【技术分享】FMEA要分析到根本原因吗?
编者荐语:
根本原因是相对的!
大多数情况由FMEA分析的目的来决定。或者说是根据自身的职责范围来决定!FMEA不是FTA,也不是5Why。
以下文章来源于鲜万世质量频道 ,作者Martin鲜万世
鲜万世质量频道.
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FMEA要分析到根本原因吗?
DFMEA的结构层次,将系统分解子系统、组件、零件及特性,最后一级特性层就是失效的根本原因。
PFMEA的结构层次,将过程分解为过程项、过程步骤、作业要素;
作业要素中的机器,可以运用设备MFMEA进一步分解,最终分解到设备部件的特性,最后一级特性层也是失效的根本原因;
每三层构成一组FMEA关系,逐层展开,直到根本原因,所以在每一层的结构中,就不强调是否为根本原因了。。。
话说前两天有朋友在群里问,做FMEA风险分析时,失效原因要不要分析到根本原因?有人认为,FMEA是失效分析的工具,当然要分析到根本原因;有人却认为,新版FMEA手册,只有要求分析原因,并没有指明是根本原因,所以FMEA不要分析到根本原因?我认为之所以会出现这样的争论,还是没搞清楚FMEA的失效链或失效网的逻辑关系。从DFMEA的结构层次来看,将系统分解子系统、组件、零件及特性,分析范围取决于设计责任,那么你聚焦哪一层,它的下一层就是失效原因,并逐层分解到特性,所以特性就是DFMEA的根本原因。从PFMEA的结构层次来看,将过程分解到过程步骤、作业要素,作业要素4M就是PFMEA的失效原因,但其中4M中的“机器”,还可以运用设备MFMEA进一步分解,最终分解到设备部件的特性,设备零部件的特性就是根本原因,由于新版FMEA最大的特点是结构层次,每三层构成一组FMEA关系,逐层展开,直到根本原因,所以在每一层的结构中,就不强调是否为根本原因了。
在AIAG第四版FMEA手册中,对潜在失效原因解释中,有要求分析到根本原因,具体见下面的截图,要求用充分的细节识别失效模式的根本原因,能识别适当的控制和措施计划得到验证。在AIAG的FMEA中,不强调调按层次分析,直接到特性的根本原因层。将手册中的案例来做一个演示:
失效模式是整车级的车辆不能停止,下一层失效原因是刹车板到刹车片没有传递制动力,在AIAG的FMEA中不能算失效原因,因为是中间过渡层,定义为失效机理,特性层是特性设计不当,机械接口连接断裂,引起无法传递制动力,最终导致了失效模式车辆不能停止。所以根据以上案例,失效模式与失效原因的失效链是跨层的,将特性层作为失效原因,而中间过程当失效机理,关注层是失效模式,AIAG的FMEA手册不是按结构层次展开,所以强调要分析到失效原因。
新版FMEA手册3.4.6中PFMEA的失效原因描述中也没有提及根本原因。在新版手册的DFMEA和PFMEA部分均没有提及根本原因,我们先从DFMEA说起,DFMEA结构分析中将系统分解为子系统、组件、零件和特性级,动力系统分解为起动机、传动机构、拨叉、材料性能及几何尺寸,分析的范围取决于设计的责任,如电动机不再分解,因为由供应商负责设计,电动机不产生独立的FMEA,只作为失效原因存在。聚焦元素(中间层)是系统那就是系统级的DFMEA,图示中聚焦的元素是起动机,起动机的失效是失效模式,下一级传动机构的失效就是失效原因。聚焦元素(中间层)是子系统那就是子系统级的DFMEA,图示中聚焦的元素是传动机构,传动机构的失效是失效模式,下一级拨叉的失效是失效原因。聚焦元素(中间层)是零件那就是零件级的DFMEA,图示中聚焦的元素是拨叉,拨叉的失效是失效模式,下一级材料、尺寸等特性失效是失效原因,材料性能、尺寸特性再不分解了,那么最后一层特性的失效就是根本原因了。
起动机传动机构失效链
对失效网进行逻辑连接时,用下面的提问是非常有效的,将失效原因链接到失效模式,应自问,失效模式为什么会发生?将失效后果链接到失效模式,应自问,失效模式发生时产生了什么后果?我们研究的案例是起动机,聚焦元素是起动的传动机构,那么传动机构对应的失效是失效模式,它的上一较别是起动机,起动机对应的失效是失效后果,它的下一较低级别是拨叉,拨叉对应的失效是失效原因,特性对应的失效是根本原因。传动机构的位移为什么不能实现和飞轮的啮合?因为拨叉性能不足。进一步的根本原因是材料选择错误。传动机构的位移不能实现和飞轮的啮合时,会生产什么后果和影响?起动机在启动开关闭合信息和输入电源时,无法转速和扭力输出。所以在新版的DFMEA中,按系统、子系统、组件、零件及特性分解逐层展开,最后一个层次特性层就是根本原因,在每三层建立DFMEA结构时,就不强调要分析到根本原因了。PFMEA的结构关系是按结构层次排列系统元素,将制造系统分解为过程、过程步骤、作业要素。过程的失效原因是最基础层次,是传统的4M,也就是人、机、料、环,人是操作工、机是设备、工装、夹具、模具、工装等;料是间接物料,环是环境。
如图所示,输入轴总成的生产过程,分解到磨削过程步骤,再将进一步分解至调机员、磨床、操作、环境。其中“机器”,还可以运用设备MFMEA进一步分解,最终分解到设备部件的特性,设备零部件的特性就是根本原因,见下图,磨床也分解为夹紧系统、驱动系统、控制系统、机座、冷却/润滑系统等,设备系统可以进一步分解为设备部件及特性,如果这些设备是你自己的设计的,也就最底层的根本原因了。所以在新版的PFMEA中,按过程、过程步骤、作业要素分解逐层展开,最后一个层次过程特性层就是失效原因,在每三层建立PFMEA结构时,就不要强调要分析到根本原因了。
对PFMEA的失效网进行逻辑连接时,用下面的提问是非常有效的,将失效原因链接到失效模式,应自问,失效模式为什么或发生?将失效后果链接到失效模式,应自问,失效模式发生时产生了什么后果?
我们研究的案例输入轴生产过程,聚集元素是过程步骤:磨削。油封粗糙度不合格是失效模式,作业要素对应功能的失效是失效原因,如调机员装入错误的程序、磨削速度过大或过小等。
如果你负责工装、设备的设计,按机器、机器各大功能系统、机器部件及特性分解逐层展开,最后一个层次特性层就是根本原因,在第三层建立MFMEA的结构时,就不强调分析到根本原因了。综上所述,DFMEA的结构层次,将系统分解子系统、组件、零件及特性,最后一级特性层就是失效的根本原因。PFMEA的结构层次,将过程分解为过程步骤、作业要素,其机器,可以运用设备MFMEA进一步分解,最终分解到设备部件的特性,最后一级特性层也是失效的根本原因,每三层构成一组FMEA关系,逐层展开,直到根本原因,所以在每一层的结构中,就不强调是否为根本原因了。作者简介:
鲜万世:TUV莱茵FMEA专家之一,微信公众号主编,FMEA相关原创技术文章200多篇。在欧美日世界500强制造业集团公司,相关质量管理的经验超过10年;擅长于汽车制造系统及其零部件制造与质量改进项目的培训与咨询·;建立了精益成熟度评价系统,并为上汽大众汽车、延锋伟世通建立了精益评估系统;擅长FMEA、ISO9001、IATF16949等与质量有关的管理体系以及质量改进的工具应用。
R-FMEA是基于业界标准和最佳实践开发而成的失效模式及影响分析软件。它基于FMEA工程应用行业-汽车行业的标准和最佳实践,融合国可工软团队十几年的可靠性咨询和服务经验, 基于产品结构树和工艺流程图,通过向导式的分析过程, 建立产品设计的DFMEA(设计FMEA)和产品制造的PFMEA(工艺FMEA), 并可以扩展到SFMEA(系统FMEA)、MFMEA(机器FMEA)、 FMECA(故障模式、影响和危害性分析)等不同的应用。
与传统的FMEA分析方法和软件相比,R-FMEA最大的特点是通过其七步的分析流程, 构建了关联紧密的FMEA基础数据关系,即FMEA主模型。FMEA主模型体现了类三维模型概念,既包括了结构之间、功能之间、失效之间的关联关系, 又包括了结构、功能、失效、措施、风险值(S、O、D)之间的关联关系。这些关联关系在分析过程中逐步创建,并保存于底层数据库中。通过FMEA主模型,工程人员可以根据需要构建简单的或者及其复杂的FMEA分析, 并实现企业知识的积累和快速重用。