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汽车行业PLM质量管理TS16949解决方案

TS16949质量管理体系要求是由美国三大汽车公司---克莱斯勒、福特和通用汽车公司共同制订，于1994年颁布的一套完整的质量体系标准，并于2002年进行了修订。TS16949除包含ISO9001质量体系的

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TS16949
   TS16949质量管理体系要求是由美国三大汽车公司---克莱斯勒、福特和通用汽车公司共同制订，于1994年颁布的一套完整的质量体系标准，并于2002年进行了修订。TS16949除包含ISO9001质量体系的基本要求外，还结合汽车工业产品的设计、开发、生产制造、服务等实际业务增加了许多内容，包括汽车行业的特殊要求，即生产批准程序、持续改进、制造能力三个要素，以及顾客的特殊要求。

 
   TS16949通过统一各公司的供方质量系统的标准，减少了差异性对供方资源的额外要求，目前已被世界汽车行业所认可并采用,笔者本文所讨论的重点是如何利用PLM系统进行TS16949体系进行有效管理。


一、TS16949的对PLM的要求
   TS16949的实施与企业信息化关系密切。一方面，TS16949要求对产品设计特性和过程特性进行严格控制，需要建立企业级的产品数据库，实施文档的版本管理、生命周期管理等等；另一方面，TS16949涉及很多现代质量管理的新观念、新方法，如数据采集与分析、统计过程控制等，都需要借助于计算机的大规模数据处理能力才能有效完成。因而，TS16949的实施离不开企业信息化的支持，模板-流程-控制-方法。
 
   TS16949的实施对软件的需求是广泛的。TS16949对软件的要求可以归纳为系统贯彻、数据管理、过程控制、有效性控制和统计分析5个方面：
 
   1.体系贯彻
   TS16949的核心思想之一是通过有效的过程控制提高质量，从输出的角度来理解提高质量则意味着首先要提高输出的质量。将TS16949体系纳入PLM系统则必须做到：
 
   ·切实有效管理APQP各阶段输入输出制定的模板，强化标准化管理；
 
   ·固化和优化业务过程模板，将关键控制点的控制落到实处，切实加强关键节点控制。
 
 
   2.数据的管理
   ·以APQP为核心和以产品为核心的TS16949数据多维度成套管理，支持以时间横轴和产品功能纵轴的数据分类、发布、检索、查询和输出等；
 
   ·数据完整性管理，有效支持同类项目研发、新品研发及产品快速变型，真正缩短技术准备周期；
 
   ·支持数据全相关管理；
 
   ·在文档模板的支持下，产品源数据一次输入后，TS16949各阶段输入输出文档中信息的自动继承。
 
 
   3.过程的管理
   ·支持APQP核心计划的编制、发布、执行、进度管控；
 
   ·加强APQP各阶段输入输出交付物过程控制，提高交付物有效性；
 
   ·对APQP执行过程进行追溯；
 
 
   4.有效性控制
   ·支持关键TS16949文档的编制和输出，如APQP计划、FMEA、工作流图和控制计划等；
 
   ·支持自定义的文档格式输出；
 
   ·支持以中文、英文、中/英文等多种方式输出报表。
 
 
   5.数据的统计和分析
   ·提供给基础数据统计方法，可支持TS16949要求的各种统计图表输出，包括数据查询报表、材料清单、项目进度表等等，实现报表的自动化，减轻人工统计报表的强度和工作量；
 
   ·提供绩效考核的数据依据，降低项目管理难度并加强风险控制。
 

二、以TiPLM为基础平台的TS16949管理
   所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起的技术；是一种帮助管理者和工程师管理产品数据和产品研发过程的工具。TIPLM系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品。因此，TIPLM管理产品整个生命周期的所有信息，以统一的数据格式和用户界面，实现CAD、CAM、ERP等不同应用系统和工具的互操作，其应用范围遍及企业的每一个角落，是企业信息集成的有效工具，为企业从设计到制造提供了数字化的协同工作环境，由于TS16949涉及多方面的管理内容，本文不能面面俱到，笔者重点通过以下5个方面谈谈TS16949与TiPLM结合。
 
 
   1.TS16949数据标准电子仓的建立
   APQP计划是TS16949实施的核心文件，是TS16949 过程管理的重要组成部分，根据APQP要求每个阶段都有标准输入/输出。在TiPLM系统中按照APQP标准进行电子文档仓的分类，对每一类文档(包括Word、Excel、CAD格式)组织整理相应的模板(这些模板企业一直都在使用)，并设置签名及其它标记，这些模板批量纳入PLM系统管理，设定专人定期维护这些模板，从而方便从事产品开发项目的成员选用，推广标准化模板文件管理。
 
   TiPLM文档管理的范围包括任何零件批准和发放相关的可交付文档。发放的文档数量和类型是可配置的。TS16949在先期产品质量规划(APQP)中定义了对于产品发放所需要的最少文档，TiPLM系统文档管理的功能足以完成先期产品质量规划(APQP)和相关的发放。
 
图1 TS16949体系文件分类
 
   2.TS16949体系模板的管理
   利用TiPLM TS16949文档模板管理模块，可以将企业PPAP包中涉及到的控制计划表、过程流程图、FMEA等文件模板定义到PLM系统中，并绑定相应的资源，当用户创建这些文档时自动调用系统模板文件，可以加强TS16949标准化的贯彻力度以及标准修订后的及时发布。
 
图2 潜在失效模式及后果分析模版
 
   除了输入输出管理的模板化，如何将模板和流程固化优化也是TS16949的核心，通过有效的业务过程控制提高交付的质量，或者简单的说，TS1949就是用规范来指导我们的行为。如何将规范纳入系统，固化模板和流程，这就是我们实施PLM系统的意义所在。
 
图3 业务过程固化
 
   3.以APQP为核心的时间横轴的数据管理
   APQP计划是IS0/TS16949:2002实施的核心文件，是IS0/TS16949:2002过程管理的重要组成部分。APQP计划将汽车零部件产品的开发和生产分为“计划和产品定义、产品设计和开发验证、工艺设计和开发验证、产品和过程确认及反馈评估和校正”五个阶段。TiPLM项目管理和流程管理能为汽车零部件企业提供一套完善的项目管理和阶段输入、输出数据管理体制。

   通过工作流程定义各个任务的相关性，以及各类文档的工作流程，在工作流引擎的驱动下，对APQP计划五个阶段进行有效的整合、管理、控制、传递和存储管理，将汽车零部件企业的实际结合顾客的安排和要求进行供方组织的有效管理。所以，在项目管理和工作流程技术的支持下，执行任务、完成各类质量文档的同时也就是执行APQP计划的过程。
 
图4 TS16949产品研发过程定义
 
   1）建立基于APQP计划驱动的项目管理体系
   按照TS16949核心工具APQP要求，结合PLM工作流程和项目管理技术，对APQP计划中的资源、成本、预算和进度进行合理管理，并为决策人员提供分析和决策支持机制。在TiPLM项目管理体系中，项目管理主要由项目管理层次、任务执行层次和流程管理层次组成。项目管理层次一般由项目管理人员或项目经理组成，主要进行APQP计划、FMEA、控制计划、计划评审、组建项目团队和项目信息发布等工作；任务执行层次是项目任务的执行，项目组成员接收到任务后，根据项目任务的要求开展任务工作，并实时汇报任务执行情况；流程管理层次由企业基础业务流程组成，任务执行人员提交项目交付物时需通过项目流程进行审批。
图5 基于任务和过程驱动的项目管理体系关系图
 
   2）建立基于APQP计划的实时监控和考核体系
   提供基于APQP计划的项目管理统计分析、项目进展和决策分析工具，通过甘特图实时监控项目的运行情况，查看任务的详细信息，包括任务提交各种质量体系文件。发现不正确的任务输出时，可以及时地给予协调。项目监控主要包括任务调配、任务工时、任务分配成本、资源成本、资源盈余分析等，领导可以宏观地协调多项目的运行情况，对于一人参与多个项目的人员可适当调节其工作量或给予奖罚激励。此外，通过对个人完成工作情况实时统计、项目监控数据报表等，给项目经理和领导提供决策分析依据，提升APQP计划执行过程中的质量管理水平。
 
   3）控制过程文件质量
   PLM系统按照TS16949质量管理体系的要求定义APQP计划过程中各类型文档模板和文档的审签流程。首先，设计人员接收到任务后，可以在PLM系统调用文档模板创建各种文档，或通过相关系统接口，提供质量和过程文件的自动提取或导入工具，将产品设计文件、工程图、工艺规程中的设计数据、工艺数据、制造数据和质量数据等保存在系统中；当编辑质量文档，如设计FMEA时，再通过相关接口，编辑软件可以读取PLM系统中的设计数据、工艺数据，方便地转化为产品的设计特性数据、过程特性数据，数据经过文档审签流程评审通过生效，在任务完成提交文档后，PLM系统提供文档输出和打印工具，可以以TS16949要求的文档格式输出质量和过程文件。
 
图6 控制过程文件质量
 
   4.以产品为核心的纵向数据管理
   通过PLM系统以产品为核心的全相关数据管理，对产品数据进行分类存储和高度关联管理，能够大大缩短新品研发或产品变型设计时技术准备的周期和时间。
 
   TiPLM产品全相关产品数据管理是通过以产品为核心，对产品相关的数据（设计文件、二三维图纸、设计更改单、工装、模治具、替换件、软件包、工艺文件、EBOM、PBOM、测试仿真数据、售后服务文件和质量文件等）进行相关管理。如下图所示，围绕产品数据，对产品结构、元数据、数据文件和非标数据进行分类存储管理，建立业务对象和数据文件的关联指针模型，以零部件为核心、结构为主线的全相关管理机制，根据企业实际业务需要在系统中定制类模型和关联数据模型。系统模型考虑企业业务需求变化和企业的发展，只需在系统对数据类模型和关联进行修改或调整来满足企业发展变化的需要，实现产品数据结构化全相关管理。
 
   从产品数据的组织结构来看，产品结构是骨干数据而其它数据（如：CAD图纸、工艺文件、材料清单、事物性文件、电子表格等）都是为产品结构上的某个组件、零件、材料提供技术上的服务和支持。标准件、原材料数据是各种产品通用的，是产品结构的重要组成部分，因此建立和维护单一数据源是产品结构管理的重要内容。
 
   TiPLM系统依据企业的业务特点，支持产品系列化设计和变形设计，对产品进行分类、系列化管理，定义每一大类产品特有的技术参数与配置管理共同组成完整的企业产品数据模型。
 
   企业可将要管理的产品定义在TiPLM系统中产品类中，通过TiPLM模型定制工具可定义产品的基本属性，包括：产品新建、修改产品；维护其产品基本属性；产品关系数据的维护；新建、修改产品关联的根部件、关联文件等关系数据。
 
   5.PPAP辅助工具
   企业进行APQP过程中经常需要大量借鉴经验数据，如在过程流程图中输入过程名称及过程内容，编制FMEA时需要参考以前的失效模式、失效原因、确定严重度（S）/频度（O）/探测度（D）等等，针对这一业务特点，TIPLM提供了对PPAP文件编制时需要使用经验数据和标准资源的管理功能，对PPAP包所涉及文件编制工作进行必要的支撑。TIPLM基础与经验数据库管理提供了：
 
   ·对标准过程名称和过程内容的管理和维护；
 
   ·对标准推荐严重度（S）/频度（O）/探测度（D）评定表的管理和维护；
 
   ·常见失效模式、原因与后果的管理和维护；
 
   ·典型失效模式文件库
 
   ·多语言失效模式库管理和维护；
 
图7 失效模式经验库
 
   TIPLM提供了对PPAP包中控制计划、过程流程图、FMEA等文件的编制辅助功能，能帮助设计师基于资源库的方式进行文件编制，以充分利用已有经验，提高PPAP文件编制效率，推进规范化管理。以FMEA为例，设计师可以方便的调用失效模式经验库编制FMEA文件，可满足SFMEA、DFMEA PFMEA的编制要求，设计师可随时参考已有的FMEA数据和结构并快速复用这些经验数据，可查询严重度（S）/频度（O）/探测度（D）评定标准表，辅助确定相应的S/O/D值并自动计算得到RPN值，同时，根据设定的风险极限RPN值对超过条件的潜在失效进行提示，确保风险较高的潜在失效能够及时发现并改进。
 
   TIPLM还提供文件引用数据变更一致性检查的功能，在进行控制计划、过程流程图、FMEA编制时，对于控制计划、过程流程图、FMEA所共用的信息如产品信息，当一处更改后，相应文件自动更改。
 
 

三、以TIPLM为支撑平台的优势
   以TIPLM为基础的管理平台具有很好的开放性和可扩展性，能够满足TS16949对软件的广泛性需求，与纯粹的质量体系管理软件相比，具有如下的优势：
 
   1.提供统一的数据平台，产品开发、工艺设计、质量管理之间能够实现数据共享、过程共享；
 
   2.以对象封装的形式管理产品的统一数据源，能够实现产品质量数据的全生命周期管理；
 
   3.通过TIPLM的桥梁作用，可以实现设计数据、工艺数据向质量数据的顺利转化，减少数据的重复输入工作，提高工作效率；
 
   4.有效控制和管理APQP计划，监控APQP执行情况，加强绩效考核。
 
   以上是御云科技公司在实施了众多的整车厂和汽车零部件厂PLM系统对TS16949质量管理体系支持的一些总结，希望我们在PLM实施过程中对TS16949质量管理体系的支持能为其他整车和零部件企业提供借鉴。
 
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