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一、FMEA基礎(chǔ)理論知識(shí)

FMEA即潛在失效模式及后果分析，是一種用于識(shí)別、評(píng)估和控制產(chǎn)品或過(guò)程中潛在問(wèn)題的系統(tǒng)性方法。其基本目的在于在產(chǎn)品或過(guò)程的設(shè)計(jì)階段或早期，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的失效模式，分析對(duì)系統(tǒng)、產(chǎn)品或服務(wù)的影響，確定嚴(yán)重程度、發(fā)生頻率和可探測(cè)度，進(jìn)而采取預(yù)防措施來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品或過(guò)程的可靠性和質(zhì)量。例如在汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，能提前識(shí)別制動(dòng)片磨損過(guò)快、制動(dòng)管路泄漏等潛在失效模式，評(píng)估可能導(dǎo)致的制動(dòng)失效、車輛失控等嚴(yán)重后果，從而采取優(yōu)化制動(dòng)片材料、加強(qiáng)制動(dòng)管路密封檢測(cè)等措施預(yù)防故障。

在培訓(xùn)中，會(huì)涉及FMEA的起源等基礎(chǔ)知識(shí)。FMEA最先運(yùn)用于*阿波羅登月計(jì)劃中，后來(lái)在70年代被*軍方確認(rèn)為軍方規(guī)范(MIL - STD - 1629A)，90年代*三大汽車公司指定用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過(guò)程工程中。如今廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)(DFMEA - Design Failure Mode and Effects Analysis)和制造過(guò)程設(shè)計(jì)(PFMEA - Process Failure Mode and Effects Analysis)等領(lǐng)域。汽車整車企業(yè)在新車型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)運(yùn)用DFMEA對(duì)整車及各系統(tǒng)、零部件進(jìn)行分析，在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段運(yùn)用PFMEA對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行分析。汽車零部件供應(yīng)商開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程時(shí)也適用，還可應(yīng)用于汽車售后服務(wù)等領(lǐng)域分析服務(wù)失效模式并改進(jìn)。

同時(shí)，還會(huì)講解FMEA的基本原理與術(shù)語(yǔ)。像失效模式(Failure Mode)是用來(lái)確定潛在失效模式及其原因的分析方法，通過(guò)實(shí)行FMEA，可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或生產(chǎn)工藝真正實(shí)現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的弱點(diǎn)和潛在缺陷，并通過(guò)更改設(shè)計(jì)或采取糾正措施來(lái)防止問(wèn)題的發(fā)生。并且第五版FMEA增加了“監(jiān)視及系統(tǒng)響應(yīng)FMEA”(FMEA - MSR)，在顧客進(jìn)行有關(guān)操作時(shí)，F(xiàn)MEA - MSR提供了一種診斷探測(cè)和失效緩解的分析方法，以使車輛保持安全狀態(tài)或合規(guī)狀態(tài)。

二、FMEA的分類及適用場(chǎng)景

1. 設(shè)計(jì)FMEA(DFMEA)
2. 這主要是針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的分析。在合肥FMEA失效分析培訓(xùn)中，會(huì)深入講解DFMEA如何對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件進(jìn)行分析。例如對(duì)于一款新的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)，DFMEA要考慮到各個(gè)零部件之間的相互作用可能產(chǎn)生的失效模式。如果某個(gè)電子元件的散熱設(shè)計(jì)不合理，可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱，進(jìn)而影響整個(gè)產(chǎn)品的性能甚至造成損壞。DFMEA就要分析這種潛在失效模式的嚴(yán)重程度、發(fā)生頻率和可探測(cè)度，并且制定相應(yīng)的預(yù)防措施，比如改進(jìn)散熱結(jié)構(gòu)或者更換散熱性能更好的元件等。
3. DFMEA適用于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，無(wú)論是機(jī)械產(chǎn)品、電子產(chǎn)品還是其他類型的產(chǎn)品，只要涉及到新的設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)或者功能的產(chǎn)品，都需要進(jìn)行DFMEA分析。
4. 過(guò)程FMEA(PFMEA)
5. PFMEA側(cè)重于制造過(guò)程設(shè)計(jì)階段的分析。培訓(xùn)內(nèi)容會(huì)涉及PFMEA對(duì)工序中可能存在、可能產(chǎn)生的弱點(diǎn)和缺陷以及這些弱點(diǎn)和缺陷可能產(chǎn)生的后果與風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并采取必要措施加以消除的相關(guān)知識(shí)。例如在汽車零部件的生產(chǎn)制造過(guò)程中，焊接工序如果焊接參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量不合格，影響零部件的強(qiáng)度等性能。PFMEA就要分析這種失效模式，評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)程度，然后采取調(diào)整焊接參數(shù)、增加焊接質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)等措施。

6. PFMEA適用于制造過(guò)程的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，包括生產(chǎn)工藝的調(diào)整、新的生產(chǎn)設(shè)備的引入等場(chǎng)景。無(wú)論是傳統(tǒng)的制造業(yè)還是現(xiàn)代的智能制造過(guò)程，PFMEA都是保障生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量和可靠性的重要工具。

7. 系統(tǒng)FMEA(SFMEA)

8. 系統(tǒng)FMEA主要是從系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，分析系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的失效模式及其影響。以航空航天系統(tǒng)為例，一個(gè)飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等各個(gè)子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成一個(gè)大的系統(tǒng)。SFMEA要考慮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、各個(gè)子系統(tǒng)之間的接口等因素可能導(dǎo)致的失效模式。如果導(dǎo)航系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致飛行器偏離航線等嚴(yán)重后果。SFMEA就要分析這種失效模式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，并且制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，如增加信號(hào)冗余、提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力等。
9. SFMEA適用于復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和運(yùn)行維護(hù)，如大型的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、能源供應(yīng)系統(tǒng)等。

三、FMEA的分析步驟

1. 結(jié)構(gòu)分析
2. 在合肥FMEA失效分析培訓(xùn)中，會(huì)講解結(jié)構(gòu)分析是FMEA七步法的第一步。這一步主要是對(duì)產(chǎn)品或過(guò)程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，明確系統(tǒng)、子系統(tǒng)、零部件或者工序之間的層次關(guān)系。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例，發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)，它包含了燃油供給子系統(tǒng)、點(diǎn)火子系統(tǒng)、冷卻子系統(tǒng)等，而燃油供給子系統(tǒng)又包含了油泵、噴油嘴等零部件。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，能夠清晰地確定各個(gè)組成部分在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的位置和相互關(guān)系，為后續(xù)的分析奠定基礎(chǔ)。
3. 功能分析
4. 功能分析是在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，確定各個(gè)組成部分的功能。繼續(xù)以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例，燃油供給子系統(tǒng)的功能是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供適量的燃油，油泵的功能是將燃油從油箱抽出并輸送到噴油嘴，噴油嘴的功能是將燃油以合適的壓力和噴霧形狀噴入氣缸。準(zhǔn)確的功能分析有助于識(shí)別每個(gè)功能可能出現(xiàn)的失效模式，因?yàn)槿绻δ懿荒苷?shí)現(xiàn)，就會(huì)產(chǎn)生失效。
5. 失效分析
6. 這一步是FMEA的核心部分。培訓(xùn)內(nèi)容會(huì)詳細(xì)講解如何識(shí)別潛在的失效模式。對(duì)于每個(gè)零部件或者工序，要考慮各種可能導(dǎo)致其不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的情況。比如對(duì)于噴油嘴，可能的失效模式有噴油嘴堵塞、噴油不均勻等。還要分析這些失效模式產(chǎn)生的原因，如噴油嘴堵塞可能是由于燃油中的雜質(zhì)、噴油嘴長(zhǎng)期使用后的積碳等原因造成的。
7. 風(fēng)險(xiǎn)分析
8. 風(fēng)險(xiǎn)分析是對(duì)識(shí)別出的失效模式進(jìn)行評(píng)估。主要從嚴(yán)重程度(S)、發(fā)生頻率(O)和可探測(cè)度(D)三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。嚴(yán)重程度是指失效模式對(duì)產(chǎn)品或過(guò)程的影響的嚴(yán)重程度，例如噴油嘴噴油不均勻可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、油耗增加，嚴(yán)重程度較高。發(fā)生頻率是指這種失效模式發(fā)生的可能性大小，比如如果燃油質(zhì)量較差，噴油嘴堵塞的發(fā)生頻率可能就會(huì)較高?？商綔y(cè)度是指在現(xiàn)有的檢測(cè)手段下，發(fā)現(xiàn)這種失效模式的難易程度，例如如果有先進(jìn)的燃油濾清器和噴油嘴檢測(cè)設(shè)備，噴油嘴堵塞的可探測(cè)度就相對(duì)較高。然后通過(guò)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)(RPN = S×O×D)來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)先級(jí)，以便對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的失效模式優(yōu)先采取措施。
9. 優(yōu)化
10. 針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析中確定的高風(fēng)險(xiǎn)失效模式，需要制定優(yōu)化措施。例如對(duì)于噴油嘴堵塞風(fēng)險(xiǎn)較高的情況，可以采取優(yōu)化燃油濾清器、定期對(duì)噴油嘴進(jìn)行清洗維護(hù)等措施。培訓(xùn)內(nèi)容會(huì)強(qiáng)調(diào)優(yōu)化措施要具有可操作性和有效性，并且要考慮成本和效益的平衡。
11. 文件化
12. 最后一步是將整個(gè)FMEA的分析過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行文件化。這包括記錄結(jié)構(gòu)分析、功能分析、失效分析、風(fēng)險(xiǎn)分析和優(yōu)化措施等內(nèi)容。文件化的目的是為了方便企業(yè)內(nèi)部的知識(shí)傳承、產(chǎn)品或過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)以及與供應(yīng)商和客戶的溝通交流等。

四、實(shí)際案例分析與練習(xí)

1. 案例分析
2. 在培訓(xùn)中，會(huì)引入實(shí)際的案例來(lái)加深學(xué)員對(duì)FMEA的理解。例如以某手機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為例，在手機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用FMEA。在設(shè)計(jì)階段，DFMEA發(fā)現(xiàn)手機(jī)屏幕與機(jī)身的連接如果采用膠水粘貼方式，可能會(huì)因?yàn)槟z水老化或者受熱等原因?qū)е缕聊幻撀?，這是一種潛在的失效模式。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)分析，確定其嚴(yán)重程度較高，因?yàn)槠聊幻撀鋾?huì)嚴(yán)重影響手機(jī)的使用；發(fā)生頻率可能相對(duì)較低，但可探測(cè)度較難，因?yàn)楹茈y在日常使用前發(fā)現(xiàn)這種潛在問(wèn)題。然后采取優(yōu)化措施，如改為卡扣和膠水雙重固定方式，降低了這種失效模式的風(fēng)險(xiǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，PFMEA發(fā)現(xiàn)手機(jī)組裝工序中，如果螺絲擰緊力矩不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致手機(jī)外殼變形，影響外觀和內(nèi)部零件的安裝。通過(guò)調(diào)整擰緊力矩的控制方法，增加力矩檢測(cè)環(huán)節(jié)等措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
3. 練習(xí)環(huán)節(jié)
4. 為了讓學(xué)員更好地掌握FMEA的分析方法，培訓(xùn)通常會(huì)設(shè)置練習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)員會(huì)分組針對(duì)給定的產(chǎn)品或過(guò)程案例進(jìn)行FMEA分析，從結(jié)構(gòu)分析開(kāi)始，逐步完成功能分析、失效分析、風(fēng)險(xiǎn)分析、優(yōu)化和文件化等步驟。然后每個(gè)小組進(jìn)行成果展示和交流，培訓(xùn)講師會(huì)對(duì)學(xué)員的分析結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)，幫助學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、糾正錯(cuò)誤，進(jìn)一步提高學(xué)員運(yùn)用FMEA進(jìn)行失效分析的能力。