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俄罗斯在FMEA应用上的一些特色(上)

2020年11月6日,我参加聪脉(上海)信息技术有限公司主办的“中国FMEA峰会”后受到感召,决定阅读、翻译和消化俄罗斯在《质量管理方法》杂志上发表的有自身特色的FMEA系列文章。

俄罗斯在FMEA应用上的一些特色(上)

        2020年11月6日,我参加聪脉(上海)信息技术有限公司主办的“中国FMEA峰会”后受到感召,决定阅读、翻译和消化俄罗斯在《质量管理方法》杂志上发表的有自身特色的FMEA系列文章。文章共计6篇(51页),分为4个部分。①2019年第6期:分析13种FMEA软件②2019年第7、8、9期:IDEF0在FMEA的应用;③2019年第12期:BPMN在FMEA的应用;④2020年第4期:本体论在FMEA的应用。此外还有一篇相关的英语文献(7页)。

        美德合作的最新版FMEA是2019年7月发布的,俄罗斯选择与其同时发布自具特色的FMEA系列文章,值得关注。美俄是航空航天领域的双雄,上海飞机设计研究院就有中俄共同研制的客机项目,而FMEA这个方法最初就是从航空航天领域搞起来的。俄罗斯的《质量管理方法》杂志也有专门介绍美德合作的最新版FMEA的文章,但现在还读不到的2020年12期上的文章。从上述6篇文章看,俄罗斯的FMEA应用密切联系软件,可能甚于中国。联想到我曾在上海质量协会听日本专家作“数字技术7大手法”报告(上海质协培训中心已引进这个课程),感到传统的“人、机、料、法、环、测”这些要素中,似乎应当加上一个新要素“数”,以反映和顺应时代的发展。我自2008年后比较认真地研究FMEA,讲课反响也不错,在天津的《质量春秋》杂志2016年第3期发表了联系FMEA的《试谈历练与风险控制》的文章。但我有自知之明,与众多参加聪脉FMEA峰会的人相比,我缺乏在企业实际推动、实施FMEA的经验,也没有设计和开发FMEA软件的经验。我作为一个传声筒,把俄罗斯的FMEA特色介绍给中国的同行们,让他们来了解、辨识和开发利用,如能有所效用,则幸甚。当然若有机会,我也愿意在企业实际操练FMEA。

        本文分两大部分,每部分介绍前述4个部分的两个部分。

一、分析13种FMEA软件
 

FMEA方法(失效模式与影响分析)的应用,是基于质量管理流程的目的,使生产过程中最为关键的步骤突显出来。它被用来对可能的错误进行分析和分类,这对系统工作的运作至关重要。这与使用信息技术有关,需要选择相关的软件。目前,在市场上有几十种不同的软件产品来支持FMEA。哪一种更受欢迎?

可以理解的是,单独使用WORD和EXCEL是更便宜的信息支持FMEA方法,但都局限于形成和打印协议,几乎不允许形成这些方法的系统性信息支持。对于小型企业是出路,但是,一旦超越每年产品单位的极限,形成数据库就是必要的,这同样减少分析的时间和对包括FMEA报告在内的修改。在这种情况下,通常使用专门软件产品作为信息支持,它们或者直接为FMEA设计,或者有单独模块作为相应的工具包。

为了比较市场上提供的软件产品以帮助使用FMEA,我们制定以软件产品有效工作的必要性为形式的比较标准。

需要首先考察该方法的算法,特别是缺陷分析算法来确定FMEA支持软件产品的需要。这个算法简要地以下面方式展现:

1)列出生产过程的零件或操作成分清单,并描述产品或过程的总体结构;

2)做出前述每项元素的基本与补充功能的定义;

3)做出第一项中每个元素的需求清单定义;

4)基于第二和第三项识别潜在缺陷;

5)对于每一个潜在的缺陷,确定潜在后果的清单,并估计其严重性分值S;

6)对于每一个潜在的缺陷,确定其发生的机制和起因启动的清单;

7)制定预防潜在缺陷的措施清单,并确定每个原因/缺陷的发生分值O;

8)确定检测原因/缺陷所需的措施清单,并确定检测分值D;

9)计算优先风险数RPN=S·O·D,和/或使用其它方法来评估风险;

10)为降低风险选择优先的缺陷/原因,来评估总风险(可能有几种方法:RPN排序、优先措施矩阵等);

11)对于选定的缺陷/原因,形成降低风险的措施,任命负责人,计划实施期限;

12)监测降低风险措施的执行情况,并重新评估风险水平,以评估执行措施是否足够(重新评估和给出S、O、D和RPN的分值,进一步评估风险);

13)形成FMEA报告,存档和随后的文档管理,包括更新。

从第4到10项实施直接的分析,第1-3项是做准备的,第11-13项是为了风险管理和分析结果的后期文档。虽然第12项可以在产品或过程具有重大变化的情况下,做出完整的风险分析,但也可能采取的降低风险的措施不到位,而回到算法的第4项。

二、IDEF0在FMEA的应用

FMEA方法广为人知,经常用在产品设计和它生产过程的风险分析中。一方面,这种方法的流行是由于其普遍性、相对简单性和结果的重要性,从而提高产品和过程的可靠性和质量。另一方面,许多企业被迫按照客户的要求使用FMEA方法。具体来说,这一要求是由汽车制造商对汽车零部件供应商提出的。

在许多文献中,对FMEA的程序有不同程度细节的描写。但描述充其量不过是简单的流程图,列出了基本行动的顺序,但没有说明文件(更不用说信息)和责任人的流程,或程序模型的结构非常有限。

俄罗斯借助记号法IDEF0开发FMEA过程模型。IDEF,是ICAMDefinition的缩写,是指一个家族的系统和软件工程领域的建模语言。它初于20世纪70年代在俄亥俄州美国空军材料实验室,由赖特 – 帕特森空军基地的Dennis E. Wisnosky, Dan L. Shunk等人发起。IDEF涵盖了广泛的用途,从功能建模到数据模拟,面向对象的分析和设计,以及知识获取。IDEF图表有很多类型,包括IDEF0至IDEF14

对于FMEA下述5个阶段,分别记为A1~A5:

A1:计划和准备FMEA程序(启动正在进行的程序);
A2:研究对像的结构和功能分析;
A3:风险评估;
A4:制定和实施方法以降低风险;
A5:FMEA结果报告(完成当前程序)。

FMEA的IDEF0模型以最高层A0画出上述5个阶段的图形,见图1:

如果孤立地看A1~A5的每个图,它们有点像AIAG推荐的乌龟图。中间的矩形(身体)是过程,左面进去的(尾巴)是输入,右面出来的(头部)是输出,但本来在四肢上的内容移到身体的上下两侧了。但重要的是,乌龟图仅适用于孤立过程,现在各个乌龟图互相耦合起来了,形成复杂的网络,使FMEA整个流程显得形象、直观。

 

 

俄罗斯在FMEA应用上的一些特色(上)

                     图1:A0层的IDEF0图

 

       对A0层,还配有两个表,即输入输出表和资源保障表,见表1和表2。这两个表的具体内容,基本上在图1上已标识出来了,只不过列成表格后更易查阅罢了。

表1:FMEA程序阶段的输入输出(A0级)

输入

阶段(过程)

输出

开始程序的命令

项目的原始信息

 

准备与计划(启动)(A1)

目标、任务、分析范围

模拟数据

项目数据

•FMEA团队工作方法

团队工作计划表

准备好的设施、设备和材料

目标、任务、分析范围

模拟数据

项目数据

 

结构和功能的分析(A2)

流程图(对象结构)

流程图(流程结构)

(对象)功能描述

对象要求清单

目标、任务、分析范围

模拟数据

项目数据

流程图(对象结构)

流程图(流程结构)

(对象)功能描述

对象要求清单

根据故障模式的无效措施清单

风险评估(A3)

故障清单

原因分析曲线图

后果分析曲线图

FMEA协议

FMEA协议

开发和实施纠正措施以降低风险(A4)

FMEA协议

纠正措施报告

根据故障模式的无效措施清单

流程图(对象结构)

流程图(流程结构)

(对象)功能描述

对象要求清单

故障清单

原因分析曲线图

后果分析曲线图

FMEA协议

纠正措施报告

FMEA结果报告(完成现行程序)(A5)

•FMEA结果报告

经批准的FMEA协议

表2:FMEA程序各阶段的资源保障(A0级)

资源类型

资源清单

阶段

人员

项目经理

FMEA团队经理

消费者代表

开发部代表

A1

FMEA团队经理

FMEA团队成员

开发部代表

A2

FMEA团队经理

FMEA团队成员

开发部代表

A3

FMEA团队经理

FMEA团队成员

负责实施纠正措施的人

A4

FMEA团队经理

FMEA团队成员

A5

设备和材料

计算机(保证编程工作的如WORDEXCEL和其它软件),办公设备,(扫描仪、复印机、电话、投影仪),联系因特网的局域网

文具器材、纸张和其它材料

支持FMEA和纠正行动的软件(如果存在的话)

生产环境

设备齐全的FMEA团队的办公室(桌子、椅子、黑板、屏幕等)

最后还给出应管理的文档:

FMEA AIAG指南;
ГОСТ P 51814-2-2001,或ГОСТ P51901.12-2007;
设计或使用FMEA的企业标准;
•FMEA团队工作方法;
团队工作计划图。

       完全类似最高层A0的“四件套”:IDEF0图,输入输出表、资源保障表及管理文档,俄罗斯的上述文献分别给出第2层A1~A5的“四件套”,及附加的第3层A12“FMEA团队的形成”及A32“故障模式分析”的“四件套”。有了这些丰富的图表(共计有9图19表),FMEA程序的实施应当更有遵循和参照,这是值得期待的。这些图表就有点像交通地图手册。记得聪脉公司的FMEA峰会上,FMEA专家黄莹的报告强调谨防FMEA实施过程中的8个“坑“。这些“坑“能否标在上面比喻的交通地图上?若能,一定形象且醒目。也有的人强调做FMEA”最关键是如何把变化中的动态管理做到极致、如何总结归纳“。对绝大多数的人来说,做FMEA并非是”老司机“,有比较详尽的交通地图手册在手,FMEA的动态管理会顺利、有效得多。对众多“新手上路”来说,交通地图手册简直是必须的了。

后记:俞老师擅长数理统计,精通俄文,长期研究各种质量工具的理论方法,并在将质量工具有效运用到实践中做了很多有益的尝试,笔耕不辍,每年发表质量管理相关论文数十篇。此文让我们了解到俄罗斯在FMEA方面的研究情况,开阔了我们的思维,衷心感谢俞老师的辛勤付出!同时我们也热诚欢迎有识之士踊跃投稿,共同探索FMEA的奥妙!

 

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作者: suifengmianlai

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