李 強(qiáng)，劉 暢，李 俊，宋賀萱，丁 鼎，劉學(xué)超，李家喜

（湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司襄陽卷煙廠，湖北 襄陽 441000）

FMEA 是“失效模式及后果分析”的英文（Failure Mode and Effects Analysis） 縮寫，可分別應(yīng)用于系統(tǒng)（System） 失效模式及后果分析（S-FMEA）、產(chǎn)品設(shè)計(jì)（Design） 失效模式及后果分析（D-FMEA），過程（Process） 失效模式及后果分析（P-FMEA）。是分析、預(yù)測(cè)過程中潛在的失效，研究失效的原因及其后果，并采取必要的預(yù)防措施，以避免或減少這些潛在的失效，從而提高產(chǎn)品、過程可靠性的一種質(zhì)量工具[1]。

POKA-YOKE（防差錯(cuò)法），又稱愚巧法、防呆法。針對(duì)的是事件，是一種在過程失誤發(fā)生之前即加以防止的手段，應(yīng)用斷根、保險(xiǎn)、自動(dòng)等10 大防錯(cuò)原理，屬于個(gè)案性防差錯(cuò)裝置或技術(shù)應(yīng)用。通過該技術(shù)及裝置的應(yīng)用，替代以往依靠操作者完成的重復(fù)勞動(dòng)，提高質(zhì)量監(jiān)控效率，并從根本上消除那些由于人為疏忽和經(jīng)驗(yàn)直覺而產(chǎn)生的缺陷。

目前，F(xiàn)MEA 和防差錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、船舶、汽車、電子等制造業(yè)。在卷煙、再造煙葉的質(zhì)量管控中已見相關(guān)報(bào)道，但在制絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用研究尚不系統(tǒng)。襄陽煙廠正在創(chuàng)建“一流細(xì)支煙企業(yè)”，為貫徹“零缺陷、零浪費(fèi)”的質(zhì)量管理理念，企業(yè)積極探索運(yùn)用P-FMEA 質(zhì)量工具對(duì)生產(chǎn)過程中各個(gè)工序的潛在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，并以POKAYOKE 作為預(yù)防性技術(shù)在工藝管控中應(yīng)用。探索2種質(zhì)量工具的融合應(yīng)用，推動(dòng)質(zhì)量管理體系的有效運(yùn)行。

1 P-FMEA 在制絲工序中的應(yīng)用

1.1 制絲生產(chǎn)過程

在卷煙生產(chǎn)過程中，制絲工藝的工序最多，流程最長，工藝控制指標(biāo)繁多。制絲生產(chǎn)過程主要是指片煙原料從出庫投料到成品煙絲進(jìn)入儲(chǔ)柜風(fēng)力送絲或裝箱外發(fā)的整個(gè)生產(chǎn)過程。大體包括開箱解包、切片、松散回潮、葉片加料、切葉絲、烘葉絲、葉絲風(fēng)選、摻配加香、儲(chǔ)絲、送絲或自動(dòng)裝箱等工序。

制絲工藝流程圖見圖1。

圖1 制絲工藝流程圖

制絲車間FMEA 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的建立與應(yīng)用涵蓋從煙葉原料、香糖料入庫到成品煙絲進(jìn)入儲(chǔ)柜至送絲或裝箱發(fā)出的生產(chǎn)運(yùn)行全過程。原料包含煙葉、造紙法薄片、膨脹煙絲、外來煙絲、外來梗絲，從原料進(jìn)入制絲車間循環(huán)庫開始，以各工序?yàn)楣?jié)點(diǎn)進(jìn)行P-FMEA 潛在失效模式及后果分析，依據(jù)工藝流程圖進(jìn)行產(chǎn)品特性、過程特性梳理[2]。

1.2 P-FMEA 評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分準(zhǔn)則

在正式評(píng)價(jià)失效后果程度之前，應(yīng)先形成或?qū)徱曅抻喪Ш蠊麌?yán)重度、頻度、探測(cè)度的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，作為評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)行控制措施有效性的依據(jù)。對(duì)失效后果的嚴(yán)重度、頻度、探測(cè)度的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則確立，應(yīng)依據(jù)法律法規(guī)的要求和顧客的要求，結(jié)合組織的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)制造過程的實(shí)際能力水平進(jìn)行確定。制絲生產(chǎn)P-FMEA 評(píng)分指標(biāo)為風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN），由嚴(yán)重度（S）、頻度（O）、可探測(cè)度（D）三者相乘得到[3]。通過RPN 值的計(jì)算，使?jié)撛谑Ｊ降挠绊懗潭鹊玫搅炕?，分值越高，則風(fēng)險(xiǎn)越大，表明潛在的質(zhì)量隱患越嚴(yán)重。

1.2.1 嚴(yán)重度（S） 評(píng)分準(zhǔn)則

嚴(yán)重度Severity（S） 劃分為1~10 分，共10 個(gè)等級(jí)，對(duì)制絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品關(guān)鍵要求的嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，從對(duì)消費(fèi)者健康、需求、內(nèi)部顧客（下道工序、卷包車間） 和外部顧客（合作廠家） 使用、產(chǎn)品感官品質(zhì)和外觀這幾個(gè)方面的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。

制絲車間P-FMEA 嚴(yán)重度（S） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 制絲車間P-FMEA 嚴(yán)重度（S） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.2 頻度（O） 評(píng)分準(zhǔn)則

頻度Odds（O） 指失效模式發(fā)生的可能性，是評(píng)價(jià)現(xiàn)行控制方法的有效性和成熟度的指標(biāo)。在FMEA 推進(jìn)過程中，結(jié)合制絲環(huán)節(jié)實(shí)際需求，將頻度等級(jí)劃分為3 個(gè)方面，可以通過已發(fā)故障統(tǒng)計(jì)，計(jì)算失效發(fā)生的頻度；也可以通過對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各工序的潛在質(zhì)量失效事件進(jìn)行歸納整理，并根據(jù)失效原因與疊加風(fēng)險(xiǎn)，以及現(xiàn)有的控制措施，評(píng)估失效可能發(fā)生的概率[4]。頻度（O） 作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要指標(biāo)，共劃分為1~10 個(gè)等級(jí)。

制絲車間P-FMEA 頻度（O） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 制絲車間P-FMEA 頻度（O） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 探測(cè)度（D） 評(píng)分準(zhǔn)則

探測(cè)度Detectability（D） 是指與過程控制欄目中所列的最佳探測(cè)控制相關(guān)聯(lián)的定級(jí)數(shù)。共劃分為1~10 個(gè)等級(jí)。

制絲車間P-FMEA 探測(cè)度（D） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 制絲車間P-FMEA 探測(cè)度（D） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

在制絲線上，探測(cè)度代表著各工序生產(chǎn)環(huán)節(jié)現(xiàn)行控制措施：設(shè)備設(shè)施的自伺服功能、自動(dòng)檢測(cè)功能、測(cè)量系統(tǒng)的能力和穩(wěn)定性、防差錯(cuò)措施的作用與可靠性的強(qiáng)弱。預(yù)防和感知失效發(fā)生的能力越高，探測(cè)度評(píng)級(jí)分值越低。在等級(jí)劃分中，10 級(jí)代表不存在具有探測(cè)能力的過程控制或不能探測(cè)或沒有分析；1 級(jí)是指通過機(jī)器設(shè)計(jì)或零件設(shè)計(jì)預(yù)防錯(cuò)誤（原因） 出現(xiàn)，在產(chǎn)品及過程設(shè)計(jì)時(shí)采用防錯(cuò)技術(shù)，確保不生產(chǎn)出有差異的零件[5]。

1.2.4 風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN）

風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)的大小代表潛在失效事件的嚴(yán)重程度。在分析綜合評(píng)估現(xiàn)行控制措施的有效性時(shí)，根據(jù)企業(yè)工藝要求并結(jié)合制絲車間工藝管控的實(shí)際，決定采用紅綠燈的可視化方法，突出潛在控制風(fēng)險(xiǎn)：嚴(yán)重度（S） 和頻度（O） 都在7 分及以上的，為紅燈；嚴(yán)重度（S） 和頻度（O） 都在4 分及以下的，為綠燈；嚴(yán)重度（S） 和頻度（O）） 為5~6 分的，為黃燈；嚴(yán)重度（S） 在8 以分上的關(guān)鍵要求，為黃燈；RPN 分值100 分的，為紅燈；紅燈為核心關(guān)注，黃燈為重點(diǎn)關(guān)注、綠燈為控制項(xiàng)。對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)應(yīng)策劃優(yōu)先改進(jìn)行動(dòng)計(jì)劃[6]。

以貯絲送絲環(huán)節(jié)的人工上絲為例：人工摻兌煙絲混牌模式的嚴(yán)重度（S） 為9 分，頻度（O） 為2分，探測(cè)度（S） 為7 分，RPN 值=9×2×7=126 分。

人工送絲P-FMEA 分析見表4。

表4 人工送絲P-FMEA 分析

2 POKA-YOKE 在制絲工序中的應(yīng)用

通過P-FMEA 對(duì)制絲生產(chǎn)過程中潛在失效風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別，除了1.2.4 中所述人工上絲的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，在輥道備料、香糖料配置、回絲摻兌、膨絲摻兌、香糖料領(lǐng)用上料、物料進(jìn)柜、出柜環(huán)節(jié)都是RPN 評(píng)分值高的工序缺陷。這些工序一些關(guān)鍵要求的控制主要通過操作人員的首檢、互檢和紙質(zhì)或電子記錄來保證。而人為疏忽、經(jīng)驗(yàn)直覺往往是導(dǎo)致潛在失效模式變成已發(fā)故障的根本原因[7]。為了降低產(chǎn)品含雜、煙絲錯(cuò)用、產(chǎn)品錯(cuò)裝等一系列操作者無法消除的潛在失效風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)引入質(zhì)量追溯的POKAYOKE 防差錯(cuò)法，針對(duì)FMEA 識(shí)別出的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，運(yùn)用防差錯(cuò)技術(shù)或裝置，從根本上消除或預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生[8]。

2.1 質(zhì)量追溯系統(tǒng)的應(yīng)用

通過生產(chǎn)流程梳理，建立制絲車間質(zhì)量追溯運(yùn)行流程圖，確定制絲車間備料投料、糖料配置使用、輔料摻兌、香精配置使用、成品煙絲轉(zhuǎn)序5 個(gè)主要質(zhì)量追溯及在線校驗(yàn)防錯(cuò)模塊（見圖2），并以此建立物料BOM 和物料信息化編碼，在編碼物料使用前通過手持PDA 掃碼獲取物料信息，并與BOM 實(shí)時(shí)校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)物料在線防錯(cuò)。

圖2 質(zhì)量追溯業(yè)務(wù)圖

質(zhì)量追溯業(yè)務(wù)圖見圖2。

2.2 質(zhì)量追溯防差錯(cuò)應(yīng)用實(shí)例

以1.2.4 中人工摻兌煙絲混牌的失效模式為例，人為疏忽、未核對(duì)生產(chǎn)信息或箱裝煙絲標(biāo)識(shí)信息直接摻兌是導(dǎo)致失效發(fā)生的主要原因。在引進(jìn)質(zhì)量追溯防差錯(cuò)系統(tǒng)后，建立了質(zhì)量追溯生產(chǎn)指令系統(tǒng)，以儲(chǔ)絲房供絲的交班確認(rèn)、班中換批、換牌等系統(tǒng)化操作，將煙絲送絲牌號(hào)、批次號(hào)、喂絲機(jī)、風(fēng)管號(hào)、機(jī)臺(tái)號(hào)關(guān)聯(lián)起來。人工摻兌煙絲前，在PDA 上選擇喂絲機(jī)，自動(dòng)獲取已經(jīng)下達(dá)的生產(chǎn)批次信息，掃描錄入箱體物料信息化編碼，經(jīng)系統(tǒng)BOM 校驗(yàn)無誤后進(jìn)行摻兌。

人工上絲質(zhì)量追溯流程圖見圖3。

圖3 人工上絲質(zhì)量追溯流程圖

通過利用自動(dòng)防錯(cuò)原理，對(duì)錯(cuò)誤信息提示預(yù)警，預(yù)防了混牌、混批、斷料等潛在失效模式的發(fā)生。人工上絲混牌的失效模式RPN 值由改進(jìn)前的126 分降低至9×1×2=18 分，使?jié)撛谑эL(fēng)險(xiǎn)得到了有效控制。人工送絲改進(jìn)后P-FMEA 評(píng)價(jià)見表5。

表5 人工送絲改進(jìn)后P-FMEA 評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

運(yùn)用P-FMEA 技術(shù)對(duì)制絲生產(chǎn)流程全面分析，質(zhì)量追溯等防差錯(cuò)技術(shù)或裝置的運(yùn)用，使工序關(guān)鍵要求的RPN 值得到有效降低。FMEA 技術(shù)和防差錯(cuò)技術(shù)的融合運(yùn)用為風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化提供了新的思路和方向，通過二者的有機(jī)結(jié)合，有效降低了制絲工藝工序或控制點(diǎn)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提升了制絲生產(chǎn)過程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控水平。