摘 要:本文对FMEA技术作了简要描述,重点介绍了FMEA技术所使用的几
个重要参数及应用FMEA技术进行分析的一般流程。
关键词:FMEA 质量 产品 预防措施
Abstract: The paper describes briefly FMEA method and introduces mainly several
Important parameters of this method. The general analysis procedure of
FMEA is presented
Keywords: FMEA; Quality; Product; Prevention action
1 概述
1.1 FMEA的概念
FMEA(Failure Mode & Effects Analysis),既失效模式与影响分析,是使用系统分析方法对产品的设计、开发、生产等过程进行有效地分析,找出过程中潜在的质量问题(或称为失效模式),分析、评价这些潜在的质量问题发生的可能性及其带来的影响和严重程度,及时采取有效的预防措施,以避免或减少这些质量问题发生的有效方法。
FMEA强调的是“事前预防(Before-the-event)”,而非“事后纠正(After-the-fact)”,这样,就可以避免消耗大量的人力、物力于质量问题发生后的处理工作,使得在提高产品质量的同时,降低生产和开发成本,最大限度地避免或减少损失,提高效率。这也同ISO9000族标准所体现的“预防为主”的基本思想是一致的。
1.2 FMEA的发展历史
FMEA技术的应用发展相当迅速。20世纪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。60年代中期,FMEA技术正式用于美国航天工业。1976年,美国国防部发布了FMEA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,ISO9000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,并成为QS-9000五大核心工具之一。至今,FMEA已在工程实践中形成了一套科学而完整的分析方法,并已成为传统工业及高科技行业品质持续改进的必备方法。
1.3 FMEA的应用范围
我们知道,任何产品(包括硬件、软件、服务)在其实现过程中都可能存在失效问题,因此,FMEA技术不仅可用于硬件产品制造业,同时也可以用于软件业及服务业。
质量是设计出来的、是制造出来的,所以在产品实现的各个过程,如设计过程、采购过程、制造过程、使用及服务过程等,都可以运用FMEA技术进行分析和控制,因此FMEA又可细分为设计FMEA、过程FMEA、使用FMEA和服务FMEA等种类。其中设计FMEA和过程FMEA最为常用,而且发展也最为成熟。
2 FMEA所使用的几个重要参数
严重度(S)、发生率(O)、难检度(D)和风险顺序数(RPN)是应用FMEA技术时所使用的几个最为重要的参数,下面分别予以介绍:
2.1 严重度(Severity,记为S)
严重度是指某种潜在失效模式发生时对产品质量及顾客产生影响的严重程度的评价指标,取值范围在1~10之间,其评定准则见表1。
表1:严重度(S)评定准则(推荐)
效应(后果) | 评定准则 | 严重度 |
无警告性的严重危害 | 在无任何失效预兆情况下发生,危及安全,违反相关法律、法规,严重程度很高。 | 10 |
有警告性的严重危害 | 在有失效预兆情况下发生,危及安全,违反相关法律、法规,严重程度很高。 | 9 |
影响效应很高 | 产品丧失基本功能,顾客非常不满。 | 8 |
影响效应高 | 产品能使用,但性能下降,顾客不满意。 | 7 |
影响效应中等 | 产品功能正常,但舒适性或方便性项目失效,顾客感觉不舒适。 | 6 |
影响效应低 | 产品功能正常,但有些舒适性或方便性项目性能下降,顾客有些不满意。 | 5 |
影响效应很低 | 产品外观、包装防护等项目不符合要求,多数顾客能发现这些问题。 | 4 |
影响效应轻微 | 产品外观、包装防护等项目不符合要求,但不明显,有50%顾客能发现这些问题。 | 3 |
影响效应很轻微 | 产品外观、包装防护等项目不符合要求,但很轻微,有很少顾客能发现这些问题。 | 2 |
无影响 | 不会对产品质量、顾客产生任何影响。 | 1 |
2.2 发生率(Occurrence,记为O)
发生率是指某项潜在失效模式发生的可能性,发生的概率越高,其发生率是越大,发生率的取值范围在1~10之间,其评定准则见表2。
表2:发生率(O)评定准则(推荐)
失效发生的可能性 | 发生概率 | 发生率 |
很高:失效几乎是不可避免的 | ≥1/2 | 10 |
1/3 | 9 | |
高:失效反复发生 | 1/8 | 8 |
1/20 | 7 | |
中等:偶尔发生的失效 | 1/80 | 6 |
1/400 | 5 | |
低:相对很少发生的失效 | 1/2000 | 4 |
1/15000 | 3 | |
极低:失效不太可能发生 | 1/150000 | 2 |
≤1/1500000 | 1 |
2.3 难检度(Detection,记为D)
难检度(D)是指当某项潜在失效发生时,根据现有的控制手段及检测方法,能将其准确检出的概率的评价指标,取值范围1~10之间,其评定准则见表3。
表3:发生率(D)评定准则(推荐)
失效发生时检出的可能性 | 不被检出概率 | 发生率 |
失效不被检出的概率极高 | ≥1/2 | 10 |
1/3 | 9 | |
失效不被检出的概率高 | 1/8 | 8 |
1/20 | 7 | |
失效偶尔不被检出 | 1/80 | 6 |
1/400 | 5 | |
失效不被检出的概率低 | 1/2000 | 4 |
1/15000 | 3 | |
失效发生时,几乎肯定能将其检出 | 1/150000 | 2 |
≤1/1500000 | 1 |
2.4 风险顺序数(Risk Priority Number,记为RPN)
风险顺序数(RPN)是严重度(S)、发生率(O)和难检度(D)的乘积,即:RPN=S×O×D,取值在1至1000之间。
风险顺序数是某项潜在失效模式发生的风险性及其危害的综合性评价指标,PRN值高的项目应作为预防控制的重点。
3 FMEA应用分析流程
FMEA是一组系列化的活动,包括:找出产品、过程中潜在的失效模式;评估各失效模式可能造成的影响及其严重程度;分析失效发生的原因及其发生的可能性;评估失效发生时的难检度;根据风险顺序数综合分析,确定应重点预防、控制的项目;制定预防、改进措施,明确措施实施的相关职责;跟踪、验证。图1是利用FMEA分析的一般流程图。
应设计专用表格来记录FMEA分析的情况,表4为一种常用FMEA分析记录表格。
表4:FMEA记录表格
产品/过程功能/品质特性要求 | 潜在 失效模式 | 失效模式之可能影响效应 | 严 重 度 S | 失效模式的可能原因 | 发 生 率 O | 现有控制/检测手段 | 难 检 度 D | R | 建议 措施 | 应达到的目标 | 完成时间 | 实际采取的措施 | 是否达到控制目标 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
召集相关人员,分析可能发生的失效模式 |
分析失效发生时可能的影响,评估影响的严重度(S) |
分析失效发生的原因,评定其发生率(O) |
根据现有的控制手段及检测方法,评估失效发生时的难检度(D) |
计算风险顺序数 RPN= S×O×D |
根据RPN的大小及严重度的大小等因素确定应重点预防的潜在失效模式 |
制定预防、改进措施,设立控制目标,明确措施执行的责任人 |
跟踪验证所采取的措施的有效性 |
经验总结、成果交流 |
确定所要分析的产品、过程应达到的功能、品质特性 |
图1 FMEA分析流程图
4 几个应注意的问题
在FMEA分析中,应注意以下几个问题:
(1)在确定某产品、过程可能发生的失效模式时,应召集相关人员,召开会议,采用脑力激荡术,鼓励大家尽可能将潜在的失效一一找出。也应参考以往类似产品、过程的记录及经验。
(2)要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的影响效应,要记住顾客可能是内容的顾客,也可能是外部的最终顾客,同时必须考虑相关法律、法规的要求
(3)各组织可根据自身产品、过程的特点,制定合适的S、O、D等参数的评定标准,本文中给出的评定标准只供参考;
(4)制定预防、改进措施的目标是尽最大可能降低RPN值,也就是说减小发生率、严重度或难检度中的任何一个或全部;
(5)一般应将RPN值高的失效模式作为控制重点,但在实践中,不管RPN大小如何,当某种失效模式严重度很高时(取值为9、10),就应特别注意预防发生。
(完)