淺談FMEA在鑄造質量管理中的應用

李文定

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川 750021）

FMEA是質量管理中經常會用到的一種管理工具，最早被應用到美國阿波羅登月計劃中，用于識別、分析和應對可能的風險。80年代被美國軍方確認為軍方規范，后來又被汽車行業指定用于產品的設計和過程制造中，大約90年代中期進入中國并被迅速推廣應用。

鑄鋼件從鑄造工藝設計到完工需要經歷40多個步驟，每一個步驟都很關鍵。尤其對于一些周期緊急的項目，因為質量缺陷導致的返修往往會占用大量的時間。通常遇到這種情況，可提前通過FMEA的實施來預測鑄件可能會出現的問題，從而采取措施來消除或減少潛在失效的發生，做到事半功倍。

1 FMEA介紹

1.1 FMEA定義及目的

FMEA可以描述為一組系統化的活動，其目的是：

（1）認可并評價產品生產過程中的潛在失效以及該失效的后果。

（2）確定能夠消除或減少潛在失效發生機會的措施。

（3）將全部過程轉化形成文件。

1.2 FMEA過程中幾個特性

嚴重性（SEV）:指潛在失效模式對顧客的影響后果的嚴重程度評價指標，一般分1～10級，從無失效后果到無警告的嚴重危害后果。

可能性（OCC）：指具體的失效起因或機理發生的頻度，分1～10級，從不可能發生失效到發生失效幾乎無法避免。

不可知性（DET）：指失效的起因或機理可探測的程度，分1～10級，從肯定到幾乎不可能探測。

風險值（RPN）：是事件發生的頻率、嚴重程度和檢測等級三者乘積，被稱為風險系數。其數值愈大潛在問題愈嚴重，用來衡量可能的工藝缺陷，以便采取可能的預防措施減少工藝的不穩定性，使工藝更加可靠。對于工藝的矯正首先應集中在那些最受關注和風險程度最高的環節。

1.3 FMEA的應用場合

（1）新設計、新技術或者新過程。FMEA的范圍是全部設計、技術或過程。

（2）對現有設計或過程的修改。FMEA的范圍集中于對設計或過程的修改及修改后所產生影響的分析。

（3）將現有的設計或流程應用于新的環境、場所。FMEA的范圍是新場地或者新環境對現有流程的影響。

2 FMEA在鑄造企業的應用

FMEA的特點是“事件發生前”的措施，而不是“事實出現后”的演練。為實現最大的價值，在鑄件生產之前，召集相關生產、質量及工藝人員通過頭腦風暴完成FMEA分析，能夠最容易、低成本的對產品或過程進行更改，從而最大程度的降低后期的產品缺陷及返修周期[1]。

鑄件的生產流程由多個步驟組成，在運用FMEA之前，必須先列出生產鑄件所經歷的制程功能。

下面就以烏東德水輪機轉輪葉片項目，利用FMEA來進行風險預測和防范。先列出烏東德水輪機葉片的鑄造流程如圖1所示。

將鑄造過程中可能失效的模式一一列出來并進行評分（表1），將RPN大于40的定義為存在風險的制程。從FMEA結果可知，熔煉工序存在風險。可以采用5M1E法來分析制程失效的原因（圖2）。

圖2 制程失效原因分析

通過以上分析，可以采取以下措施有針對性的來解決熔煉過程中的風險。

（1）人：人員對顧客要求不清楚，進行產前轉型培訓，明確顧客的要求。

（2）料：廢鋼中釩元素含量高，在熔煉過程中無法降低，通過建立廢鋼采購標準，控制原材料的入廠。

（3）法：熔煉工藝卡出錯，在產前召開技術交底會議，與顧客共同就過程文件進行審核。

（4）測量：熔煉過程中無測量，修改熔煉控制程序，必須在每次加料后測量。

通過采取以上措施，再次評估RPN=9*2*2=36，小于40，排除熔煉工序的風險。

表1 烏東德葉片鑄造流程FMEA

3 總結

FMEA作為APQP的五大工具之一，其全稱為潛在的失效模式及后果分析 (Failure Mode and Effects Analysis，簡記為 FMEA)，是一種“事前的預防措施”，并由下至上。在設計及制造過程中被廣泛應用。熟練的掌握并運用FMEA管制方法，能幫助鑄造企業有效的降低不良率，提升產品質量，從而達到真正降低成本，提升制程質量的目的。