前期预防工具FMEA的解读

    PFMEA——过程失效模式与后果分析，是由负责制造、装配等的工程师主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因、机理已得到充分的考虑和论述，主要针对制造过程而言，包含设备、机器、工具、工作站、生产线、制程、治具等。PFEMA是改善顺序的依据，需要确认制造和装配的失效原因与制程变异，找出管制及改善方法，同时确认制程潜在的失效模式及影响。

图3 PFMEA风险的评估与改善评估

    MFMEA——机器失效模式与后果分析，是由设备工程师对设备进行系统的一种分析技术，用以最大限度地保证机器在运行过程中的各种潜在的失效模式以及相关的后果、起因、机理的考虑和论述，主要针对的是工具。

    EFMEA——设备失效模式与后果分析，是由设备工程师对设备进行系统的一种分析技术，是进行设备策划时对潜在可能失效的模式及其失效后会引起的后果所进行的分析，主要针对的是新设备的引进前的策划。

    SEFMEA——维护失效模式与后果分析，主要指用于产品送到客户前所有服务失效模式的分析。

    此外，为了防止分析时的偏差，各个部门的代表，每个功能单位、专业技术和管理人员都应该参与，集思广益。例如，进行PFMEA需要参与的部门有：PE（工艺工程师）、ME（材料工程师）、TE（测试工程师）、QA（品质保证人员）、IE（工业工程师）；进行DFMEA需要参与的部门有：R&D（研究与开发工程师）、TE（测试工程师）、QE（品质工程师）、ME（材料工程师）、QA（品质保证人员）、PE（工艺工程师）……

FMEA应用时机

    FMEA一般的应用原则是，越早越好，这样才能消除或减少设计错误的发生。笔者收罗了大家比较认可的FMEA几种应用时机，供大家参考。

    ●情形一，用于新产品的设计、新技术的应用和过程设计时。FMEA覆盖了全部产品设计、技术应用和过程。例如新设计、新制程、新方法导入。

    ●情形二，用于现有的设计过过程修改时。FMEA的范围集中于对设计或过程更改的部分。例如工程变更、制程变更、材料更改。

    ●情形三，用于将现有设计或过程用于新的环境、场所时。FMEA的范围集中于新环境或场所对现有设计或过程的影响。

图4 DFMEA和PFMEA的应用时机

    此外，对设施的预测性维护，对行政管理过程的风险分析也可使用FMEA。

如何进行FMEA分析？

    聪明的工程师们定义了FMEA的量化指标——风险关键指数RPN（Risk Priority Number），以数据来评估失效模式风险。风险关键指数由失效严重度S（seriousness）、失效发生率O（Occurrence）和侦测度D（detect）组成。

    失效严重度S：指失效模式发生是引发其对零件本身或对其他零件、主系统、子系统的特性、功能、可靠度的影响程度，以及对客户的安全性、经济性、环境的冲击程度。一般而言，要降低失效严重度，DMEA类只能借助系统重新设计来改善，PFMEA类需要DFMEA类的协助改善。

    失效发生率O：指失效模式发生的原因造成失效发生的机率。发生率的判断依赖于经验及历史数据发生的程度，不在于精确的数值。通常来讲，DFMEA类若要降低失效发生率则利用设计修改来排除失效原因，如对材料、零组件的修改；PFMEA则针对影响失效控制参数进行修改。

    侦测度D：指零件、组件、机构装置或系统投产前先行的控制方法检测发生失效的原因或失效模式的评价指标。一般而言，DFMEA通过改变设计测试方式、验证方式、实验计划或强化设计审查来降低检测度；PFMEA则通过改善检验对象、方式、方法与频率来降低检测度。

图5 RPN风险率的组成

    风险关键指数RPN：计算方式为RPN=S*O*D。使用时，工程师需要对SOD的每一项定义自己的等级，SOD的尺度可以不同，但是其分级比率应用必须持续、一致。SOD的分级必须在构成要素展开之前界定清楚，必须随着FMEA的结果一起发表。通常企业针对RPN的分级为5分级或10分级。