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FMEA在汽车开发过程中的实施

一、FMEA概述

FMEA-潜在失效模式与后果分析,作为一种预防性策划工具,其主要目的是发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果;找到能够避免或减少潜在失效发生的措施并且不断地完善。

(1)能够容易、低成本地对产品或过程进行修改,从而减轻事后修改的危机。

(2)找到并实施能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。

在十九世纪五十年代开始,FMEA开始在军工产业进行应用;八十年代中期,FMEA进入了汽车产业;九十年代中期,FMEA正式成为ISO的推荐要求和QS16949的认证要求。

FMEA在汽车产业的应用,主要是从美国三大汽车制造公司(戴姆勒-克莱斯勒、福特、通用)开始,这三大汽车制造公司制定并广泛应用于汽车零组件生产行业的可靠性设计分析方法。其工作原理为:

(1)明确潜在的失效模式,并对失效所产生的后果进行评分;

(2)客观评估各种原因出现的可能性,以及当某种原因出现时,企业能检测出该原因发生的可能性;

(3)对各种潜在的产品和流程失效进行排序;

(4)以消除产品和流程存在的问题为重点,并帮助预防问题的再次发生。

二、设计FMEA和过程FMEA

具体的FMEA文件主要有两种,设计FMEA和过程FMEA。

设计FMEA是以零件为分析单位,从一个设计概念形成之时或之前开始,并且在产品开发各阶段中,当设计有变化或得到其他信息时及时不断地修改,并在图样加工完成之前结束。其评价与分析的对象是最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。进行DFMEA有助于:

· 设计要求与设计方案的相互权衡;

· 制造与装配要求的最初设计;

· 提高在设计/开发过程中考虑潜在故障模式及其对系统和产品影响的可能性;

· 为制定全面、有效的设计试验计划和开发项目提供更多的信息;

· 建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统;

· 为将来分析研究现场情况、评价设计的更改以及开发更先进的设计提供参考。

过程FMEA是以生产工序为单位进行分析(对于工艺方法单一和集中的工艺模式,可以以工艺方法为单位先进行基础分析,然后工序FMEA分析时进行调用。),一般在生产工装准备之前、在过程可行性分析阶段或之前开始,而且要考虑从单个零件到总成的所有制造过程。其评价与分析的对象是所有新的部件/过程、更改过的部件/过程及应用或环境有变化的原有部件/过程。PFMEA一般包括下述内容:

· 确定与产品相关的过程潜在故障模式;

· 评价故障对用户的潜在影响;

· 确定潜在制造或装配过程的故障起因,确定减少故障发生或找出故障条件的过程控制变量。

三、FMEA文件建立过程中的问题及原因分析

现在国内很多汽车生产企业都已经非常了解FMEA在产品开发过程中的作用,并且很多企业都身体力行,付诸实践,但由于FMEA的一个集成性和系统性的工作,很多企业在应用时都流于形式,为了编制FMEA而编制FMEA。

在FMEA编制过程中,主要的问题为:

1.编制时机问题:无论是DFMEA还是PFMEA的编制,原则上都应在可行性分析阶段开始进行编制。而实际上 ,现在各主机厂一般都是在数据阶段,与产品设计或工艺设计同步进行FMEA编制。此时,由于数据设计本身的工作量非常大,很难将相关人员组织起来。而FMEA的编制是一个专家研讨行为,这个过程本身是高投入、低产出的(耗费人力资源,又费时),会在很长一段时间内同时占用大量的专家资源,而且好像没有什么直接性的效益,而很多项目在实施过程中,都存在时间紧,任务重的问题,很难在计划中拿出一大段时间实施具体的FMEA编制工作。所以,在很多主机厂都不能充分实施;为了保证项目的其它工作的正常进行,实际上取消了FMEA的小组研讨的工作。

2.小组组织问题:无法真正将FMEA涉及的人员组织起来,形成小组进行研讨编制。通常的情况都是由产品工程师或工艺工程师直接完成FMEA的编制,然后发给相关人员进行意见征询。或者编制完成后,根本不征询相关人员的意见,直接将相关人员的名字写到FMEA的小组名单中,然后直接发布。

这些问题产生的主要原因,实际上就是一点:对FMEA的理解,还是停留在对概念的理解上,没有对FMEA形成深入的理解。

四、FMEA文件建立的关键控制方法

下面,我们针对之前分析的FMEA文件建立过程中的问题,就从保证FMEA编制的充分性出发,谈谈FMEA的编制过程的控制。

首先,我们谈谈FMEA的编制时机和时段。由于FMEA是产品开发和过程开发的指导性文件,所以主要的编制时段是在产品的具体设计之前,比如在产品的概念设计阶段和可行性分析阶段开始。此时产品开发的主要成员,产品工程师和工艺工程师还没有进行实质性的产品数据设计和工艺设计,有充分的时间进行FMEA的编制。同时,此时处于可行性分析阶段,对产品数据和工艺过程的潜在失效模式的分析也正是可行性分析的一项重要内容。充分的FMEA分析,能充分保证产品的可行性。

其次,我们在谈谈FMEA小组开展的管理支持。FMEA的编制,首先是一个系统性的行为,其次才是技术行为,因此,FMEA的推行,实际上相当于一种管理变革。要改变相关人员的工作观念、工作模式。所以,首先要做的是需要强大的管理支持。最高管理者必须充分支持这种模式,特别是从资源上给以充分支持。一般来说,FMEA的研讨,需要调动包括从设计到销售各个环节(包括产品设计、产品制造、质量管理、产品销售、售后服务等等。)的专家人员,使他们从其它工作中解脱出来,能完全投入到FMEA工作中。只有这些人员充分的参与,才能保证FMEA内容论证的充分性。在实际操作时,由于各相关人员都有部门例行性工作,所以需要成立专门的项目组,使其从部门工作中脱离出来,保证有充分的时间参与FMEA的编制。如果条件不充分,不能实现相关人员完全从部门中脱离出来进入项目组,则可以采用视频会议的形式,以保证参与人员的充分性。小组成立后刚刚开展工作初期非常重要,这个时期相当于确立工作模型样板的过程。在这个过程中,管理者、质量体系审核专家都要参与,提供支持并对组织形式、研讨深度等提出意见。这里要着重强调一下,在没有采用FMEA进行潜在失效模式分析之前,设计人员是潜在失效模式分析的主体,而在采用FMEA进行潜在失效模式分析之后,潜在失效模式分析的责任主体就变成了设计人员之外的相关研讨方。因为无论哪种方法,设计人员都会从始至终关心可能的失效模式并力求在自己的设计方案中解决它。在成立了FMEA小组之后,设计人员初始关注的潜在失效模式还会与没有采用FMEA工具时是一样的。这时,相关研讨方对潜在失效模式的丰富作用就非常大了,他们有责任和义务来提出影响自己所代表方面的潜在失效模式。

再次,我们谈谈FMEA分析的对象单元。对于DFMEA来说,其分析的对象是零件的设计,所以进行DFMEA分析时,应该以零件为单元进行分析;而对于PFMEA来说,其分析的对象是零件的制作过程,所以,此时,不宜以零件为单元进行分析,而应以工序为单元进行分析(当工序包含的工艺方法比较单一,可以以工艺方法为单元做一些基础的PFMEA,然后再在工序FMEA分析时引用)。

最后,我们谈谈FMEA的完善与维护,由于FMEA是为产品开发服务的一种文件,一般一个项目有一个FMEA文件对应,所以,在产品开发结束,正式批产后,此项目的FMEA冻结,并应汇总至FMEA数据库中,不需要专门完善。后续在进行新项目开发时,如果调用FMEA库中文件发现FMEA的问题时,可在新项目的FMEA文件中进行完善;如果已批产产品中的部分结构进行工程更改,则可针对工程更改的部分单独进行FMEA分析并补充FMEA数据库;如果已批产产品的工艺进行变更,也可针对工艺变更的部分进行FMEA分析,并相应补充到FMEA数据库中。

总结

FMEA管理是一个质量管理的升级,它将“持续改进”上升到“提前预防”。这要求相关人员要转变思路,改变以往“出了问题再解决”为“在行动前先把所有风险规避掉”的模式。不仅如此,整个的开发流程、开发计划也要为FMEA的编制提供充足的时段和有资质的人员,这样才能保证FMEA编制的操作更加具有实际意义,并且保证FMEA的真正效果。

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