陳丹丹 陳傳凱 儲(chǔ)祥偉

（上汽通用汽車有限公司 整車制造工程部,上海 201201）

主題詞：返工 PFMEA 車身工藝

縮略語(yǔ)

FMEA Failure Mode and Effects Analysis

PFMEA Process Failure Mode and Effects

BIW Body in White

SOD Severity,Occurrence,Detection

TIS Task Instruction Sheet

PFD Process Flow Diagram.

0 前言

IATF 16949:2016-8.7.1.4條款中對(duì)返工要求進(jìn)行了重新編訂，指出“組織應(yīng)在決定對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行返工之前，利用風(fēng)險(xiǎn)分析（如Failure Mode and Effects Analy?sis,FMEA）方法來(lái)評(píng)估返工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)”，進(jìn)而引出了返工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)即返工PFMEA的概念[1]。

對(duì)于大型汽車制造企業(yè)的整車制造工程部門及生產(chǎn)車間，都已經(jīng)建立完善的整車制造工藝PFMEA開(kāi)發(fā)流程，明確了開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)、開(kāi)發(fā)內(nèi)容、職責(zé)分工及流程傳遞。返工工作是對(duì)正常制造工藝過(guò)程的補(bǔ)充環(huán)節(jié)，其直接影響最終交付給客戶的產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也影響工廠對(duì)于質(zhì)量管控的運(yùn)營(yíng)成本，返工操作雖然一直存在，返工前也進(jìn)行操作要求的評(píng)估分析，但對(duì)于開(kāi)發(fā)返工PFMEA 而言，它與整車制造工藝PFMEA 開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)、過(guò)程流程及開(kāi)發(fā)內(nèi)容是有差異的。因此如何有效的開(kāi)展返工PFMEA工作，完善返工工藝體系，提高返工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別率，提升返工過(guò)程質(zhì)量控制水平，是汽車制造相關(guān)企業(yè)完善體系工作的重點(diǎn)之一。

本文旨在介紹返工PFMEA 在車身（Body In White,BIW）工藝中的應(yīng)用，以及車身工藝如何開(kāi)展返工PFMEA 開(kāi)發(fā)工作，包括車身工藝建立返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程，設(shè)定PFMEA開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)和開(kāi)發(fā)內(nèi)容，開(kāi)發(fā)車身工藝返工PFMEA 模板并傳遞給車身車間，車身車間進(jìn)一步完善返工PFMEA 以及實(shí)施返工PFMEA 的控制要求等，對(duì)提升企業(yè)全工藝過(guò)程質(zhì)量管理能力具有重要意義。

1 返工PFMEA介紹

1.1 返工介紹

ISO 9000:2015 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)返工（條款：3.12.8）進(jìn)行了如下定義：返工（Rework）是指為了將不合格產(chǎn)品或服務(wù)符合要求而對(duì)其所采取的措施。返工不會(huì)改變產(chǎn)品本身的物理構(gòu)成，返工后的產(chǎn)品是符合要求的。返工工藝操作可以分為預(yù)期返工工藝操作和非預(yù)期（特殊）返工工藝操作2種。

（1）預(yù)期返工

預(yù)期返工是可預(yù)見(jiàn)的、常態(tài)化的、自動(dòng)的活動(dòng)。比如說(shuō)，當(dāng)某個(gè)白車身在生產(chǎn)過(guò)程中由于焊接飛濺，生產(chǎn)過(guò)程中的白車身部分區(qū)域存在焊點(diǎn)毛刺現(xiàn)象。這些毛刺將影響安全或者后續(xù)安裝，需要在其生產(chǎn)之后安排打磨毛刺的工序，對(duì)這些毛刺進(jìn)行打磨去除，這就是所說(shuō)的預(yù)期返工，因此，此增加的工序就應(yīng)該常態(tài)化的存在于返工PFMEA工序流程圖中。對(duì)于這種返工PFMEA 就應(yīng)該是在項(xiàng)目方案規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，隨過(guò)程設(shè)計(jì)一起策劃。返工PFMEA內(nèi)容也是作為整個(gè)工序過(guò)程FMEA的一部分而存在。

（2）非預(yù)期(特殊)返工

非預(yù)期的返工是不可預(yù)見(jiàn)的、偶然的、被動(dòng)的活動(dòng)。往往是因?yàn)楫a(chǎn)品或過(guò)程策劃或控制的某個(gè)方面遺漏導(dǎo)致的，特殊返工工藝操作需要按需拉動(dòng)相關(guān)人員進(jìn)行評(píng)估并制定臨時(shí)返工操作文件。因?yàn)檫@種非預(yù)期的返工往往都存在時(shí)效性，而且，只存在一段時(shí)間，不會(huì)成為一種固定的存在。

1.2 返工PFMEA介紹

潛在失效模式及后果分析（FMEA）作為一項(xiàng)重要的質(zhì)量工具，使開(kāi)發(fā)者找出可能的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)防和控制，使質(zhì)量問(wèn)題在其源頭——設(shè)計(jì)之初就得到有效地控制和處理，從根本上降低直至規(guī)避產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造風(fēng)險(xiǎn)[2]。

返工PFMEA 是在決定對(duì)產(chǎn)品返工之前，使用風(fēng)險(xiǎn)分析（FMEA）的方法來(lái)評(píng)估返工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)。返工的目的是保證返工后的產(chǎn)品外觀、尺寸、功能等的特殊特性滿足技術(shù)要求。返工PFMEA的目的是識(shí)別返工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)防和有效控制，減少返工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，提高效率和吸取教訓(xùn)。因此返工階段的PFMEA是不可或缺的。

2 車身工藝介紹

車身工藝是按照一定的裝配順序和尺寸定位要求，把沖壓零件或分總成零件，通過(guò)電阻焊、弧焊、激光焊、螺栓、沖鉚、折邊、膠接連接方式拼成一個(gè)完整的白車身的過(guò)程，如圖1所示。

圖1 車身工藝

3 車身工藝返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程

3.1 返工PFMEA編制小組

3.1.1 小組成員

在開(kāi)展返工PFMEA 編制之前，需要建立多功能小組，小組成員共同完成創(chuàng)建、審核、修訂和實(shí)施返工PFMEA。負(fù)責(zé)返工PFMEA 工作工程師要直接、主動(dòng)聯(lián)系所有相關(guān)部門的代表，共同在線上和線下討論、開(kāi)發(fā)返工PFMEA。車間實(shí)施返工及質(zhì)量控制成員還需支持小組成員隨時(shí)提出返工PFMEA 的優(yōu)化建議。小組成員包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、車身工藝工程師、車間管理者、車間工藝工程師、車間設(shè)備工程師、車間體系工程師，車間返工操作人員、車間班組長(zhǎng)和質(zhì)量工程師

3.1.2 工作職責(zé)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)布工程師需提供相關(guān)零部件的返工技術(shù)要求，并發(fā)布返工材料。制造系統(tǒng)集成工程師需提供返工工藝PFMEA模板。車間工藝工程師及車間設(shè)備工程師完善返工PFMEA，按需開(kāi)發(fā)返工操作指導(dǎo)文件(TIS)文件。車間返工操作人員需按返工文件要求完成返工操作，并記錄返工操作的相關(guān)信息。車間班組長(zhǎng)需進(jìn)行在線返工質(zhì)量的確認(rèn)，VQ 需在質(zhì)量門進(jìn)行最終質(zhì)量檢驗(yàn)。車間管理者及體系工程師定期評(píng)審車間返工PFMEA。

3.2 返工PFMEA開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)

返工PFMEA 開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)是根據(jù)全球整車開(kāi)發(fā)流程（Global Vehicle Development Process，GVDP）中的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)，如圖2所示。在設(shè)計(jì)方案簽署（Design Sign-Off，DSO）到項(xiàng)目合同簽署（Contract Sign-Off，CSO）,整車制造工程車身工藝工程師按需拉動(dòng)設(shè)計(jì)發(fā)布工程師提供相關(guān)零部件的返工技術(shù)要求，工藝確認(rèn)零部件返工工藝方法。在表面數(shù)模發(fā)布（Verified Data Release，VDR）之前車身工藝工程師與車間相關(guān)人員即返工PFMEA 小組成員共同召開(kāi)返工PFMEA開(kāi)發(fā)Workshop。并且車身工藝工程師按需拉動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)布工程師釋放返工材料。在產(chǎn)品工藝前期驗(yàn)證車（Advance Product and Process Validation Vehicle,APPV）之前，車身工藝工程師開(kāi)發(fā)返工工藝PFMEA模板。提前于APPV4 周，車身工藝發(fā)布返工PFMEA模板。在整車非銷售（Non-Salable,NS）之前車間開(kāi)發(fā)返工PFMEA、控制方法及操作指導(dǎo)。正式投產(chǎn)（Start of Regular Production, SORP）之后車間組織定期評(píng)審返工PFMEA、優(yōu)化返工PFMEA。

操作工根據(jù)返工操作要求完成后，應(yīng)對(duì)返工產(chǎn)品處置的相關(guān)信息進(jìn)行記錄，包括數(shù)量、處置、處置日期及適用的可追溯性信息。質(zhì)量工程師對(duì)返工產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，以確保返工產(chǎn)品符合技術(shù)要求。返工產(chǎn)品的質(zhì)量要求應(yīng)與正常產(chǎn)品質(zhì)量要求一致。對(duì)于特殊返工工藝操作須按需拉動(dòng)相關(guān)人員進(jìn)行評(píng)估并制定臨時(shí)返工操作文件。

圖2 返工PFMEA開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)

3.3 返工PFMEA開(kāi)發(fā)過(guò)程

返工FMEA 開(kāi)發(fā)過(guò)程包括編寫、傳遞、落實(shí)、評(píng)審和反饋5 個(gè)環(huán)節(jié)。返工PFMEA 的開(kāi)發(fā)的輸入包括返工過(guò)程流程（Process Flow Diagram,PFD）、產(chǎn)品技術(shù)要求/法規(guī)、返工工藝技術(shù)要求，前期顧客要求等。由返工PFMEA 編制小組共同編寫車身工藝返工PFMEA模板，模板是根據(jù)返工工藝進(jìn)行分類，目前車身工藝包括電阻點(diǎn)焊、激光釬焊、涂膠返工等26 份返工PFMEA 模板，并形成車身工藝返工PFMEA 模板庫(kù)。車身工藝傳遞返工PFMEA 庫(kù)給車身車間，車身車間結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)/外部問(wèn)題等進(jìn)行細(xì)化，落實(shí)在相關(guān)的返工控制要求中和現(xiàn)場(chǎng)返工操作指導(dǎo)書中。車身車間還通過(guò)月度評(píng)審實(shí)現(xiàn)返工PFMEA的持續(xù)改進(jìn)。最后將返工PFMEA 改進(jìn)信息反饋給車身工藝，車身工藝工程師召集返工小組討論并更新返工PFMEA模板。返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程如圖3所示。

圖3 返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程

4 車身工藝激光釬焊返工PFMEA應(yīng)用

4.1 車身工藝激光釬焊返工要求

車身工藝激光釬焊返工要求通過(guò)激光釬焊返工PFMEA模板傳遞給車身車間，車身車間根據(jù)車身工藝傳遞的返工PFMEA 模板完善車間返工PFMEA，返工方法如表1所示。

表1 車身工藝激光釬焊返工要求

4.2 激光釬焊返工過(guò)程流程圖

返工PFMEA 是基于返工過(guò)程流程圖開(kāi)發(fā)的。因此，過(guò)程流程圖的開(kāi)發(fā)質(zhì)量直接決定了返工PFMEA開(kāi)發(fā)質(zhì)量。車身車間基于實(shí)際返工操作的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，采用互補(bǔ)式的梳理完善返工PFD全過(guò)程，包括返工確認(rèn)、特殊特性確認(rèn)、方法定義、設(shè)備確認(rèn)、參數(shù)確認(rèn)和實(shí)施返工操作步驟。例如在激光釬焊返工PFD 開(kāi)發(fā)過(guò)程中，基于返工方法的具體差異將PFD拆分為3類，包括弧焊返工、熱熔膠返工和弧焊+熱熔膠返工，圖4所示是弧焊返工PFD。

圖4 弧焊返工PFD

4.3 激光釬焊返工PFMEA

基于PFMEA 風(fēng)險(xiǎn)分析工具，根據(jù)激光釬焊返工過(guò)程流程圖PFD 分析返工全過(guò)程可能出現(xiàn)的失效模式，分析失效后果，潛在失效原因，制定現(xiàn)行預(yù)防控制即過(guò)程控制探測(cè)。應(yīng)用評(píng)分風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先等級(jí)（Risk Pri?ority Level，RPL）量化風(fēng)險(xiǎn)（注意SOD 打分表應(yīng)根據(jù)返工的失效后果、預(yù)防和控制手段等重新制定新的標(biāo)準(zhǔn)）。在開(kāi)發(fā)返工PFMEA 時(shí)需按照返工步驟逐步識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)參考以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)（注意當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在特殊特性時(shí)，需要將其標(biāo)記出來(lái)），同時(shí)應(yīng)考慮包括材料有效期、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面的影響。

4.4 激光釬焊返工控制計(jì)劃及操作指導(dǎo)

編制返工控制計(jì)劃及操作指導(dǎo)（TIS）的目的是風(fēng)險(xiǎn)管控的有效落實(shí)。在車身車間返工PFMEA 編制后，同步完成控制要求及操作工操作指導(dǎo)，相關(guān)檢查要求同時(shí)加入對(duì)應(yīng)日常檢查單中。在編制操作指導(dǎo)時(shí)需要將操作步驟與返工PFD以及返工PFMEA保持一致，將實(shí)際操作過(guò)程全部加入到PFD 流程圖中，基于不同的返工方法將返工操作指導(dǎo)進(jìn)行細(xì)化拆分，1種返工方法對(duì)應(yīng)1個(gè)返工操作指導(dǎo)。以激光釬焊返工操作指導(dǎo)舉例，如表2所示。

5 返工PFMEA評(píng)審

返工PFMEA 評(píng)審的目的是保證返工PFD、PFMEA、控制計(jì)劃及返工操作指導(dǎo)書主要步驟的一致性，風(fēng)險(xiǎn)控制措施有效落實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可操作性評(píng)估后的反饋和完善。評(píng)審內(nèi)容包括PFD、PFMEA、TIS 及PM。如圖5 所示是PFD 的評(píng)審及改進(jìn)。因此在車身車間返工PFMEA 編制完成后，車身車間會(huì)制定評(píng)審計(jì)劃，評(píng)審返工PFMEA，總結(jié)實(shí)際完成返工過(guò)程產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)（Lessons Learned），完善返工PFMEA 和控制計(jì)劃，最后更新返工操作指導(dǎo)書，并重點(diǎn)關(guān)注返工關(guān)鍵點(diǎn)。明確返工后車間質(zhì)量工程師進(jìn)行返工確認(rèn)和質(zhì)量認(rèn)可。

表2 返工操作指導(dǎo)書

圖5 PFD評(píng)審改進(jìn)流

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，返工PFMEA在車身工藝中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)返工管理過(guò)程的整體梳理，全面系統(tǒng)完善返工管理過(guò)程，系統(tǒng)降低返工工藝風(fēng)險(xiǎn)，降低次生產(chǎn)品問(wèn)題發(fā)生頻次，降低返工成本的同時(shí)系統(tǒng)提升返工過(guò)程穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。車身工藝開(kāi)發(fā)26 種返工工藝模板，車身車間開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的返工工藝PFMEA、控制計(jì)劃及返工操作作業(yè)指導(dǎo)書。結(jié)合返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程完成新工藝、新材料和新設(shè)備應(yīng)用在返工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，為避免產(chǎn)品返工次生產(chǎn)品問(wèn)題的發(fā)生，為如期上市打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

返工PFMEA在車身工藝中的應(yīng)用意義：

(1)降低返工問(wèn)題發(fā)生頻次，提升返工操作有效性。

(2)降低返工導(dǎo)致報(bào)廢率，減少衍生返工費(fèi)用。

(3)建立全過(guò)程工藝風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)管控機(jī)制。

(4)提升返工過(guò)程穩(wěn)定性。

(5)提升人員PFMEA編制能力。

本文結(jié)合車身工藝及車身車間返工PFMEA 開(kāi)發(fā)實(shí)際應(yīng)用案例，詳盡介紹返工PFMEA 在車身工藝中的應(yīng)用，包括建立返工PFMEA開(kāi)發(fā)流程，設(shè)定PFMEA開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)車身工藝返工PFMEA模板，并傳遞給車身車間，車身車間進(jìn)一步完善返工PFMEA。最后介紹車身車間如何實(shí)施返工PFMEA的控制要求及定期評(píng)審等內(nèi)容。通過(guò)返工PFMEA 的體系的建立，提升全過(guò)程質(zhì)量管理有效性，為輸出高質(zhì)量的產(chǎn)品建立了更加堅(jiān)固的一道堡壘。