什么是故障模式及影響分析(FMEA)
幾十年來,故障模式及影響分析(FMEA)方法一直被用于進行技術(shù)風險分析,識別和減少故障,提高產(chǎn)品和工藝的安全性。該技術(shù)在不同的行業(yè)、不同應(yīng)用場景有所差異,但其目標均是防止對最終用戶造成傷害,并遵守相應(yīng)的安全法規(guī)。特別是近年來,國內(nèi)眾多企業(yè)開展了相應(yīng)的故障模式及影響分析技術(shù)的引入、工具引入或者系統(tǒng)建設(shè)。
一、為什么要進行故障模式及影響分析(FMEA)?
團隊使用FMEA技術(shù)來識別產(chǎn)品生命周期不同階段的潛在故障,包括產(chǎn)品設(shè)計、制造或裝配過程、應(yīng)用、使用階段的潛在故障等。它有助于評估與這些故障模式相關(guān)的風險,對問題進行排序和優(yōu)先級排序。
FMEA允許團隊采取行動來識別、確定優(yōu)先級、消除或減少故障。故障的優(yōu)先級根據(jù)以下排序:
● 其后果的嚴重性
● 發(fā)生的頻率
● 檢測難易程度
FMEA強調(diào)預(yù)防,可有助于降低對人和企業(yè)造成傷害的風險。FMEA的循序漸進、逐步實施(例如AIAG的七步法)的方法有利于在實施前確定問題,并評估擬采取的變更對現(xiàn)有過程/工藝的影響。
FMEA的實施可以始于概念設(shè)計階段,并貫穿產(chǎn)品的整個生命周期。它有助于記錄當前的知識和行動,以用于持續(xù)改進。
二、什么是故障模式及影響分析(FMEA)?
FMEA是一種系統(tǒng)工程方法,用于評估和識別產(chǎn)品或過程/工藝可能在哪里以及如何失效。這是一種主動的方法,用于評估潛在故障的影響,并確定流程中最需要更改的環(huán)節(jié)。
“故障模式”是指故障發(fā)生的方式。在GB/T 3187標準中,給出的定義是相對于給定的功能,故障產(chǎn)品的一種狀態(tài);在GJB451A標準中,給出的定義是故障的表現(xiàn)形式。如短路、開路、斷裂、過度耗損等。
“影響”是指客戶(內(nèi)部和外部)所經(jīng)歷的不期望的影響。
三、有哪些不同類型的FMEA?
● 系統(tǒng)/硬件/功能FMEA——對整個系統(tǒng)的最高級別進行分析,檢查其各個子系統(tǒng)的功能以及它們?nèi)绾问А?/p>
● 設(shè)計FMEA——-識別產(chǎn)品/服務(wù)的新設(shè)計或變更設(shè)計中可能影響用戶體驗的潛在風險。
● 過程/工藝FMEA——通過查看制造過程步驟、其過程功能、故障模式及其對過程和最終用戶的影響來識別過程/工藝變化的風險。
● 服務(wù)FMEA——旨在識別和防止由于安裝、維護、操作或維修不當而可能發(fā)生的服務(wù)相關(guān)產(chǎn)品故障。
● 軟件FMEA——評估系統(tǒng)或軟件設(shè)計及其執(zhí)行能力,識別可能損害性能的潛在風險,并做出可預(yù)測的反應(yīng),以確保系統(tǒng)安全。
● 接口FMEA——當前的產(chǎn)品越來越復(fù)雜,產(chǎn)品往往由眾多系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備組成,這些系統(tǒng)、設(shè)備之間存在多種功能、物理界面關(guān)聯(lián)關(guān)系,也就是接口。比如電氣接口、機械接口、軟件接口、供給服務(wù)接口、環(huán)境接口、性能參數(shù)接口等等。接口FMEA是分析這些接口的故障對于產(chǎn)品的影響如何。
● 損壞模式FMEA——評估由于戰(zhàn)斗損傷所造成損壞的表現(xiàn)形式以及損壞的情況、損壞影響。
● 機械FMEA-有助于分析制造過程中使用的機械的潛在故障。
四、如何進行FMEA?
要進行FMEA分析,可以按照如下步驟進行:
● 確定FMEA的范圍,并使用產(chǎn)品設(shè)計原理圖、工藝流程圖、制造步驟等詳細說明概念、系統(tǒng)、設(shè)計、工藝或服務(wù)。
● 組建一個跨職能團隊,由對過程/工藝/流程、產(chǎn)品和客戶需求具有不同知識的人員組成。
● 確定可能包括設(shè)計、質(zhì)量、制造、測試、維護、采購(和供應(yīng)商)、可靠性、銷售、營銷(和客戶)和客戶服務(wù)在內(nèi)的功能。
● 確定目標并將范圍劃分為項目、零件、組件或工藝步驟。
● 識別每個步驟的功能,然后識別潛在故障模式下每個功能可能發(fā)生故障的所有方式。
● 識別每種故障模式對系統(tǒng)、過程、產(chǎn)品、服務(wù)、客戶或法規(guī)的影響。
● 下一步是研究后果,并通過評級來確定故障的潛在影響及其嚴重程度。
● 使用分析工具確定根本原因,并在FMEA表格上列出每個故障模式的所有可能原因。
● 確定每個原因的發(fā)生率(O),并估計產(chǎn)品或工藝生命周期中發(fā)生故障的概率。在FMEA表中列出相同內(nèi)容。
● 確定每個原因的當前過程控制,并對其進行監(jiān)控,以防止原因發(fā)生,減少其發(fā)生,或在原因已經(jīng)發(fā)生但客戶受到影響之前檢測故障。
● 確定每個控制措施/檢測手段的檢測等級(D)。這將有助于團隊在事故發(fā)生后但在客戶受到影響之前檢測原因或故障模式。在FMEA表中列出相同內(nèi)容。
● 試著找出故障模式是否與反映安全性或符合政府法規(guī)的關(guān)鍵特征相關(guān),并需要進行特殊控制。
● 計算風險優(yōu)先級數(shù)(AP),或RPN和關(guān)鍵重要度,以指導(dǎo)對潛在故障進行排序并對其進行優(yōu)先級排序。
● 確定降低嚴重性或發(fā)生率的建議措施,可能是設(shè)計或工藝變更。一旦行動完成,將結(jié)果和日期記錄在FMEA表格上。