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        淺談PFMEA在缸蓋加工的應(yīng)用

        2017-05-30 05:36:14賴智宇鄭文清
        企業(yè)科技與發(fā)展 2017年5期
        關(guān)鍵詞:缸蓋應(yīng)用

        賴智宇 鄭文清

        【摘 要】FMEA是潛在失效模式和后果分析的簡稱,分為設(shè)計FMEA和制造過程FMEA,其目的是發(fā)現(xiàn)和評價過程中潛在的失效及其后果,找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的要因,將上述整個過程文件化。文章就制造過程FMEA(PFMEA)在現(xiàn)場問題解決及工藝優(yōu)化中的應(yīng)用展開分析,探究如何不斷提升制造質(zhì)量,推動持續(xù)改進(jìn)。

        【關(guān)鍵詞】PFMEA;缸蓋;應(yīng)用

        【中圖分類號】TN405 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2017)05-0105-03

        0 前言

        PFMEA是一種系統(tǒng)化的可靠性定性分析方法,通過對系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品/過程中潛在的失效模式,查明其對系統(tǒng)的影響程度,以便采取措施進(jìn)行預(yù)防的分析方法[1]。

        1 PFMEA的應(yīng)用

        1.1 使用策略

        PFMEA的應(yīng)用所遵循的基本策略:通過回顧目標(biāo)工位PFMEA,系統(tǒng)性地分析RPN值降低的有效途徑,并確定改進(jìn)目標(biāo);確定目標(biāo)后開展措施探索及可行性分析,推動并跟蹤合理措施的實施;對取得的成效進(jìn)行總結(jié)和匯總,重新評估發(fā)生頻度、探測度等,并得到新的RPN值;鞏固已有成效,更新、優(yōu)化PFMEA,推動持續(xù)改進(jìn)。依靠以上策略探究,發(fā)現(xiàn)問題,并解決問題,逐步實現(xiàn)加工工藝優(yōu)化、制造質(zhì)量改進(jìn)等目的。

        1.2 質(zhì)量問題解決

        1.2.1 問題描述及分析

        柳州某發(fā)動機(jī)工廠二三期缸蓋車間自Turbo改造SOP后,陸續(xù)收到下游客戶(裝配線)反饋缸蓋底面(燃燒室面)劃傷、壓傷引起長缸體泄露問題,平均達(dá)2臺/班次。運用PFMEA工具分析底面劃傷的失效模式,潛在風(fēng)險為缸蓋密封區(qū)密封不良,發(fā)動機(jī)泄漏,嚴(yán)重度等級(S)為7;問題件數(shù)量達(dá)1 211臺/月,結(jié)合產(chǎn)量信息,該問題頻度(O)為6,生產(chǎn)線通過下線100%目視檢查控制,該控制方法探測度(D)為8,導(dǎo)入公式:

        RPN=S×O×D(1)

        式(1)中:RPN為風(fēng)險順序數(shù);S為嚴(yán)重度等級;O為問題頻度;D為探測度。

        該問題風(fēng)險系數(shù)RPN[2]達(dá)336,查詢風(fēng)險矩陣,該問題風(fēng)險優(yōu)先級為1,亟須攻關(guān)解決。針對失效原因制定對策降低問題發(fā)生頻度,將頻度降低至4,可有效地降低RPN值。

        1.2.2 潛在要因分析

        利用“人、機(jī)、料、法、環(huán) ”、魚骨圖&關(guān)聯(lián)圖對潛在要因進(jìn)行分析,確定清洗機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)異常、輥輪質(zhì)量缺陷、輥道清潔度差3個關(guān)鍵要因(如圖1所示)。

        (1)清洗機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)異常。工作臺定位面平面度超差,鋁屑掉落無法及時排出;零件壓緊機(jī)構(gòu)垂直度、平行度超差,導(dǎo)致零件非正常狀態(tài)夾緊。

        (2)輥輪質(zhì)量缺陷。問題輥輪鉻鍍層與基體結(jié)合不致密,使用過程中部分鉻鍍層破損脫落,破損區(qū)周邊不規(guī)則受力,形成尖銳突起毛刺。

        (3)輥道清潔度差。保證定位精度,該工廠諸多工位采用將零件頂起夾緊的方式固定零件。夾緊過程中零件震動,導(dǎo)致水道內(nèi)鋁屑震落堆積在定位面,引起壓傷。

        1.2.3 措施實施

        針對要因分別制定措施(見表1)。

        措施實施后,缸蓋底面劃傷問題得到有效遏制,問題發(fā)生概率由原來最高時產(chǎn)量的4.5%降低至0.4%,長缸體泄露問題也由平均2臺/班次降低至0.2臺/班次。按照該企業(yè)GMS/CI.03節(jié)約效益換算標(biāo)準(zhǔn),減少零件報廢、停機(jī)及返修浪費共計31.85萬元/年(如圖2所示)。

        1.3 優(yōu)化加工工藝

        1.3.1 問題描述及分析

        某工廠缸蓋機(jī)加工線對凸輪軸瓦蓋(含大蓋總成、止推蓋、非止推蓋3種)工藝設(shè)計同一工位(OP150)人工安裝,由于止推與非止推2種蓋子結(jié)構(gòu)差異較小,所以存在錯裝風(fēng)險。與此同時,其控制方法為后工位100%目視檢查,探測度較低,錯裝問題件極易外流。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),該工廠凸輪軸抱死引起的客戶退回事件約2起/月,瓦蓋錯裝問題占比達(dá)50%。運用PFMEA對該問題進(jìn)行評估,瓦蓋錯裝將引起發(fā)動機(jī)凸輪軸抱死,嚴(yán)重度等級(S)為8,通過后工位100%目視檢查探測度(D)為8,帶入公式(1),風(fēng)險系數(shù)RPN為256,查詢風(fēng)險矩陣,該問題風(fēng)險優(yōu)先級為1。針對失效原因制定對策,提升問題探測度,在無法消除差錯的前提下,需及時發(fā)現(xiàn)、糾正,防止差錯形成缺陷[3]。

        1.3.2 控制策略評估

        對比2種瓦蓋結(jié)構(gòu)上的差異,如圖3所示,止推蓋(②)止推面為加工面,粗糙度控制為0.8,非止推蓋({1})對應(yīng)位置為鑄造成型,粗糙度為3.2,存在明顯的差異點。止推蓋頂面(紅圈處)有凹槽,而非止推蓋沒有?;谏鲜霾町悾治鲋贫ù植诙炔町惙厘e、頂部探測防錯2種不同的控制策略。

        (1)粗糙度差異防錯。對粗糙度在線測量可行性評估,瓦蓋止推面寬度為4 mm,查詢粗糙度檢測截止波長標(biāo)準(zhǔn)(如圖4所示),0.1~2.0區(qū)間,濾波為0.8,最小測量長度為4.8 mm,考慮邊緣效應(yīng)最小評價長度為4 mm,且該工位在線工件定位精度有限,無法保證測針測量要求,策略可行性低。

        (2)頂部探測防錯。如圖3所示(畫圈處)瓦蓋頂面止推蓋有凹槽,若設(shè)計物理探針接觸感應(yīng),可準(zhǔn)確地判別瓦蓋類型,從而實現(xiàn)錯裝預(yù)防。當(dāng)前,該工位節(jié)拍為86 s,僅剩余6 s節(jié)拍,需重點考慮節(jié)拍問題,將小蓋頂部探測工裝集成在現(xiàn)有工序。在大蓋類型檢測處增加探針,同步檢測小蓋類型,無需增加該工位的生產(chǎn)節(jié)拍,且擰緊設(shè)備間的空間足夠,策略可行性高。

        2 控制策略實施

        基于上述分析,選定瓦蓋頂部探測防錯作為凸輪軸小蓋安裝的控制策略,設(shè)備建造完成投產(chǎn)后,瓦蓋錯裝風(fēng)險探測度取值降低至3,風(fēng)險系數(shù)RPN降為96,風(fēng)險優(yōu)先級降為2。連續(xù)跟蹤1年,未發(fā)生客戶關(guān)于瓦蓋錯裝的反饋,減少零件及返修費用共計2.02萬/年。優(yōu)化后的工藝流程圖如圖5所示。

        3 總結(jié)

        PFMEA可廣泛應(yīng)用于模具試制、新零部件量產(chǎn)、客戶關(guān)注問題及生產(chǎn)質(zhì)量問題等方面。使用時基于PFMEA應(yīng)用的基本策略,結(jié)合“人機(jī)料法環(huán)”原則、“魚刺圖”等質(zhì)量工具,可有效地解決缸蓋加工中的質(zhì)量問題,優(yōu)化加工工藝,降低制造成本。PFMEA是個動態(tài)過程,需要不斷地總結(jié)和回顧,不斷發(fā)現(xiàn)、解決新的高風(fēng)險問題,推動持續(xù)改進(jìn)。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]王大明,梁賀,賴智宇,等.淺議PFMEA在實際生產(chǎn)中的有效運用[J].裝備制造技術(shù),2009(11).

        [2]袁浩,王學(xué)敏,劉文浩.過程潛在失效模式與影響分析在汽車白車身制造中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料,2014

        (7):36-41.

        [3]陳麗華,周炳海.PFMEA與防錯技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造,2007,45(9):61-64.

        [責(zé)任編輯:陳澤琦]

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