第3章 FMEA语言.doc

第3章 FMEA语言第3章 FMEA语言为了进一步阐述FMEA，这一章将把重点转移到FMEA的语言和FMEA操作中所常用到的术语上FMEA词汇每一门学科都有它自己的语言。本节将阐述在FMEA中使用的术语以及和在FMEA方法论中这些术语所传达的意义。如果需要得知更多具体的FMEA和可靠性的术语，请参看术语表。功能（function）：指系统、设计、过程、组件、子系统和服务所必须完成的任务。功能的意义对于理解整个FMEA过程非常重要。功能的描述和传达必须简洁、准确和易于理解，不能用行业术语来描述功能。推荐使用主动语态描述功能，并且主动词定义了功能的执行情况（Stamatis 1989，1991，1992）。比如：润滑、定位、保持、保障等。在本书附带的CD中，附录C中提供了广泛的（但不完全）在功能定义中使用的动词和名词。故障（failure）：指问题、错误和受到关注和具有挑战性的事项。故障是指系统、设计、过程、服务或子系统没有满足设计意图和功能。设计意图通常是通过分析和评估用户的需求和期望确定的。具体执行分析的手段是质量功能展开（QFD）。失效可以是已知或潜在的。在FMEA实施的过程中特别有趣的是，通过分析功能缺陷可以发现潜在故障，从这一点来说，FMEA正是在发挥预防作用。Stamatis（1993）中把不能满足用户需求的功能缺陷定义为故障，然而用户得到的产品和/或服务中总会有一些故障（错误）是因为：l 用户在产品设计和生产过程中从不参与检测故障，l 用户将会发现故障，却不得不继续使用的原因是：没有其他的替代品。产品大体还能使用。制造商是处于垄断地位。l 通过以上的分析，产品只要不出现明显的影响重要功能的故障，都是可以继续使用的以下是故障的一些示例：断裂、疲劳、噪音和生锈。故障模式（failure mode）：指当故障发生时所产生的物理描述。以下是故障模式的一些示例：开路破裂弯曲未开孔泄漏脆裂浮泡粗糙表面过热 断裂溶蚀过长/短发货错误肮脏接地位移倾向偏轴脱色省略过大/小熔融毛刺粘合根据功能定义的复杂程度，某个故障模式可能含有不止一个等级。其中等级的关系如图3.1所示：图3.1故障模式的等级故障原因（cause of failure ）：故障模式的根本原因。除了功能的定义，故障原因可能是FMEA中最重要的概念。故障原因也是制定预防和/或纠正措施的重要依据。对故障原因关注的越多，就越能比较成功地消除故障。在定位故障原因时，切忌过急对纠正措施下定论。操之过急的结果只能是治标不治本，而不能真正完全地消除问题。以下是故障原因的示例：l 系统- 项目不工作- 不足导致搁浅（Shorted lead to ground）l 设计- 振动- 负载冲击l 过程- 电压电涌- 轴承老化l 服务- 人为错误- 技能薄弱一般故障的表述如下：操作危险不准确的_不合适的_不足的_不正确的_人为错误在确定故障或者错误时，“人为错误”具有特别的意义。系统、设计、过程和服务的故障可能由于人为错误而引起的。人为错误可能是由于粗心大意（换句话说，没有按照规定的要求和/或程序执行）。然而有些情况，即使操作人员严格按照规定要求和程序进行操作（并以为正在生产安全的产品和提供优良的服务）时，也是可能会犯人为错误（Bass 1986）。团体首先认识到人为错误并进行系统、设计、过程或者服务的失效验证是对人为错误进行控制的一般方法（Bass 1986；Blanchard 1986；Deming 1986；Dececioglu 1991）。并且所有误差的大部分（92%）是由于系统本身所引起的，而只有8%是由于操作者所引起的。人为错误在FMEA中的影响具有深远的意义，这是因为：(1) 为故障的原因提供了权宜的答案；(2) 对操作者进行考核，他可能是犯错的人，也可能不是；(3) 着重分析由于人为错误所带来故障的现象，而不是原因；(4) 它经常被使用。在错误能归结到人为错误之前，工作人员在上岗之前必须处于能够控制自己的状态，并确信：1. 工作人员知道别人对自己的要求是什么。l 操作人员是不是得到了合适的培训？l 有没有书面的，及时更新的操作要求、指南和程序等等。他们是不是都能达到岗位要求？l 他们是不是对规定等级操作要求有适当的理解？l 当需求出现合法允许的更改时，操作者能不能得到准确及时的提示和指导？l 对于相应的任务，操作者现在是否或即将得到适当的培训？l 操作者对于任务有没有所有权？l 授权是否到位？l 主管是不是能在出现问题或需要解释和重申需求的时候对操作人员不断的提供帮助、指导和劝告。2. 工作人员是否知道自己已经或未完成别人对自己的要求。l 是否向操作人员提供了衡量他们表现水平的方法。l 操作人员是否知道衡量不能接受的和合格的工作表现的标准？是否知道什么时候纠正操作过程？操作人员是否有权力调整操作过程？l 主管有没有对操作人员的工作质量提供反馈？好还是不好？3. 工作人员是否具有调整操作过程的方法。l 操作过程的设计有没有通过研究并考核是否稳定和有效，或者偶然误差是否依然存在？l 操作人员是否知道采取什么措施可以纠正操作过程？谁来通报？l 是否合理地处理了所有的事情，并使得操作人员感觉在简单、安全和可靠地进行工作？如果管理上满足了所有的上述要求，那么操作是否合格并且产生最小的错误就取决于操作人员本身。当然，即使这些要求都充分满足，还是不可避免地会发生错误，这并不是操作人员缺乏工作动力，这只是表象，根本原因是还存在一些细微、特别、需要找出并消除的错误及故障。从FMEA的观点来看，发生人为错误是适当和合法的。然而更多时候它们却掩盖了真正的原因，并应受到限制（Stamatis 1991）。需要注意有些行业（比如汽车制造业）不认为人为错误在FMEA中是故障原因，正如不把检查和培训这种长期行为看作是纠正措施。需要更多的信息请参看第14章。在开展FMEA时，需要注意的另外一个问题是谨防陷入分析误区。FMEA团队应该意识到在分析过程中存在很多圈套，很容易就把本来琐碎并且价值不高的问题分析成了看似“真正重要”的问题（见第二章，图2.19）。有些专家认为，FMEA并不是总是在盘根究底地寻找所谓的根本原因，而是在寻找功能意义上的根本原因。所以我们必须认识到，所有的所谓“根本原因”是可以清晰定义和解释的原因，而不能没有定义程度和范围的一味地分析。故障影响（Effect of Failure）：故障对系统、设计、过程或服务所产生的作用。故障影响可以通过处理如下问题来得到提示：当故障发生时会出现什么情况？故障会带来哪些连锁反应？可以从两个角度考察故障影响。第一，局部角度，假设故障发生后是孤立的，只对故障载体本身产生影响，并且不对产品的其他部分产生影响。第二，全局角度，认为故障能够影响其他功能和/或组件，这种影响具有多米诺效应。通常故障的全局影响要比局部影响更严重。故障影响同时也是定义故障严酷度的依据。实际上故障影响和严酷度有直接关系。所以如果故障影响很严重的话，严酷度类别也将比较高。下面是故障影响的示例：局部影响：踏板照明灯故障全局影响：动力操纵故障下面是常用的故障影响：噪音需要额外的应力死亡不稳定间隙运转释放臭气操作效果削弱影响外观不稳定的操作不工作欠申当踏板照明灯发生故障时，会给人们带来不便。比如，有人可能会看不见地图并在动力操纵时产生失控，最后产生灾难性的后果，威胁到人身安全。过程确认（Process Validation）：指能够防止故障原因的发生和确认特定过程的重复性的控制方法，特别是伴随使用FDA。比如：针对某Cpk的过程确认。 针对某项产品的过程确认。设计确认（Design Verification）：指在设计阶段能够防止故障原因发生的控制方法（Chrysler 1986；Ford 1992，2000；General Motors 1988；AIAG2001）。比如：设计方针设计评审当前控制（Current Controls）：指在设计、过程或服务中能够防止故障原因发生的方法。比如：能力考察设计方针设计评审试验设计安全设计功能检测SQA验证所有SPC方法重复性和再生能力（R&R）分析操作人员的培训耐用性测试仿真测试有限元分析（FEA）公差积累分析数据（Data）：系统的安装、检出手续、操作和维护指南、调查规范、更改、图纸、标准要求以及所有和系统操作有关的条款。* 标有星号的定义是从ASQ；Chrysler；Ford；General Motor和Omdahl综合而来设备（Facilities）：对每一层次的系统、过程和功能维护所需要的所有特定工具。*计算机资源（Computer Resources）：所有为达到FMEA分析目的所需要的计算机设备、附件、软件以及软件附件等等。*供给支持（Supply Support）：在执行FMEA过程中所涉及的所有人力和使用的耗材。*测试和保障设备（Test and Support Equipment）：所有支持FMEA功能的工具、监控设备和检测设备（度量检测、校准、服务和装载设备等）。*以下是和FMEA有关的四种测试类型：类型1意在验证执行性能和物理设计特性的测试。类型2检测系统是否合格的原型测试。类型3正式的测试和论证，在内部测试合格之后及产品完成之前进行。通常情况下，这些测试是由用户在测试场所进行。类型4为了得到更多专业领域的理解，在产品操作阶段所进行的真实使用环境测试。系统输出对于所有类型测试都是重要的。这些输出将成为判定系统工作状况的条件和基础。判定依据的是概率。有以下两种判定：1 生产者的风险()当产品实际上能够被接受时，却遭到拒绝的概率。这种属于类错误。2 用户或者客户的错误（）当产品实际上应该被拒绝时，却被接受的概率。这种属于类错误。风险和测试之间的关系也受这些概率的影响。人员培训（Personnel Training）：为了安装、检出、操作、处理和进行适当的FMEA而对工作人员所教授的技能。*维护计划（Maintenance Planning）：为了满足FMEA过程实施和维护需要而制定的所有计划和分析。*概率（probability）：通常通过使用分数或百分比数的形式，定量表示某项特定事件发生（成功）的次数在整个数量的试验中所占的比例。*可靠性（Reliability）：可以简单的定义为：在特定的环境下，在规定的时间内，系统或产品能够提供满意表现的概率。*真实情况接受Ho拒绝Ha拒绝Ho接受HaHo是真的高P1低P1Ho是假的Ha是真的低P错误，高P1维修性（Maintainability）：表示项目能被维修的能力。*维修（Maintenance）：能够使系统一直保持或恢复到有效工作状态的一系列行为。*保障性（Supportability）：表示系统能够被保障的程度。衡量来源是系统主要设备设计的内部特性和整体保障能力的效率。*可用性（Availability）：操作时间（可靠性）和停产时间（维修性）的函数。*可信性（Dependability）：操作时间（可靠性）和停产时间（维修性）的函数。*故障率（Failure rate）：在规定的时间间隔内，故障发生的比率。*修复性维修（Corrective Maintenance）：由于故障发生的不定期性而进行的非计划内维修，保持系统处于良好的状态等级。*预防性维修（Preventive Maintenance）：在计划之内的为保持系统处于良好状态等级的行为。可以通过系统的检查、检测、服务、状态监视和/或更换等行为达到防止潜在故障发生。*平均维修间隔时间（Mean Time Between Maintenance）：所有维修行为（纠正性和预防性）的平均间隔时间。*可达可用性（Achieved Availability）：当系统或设备在理想的保障环境下（换而言之，就是在工具、备件和人员都齐备的情况下）在任何时候都能处于良好表现状态的可能性。*使用可用性（Operational Availability）：当系统或设备在实际操作环境下，一旦要求工作时，能处于良好状态的可能性。*功能分析（Functional Analysis）：逻辑、系统的设计和开发方法。是把系统运作和保障需求分解到一系列定性或定量设计要求的过程。这是迭代的过程，最后通过功能流程框图（functional flow block diagrams）来表示。*灵敏性分析（Sensitivity Analysis）：当分析人员对分析结果不是很有信心时（由于缺乏数据，分析条件太过理想化等等）可以使用的方法。处理的问题可能类似于：分析结果对不确定参数有多灵敏？最后通过把不同的多因素作为使用的输入参数来得到分析结果。*应急性分析（Contingency Analysis）：对由于相关内部标准的变化而采取相应决策的调查。*参考文献1. AIAG.2001 Potential failure mode and effect analysis.3d ed.DaimlerChrysler Corporation,Ford Motor Company,Gerneral Motor Corporation.Distributed by AIAG.Southfield,MI.2. ASQC.(1983).Glossary and tables for statistical quality control.ASQC.Milwaukee,WI.3. Bass,L.1986.Products liability:Design and manufacturing defects.Colorado Spring,CO:Shepards/McGraw-Hill.4. Blanchard,B.S.1986.Logistics engineering and management.3d ed.Englewood Cliffs,NJ:Prentice Hall.5. Chrysler Motors,1986,Design feasibility and reliability assurance,In FMEA. Highland park,MI:Chrysler Motors Engineering Office.6. Deming,W.E.1986, Out of the crisis.Cambridge,MA:Massachusetts Insititute of Technology.7. Ford Motor Company.2000.FMEA handbook with robustness linkages.Dearborn,MI:Ford Motor Company,Ford Design Institute.November.8. -.1992.FM