项目设计过程中的风险管理及FMEA应用.pdf

第2 6 卷第3 期 2 0 1 3 年5 月 机电产品开崖与刨新 D e v e l o p m e n t I n n o v a t io no fM a ch in e r y E l e ct r ica lP r o d u ct s V 0 1 2 6 N o 3 M a y 2 0 1 3 文章编号 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 3 0 3 0 3 2 0 3 项目设计过程中的风险管理及F M E A 应用 孙文龙1 张静2 1 霍尼韦尔环境自控产品天津研发中心 天津3 0 0 4 5 7 2 讯创 天津 电子有限公司 天津3 0 0 3 8 5 摘要 在项目风险管理的基础上 把失效模式与影响分析 F M E A 应用到项目风险管理上 通过介绍和分析 产品设计风险 D F M E A 了解F M E A 的应用和特点 关键词 风险管理 F M E A 中图分类号 C 9 3 5文献标识码 A d o i 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 3 0 3 0 1 4 R is kM a n a g e m e n t F M E AA p p l ica t io nD u r in gD e v e l o p m e n tP r o j e ct S U N W e n L o n g Z H AN G 五碍 1 H o n e y w e l lA C CE C C T ia n j in G D C T ia n j in3 0 0 4 5 7 C h in a 2 I N N E T E C H T ia l l j in E l e ct r o n icC o L t d T ia n j in3 0 0 3 8 5 C h in a A b s t r a ct B a s e do nt h ep r o j e ctr is km a n a g e m e n t a p p l yt h eF M E At o o l a n da l s oin s t r u ct e da n ds t u d yD F M E At og e tt h ek n o w l e d g eo nF E M A K e yw o r d s R is km a n a g e m e n t F M E A 0 引言 项目不同阶段会有不同的风险 风险大多数情况下 是潜在的 随项目的进展而变化 项目的风险源随时间 延续和决策问题的减少呈递减规律 这是因为当项目逐 步向前推进时 许多原来不确定性因素日益明朗 结合 建设经验的总结与积累 旧的风险随之消失或减少 项 目面临的不确定性大大降低 新的风险因素在管理的难 度和强度上都趋于衰减 而设计阶段在整个项目的建设 过程中属于中前期 其风险管理的重要性便可想而知了 1 风险 风险 某一特定危险情况发生的可能性和后果的组 合 具有客观性 普遍性 必然性 可识别性 可控 性 损失性 不确定性和社会性 内涵 必须与人的行为相联系 否则就不是风 险 而是危险 爹客观条件的变化是风险的重要成因 风险是指可能的后果与项目的目标发生负偏离 特征 风险存在的客观性和普遍性 风险的多 样性和多层次性 风险的可变性 2 风险管理的定义 风险管理是指如何在一个肯定有风险的环境里把风 修稿日期 2 0 1 3 0 3 1 4 作者简介 孙文龙 霍尼韦尔公司D F S S 黑带 张静 讯创 天 津 电子有限公司项目经理 3 2 险减至最低的管理过程 风险管理作为企业的一种管理 活动 起源于2 0 世纪5 0 年代的美国 当时美国一些大 公司发生了重大损失使公司高层决策者开始认识到风险 管理的重要性 其中一次是1 9 5 3 年8 月1 2 日通用汽车 公司在密执安州的一家汽车变速箱厂因火灾损失了5 0 0 0 万美元 成为美国历史上损失最先严重的1 5 起重大火 灾之一 这场大火与5 0 年代其它一些偶发事件一起 推动了美国风险管理活动的兴起 后来 随着经济 社 会和技术的迅速发展 人类开始面临越来越多 越来越 严重的风险 科学技术的进步在给人类带来巨大利益的 同时 也给社会带来了前所未有的风险 1 9 7 9 年3 月美 国三里岛核电站的爆炸事故 1 9 8 4 年1 2 月3 日美国联 合碳化物公司在印度的一家农药厂发生了毒气泄漏事 故 1 9 8 6 前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站发生的核事故 等一系列事件 大大推动了风险管理在世界范围内的发 展 同时 在美国的商学院里首先出现了一门涉及如何 对企业的人员 财产 责任 财务资源等进行保护的新 型管理学科 这就是风险管理 目前 风险管理已经发 展成企业管理中一具有相对独立职能的管理领域 在围 绕企业的经营和发展目标方面 风险管理和企业的经营 管理 战略管理一样具有十分重要的意义 3 项目风险管理 项目风险管理是指通过风险识别 风险分析和风险 评价去认识项目的风险 并以此为基础合理地使用各种 风险应对措施 管理方法技术和手段 对项目的风险实 开发与创新 行有效的控制 妥善的处理风险事件造成的不利后果 以最少的成本保证项目总体目标实现的管理工作 其主 要流程如图1 所示 可以排除的 减缓 减少风险事件的预期资金投入来 减低风险发生的概率 以及减少风险事件的风险系数 或两者双管齐下 吸纳 接受一切后果 这种接受可 以是积极的 也可以是消极的 以上我们大致回顾 r 一下项目风险管理的定义 那么如何制定有效的项目风险管理方案 在全面分析评 估风险因素的基础上 制定有效的管理方案是风险管理 工作的成败之关键 它直接决定管理的效率和效果 因 此 详实 全面 有效成为方案的基本要求 其中一种 较为有效的方法是失效模式与影响分析 F a il u r em o d ea n d e f f e ct sa n a l y s is F M E A 又称为失效模式与后果分析 失效模式与效应分析 故障模式与后果分析或故障模式 与效应分析等 是一种操作规程 旨在对系统范围内潜 在的失效模式加以分析 以便按照严重程度加以分类 或者确定失效对于该系统的影响 2 0 世纪4 0 年代后期 美国空军正式采用了F M E A 后来 航天技术 火箭制造领域将F M E A 用于在小样本 情况下避免代价高昂的火箭技术发生差错 其中的一个 例子就是阿波罗太空计划 2 0 世纪6 0 年代 在开发出 将宇航员送上月球并安全返回地球的手段的同时 F M E A 得到了初步的推动和发展 2 0 世纪7 0 年代后期 福特汽车公司在平托事件之后 出于安全和法规方面的 考虑 在汽车行业采用了F M E A 同时 他们还利用 F M E A 来改进生产和设计工作 如今F M E AJ 泛应用于 制造行业产品生命周期的各个阶段 而且 F M E A 在服 务行业的应用也在日益增多 失效原因是指加工处理 设计过程中或项目 物品 英文 it e m 本身存在的任何 错误或缺陷 尤其是那些将会对消费者造成影响的错误 或缺陷 失效原因可分为潜在的和实际的 影响分析指 的是对于这些失效之处的调查研究 由于产品故障可能 与设计 制造过程 使用 承包商 供应商以及服务有 关 因此F M E A 又细分为设计F M E A 过程F M E A 使 用F M E A 和服务F M E A 四类 其中设计F M E A 和过程 F M E A 最为常用 设计F M E A 也记为D F M E A 应在一个设计概念形 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 需要注意的 是 D F M E A 在体现设计意图的同时还应保证制造或装 配能够实现设计意图 因此 虽然D F M E A 不是靠过程 控制来克服设计中的缺陷 但其可以考虑制造 装配过 程中技术的 客观的限制 从而为过程控制提供了良好 的基础 进行D F M E A 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 3 3 开发与创新 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 F M E A 准备及过程 在F M E A 开始之前 要完成一 些前期准备工作 以便确认此次分析具有稳健性 且其 中包括了既往的历史 稳健性分析可以利用接口矩阵 边界图以及参数图 来完成 许多失效问题往往是由于噪声因素以及与其他 零部件和 或系统之间共享的接口所造成的 因为工程 师倾向于集中关注他们所直接控制的层面 在开始进行实际的F M E A 之前 还需要创建一份工 作表 列出分析对象的所有项目或功能 详见表1 表1F M E A 工作表示例 步骤4 风险优先级数 R P N R P N 在选择防范失效 模式的行动措施方面并不发挥什么重要作用 它们更大 程度上是属于评价这些行动措施方面的阈值 在对严重程度 出现频度和易发现性进行分级之 后 只需把这三个数值乘起来 就可以得到R P N R P N S x O x D 对于整个过程和 或设计而言 这是一项必须完成 的工作 一旦完成 最大关注范围的确定工作就会变得 轻松 就纠正措施而言 R P N 最高的失效模式应当获得 最高的优先级别 步骤5 制定行动计划 在分配了这些数值之后 要 记录下配有目标 责任以及实施日期的行动建议 这些 行动措施可以包括具体的检查 测试或质量程序 重新 设计 增加更多的冗余以及限制环境压力或工作范围 Of 出当前R P N 行动责任及 已采 功失效影 S 严 原现频的控 D 风险取的 重程度 检查措施目标完 能模式响因度分制措优先行动 分级 分级 建议成日期 级 施级数 措施 步骤1 完成严重程度分级 S 依据功能需求及其 影响来确定所有的失效模式 严重程度分级9 或1 0 一 般保留用于那些会对用户造成伤害或者以其他方式引起 诉讼的影响 步骤2 出现频度分级 0 在这一过程中 需要考 虑失效的原因以及它所出现的频数 如果出现频度高 指的是概率值 4 的非安全失效模式以及第1 步的严重 程度值为9 或1 0 且概率值 1 时 就需要确定出行动 措施 另外 还可以将出现频度定义为百分数 如 果发生某种非安全问题的比例不足1 那么就可以赋 予它数值1 这取决于您的产品与客户规格说明 步骤3 检查分级 D 当一旦确定了适当的行动措 施 需要做的一件工作就是测试它们的效能 同时 还 需要进行设计验证 而且 还需要选择合适的检查方 法 首先 工程师应当关注当前对系统所采取的控制措 施 也就是那些防止失效模式发生或者在失效问题殃及 客户之前予以发现 之后 应当确定可以或者已经用于 类似系统的 旨在发现失效问题的测试 分析 监控以 及其他技术方法 根据这些控制措施 工程师可以了解 某种失效问题能够得以识别或发现的可能性到底有多 大 前两步的每种组合形式都将获得一个发现指数 D 该指数表示的是 预定的测试或检查工作在消除缺陷或 发现失效模式方面的能力 在完成上述3 个基本步骤之后 要计算的就是风险 优先级数 R is kP r io r it yN u m b e r s R P N 一旦在设计 过程之中实施了这些行动措施 之后 就应当检查新的R P N 以便确认改 善情况 为了便于可视化 往往会把这些 测试呈现为图形 无论何时 只要设计或 过程发生了变化 就应当对F M E A 加以更 新 合乎逻辑而又重要的几点就是 努力消除失效模 式 最大程度地降低失效的严重程度 降低失效模 式的出现频度 改进检查发现工作 4 结束语 F M E A 也有其局限性 它实际上依赖于那些负责产 品失效问题的项目成员 那么他们关于既往失效问题 的经验也就制约着F M E A 如果某种失效模式无法得以 确定 就需要了解许多不同类型产品失效问题的顾问 来提供外部协助 因此说 F M E A 属于是更大规模的质 量控制体系的组成部分 其中 文档记录对于实施工作 来说具有至关重要的作用 此外 严重程度 出现频度 和发现难度分级之间相乘 可能会造成级别逆转现象 即严重程度较轻的失效模式所获得的R P N 高于更为严 重的失效模式 发生这种现象的原因就是 这些分级属 于是等级型标度值 而对于它们来说 乘法并不是一种 有效的运算方法 等级型分级只是表示 一种分级优于 或劣于另一分级 但并没有说究竟到什么程度 因此 项目风险管理是一项在设计项目执行过程中关系到成 败的一环 参考文