和維護單一數據源是產品結構管理的重要內容。
 
   TiPLM系統依據企業的業務特點,支持產品系列化設計和變形設計,對產品進行分類、系列化管理,定義每一大類產品特有的技術參數與配置管理共同組成完整的企業產品數據模型。
 
   企業可將要管理的產品定義在TiPLM系統中產品類中,通過TiPLM模型定制工具可定義產品的基本屬性,包括:產品新建、修改產品;維護其產品基本屬性;產品關系數據的維護;新建、修改產品關聯的根部件、關聯文件等關系數據。
 
   5.PPAP輔助工具
   企業進行APQP過程中經常需要大量借鑒經驗數據,如在過程流程圖中輸入過程名稱及過程內容,編制FMEA時需要參考以前的失效模式、失效原因、確定嚴重度(S)/頻度(O)/探測度(D)等等,針對這一業務特點,TIPLM提供了對PPAP文件編制時需要使用經驗數據和標準資源的管理功能,對PPAP包所涉及文件編制工作進行必要的支撐。TIPLM基礎與經驗數據庫管理提供了:
 
   ·對標準過程名稱和過程內容的管理和維護;
 
   ·對標準推薦嚴重度(S)/頻度(O)/探測度(D)評定表的管理和維護;
 
   ·常見失效模式、原因與后果的管理和維護;
 
   ·典型失效模式文件庫
 
   ·多語言失效模式庫管理和維護;
 
圖7 失效模式經驗庫
 
   TIPLM提供了對PPAP包中控制計劃、過程流程圖、FMEA等文件的編制輔助功能,能幫助設計師基于資源庫的方式進行文件編制,以充分利用已有經驗,提高PPAP文件編制效率,推進規范化管理。以FMEA為例,設計師可以方便的調用失效模式經驗庫編制FMEA文件,可滿足SFMEA、DFMEA PFMEA的編制要求,設計師可隨時參考已有的FMEA數據和結構并快速復用這些經驗數據,可查詢嚴重度(S)/頻度(O)/探測度(D)評定標準表,輔助確定相應的S/O/D值并自動計算得到RPN值,同時,根據設定的風險極限RPN值對超過條件的潛在失效進行提示,確保風險較高的潛在失效能夠及時發現并改進。
 
   TIPLM還提供文件引用數據變更一致性檢查的功能,在進行控制計劃、過程流程圖、FMEA編制時,對于控制計劃、過程流程圖、FMEA所共用的信息如產品信息,當一處更改后,相應文件自動更改。
 
 



三、以TIPLM為支撐平臺的優勢
   以TIPLM為基礎的管理平臺具有很好的開放性和可擴展性,能夠滿足TS16949對軟件的廣泛性需求,與純粹的質量體系管理軟件相比,具有如下的優勢:
 
   1.提供統一的數據平臺,產品開發、工藝設計、質量管理之間能夠實現數據共享、過程共享;
 
   2.以對象封裝的形式管理產品的統一數據源,能夠實現產品質量數據的全生命周期管理;
 
   3.通過TIPLM的橋梁作用,可以實現設計數據、工藝數據向質量數據的順利轉化,減少數據的重復輸入工作,提高工作效率;
 
   4.有效控制和管理APQP計劃,監控APQP執行情況,加強績效考核。
 
   以上是清軟英泰公司在實施了眾多的整車廠和汽車零部件廠PLM系統對TS16949質量管理體系支持的一些總結,希望我們在PLM實施過程中對TS16949質量管理體系的支持能為其他整車和零部件企業提供借鑒。
 
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