發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線PFMEA的改進(jìn)及應(yīng)用

秦杰 楊光治

摘 要：介紹了過(guò)程失效模式及后果分析（PFMEA）方法，對(duì)其定義以及基本原理進(jìn)行了闡述，并分析了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線PFMEA的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)以及發(fā)動(dòng)機(jī)裝配柔性生產(chǎn)線的PFMEA應(yīng)用方案。結(jié)果表明，利用此方案可將PFMEA理論與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合更緊密，更能充分識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線的潛在風(fēng)險(xiǎn)，由此可提前采取相應(yīng)措施避免質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：PFMEA；標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)；柔性生產(chǎn)線；質(zhì)量問(wèn)題

引言

PFMEA作為產(chǎn)品先期質(zhì)量策劃中的重要活動(dòng)，正是強(qiáng)調(diào)事先預(yù)防，以提前發(fā)現(xiàn)潛在的失效模式及風(fēng)險(xiǎn)，從而采取相應(yīng)對(duì)策。在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中，PFMEA無(wú)疑是質(zhì)量管理工具中比較成熟可靠、簡(jiǎn)單實(shí)用的技術(shù)。它既可用于分析整個(gè)制造體系，又可用于單一零件的缺陷處理。因此PFMEA運(yùn)用得當(dāng)，能有效做到防患于未然，對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性起著舉足輕重的作用。在目前的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線上，PFMEA的作用未能發(fā)揮得淋漓盡致，體現(xiàn)在操作工對(duì)于本工位操作的PFMEA理解不足，以及現(xiàn)有的PFMEA不能完全適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線的需求，對(duì)生產(chǎn)不能起到預(yù)防指導(dǎo)的作用。本文分析了目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線PFMEA的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了基于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)以及柔性生產(chǎn)線的PFMEA改進(jìn)方案。

1 PFMEA方法介紹

1.1 PFMEA定義

PFMEA即為過(guò)程失效模式及后果分析（Potential failure modes and effects analysis），主要用來(lái)分析和識(shí)別工藝生產(chǎn)或產(chǎn)品制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的失效模式，以及這些失效模式發(fā)生后對(duì)產(chǎn)品及性能的影響，從而有針對(duì)性的制定出預(yù)防措施，以降低工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品制造過(guò)程中缺陷發(fā)生的頻次，達(dá)到控制和提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的[1]。

1.2 PFMEA基本原理

PFMEA的基本原理為根據(jù)技術(shù)質(zhì)量文件、歷史資料和顧客的要求，分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、維護(hù)和使用環(huán)境，鑒別失效模式，分析引起失效的原因，并利用一定的統(tǒng)計(jì)方法，估算失效發(fā)生時(shí)后果的嚴(yán)重程度（S），發(fā)生頻度（O）以及可探測(cè)度（D），后以SOD三者的乘積計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)值（RPN），再根據(jù)RPN的大小判斷是否有必要進(jìn)行改善或者確定輕重緩急程度，從而以減少不必要的損失，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

在PFMEA的建立過(guò)程中，由工藝工程師（ME）主導(dǎo)的多功能小組發(fā)揮每個(gè)成員的作用，要考慮零部件所有制造工藝及每一步作業(yè)，進(jìn)而分析實(shí)效模式、原因和機(jī)理，并提出建議和措施來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)PFMEA的記錄文件不是一成不變的，而是動(dòng)態(tài)管理并定期回顧，它遵循著持續(xù)改進(jìn)，隨機(jī)應(yīng)變的原則。

2 PFMEA在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線應(yīng)用的改進(jìn)思路

2.1基于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的PFMEA應(yīng)用框架

在目前的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線上，每一個(gè)工位都會(huì)有標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)（SOS/JES），操作工必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對(duì)于PFMEA我們已經(jīng)有了一套比較規(guī)范的管理辦法，覆蓋了每個(gè)工位，也會(huì)定期去回顧更新，但對(duì)于PFMEA與標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)之間的聯(lián)系顯然不夠緊密，操作工都是形式化機(jī)械記憶，對(duì)于實(shí)際操作并沒(méi)有起到應(yīng)有的指導(dǎo)作用。

例如上圖的缸蓋上線工位PFMEA，具體來(lái)說(shuō)識(shí)別的潛在失效模式及潛在原因過(guò)于粗放，沒(méi)有細(xì)化到員工的每一步標(biāo)準(zhǔn)化操作，員工盡管知道該工位某一個(gè)失效模式以及導(dǎo)致的后果，甚至都能記得SOD以及RPN值，但為什么一些質(zhì)量問(wèn)題屢屢出現(xiàn)乃至重復(fù)發(fā)生？因?yàn)樗麄儾⒉灰欢ㄖ烂恳粋€(gè)步驟的標(biāo)準(zhǔn)化操作背后隱藏的風(fēng)險(xiǎn)，或者盡管知道但自認(rèn)為無(wú)關(guān)緊要。因?yàn)镻FMEA未關(guān)注每一步操作細(xì)節(jié)，因此大家都不會(huì)去重視，風(fēng)險(xiǎn)未被識(shí)別且不斷在累積，終究會(huì)導(dǎo)致缺陷的發(fā)生。

例如曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的火花塞間隙小的問(wèn)題，在分析裝配過(guò)程中可能產(chǎn)生的原因時(shí)，恰恰發(fā)現(xiàn)在缸蓋上線工位是存在一定風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致火花塞間隙小的。而以上圖1的PFMEA中卻并沒(méi)有火花塞間隙小的失效模式，原因是該工位并未涉及到火花塞的安裝及檢查，但實(shí)際員工在操作過(guò)程中如果存在暴力拖拉缸蓋現(xiàn)象是會(huì)影響到火花塞間隙的。又如在長(zhǎng)缸體泄漏測(cè)試發(fā)現(xiàn)缸蓋底面有雜質(zhì)，圖1的PFMEA中也辨識(shí)出了缸蓋底面沾上異物的失效模式，但在潛在原因分析時(shí)并未充分考慮到SOS中的操作。實(shí)際中員工需要用無(wú)紡布擦拭缸蓋底面，以擦掉異物雜質(zhì)，但如果無(wú)紡布本身也是臟的呢？不僅不會(huì)擦干凈還會(huì)帶來(lái)新的東西，看似非常不起眼的一個(gè)操作步驟，結(jié)果是適得其反了，而質(zhì)量問(wèn)題往往就在一個(gè)不經(jīng)意的操作中發(fā)生，改進(jìn)后以上兩個(gè)例子寫(xiě)入該工位PFMEA如圖2所示。

總之，我們的PFMEA不能脫離SOS，要根據(jù)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，提前采取措施預(yù)防，降低高風(fēng)險(xiǎn)的RPN值；同時(shí)對(duì)于員工也較為容易理解，知道自己的每一個(gè)操作如果不到位可能導(dǎo)致的后果，對(duì)提高質(zhì)量意識(shí)消除質(zhì)量隱患起著積極的作用。

2.2. PFMEA在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用框架

另外發(fā)動(dòng)機(jī)裝配涉及零件眾多，且生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，有許多環(huán)節(jié)，每時(shí)每刻、每個(gè)地方都有可能出現(xiàn)差錯(cuò)。由于人機(jī)料法環(huán)等生產(chǎn)要素的偶然變化引起的這些差錯(cuò)經(jīng)常導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。特別是目前一條生產(chǎn)線同時(shí)生產(chǎn)幾種機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)，而僅憑單一品種生產(chǎn)線的經(jīng)驗(yàn)對(duì)柔性生產(chǎn)線進(jìn)行管理控制，通常導(dǎo)致無(wú)法有效辨識(shí)混線生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而容易造成質(zhì)量問(wèn)題。這一點(diǎn)現(xiàn)行的PFMEA還不夠全面，同時(shí)我們也沒(méi)有能充分利用PFMEA這一有力工具，實(shí)際其發(fā)揮的作用非常有限。

機(jī)型切換本身存在較多不確定的因素，利用好PFMEA工具可以將各種機(jī)型相互切換的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別出來(lái)，將這些不確定因素轉(zhuǎn)化為在可控范圍內(nèi)，質(zhì)量問(wèn)題也將得到有效控制，利用此流程可以將裝配線切換機(jī)型所有風(fēng)險(xiǎn)有效識(shí)別并控制，同時(shí)促使各層級(jí)人員參與，能極大降低風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

PFMEA作為發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上一項(xiàng)最核心的工具之一，在實(shí)際生產(chǎn)中可成為有效的質(zhì)量預(yù)防控制手段，體現(xiàn)在：潛在風(fēng)險(xiǎn)還未發(fā)生失效前就起到預(yù)防作用，并推動(dòng)后續(xù)解決措施的落實(shí)；可記錄和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為出現(xiàn)的問(wèn)題積累經(jīng)驗(yàn)；可有針對(duì)性地對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，將存在的風(fēng)險(xiǎn)明確地告知員工。本文通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線PFMEA應(yīng)用不足的改進(jìn)，提出了基于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)以及柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用框架，大大提升了PFMEA對(duì)于質(zhì)量控制的使用價(jià)值，同時(shí)能顯著提升裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性。