秦杰 楊光治

摘 要：介紹了過程失效模式及后果分析（PFMEA）方法，對其定義以及基本原理進行了闡述，并分析了發(fā)動機裝配生產(chǎn)線PFMEA的應(yīng)用現(xiàn)狀，對不足之處進行了改進，提出了基于標準化作業(yè)以及發(fā)動機裝配柔性生產(chǎn)線的PFMEA應(yīng)用方案。結(jié)果表明，利用此方案可將PFMEA理論與實際生產(chǎn)結(jié)合更緊密，更能充分識別發(fā)動機裝配生產(chǎn)線的潛在風(fēng)險，由此可提前采取相應(yīng)措施避免質(zhì)量問題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：PFMEA；標準化作業(yè)；柔性生產(chǎn)線；質(zhì)量問題

引言

PFMEA作為產(chǎn)品先期質(zhì)量策劃中的重要活動，正是強調(diào)事先預(yù)防，以提前發(fā)現(xiàn)潛在的失效模式及風(fēng)險，從而采取相應(yīng)對策。在發(fā)動機裝配過程中，PFMEA無疑是質(zhì)量管理工具中比較成熟可靠、簡單實用的技術(shù)。它既可用于分析整個制造體系，又可用于單一零件的缺陷處理。因此PFMEA運用得當(dāng)，能有效做到防患于未然，對提高發(fā)動機裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性起著舉足輕重的作用。在目前的發(fā)動機裝配生產(chǎn)線上，PFMEA的作用未能發(fā)揮得淋漓盡致，體現(xiàn)在操作工對于本工位操作的PFMEA理解不足，以及現(xiàn)有的PFMEA不能完全適應(yīng)發(fā)動機裝配生產(chǎn)線的需求，對生產(chǎn)不能起到預(yù)防指導(dǎo)的作用。本文分析了目前發(fā)動機裝配生產(chǎn)線PFMEA的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了基于標準化作業(yè)以及柔性生產(chǎn)線的PFMEA改進方案。

1 PFMEA方法介紹

1.1 PFMEA定義

PFMEA即為過程失效模式及后果分析（Potential failure modes and effects analysis），主要用來分析和識別工藝生產(chǎn)或產(chǎn)品制造過程中可能出現(xiàn)的失效模式，以及這些失效模式發(fā)生后對產(chǎn)品及性能的影響，從而有針對性的制定出預(yù)防措施，以降低工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品制造過程中缺陷發(fā)生的頻次，達到控制和提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的[1]。

1.2 PFMEA基本原理

PFMEA的基本原理為根據(jù)技術(shù)質(zhì)量文件、歷史資料和顧客的要求，分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、維護和使用環(huán)境，鑒別失效模式，分析引起失效的原因，并利用一定的統(tǒng)計方法，估算失效發(fā)生時后果的嚴重程度（S），發(fā)生頻度（O）以及可探測度（D），后以SOD三者的乘積計算出風(fēng)險順序數(shù)值（RPN），再根據(jù)RPN的大小判斷是否有必要進行改善或者確定輕重緩急程度，從而以減少不必要的損失，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

在PFMEA的建立過程中，由工藝工程師（ME）主導(dǎo)的多功能小組發(fā)揮每個成員的作用，要考慮零部件所有制造工藝及每一步作業(yè)，進而分析實效模式、原因和機理，并提出建議和措施來降低風(fēng)險。同時PFMEA的記錄文件不是一成不變的，而是動態(tài)管理并定期回顧，它遵循著持續(xù)改進，隨機應(yīng)變的原則。

2 PFMEA在發(fā)動機裝配生產(chǎn)線應(yīng)用的改進思路

2.1基于標準化作業(yè)的PFMEA應(yīng)用框架

在目前的發(fā)動機裝配生產(chǎn)線上，每一個工位都會有標準化作業(yè)指導(dǎo)書（SOS/JES），操作工必須嚴格按照標準執(zhí)行。對于PFMEA我們已經(jīng)有了一套比較規(guī)范的管理辦法，覆蓋了每個工位，也會定期去回顧更新，但對于PFMEA與標準化作業(yè)指導(dǎo)書之間的聯(lián)系顯然不夠緊密，操作工都是形式化機械記憶，對于實際操作并沒有起到應(yīng)有的指導(dǎo)作用。

例如上圖的缸蓋上線工位PFMEA，具體來說識別的潛在失效模式及潛在原因過于粗放，沒有細化到員工的每一步標準化操作，員工盡管知道該工位某一個失效模式以及導(dǎo)致的后果，甚至都能記得SOD以及RPN值，但為什么一些質(zhì)量問題屢屢出現(xiàn)乃至重復(fù)發(fā)生？因為他們并不一定知道每一個步驟的標準化操作背后隱藏的風(fēng)險，或者盡管知道但自認為無關(guān)緊要。因為PFMEA未關(guān)注每一步操作細節(jié)，因此大家都不會去重視，風(fēng)險未被識別且不斷在累積，終究會導(dǎo)致缺陷的發(fā)生。

例如曾經(jīng)出現(xiàn)過的火花塞間隙小的問題，在分析裝配過程中可能產(chǎn)生的原因時，恰恰發(fā)現(xiàn)在缸蓋上線工位是存在一定風(fēng)險導(dǎo)致火花塞間隙小的。而以上圖1的PFMEA中卻并沒有火花塞間隙小的失效模式，原因是該工位并未涉及到火花塞的安裝及檢查，但實際員工在操作過程中如果存在暴力拖拉缸蓋現(xiàn)象是會影響到火花塞間隙的。又如在長缸體泄漏測試發(fā)現(xiàn)缸蓋底面有雜質(zhì)，圖1的PFMEA中也辨識出了缸蓋底面沾上異物的失效模式，但在潛在原因分析時并未充分考慮到SOS中的操作。實際中員工需要用無紡布擦拭缸蓋底面，以擦掉異物雜質(zhì)，但如果無紡布本身也是臟的呢？不僅不會擦干凈還會帶來新的東西，看似非常不起眼的一個操作步驟，結(jié)果是適得其反了，而質(zhì)量問題往往就在一個不經(jīng)意的操作中發(fā)生，改進后以上兩個例子寫入該工位PFMEA如圖2所示。

總之，我們的PFMEA不能脫離SOS，要根據(jù)每一個標準化操作步驟進行風(fēng)險識別，提前采取措施預(yù)防，降低高風(fēng)險的RPN值；同時對于員工也較為容易理解，知道自己的每一個操作如果不到位可能導(dǎo)致的后果，對提高質(zhì)量意識消除質(zhì)量隱患起著積極的作用。

2.2. PFMEA在發(fā)動機裝配柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用框架

另外發(fā)動機裝配涉及零件眾多，且生產(chǎn)現(xiàn)場是一個復(fù)雜的環(huán)境，有許多環(huán)節(jié)，每時每刻、每個地方都有可能出現(xiàn)差錯。由于人機料法環(huán)等生產(chǎn)要素的偶然變化引起的這些差錯經(jīng)常導(dǎo)致質(zhì)量問題發(fā)生。特別是目前一條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)幾種機型的發(fā)動機，而僅憑單一品種生產(chǎn)線的經(jīng)驗對柔性生產(chǎn)線進行管理控制，通常導(dǎo)致無法有效辨識混線生產(chǎn)的風(fēng)險，進而容易造成質(zhì)量問題。這一點現(xiàn)行的PFMEA還不夠全面，同時我們也沒有能充分利用PFMEA這一有力工具，實際其發(fā)揮的作用非常有限。

機型切換本身存在較多不確定的因素，利用好PFMEA工具可以將各種機型相互切換的風(fēng)險識別出來，將這些不確定因素轉(zhuǎn)化為在可控范圍內(nèi)，質(zhì)量問題也將得到有效控制，利用此流程可以將裝配線切換機型所有風(fēng)險有效識別并控制，同時促使各層級人員參與，能極大降低風(fēng)險。

3 結(jié)論

PFMEA作為發(fā)動機裝配線上一項最核心的工具之一，在實際生產(chǎn)中可成為有效的質(zhì)量預(yù)防控制手段，體現(xiàn)在：潛在風(fēng)險還未發(fā)生失效前就起到預(yù)防作用，并推動后續(xù)解決措施的落實；可記錄和總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為出現(xiàn)的問題積累經(jīng)驗；可有針對性地對員工進行培訓(xùn)，將存在的風(fēng)險明確地告知員工。本文通過對發(fā)動機裝配生產(chǎn)線PFMEA應(yīng)用不足的改進，提出了基于標準化作業(yè)以及柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用框架，大大提升了PFMEA對于質(zhì)量控制的使用價值，同時能顯著提升裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性。