如何开展失效分析100422.doc

如何开展失效分析一、什么是失效分析失效分析就是研究设备和零部件的结构原理、使用条件、劣化规律，找到失效的机制，从而得出指导维修的适应性方法的活动。失效分析把预防性修理从设备推进到零部件，是设备精益化维修的重要方法。同时也是我们认识故障本质的逆向思维和探索，是深化对故障的认识源头和途径的探讨。二、开展失效分析的意义在技术高度发展和日益复杂化的今天，维修由零部件级已经逐步向集成式维修转变。维修更换的单位成本越来越大，但我们绝对不应该放弃对零部件的控制，其意义在于：1） 失效分析体现了精益维修的基本思想，深入研究重要零部件的损坏规律，有助于推动故障向零目标的迈进。2） 有利于降低维修的单次成本，从而降低维修的总体费用，因而也是企业降成本的需要。失效分析是最能体现针对性、预防性的精益维修方法，我们大力推荐这种有效的方法和工具。三、失效分析的一般技术方法失效分析需要对设备、结构、零部件有充分细致的了解，因而也是技术性很强的活动。（一）强制劣化与自然劣化所谓劣化，是指设备、结构、零部件使用性能的丧失。要掌握零部件的使用规律，就必须先了解什么是强制劣化和自然劣化。一般讲，按照劣化的形成来源，大致有两类自然劣化和强制劣化。什么是自然劣化？自然劣化是设备结构和部件不可避免的性能变坏的趋势。如正常的磨损、材料的老化等。自然劣化只和设备先天品质有关系，如设备精度、材料材质、加工质量等。一般认为自然劣化从设备一进厂起，就已经决定了，使用过程很难干预。什么是强制劣化？强制劣化是由于使用条件不合理，造成设备结构和部件的加速损坏现象。强制劣化和使用方法、使用环境不正确有关。如野蛮操作、不正确的维修、润滑不良、温度不适合等，都将造成设备劣化的加快。由上面分析，我们可以看出，强制劣化是可以消除的，因此，我们必须正确使用设备，合理保养设备，以消除零部件的强制劣化。我们积极去识别零部件的劣化外因并予以遏止，对延长重要零部件的使用寿命，提高设备整体稳定性，降低停台，将有着重要的意义。 图1：员工在进行设备零部件的常规保养（二）认识设备与零部件的失效分类一般来讲，失效有多种方式，对指导我们维修比较有意义的是按早期失效和晚期失效来理解。早期失效的原因是产品制造中存在缺陷，晚期失效的原因是使用后性能逐渐劣化而进入失效期。为控制早期失效，前期采购的品质控制是必须的。因此维修要主动介入生产准备过程，整改和抑制不良，减少早期失效，而不是被动等待别人把一套完好的设备交接到你的手里。道理很简单，因为没有人比我们更专业。而控制晚期失效，则主要要克服强制劣化的各种诱因，如正确操作、合理保养、坚持日常点检、润滑、更换等。失效分析又可分为整机失效分析和零部件失效分析。失效分析的核心是失效机制的揭示，失效机制是导致零件、元器件和材料失效的物理或化学过程。在研究失效机制时，通常先从外部诱发因素和失效表现形式入手，进而再研究较隐蔽的内在因素。分析越细致，越能找到低层失效原因，越是低层的原因，往往越是真实的问题点。（三）六种失效曲线备、部件、零件的损坏规律呈现多样性。下面是六种失效曲线。 图2：故障/失效曲线其实，设备是由零部件组合而成的，六种曲线恰巧反映了零部件的组合特性。那反过来，很多部件（外构件、标准结构等）也是由更小单位的零件组成，我们是否可以借鉴它们来识别其损坏规律呢？曲线1：我们提得最多的设备及部件的故障规律浴盆曲线。前期因制造缺陷、需要磨合等，会有一段故障高发期；然后一段长时间内进入相对稳定期。后面的故障增高，反映了设备和部件的寿命后期，状态逐步劣化的趋势。我们的设备大多数属于这类规律。曲线2：部分设备和部件，前期故障率高，随着“磨合”过程和整改的结束，逐步趋于稳定，在使用期限内比较平稳。事实上，现在许多制造技术、标准成熟稳定的定型化产品都是这样。曲线3：后期故障率高。这典型地反映少部分设备、部件，及我们常说的易损件的规律。该趋势的识别对指导零部件的定期更换是非常必要的。如轴、皮带、密封圈、制动瓦等。曲线4：前期故障率低，随着使用故障率略微上升到一个稳定的状态。曲线5：损坏过程比较均匀，呈现逐步劣化的趋势。这种情况大多数指正常磨损的零件及油品等。曲线6：从出厂起，就没有明显的状态变化。只要保证使用条件，并进行必要的保养，就可以长期工作。当然这个长期是相对的，一般是指在设备使用期限内。部分耐用件如电子类产品等都是如此。以上曲线中，1、3、5有明显的寿命，必须予以储备备件并进行定期更换，2、4、6没有明显的寿命，可以不予考虑（四）劣化趋势的量化与状态维修我们度量劣化趋势，一般是度量零部件的损坏周期。确定劣化的趋势，可以有多种方式：1、借助厂家提供的数据我们可以从厂家说明书中获取维修、保养的建议，从而了解到部分零部件的保养、更换周期。2、根据老维修员工的经验很多老维修员工，从自己长期的维修实践中，积累了大量零部件使用规律和周期的经验，而且这些经验相对准确。3、从维修实践中去获取有些无法确定周期的重要零部件，一定要通过周期性点检来确认其损坏趋势，逐步通过维修实践来得到合理的更换周期。并固化到检修计划、点检或定修等文件中。4、产品手册从标准件产品手册及相关资料，获取产品性能指标、材质等相关信息，从而为判断使用寿命提供依据。6、通过必要的仪表工具来测取判断零部件的状态这是状态维修的一个重要手段。很多没有明显周期规律，或者安装位置不易直接检查的部位，我们可以利用仪器来测取。比如我们购买了链条检测仪，车间应该加以应用。四、如何在维修保全中开展失效分析活动失效分析的实施，包括如下一些内容：（一）正确使用设备对设备的不合理使用，显然将直接影响设备的使用寿命，造成零部件的强制劣化。为此我们要：1、不野蛮操作设备。2、有异常及时通知专业维修人员检修，不带病使用设备。3、不过负荷使用设备。4、规范操作流程，编制和严格执行设备操作规程，严格考核，持证上岗。车间特别要控制替岗、轮岗人员的操作技能培训，防止人员产生的强制劣化。（二）精心做好设备日常保养和定保设备不能光使用，不保养。保养不良将造成零部件寿命的大幅度降低，这个幅度甚至在几倍甚至几十倍。最典型的对寿命有重大影响的保养就是润滑。因此，生产再忙，也必须留出设备维修保养的时间。常规的保养如清擦、润滑、换油、紧固、整理、调整、换件、标定等。（三）创造良好的设备使用条件许多零部件有特定的使用条件，必须在规定的使用条件下去使用，才能保证正常的使用寿命。常见的使用环境，包括温度、湿度、粉尘、震动、腐蚀性气体、照度等。如电子电路对温度、湿度敏感，精密机械零部件对温度、震动、粉尘、腐蚀性气体敏感等。（四）强化点检，加强设备状态检查针对重要零部件，必须定期进行状态检查。我们可以结合点检、定检、检修计划等方式进行。我们不追求对所有零部件进行控制，但必须针对价值贵重、出现问题恢复时间长、采购周期长或直接影响产品质量等的零部件进行控制。（五）在前期管理中的失效模式在设备采购环节中，我们可以预想同类设备的在日常使用中的失效规律，然后通过制造技术要求来予以规避。比如机械化输送设备，可以总结日常常见故障和失效方式，如吊具变形、升降机转挂不准、链条拉长断裂、轨道磨损、结构干涉等，找到规避方法，并体现在技术合同中，要求厂家进行应对性设计。（六）用失效分析来指导故障真因的查找在故障分析中，针对零部件造成的重要故障，为防止再发生，开展故障零部件的失效方式分析，找到所有失效的可能，并得出本次故障的真实失效原因，有利于把故障真因的真正确认。比如一个轴承引发一次重要故障停机，那么我们可以研究轴承的失效过程。比如导致失效的条件可以有润滑不良、过负荷、冲击、震动、设计能力不足、灰尘等等，从这些失效方式中，本次故障的失效原因是什么？这样的推理过程，足以使我们找到故障发生的深层次原因。只要我们采取的改善或预防措施得到，控制故障复发绝对不是奢望。（七）改善让失效分析发挥作用的钥匙失效分析只是过程，开展再多的失效分析，找到了真正设备失效的原因，不继续做事也没有任何意义。所以，失效分析之后，必须跟踪以改善。针对设备先天缺陷导致的失效，我们要改善设备结构。针对环境不良导致的失效，我们要改善环境。针对使用不良导致的缺陷，我们要改善使用方法，修改作业指导书。针对随意不可控原因导致的失效，我们要改善保养和点检方法、周期，增加控制点，及时了解设备状态。针对正常损耗导致的缺陷，我们要改善定保周期，实施定期更换。只有改善，才是使失效分析产生效果的终结手段。五、失效分析实例下面列举几个实例。（一）数控设备角度编码器损坏环境导致失效某数控设备C轴角度编码器损坏，造成停台。传感器损坏的原因有水、粉尘、震动、电冲击等。原制造厂商为保护传感器不被冷却水、铁屑等污染损坏，加装了压缩空气负压保护，使得水气、杂质无法进入传感器。但恰恰由于我们的压缩空气含水气过量，反而造成传感器损坏。处理过程：不是仅仅更换传感器了事，而是做如下改善：摘除了压缩空气管，增加遮蔽防护，解决了这一问题。（二）凸轮轴磨床主轴的研损润滑导致失效某精密进口磨床的主轴，在使用中出现振动，经常造成在线测量仪不合格，滑台突然退出而导致零件表面出现小平面磨痕而报废。前后持续几个月，形成废品几百件。后经现场大量观察、测试，确认主轴有问题，拆卸后，发现主轴严重磨损。经排查，确定原因是主轴润滑回油管被杂质堵塞，造成润滑不良。该主轴成本40万。改善方法是：增加润滑管堵塞周期拆卸点检，问题得到控制。图3：精密磨床主轴润滑导致失效（三）直属总装AGV举