FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)即失效模式與后果分析，是分析設(shè)備故障(或操作不當(dāng))發(fā)生的方式(簡稱失效模式)，以及這些失效模式對工藝過程導(dǎo)致的結(jié)果，它為分析人員根據(jù)失效模式及影響后果決定需對哪些地方進(jìn)行修改以提高系統(tǒng)安全性提供了依據(jù)。FMEA作為可靠性分析方法中一種常用方法，根據(jù)分析對象不同可分為設(shè)計FMEA(DFMEA)、過程FMEA(PFMEA)等。結(jié)合研究實際只考慮過程FMEA，過程FMEA是由負(fù)責(zé)制造/裝配的工程師/小組主要采用的一種分析技術(shù)，用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關(guān)的起因/機(jī)理得到充分的考慮和論述。

    在家電企業(yè)生產(chǎn)管理體系中。為減少產(chǎn)品生產(chǎn)風(fēng)險、提高生產(chǎn)過程的可靠性，各企業(yè)都編制有“預(yù)防措施”的文件，但真正能起到識別潛在問題防止失效發(fā)生的很少，大多數(shù)只是“糾正措施”即事后行為。而現(xiàn)代安全管理的基本思想是“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”，我國生產(chǎn)過程管理的重點逐步從“糾正措施”向“預(yù)防措施”轉(zhuǎn)變，科學(xué)的預(yù)防性方法在生產(chǎn)風(fēng)險管理中的地位越來越舉足輕重，為有效使可能存在的潛在失效無法出現(xiàn)，需要一個從識別潛在失效到控制后果影響的管理系統(tǒng)，PFMEA便是行之有效制定和實施“預(yù)防措施”的方法之一�，F(xiàn)以凈化器生產(chǎn)為例探討在家電產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有效應(yīng)用PFMEA的方法。

1 過程FMEA

    過程FMEA是一種用于確保在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中潛在問題予以考慮和闡述的分析方法學(xué)。是完善產(chǎn)品生產(chǎn)過程以確保潛在失效得以評估和措施得以實施以減低產(chǎn)品生產(chǎn)風(fēng)險的有效方法。所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會未達(dá)到或不能實現(xiàn)項目/功能欄中所描述的預(yù)期功能的情況。這種潛在的失效模式可能是更高一級的子系統(tǒng)或系統(tǒng)的潛在失效模式的起因或者是更低一級的部件的潛在失效模式的影響后果。

    及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為”，為達(dá)到最佳效果，過程FMEA必須在潛在失效模式被納入產(chǎn)品生產(chǎn)過程之前開始，而且要考慮從單個零件到總成的所有制造過程，其評價與分析的對象是所有新的、更改過的、應(yīng)用或環(huán)境有變化的部件/過程。

    雖然PFMEA不是靠改變產(chǎn)品設(shè)計來克服過程缺陷，但它充分考慮與計劃的裝配過程有關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計特性參數(shù)，找出產(chǎn)品制造裝配過程中潛在的失效模式即不能滿足客戶需要的過程，根據(jù)相應(yīng)的評價體系對找出的潛在故障模式進(jìn)行風(fēng)險量化評估，評估當(dāng)前防止失效發(fā)生的控制計劃，優(yōu)化預(yù)防或改進(jìn)過程的措施，以便最大限度地保證產(chǎn)品滿足用戶的要求和期望。

    PFMEA原理的應(yīng)用主要體現(xiàn)《失效模式和后果分析》表格中，PFMEA表格分為兩大部分。一是PFMEA表頭，包括FMEA編號、范圍識別、設(shè)計責(zé)任、完成日期等；二是PFMEA的主要內(nèi)容，包含與潛在失效相關(guān)的風(fēng)險分析和采取的改善措施，主要有要求和規(guī)范、潛在失效模式和后果影響、嚴(yán)重度(S)、失效的潛在要因、控制預(yù)防、發(fā)生率(O)、控制探測、探測率(D)和風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN、建議措施和措施后果等14項。其中：嚴(yán)重度是失效對顧客產(chǎn)生影響級別的一種評估；發(fā)生率是失效的要因可能發(fā)生的頻繁程度；探測度則是對產(chǎn)品或過程控制探測失效要因或失效模式程度的一種評價；這三個指標(biāo)按級別分類，通常設(shè)定為1～10的等級。風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)(RPN)=嚴(yán)重度×發(fā)生率×探測率。PFMEA的核心內(nèi)容是量化風(fēng)險即在一定程度上量化分析潛在失效模式。

2 應(yīng)用實例

    PFMEA應(yīng)用從一般過程的流程圖開始，這個流程圖應(yīng)明確與每一工序相關(guān)的產(chǎn)品/過程特性，包括產(chǎn)品特征、要求、交付等輸出和過程特性、變異來源等輸入即制造和裝配過程的每一道工序。

    某企業(yè)12476系列凈化器整機(jī)裝配流程圖如圖1所示。

圖1 凈化器整機(jī)裝配流程圖

    對于流程圖中每種潛在的原因，必須充分考慮其對于產(chǎn)品制造裝配過程的影響，現(xiàn)參考該企業(yè)其他類似小家電生產(chǎn)中發(fā)生的故障、關(guān)注點，根據(jù)PFMEA法原理，針對12476系列凈化器整機(jī)裝配中的主要失效模式分析如下。

    2.1 安裝固定不到位

    各零部件固定不到位是整機(jī)裝配中時有出現(xiàn)的狀況，特別是新產(chǎn)品試生產(chǎn)中。

    失效后果：會造成機(jī)器無法正常運作或產(chǎn)生噪音或安裝困難，可能導(dǎo)致部分產(chǎn)品報廢或全部產(chǎn)品返工，將嚴(yán)重度判定為6。

    現(xiàn)有的控制檢測：人工目檢，對關(guān)鍵部件檢查。

    失效原因一：前序在制品不合格，發(fā)生率為3，探測率為4，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為72。

    現(xiàn)行控制措施：使用合格的塑料件和零部件，裝配前抽檢。

    失效原因二：螺絲出現(xiàn)漏鎖、滑牙，氣批扭力少于或大于3kg。發(fā)生率為4，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為120。

    現(xiàn)行控制措施：操作者指導(dǎo)。

    失效原因三：零部件螺絲孔位與主體上的螺絲孔位不對齊，未將彈簧墊片打入螺絲孔內(nèi)，發(fā)生率為3，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為90�，F(xiàn)行控制措施：按操作規(guī)程執(zhí)行。

    失效原因四：過濾器部件安裝順序和安裝方向失誤，發(fā)生率為2，探測率為3，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為36。現(xiàn)行控制措施：按操作規(guī)程執(zhí)行，標(biāo)有“FRONT”的面向前，向上。

    2.2 潔凈空氣輸出比率(CADR)測試不達(dá)標(biāo)

    CADR值是國際權(quán)威機(jī)構(gòu)評價空氣凈化效能的主要指標(biāo)，CADR數(shù)值越高，則表示凈化器的凈化效能越高。

    失效后果：無法凈化或凈化能力不達(dá)標(biāo)，可能導(dǎo)致全部產(chǎn)品返工，將嚴(yán)重度判定為8。

    現(xiàn)有的控制檢測：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AHAMAC-1抽檢測試過濾器CADR。

    失效原因一：過濾器風(fēng)阻大、效率低，發(fā)生率為3，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為120�，F(xiàn)行控制措施：使用合格過濾器。

    失效原因二：過濾器包裝袋沒有拆除或過濾器與機(jī)器之間密封性不好，發(fā)生率為2，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為80。

    現(xiàn)行控制措施：操作者指導(dǎo)，按操作規(guī)程執(zhí)行。

    失效原因三：紫外燈安裝不到位燈不亮，光催化無法起作用，發(fā)生率為2，探測率為3，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為48。

    現(xiàn)行控制措施：把紫外燈座引線從主體排線孔位排放整齊后，用熱融膠把排線孔兩邊打膠固定，旋轉(zhuǎn)紫外燈時用的力度和速度需一致。

    失效原因四：光催化片凈化效果不佳，發(fā)生率為4。探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為160。

    現(xiàn)行控制措施：使用標(biāo)準(zhǔn)噴涂的光催化片。

    2.3 印制電路板(PCB)不工作或出現(xiàn)亂碼

    PCB是電子元器件電氣連接的提供者，采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率，但一旦出現(xiàn)安裝失誤，將造成嚴(yán)重后果。

    失效后果：機(jī)器無法開機(jī)，將導(dǎo)致全部產(chǎn)品返工，將嚴(yán)重度判定為8。

    現(xiàn)有的控制檢測：通電檢查是否開機(jī)。

    失效原因一；電源線連接器沒插到位，發(fā)生率為2，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為80。

    現(xiàn)行控制措施：按操作規(guī)程執(zhí)行。

    失效原因二：電源連接器虛焊，發(fā)生率為3，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為120。

    現(xiàn)行控制措施：操作者指導(dǎo)。

    失效原因三：額定120V，插頭插到220V電源，燒保險絲，發(fā)生率為2，探測率為3，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為48。

    現(xiàn)行控制措施：按操作規(guī)程執(zhí)行。

    2.4 無負(fù)離子

    失效后果：CADR降低，可能導(dǎo)致部分產(chǎn)品返工，將嚴(yán)重度判定為4。

    現(xiàn)有的控制檢測：檢測負(fù)離子高壓輸出。

    失效原因一：負(fù)離子連接器沒插到位，發(fā)生率為2，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為40。

    現(xiàn)行控制措施：操作者指導(dǎo)。

    失效原因二：高壓變壓器失效，發(fā)生率為2，探測率為6，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為48。

    現(xiàn)行控制措施：加強(qiáng)來料抽查。

    2.5 馬達(dá)，風(fēng)輪振動大

    失效后果：噪音大，有異聲，可能導(dǎo)致部分產(chǎn)品返工，將嚴(yán)重度判定為4。

    現(xiàn)有的控制檢測：感官判斷。

    失效原因一：風(fēng)輪沒鎖緊，發(fā)生率為3，探測率為4，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為48。

    現(xiàn)行控制措施：把風(fēng)輪裝入馬達(dá)軸心，把驅(qū)動片裝入馬達(dá)軸心，再裝上彈簧墊片，用M8螺母固定，涂上適量白硅膠。

    失效原因二：防震片、腳墊少裝，發(fā)生率為3，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為60。

    現(xiàn)行控制措施：按操作規(guī)程執(zhí)行。

    失效原因三：風(fēng)輪罩未嵌入頂殼扣位，發(fā)生率為4，探測率為4，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為64。

    現(xiàn)行控制措施：風(fēng)輪罩固定位裝入接線柱并用螺栓固定。

    失效原因四：風(fēng)輪動平衡沒調(diào)好，發(fā)生率為5，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為100。

    現(xiàn)行控制措施：提高動平衡要求。

    2.6 測試失效

    失效后果：泄漏電流、電氣強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，可能導(dǎo)致部分產(chǎn)品返工。將嚴(yán)重度判定為5。

    現(xiàn)有的控制檢測：樣品抽樣檢測。

    失效原因一：使用未校準(zhǔn)的測試儀，發(fā)生率為2，探測率為6，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為60。

    現(xiàn)行控制措施：使用已校準(zhǔn)的測試儀。

    失效原因二：測試時間不足，發(fā)生率為2，探測率為6，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為60。

    現(xiàn)行控制措施：按規(guī)定的時間測試。

    失效原因三：測試方式不對，發(fā)生率為3，探測率為5，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN為75。

    現(xiàn)行控制措施：測試時用高壓棒分別接觸控制面板及按鍵、后殼螺絲，測試外殼時。高壓棒沿機(jī)器后蓋上方水平方向移動；測試電源線時，高壓棒接觸并沿電源線表面移動至電源線插頭。

    完成失效模式和后果、要因和控制的最初識別后，在嚴(yán)重度、發(fā)生率、探測度和風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)分析基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的資源、時間、技術(shù)和其他方面因素，確定優(yōu)先措施。從嚴(yán)重度最高，風(fēng)險優(yōu)先系數(shù)RPN最大開始，本例中嚴(yán)重度8，RPN值160為最大，建議使用機(jī)器噴涂光催化片、高效過濾器并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)操作，RPN值可從原來的160降為64，在行動措施完成之后應(yīng)對風(fēng)險重新加以評估。以便于持續(xù)改進(jìn)。

3 總結(jié)

    實例說明在家電企業(yè)生產(chǎn)過程中，只要充分利用企業(yè)過去類似產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的知識經(jīng)驗，在工裝或生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)和采購前做好PFMEA文件，執(zhí)行過程中相關(guān)管理人員負(fù)責(zé)保證所有的建議措施被實施或落實，同時針對實際情況調(diào)整PFMEA文件就能達(dá)到減少風(fēng)險，保證生產(chǎn)過程的安全運行的目的。

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本文標(biāo)題：FMEA在家電企業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用研究

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