FMEA（失效模式与影响分析）

FMEAFailure Mode and Effects Analysis潜在失效模式与后果分析在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。 FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA和FEA的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。 FMEA实际是一组系列化的活动，其过程包括：找出产品/过程中潜在的故障模式；根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行风险量化评估；列出故障起因/机理，寻找预防或改进措施。 由于产品故障可能与设计、制造过程、使用、承包商/供应商以及服务有关，因此FMEA又细分为设计FMEA、过程FMEA、使用FMEA和服务FMEA四类。其中设计FMEA和过程FMEA最为常用。 设计FMEA应在一个设计概念形成之时或之前开始，并且在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时及时不断地修改，并在图样加工完成之前结束。其评价与分析的对象是最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。需要注意的是，d-FMEA在体现设计意图的同时还应保证制造或装配能够实现设计意图。因此，虽然d-FMEA不是靠过程控制来克服设计中的缺陷，但其可以考虑制造/装配过程中技术的/客观的限制，从而为过程控制提供了良好的基础。进行d-FMEA有助于： · 设计要求与设计方案的相互权衡； · 制造与装配要求的最初设计； · 提高在设计/开发过程中考虑潜在故障模式及其对系统和产品影响的可能性； · 为制定全面、有效的设计试验计划和开发项目提供更多的信息；· 建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统； · 为将来分析研究现场情况、评价设计的更改以及开发更先进的设计提供参考。 过程FMEA应在生产工装准备之前、在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造过程。其评价与分析的对象是所有新的部件/过程、更改过的部件/过程及应用或环境有变化的原有部件/过程。需要注意的是，虽然p-FMEA不是靠改变产品设计来克服过程缺陷，但它要考虑与计划的装配过程有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品满足用户的要求和期望。 p-FMEA一般包括下述内容： · 确定与产品相关的过程潜在故障模式； · 评价故障对用户的潜在影响； · 确定潜在制造或装配过程的故障起因，确定减少故障发生或找出故障条件的过程控制变量； · 编制潜在故障模式分级表，建立纠正措施的优选体系； · 将制造或装配过程文件化。 FMEA技术的应用发展十分迅速。50年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析，到了60年代中期，FMEA技术正式用于航天工业。1976年，美国国防部颁布了FMEA的军用标准，但仅限于设计方面。70年代末，FMEA技术开始进入汽车工业和医疗设备工业。80年代初，进入微电子工业。80年代中期，汽车工业开始应用过程FMEA确认其制造过程。到了1988年，美国联邦航空局发布咨询通报要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA。1991年，ISO-9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计。1994年，FMEA又成为QS-9000的认证要求。目前，FMEA已在工程实践中形成了一套科学而完整的分析方法。 FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是:认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果;确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施;将全部过程形成文件.无论是产品设计或者是过程设计，FMEA所关注的主要是策划和设计的过程，但随着其使用的场合不同又有不同的区分.常见的FMEA类别有:DFMEA:设计FMEAPFMEA:过程FMEAEFMEA:设备FMEASFMEA:体系FMEA在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都有其不同的范围或关注焦点:情形1:新设计，新技术或新过程.FMEA的范围是全部设计，技术或过程.情形2:对现有设计或过程的修改.FMEA的范围应集中于对设计或过程的修改，由于修改可能产生的相互影响以及现场和历史情况.情形3:将现有的设计或过程用于新的环境，场所或应用.FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响.█FMEA—8D流程的介绍 QS9000、ISO/TS16949、ISO9001、TL9000、ISO14001、OHSAS18001等管理体系中都有涉及到“预防措施”；依据“ISO9001：2000质量管理体系—基础和术语”的定义，“预防措施”是指“为消除潜在不合格或其他潜在不期望情况的原因所采取的措施”，或者简单地定义为：采取预防措施是为了防止发生。在企业实际的管理体系运作中，虽然都会去编制一份有关“预防措施”的形成文件的程序，但真正可以达到预见性地发现较全面的潜在问题通常存在较大难度，也即：这样作业的可操作性不强；取而代之的主要是“纠正措施”；但“纠正措施”与“预防措施”的确是两个不同的概念，“纠正措施”是为了防止同样的问题再次出现所采取的措施。为能有效地实施“预防措施”，使可能存在的潜在问题无法出现，需要一个从识别问题到控制潜在影响的管理系统，对于这一点，各企业都可能制定各自不同的方法以对应，这些方法也许都是适用的；但这里所要介绍的是一种行之有效且便于操作的制定和实施“预防措施”的方法，即：美国三大车厂制定的“潜在失效模式及后果分析”，或简称为FMEA。FMEA于2002年推出第三版本，该第三版本较第二版本更具备简便的可操作性。FMEA在汽车零组件生产行业已被广泛的应用，同时这也是美国三大车厂对所属供应商的强制性要求之一。FMEA 事实上就是一套严密的“预防措施”之识别、控制、提高的管理过程；其不仅可在汽车零组件行业可予使用，也可应用于任何期望能严格控制潜在问题出现的行业，尤其是产品质量的好坏可能会极大影响到顾客利益的领域；因此，FMEA能在QS9000及ISO/TS16949一类的汽车业质量管理体系中运用，其同样可应用于其他管理体系之中，而且同样可以在企业内部形成一种严密的“预防措施”系统。执行FMEA，其实并不困难，它是一种分析技术，即：在一张包括诸多要求的表单上进行分析并加以控制和应用便可达成的过程控制；美国三大车厂在《潜在失效模式及后果分析》一书中已有明确给定了这种表单的格式；该表单包含了如下主要内容：“功能要求”：填写出被分析过程的简单说明；“潜在失效模式”：记录可能会出现的问题点；“潜在失效后果”：列出上述问题点可能会引发的不良影响；“严重度”：对上述问题点的不良影响进行评价并赋予分值，分值愈高则影响愈严重；“潜在失效起因或机理”：该潜在问题点可能出现的原因或产生机理分析；“频度”：上述“起因或机理”出现的几率大小，分值愈高则出现机会愈大；“现行控制”：列出目前本企业对这一潜在问题点所运用的控制方法；“探测度”：在采用“现行控制”的方法来控制时，该潜在问题可以被检查出来的难易程序，得分愈高则愈难以被检出；“风险顺序数”：将上述“严重度”、“频度”、“探测度”得分相乘所得出的结果；该数值愈大则这一潜在问题愈严重，愈应及时采取“预防措施”；“建议措施”：列出对“风险顺序数”较高之潜在问题点所制定的“预防措施”，以防止其发生；“责任及目标完成日期”：写出实施上述“预防措施”的计划案；“措施结果”：对上述“预防措施”计划案之实施状况的确认。从上述内容项目不难看出这已经包含了处理“预防措施”之识别、控制所需的全部基本要求。由于FMEA是一种“预防措施”，其必然是一种事先的行动；如果把FMEA当作事情发生以后再执行处置的动作，其将无法达到FMEA的真实效果，亦将把这一FMEA演变成“纠正措施”。汽车行业产品由于存在人身安全风险及车辆召回等危机，不得不严格执行“预防措施”，其最有效的、最全面的方式也就是运用FMEA。对于其他行业在执行“预防措施”时，如果采用FMEA，同样将会极大降低失败的机会，事实上这亦是“预防措施”的最终目的。当然对于其他行业而言，不一定完全按照美国三大车厂给定的“严重度”、“频度”及“探测度”之评价标准进行评分，完全可以视本企业之实际情况设定一系列类似的评价标准以执行对策作业，且在具体操作手法上也可根据实情采用适合于自身的方式，只要能达到更有效地识别、控制潜在问题的发生即可。总之，认识、了解FMEA，并予以持续采用，将会极大地强化企业的“预防措施”效果，使“错误”、“失败”出现的可能性达到最小。