PFMEA與POKA YOKE技術在汽車部件制造工程中的應用

趙斌

【摘 要】本文介紹了過程潛在失效模式及后果分析（PFMEA）技術與防錯技術（POKA YOKE），敘述了PFMEA、POKAYOKE、控制計劃（CP）、現場作業標準及相關要素之間的關系，同時回顧了汽車內飾件某部件組合制造工程的實證應用。

【Abstract】The paper introduces PFMEA and POKA YOKE technology， describes the relationship between PFMEA， POKAYOKE， control plan （CP）， field work standards and related elements. At the same time， it reviews the practical application of component assembly manufacturing in automotive interior parts.

【關鍵詞】潛在失效模式與后果分析；防錯技術；控制計劃；作業標準

【Keywords】 PFMEA； error proofing technology； control plan； operation standard

【中圖分類號】F424.3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0148-03

1 引言

汽車業的迅猛發展，對汽車主機廠及其零部件在設計、生產過程的品質、成本、周成為了解決我們所面臨問題的很好方案與對策。期提出了非常嚴格要求。如何實現、抓好落實，是汽車業界主機廠和零部件當前乃至今后一段時間面臨的共同課題與任務。潛在失效模式及后果分析技術與防錯技術的科學、規范、良好的應用

2 關于PFMEA技術

2.1 FMEA定義

潛在失效模式及后果分析（Failure Mode and Effects Analysis，簡稱： FMEA）， 是在產品/過程/服務等的策劃設計階段，對構成產品的各子系統、零部件，對構成過程，服務的各個程序逐一進行分析，找出潛在的失效模式，分析其可能的后果，評估其風險，從而預先采取措施，減少失效模式的嚴重程度，降低其可能發生的概率，以有效地提高產品、過程或服務質量與可靠性，確保顧客滿意的系統化活動。該技術的關注點之一是“事前的預防措施”，并“由下至上”。這里：“潛在的”，也即：失效還沒有發生，它可能會發生，但不一定會發生。核心集中于：“預防”，也即：處理預估的失效，分析其原因及后果和影響。主要開展工作包括：風險評估并通過現行過程控制來落實。即：通過潛在失效模式的后果影響來思考如何在產品設計與過程控制中去防患于未然。

2.2 FMEA分類和職責

根據其適用范圍，FMEA通常分為： 設計FMEA、過程FMEA、設備FMEA、服務FMEA等。在這其中，應用最為廣泛的是前兩者，即：設計FMEA（Design-FMEA）、過程FMEA（Process-FMEA）。就汽車制造業所在組織的品質體系建設與運營而言，根據有關要求，若該組織沒有設計開發職責，則該組織可以沒有DFMEA工作開展的強制要求，該職責可以免除，質量體系審核時可不予以審查；但對于任何汽車部件的制造型企業而言，PFMEA工作職責不可被免除，它是過程設計與開發者系統化、規范化工作體現、便于相關方理解過程設計意圖、“知其所以然”、它所輸出的重要的過程控制、核心工藝文件，對于汽車零部件供應商的過程設計與開發水平提升、指導作用非常明顯，作為一項核心工作，它不僅回答了過程控制如何做、更回答了不那樣做的后果、管控點和風險是什么、現行過程控制為什么要這樣做。

2.3 FMEA工作的啟動時機

策劃與開展FMEA工作開始于產品設計和制造過程開發活動之前，并指導貫穿實施于整個產品生命周期，進行分析系統中每一產品所有可能產生的故障模式及其對系統造成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴重程度，檢測難易程度以及發生頻度予以分類并明確現行過程控制的方法。

2.4 FMEA作用

事前開發行為能容易、低成本地對產品或過程進行修改，從而減輕事后危機的變更；找到能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施；指出設計上可靠性的弱點，提出對策；針對要求規格、環境條件等，利用實驗設計或模擬分析，對不適當的設計，實時加以改善，節省無謂的損失；有效的實施FMEA，可縮短開發時間及開發費用；FMEA發展之初期，以設計技術為考慮，但后來的發展，除設計時間使用外，制造工程及檢查工程亦可適用；改進產品的質量、可靠性與安全性。

3 關于POKA YOKE技術

3.1 POKA-YOKE定義為

日文名稱ポカヨケ，意為“防誤防錯”，亦即Error & Mistake Proofing，又稱愚巧法，防呆法。意即在失誤發生前即加以防止的方法。它是一種在作業過程中采用自動作用，報警，提醒（標識，分類）等手段和方式，使作業人員不特別注意或不需注意也不會失誤的方法。日本的質量管理專家、著名的豐田生產體系創建人新鄉重夫先生根據其長期從事現場質量改進的豐富經驗，首創了POKA-YOKE的概念，并將其發展成為用以獲得零缺陷，最終免除質量檢驗的工具。

3.2 POKA-YOKE基本理念和特點

包括：①不允許哪怕一點點缺陷產品出現，要想成為世界的企業，不僅在觀念上，而且必須在實際上達到“0”缺陷。②生產現場是一個復雜的環境，每一天的每一件事都可能出現差錯并進而導致缺陷，缺陷導致顧客不滿和資源浪費。③我們不可能消除差錯，但必須及時發現和立即糾正，防止差錯形成缺陷。防錯法具有以下特點：全檢產品但不增加作業者負擔；必須滿足防錯規定操作要求，作業過程方可低成本；實時發現錯誤，實時反饋。傳統防錯方式通過培訓和懲罰解決了部分錯誤，而防錯可以從根本上解決錯誤問題。endprint

3.3 poka yoke基本原理

隨著客戶要求的提高和技術的發展，質量標準也越來越高，很明顯僅靠“培訓和懲罰”的傳統防錯方法所取得的改善效果與新的質量標準相去甚遠。為了適應新的質量標準，企業管理人員須杜絕錯誤，而要杜絕錯誤，須首先弄清楚產生錯誤的根本原因，然后針對原因采取對策。傳統方法可以防止產生錯誤的人為原因中的一部分，而因為人為疏忽、忘記等原因所造成的錯誤無法靠培訓和懲罰來消除。新的防錯模式——POKA-YOKE，其基本原理為：用一套設備或方法使作業者在作業時直接可以明顯發現缺陷或使操作錯誤后不產生缺陷。作業人員通過POKA-YOKE完成自我檢查，錯誤會得明白易見，同時，POKA-YOKE也保證了必須滿足其設定要求，操作才可完成。

3.4 POKA YOKE防錯方式

應用該防錯技術通常情況包括：排除、替代、容易或簡化、異常檢出和緩和影響等多種思路和方式。

3.5 防錯法的幾個實例

比如：某工件的注塑模具，為保證在安裝進入注塑機的定模上的位置可靠性，事前在該注塑模具的定模板上設計并加工V型導入定位塊，當模具在切換安裝時，該注塑?？珊芎玫乩迷搶攵ㄎ粔K、使其與定模板上的V型導入定位塊吻合后安裝，能很好放置模具安裝時定位不準可能導致的模具安裝困難和定位精度不好的問題；又如：硬探頭：檢測零件的不同型號，實施不同的裝配或加工工藝，如用探頭探測零件的外形，實施不同的裝配，導向擋塊：區分零件的輸送導向；光柵防錯：通過光柵的檢測控制，達到工件是否擺放到位；夾具防錯：控制裝配零件在夾具上的擺放是否到位來防錯等等。這些實例，都從產品或過程準備階段很好地利用了POKAYOKE的設計理念和方法。

4 PFMEA與POKA YOKE與其他要素間的關聯性

4.1 各要素間關系緊密

如圖1 FMEA、POKAYOKE及各技術工藝要素間的關系示意圖可知：設計DFMEA的工作開展為PFMEA創造了條件，它輸出《設計FMEA》成為了過程PFMEA工作的輸入，讓過程PFMEA的工作開展緊扣DFMEA進行；當然，實際工作中也往往遇到沒有《DFMEA》輸入的情況存在，這種情況下，跨部門多功能小組（CFT小組）成員應活用以往同類產品的經驗，結合當前新品顧客要求和實際、編制和整合討論《PFMEA》文件。

《PFMEA》文件的輸出成為了《控制計劃（Control Plan）》主要的輸入。制造工程用《控制》是制造業企業的重要工藝文件，它根據《PFMEA》要求逐條展開到控制計劃文件中，包括先行過程控制時預防方式去做還是探測方式去落實；定義了生產過程、特殊特性要求，描述了各工序保證品質項目和相應遵守項目以及質量控制點等綜合內容，同時還預設了異常時的處置流程與方式、明確了MSA（測量系統分析）、SPC（統計過程控制）以及其他綜合達成的質量目標。

《控制計劃》的輸出結果用于指導現場班組用《作業標準書》、或名為《作業要領/指導書》。作業標準書結合現場生產實際、運用現場作業者能理解的語言和圖片信息等編制該文件。該文件成為了制造工作最基層所必須良好掌握、最詳盡的工藝文件。

4.2 文件的回顧與完善則相反方向進行

如圖1所表示，一旦現場回顧作業標準書存在某方面的瑕疵和問題時，我們必須逆向思考它的上記文件《控制計劃》需否修改完善；相應其次上級文件如：PFMEA乃至DFMEA文件是否得到了相應的更新，以確保技術工藝文件的同步、動態得到更改以確保相關文件的有效性。

4.3 POKAYOKE在各要素間緊密銜接

從圖1可以看到，作為POKAYOKE防錯技術的思想和設計要求，不論是產品設計還過程設計、制造工程控制乃至最基礎的班組生產操作，都無一例外的體現該理念和設計要求。有且只有這樣去做，0不良的品質目標才可能達成。

5 PFMEA與POKA YOKE在汽車內飾件某部件總成過程控制的實證

5.1 制造工程控制是復雜的系統工程

重慶某汽車零部件總成供應商充分借鑒合資企業自身優勢，結合現場管理有關國家標準《企業現場管理準則》（GB/T29590-2013）開展了大量工作，并取得全國現場管理“五星級（最高級）”認證評定[1]。在此期間，圍繞制造工程控制的工作開展，提升了員工和企業對過程控制質量的認同度，也得到了全國現場管理評審委員會的一致肯定。

5.2 基于PFMEA系統化抓好防錯工作

①設備防錯系統：在組裝工場的相應工序通過PFMEA工具的應用，識別防誤防錯設計。如：為了防止文字板誤組裝，我們設置了“條碼驗證”用設備，在安裝前讀取條形碼，驗證部品是否配送等錯誤。如果讀取結果無誤，則設備可正常工作下去；否則，設備發出警告聲，提示線長處理異常，快速恢復生產。為了防止漏裝部品，在工裝上設置了傳感器，如果忘記拿取部品，則傳感器不能感應到，可編程序控制器（PLC）信息/控制系統會判斷該操作者忘記了該項操作（零件漏裝發生），進而判斷本工序沒有正常結束。在這種情況下，系統控制工裝的執行機構，讓作業者無法取出制品，從而通過設備防止操作問題發生。

②管理防錯系統： 生產過程控制中根據需要，某些場合將選擇管理防錯來實現。如：條件管理防錯方面，實施嚴格的班前作業工藝條件點檢制度。發現不符合作業條件的，則報告線長，接受指令；而不會出現條件不具備，卻無視工藝要求直接生產的情況出現，導致可能出現機能風險。

6 結語

基于PFMEA活用防錯技術，是汽車制造業可采取的行之有效的制造工程控制對策。良好、有序工作的開展，必然為我國制造業品質提升和水平提高提供很好的保障。

【參考文獻】

【1】GB/T29590-2013企業現場管理準則[S].endprint