面向FMEA 的售后维修系统设计*

孙家坤，曹美荣，杨超英

(1.山东建筑大学 管理工程学院，济南 250101;2. 山东经济管理干部学院 计算机系，济南250014;3.山东山大华天软件有限公司，济南 250101)

0 引言

在市场激烈竞争的今天，产品的售后服务包括检验和维修正在成为现代企业市场竞争的新焦点。一方面，及时的检验和维修能够向消费者提供完善的售后服务，另一方面对在产品检验和维修中发现的问题进行整理和分析，为新产品的研发提供可靠的技术参考。FMEA (Failure Mode Effect Analysis)［1］是在产品研发阶段分析产品及其每一个组成部分可能存在的故障模式及其可能的故障原因、影响、检测方法和补偿措施，以改善产品的设计可靠性，是可靠性设计的重要方法之一。

FMEA 一般采用头脑风暴法等方法进行［2-3］，由各个部门的人员组成小组，集思广益，挖掘每个人的经验知识，人工预估产品潜在的质量风险，陈国兵等［4］在对舰船维修工艺风险分析技术扣风险判定准则研究基础上，针对维修工艺提出了基于预期费用风险分析的方法，赵新军等［5］根据流程企业设备维护维修管理的特点和现状，提出了设备故障知识库的建立及对设备故障的FMEA 统计分析等增强流程企业设备维护维修管理的关键技术，并建立了适合流程企业设备维护维修管理的信息系统，文献［6-7］将FMEA 应用于设备的维修，上述文献皆是将FMEA 应用于产品维修，并未将维修信息向上游的产品设计与工艺设计进行反馈。在上游阶段实施FEMA 时往往由于缺乏来自售后服务中检测和维修的信息支持，且无法与原始产品档案、维修记录等信息相结合，使得FMEA 主观性强，往往导致分析不全面、潜在风险遗漏多等问题，直接影响了设计与工艺FMEA的实施效果，因此，在售后维修系统设计中需要针对FMEA 分析各个业务环节，相应的功能模块设计需要结合FMEA 需求来进行，可以缩短FMEA 时间，提高信息的全面性和有效性。

1 售后维修业务与FMEA 关联分析

1.1 售后维修业务与FMEA 业务关联分析

产品研发阶段的FMEA 一般须由设计、工艺、制造等部门人员共同承担，依照“确认分析对象－列举故障模式－影响度分析－风险度与致命度分析－对策分析”的一般过程开展工作(图1 右侧部分)，并在工作过程中综合运用多种质量工具与方法如系统图、因果图等。其中，在确定故障模式及其发生度、检出度与影响度分析和缺陷对策阶段，必须借助相应的故障库、原因库及相应的规则库，相应的数据库越丰富和完善，则实施FMEA 的效率越高，效果越好。而在产品售后维修中，一般的流程如图1 左侧部分所示，首先根据产品订单号调出产品信息，基于经验根据故障信息判断问题零部件，在此基础上查找可能的故障模式，如果是已有的故障类型，则根据相应的解决策略予以解决，否则借助相应的工具进行故障分析，并判断可能的原因，然后进行维修排除故障，如果故障解决则构成了一个该产品维修的成功案例，需要对其分析整理纳入相应的知识库，这样，产品研发实施FMEA 时也可以借助于售后维修系统中的实例来分析可能的失效模式、存在的原因及预防措施。

图1 FMEA 与售后维修中的业务关联

由图2 可以看出，售后维修和FMEA 都需要判断失效模式、分析失效产生原因，并找到解决问题的措施，都是基于产品及工艺信息、故障模式及其原因等信息进行，且给出的解决方案或故障排除措施都可以对已有方案库进行完善，从而对后续的产品研发或维修工作不断改进。二者区别在于:售后维修是针对已经发生的故障进行分析诊断和排除，需要借助已有的故障模式信息进行辅助分析，但也有可能存在新的故障，此时需要在已有措施基础上研究新的措施;而FMEA 则是针对潜在的故障进行分析，此时故障或失效现象并未发生，其分析和判断需要借助已有的故障模式及其原因，其针对潜在问题的对策也需要基于售后维修中的故障排除措施进行决策。

图2 售后维修系统信息模型

1.2 面向FMEA 的售后维修信息分析

售后维修是以产品数据为中心开展产品零部件检验、维修服务的，因此其数据库的设计必然以产品BOM 为中心，包括产品、零组件设计信息、制造工艺信息以及检验/故障信息三部分在内的信息集合。具体包括:

(1)设计信息:包括产品或零组件的几何尺寸、材料、重量、装配关系等与产品结构相关的属性信息，以及产品、零组件的功能等属性信息。

(2)工艺信息:与产品、零组件加工制造相关的信息，主要包括加工方法、工艺类型、加工环境等。

(3)故障信息:产品、零组件在检验过程中发现的故障等信息，与FMEA 表格的基本内容相对应，可细分为故障模式、故障描述、故障影响、故障原因、影响度、发生度、可检测度、RPN、解决方案、责任人等。

其中，设计信息和工艺信息，标识了产品或零组件，可以作为FMEA 分析时的输入信息和特征条件，主要用于相似产品或零组件检索;故障信息与设计对象关联，是FMEA 分析时的输出信息，显示出检索结果包含的检验、故障信息，作为潜在失效模式分析的结果，供分析人员使用，依据案例分析所涉及的内容，构建零组件、零组件修订版、物理零组件、功能、工艺、FMEA、检验、故障、故障模式、原因、解决方案、影响等对象及其相互之间的关系对象，如图2 所示。

2 系统设计与实现

2.1 系统结构

整个系统基于. NET 平台，使用C#、ASP. NET、Web Service、XML 等技术，采取多层体系架构方式进行开发，提供易扩展、支持复杂应用环境的底层架构和基础设施(如图3)。其中，支撑层包含了用于支撑售后维修系统的数据库与文件库，从而满足对系统数据管理和业务支撑的需求;基础数据层封装了对数据库及文件等存储形式的读取、写入等操作，使用持久化技术封装了数据访问细节，为大部分业务逻辑提供面向对象的应用程序编程接口;功能层则实现故障诊断、维修管理等功;界面层为不同用户需求提供不同的用户体验界面，可以是桌面胖客户端程序，也可以是浏览器瘦客户端(图4 ～5)。

图3 面向FMEA 的售后维修系统

图4 维修BOM 展示(浏览器)

图5 故障明细(客户端)

2.2 系统功能模块

售后维修系统功能结构如图3 所示，整个功能分为故障诊断、维修管理、旧件备件管理、查询与统计、费用管理等模块。其中，故障诊断:指对故障产品进行检验，包括检验流程、检验手段、检验人员等，找出问题零部件并确定问题根源，并输出检验报告等;维修管理:针对检测出问题的零部件进行维修或更换，进行包括前台接待及报价单打印、派工单、领料单、维修结算单、服务索赔以及维修档案、服务索赔等维修业务的文档输出;旧备件管理:主要包括旧件、替换件的保存、申请管理、去向及处理等。

查询与统计:可以按照产品零部件、故障及原因进行查询，包含大量的统计查询功能，其中包括“备件损耗排名”、“故障模式排名”、“故障地区统计查询”等统计分析模块，通过这些模块能够实时的统计、分析各种性能、指标、趋势、规律，给质量部门、采购部门、产品设计部门及工艺施工部门提供帮助。

系统开发完毕在某汽车企业售后服务维修部门进行了初步试用，结果表明，不但使得售后维修中的故障诊断效率有所提高，而且通过与PDM 集成，将相关故障及其原因等信息向上游反馈(图5)，可以改善和优化车辆整体性能，同时为企业售后服务政策的制定提供数据支持。

3 结束语

面向FMEA 的售后维修系统设计与开发应用，对产品故障信息、维修方案等进行分析和归类整理，不但能够提高售后服务人员售后检验和维修的效率，而且能够为潜在失效模式分析提供了数据基础，避免了分析过程中的主观性，为新产品研发和产品改进奠定了技术和信息基础。

［1］嵇国光，王大禹，严庆峰. ISO/TS 16949 五大核心工具应用手册(第2 版)［M］. 北京:中国标准出版社，2010.

［2］Susan Paparella. Failure Mode and Effects Analysis:A Useful Tool for Risk Identification and Injury Prevention［J］Journal of Emergency Nursing，2007，33(4):367－371.

［3］李阳. 基于PLM 的制造检验闭环管理研究［D］. 济南:山东大学，2010.

［4］陈国兵，杨自春，杨毅. 一种针对舰船维修的新工艺FMEA 方法［J］. 中国修船，2006，19(10):47－50.

［5］赵新军，冯彩霞. 流程企业设备维护维修信息管理系统研究［J］. 冶金设备，2006(增刊):10－14.

［6］马咏梅，汪小寒，马太辉. 基于RCM 的IDR 主体设备维修的故障模式及影响分析［J］. 机电产品开发与创新，2006，19(3):42－44.

［7］梁建宏. 故障模式及影响分析FMEA 在设备维修管理中的应用［J］. 石油化工安全技术，2006，22(6):42－44.