淺談FMEA在線束工藝設(shè)計方面的重要性

李海蕓

摘 要：FMEA是大型汽車零部件生產(chǎn)型企業(yè)里廣泛使用的預(yù)防型質(zhì)量管理工具，文章主要描述FMEA在線束加工企業(yè)的工藝設(shè)計方面的應(yīng)用，通過分析線束加工的工藝過程中的潛在質(zhì)量問題，失效的原因及影響，記錄預(yù)防和探測手段，采取措施的方法，達到在產(chǎn)品被生產(chǎn)出來之前將其可能發(fā)生的質(zhì)量問題通過這些措施將其扼殺在搖籃之中，既降低失效產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，又降低最終產(chǎn)品的廢品率，增加了顧客的滿意度，也提高了企業(yè)質(zhì)量管理的水平，降低了企業(yè)質(zhì)量成本。

關(guān)鍵詞：PFMEA;失效模式;失效分析;顧客滿意度

中圖分類號：U461.99? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）17-231-03

Discussion on the Importance of FMEA in the Process Design of Wire Harness

Li Haiyun

（ Shaanxi Wanfang Tianyun Automobile Electrical Appliance Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710201 ）

Abstract： FMEA is widely used in the large auto parts manufacturing enterprise of preventive quality management tools， In this paper， mainly describe FMEA in shaanxi Wan Fangtian shipment application of automobile electric appliances， through the analysis of the potential quality problems in the process of production， the cause of the failure and its influence， record the prevention and detection means， take measures， the method of reach before products are made possible quality problems through these measures will be killed in the bud， which decrease the production cost of failure products， and decrease the waste product rate of the final product， increase the customer satisfaction， and also improve the level of the enterprise quality management， Reduced the cost of enterprise quality.

Keywords： Failure Mode and Effects Analysis; Failure Mode; Failure Analysis; Customer Satisfaction

CLC NO.： U461.99? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）17-231-03

引言

汽車線束是汽車電路的中的網(wǎng)絡(luò)主體，在車輛運行中傳遞著電流、信號和大量的數(shù)據(jù)，是保障汽車各種用電器功能正常運轉(zhuǎn)的經(jīng)脈。隨著信息科技的發(fā)展，用戶除了對汽車安全性能和舒適性能的要求之外，更是對汽車的信號化、智能化的需求不斷提升;同時隨著國家對環(huán)保要求的力度的增加，重卡汽車必須改型以符合國家環(huán)保和排放的要求。而汽車線束質(zhì)量直接關(guān)系著這些功能、性能的實現(xiàn)。那么問題來了，汽車線束如何在制造環(huán)節(jié)提升加工質(zhì)量已成為各個汽車線束廠家所必須面臨的問題。線束產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中質(zhì)量存在于各個環(huán)節(jié)，引入FMEA質(zhì)量管理工具，從產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防方面入手，吸收、創(chuàng)新和應(yīng)用先進的質(zhì)量管理方法和技術(shù)工具，有效的滿足客戶對產(chǎn)品的各類特殊需求。FMEA質(zhì)量管理工具以客戶滿意度指標衡量企業(yè)競爭力，實現(xiàn)低廢品率和高能耗利用率，滿足國家對企業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保及節(jié)能降耗方面的要求。

1 FMEA簡介

Failure Mode and Effects Analysis簡稱為FMEA，可分為故障模式分析（FMA）和故障影響分析（FEA） [1]，采用FMEA這種可靠性設(shè)計方法，應(yīng)用對產(chǎn)品設(shè)計的專業(yè)知識和頭腦風暴等方法對產(chǎn)品整個生產(chǎn)、儲存、運輸各過程的潛在質(zhì)量風險進行評價、分析，提前識別質(zhì)量風險點，在產(chǎn)品設(shè)計階段達到盡可能的消除這些風險點或?qū)⑦@些風險降低至可接受范圍內(nèi)的效果。FMEA也是一組系統(tǒng)化的活動，即識別產(chǎn)品或生產(chǎn)過程中的潛在失效及其產(chǎn)生的后果，制定消除或減少潛在失效發(fā)生的預(yù)防措施，最終將整個分析過程運用FEMA表格的形式形成文件并歸檔。通過FMEA分析的方法可提高產(chǎn)品可靠性，降低設(shè)計、生產(chǎn)、制造及運輸各過程中質(zhì)量風險的目的，如縮短開發(fā)周期、降低批量質(zhì)量問題概率、降低維修費用等。

FMEA可分為設(shè)計FMEA和過程FMEA，其中過程FMEA是建立在設(shè)計FMEA的基礎(chǔ)之上。本文主要從線束工藝設(shè)計方面討論過程FMEA，即通過對構(gòu)成線束產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件及構(gòu)成過程的各個工序逐一進行分析，找出其潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預(yù)先采取必要的措施，達到預(yù)防產(chǎn)品失效發(fā)生的作用[2]，避免傳統(tǒng)的先生產(chǎn)后檢驗的方式導(dǎo)致的生產(chǎn)成本高和顧客滿意度低的問題發(fā)生，是線束加工工廠中常用質(zhì)量管理工具之一。

一個完整的過程FMEA一般包括新建和動態(tài)更新兩個階段。新建FMEA是在產(chǎn)品可行性論證階段或之前、生產(chǎn)工裝制造之前啟動，由工藝設(shè)計或制造工程師以及其它負責開發(fā)的相關(guān)人員利用對產(chǎn)品或過程的專業(yè)知識和頭腦風暴等方法，盡可能全面系統(tǒng)的分析產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量風險點，結(jié)合5M1E及PDCA循環(huán)分析等方法系統(tǒng)全面的分析個質(zhì)量風險點潛在失效模式，從嚴重度、發(fā)生率、探測度方面評價風險的優(yōu)先級，制定預(yù)防和探測措施，從而防止有質(zhì)量問題的產(chǎn)品被生產(chǎn)線生產(chǎn)出來而流入下道工序或者流入客戶，產(chǎn)生抱怨，降低PPM值[2]。FMEA動態(tài)更新是在生產(chǎn)線建立并運行的過程中新發(fā)生的質(zhì)量問題，這些質(zhì)量問題更是以往生產(chǎn)中從未出現(xiàn)或者在頭腦風暴階段無法估計到，針對發(fā)生問題分析原因并制定控制和探測方法，同時可將這種失效模式歸入FEMA表單中，避免同樣的質(zhì)量問題重復(fù)發(fā)生，同時也可作為其他同類型產(chǎn)品FMEA分析的參考經(jīng)驗。

對于陜汽重卡汽車而言，為滿足國內(nèi)外客戶個性化需求，整車線束的布置也各不相同，但是線束的結(jié)構(gòu)大體大多類似，針對此類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)/制造過程類似的線束零件，可根據(jù)其系列分類、工藝過程特性，設(shè)計通用的PFMEA，當有新產(chǎn)品開發(fā)時可作為經(jīng)驗積累予以參考。導(dǎo)入通用PFMEA，既提高了FMEA團隊的效率，同時也提高了失效模式的分析和措施制定的有效性。

2 FMEA分析的意義

2.1 提供解決問題的方向

采用FMEA分析技術(shù)，從人、機、料、法、環(huán)、策方面入手進行問題分析，最大限度地保證產(chǎn)品生產(chǎn)周期中潛在的失效模式及其失效起因均已得到充分的考慮和論述，其中以“機”為例：機即輔助生產(chǎn)的設(shè)備和工具，其一般采用使用、點檢和保養(yǎng)的方式進行管理，設(shè)備失效由設(shè)備零件磨損、可靠性降低等原因造成，失效的結(jié)果是導(dǎo)致生產(chǎn)過程中斷或者產(chǎn)品出現(xiàn)偏差，其失效原因主要從使用、點檢、保養(yǎng)方面進行頭腦風暴：如是否有完整的設(shè)備管理辦法、設(shè)備管理辦法的各項規(guī)定是否都已有效實施且能形成記錄、所有生產(chǎn)過程中的設(shè)備是否符合工藝規(guī)范的要求，是否滿足工序能力的要求，設(shè)備是否能滿足持續(xù)產(chǎn)能需求等。引入FMEA分析方法能達到追根溯源從根本原因分析并制定有效預(yù)防和控制的對策：設(shè)備作為一個產(chǎn)品也是由外部供應(yīng)商提供，其設(shè)備的性能、設(shè)備的失效模式以及失效模式的預(yù)防控制措施也是設(shè)備廠家更為了解，那么FMEA分析機器設(shè)備失效時可考慮設(shè)備廠家提供一份其失效措施清單[3]即設(shè)備使用說明或作業(yè)指導(dǎo)書，這份清單為FMEA編制小組提供了頭腦風暴的方向：系統(tǒng)了解設(shè)備使用說明，明確設(shè)備的保養(yǎng)和維護周期、關(guān)鍵零部件更換的周期等信息，根據(jù)這些關(guān)鍵信息在線束工藝設(shè)計時可制定設(shè)備使用、點檢、保養(yǎng)以及易損易壞零件的更換周期等設(shè)備管理辦法，并制定管理辦法的實施監(jiān)督措施、形成記錄，確保設(shè)備在生產(chǎn)過程中處于完好和受控狀態(tài)，從根源上有效的避免設(shè)備故障導(dǎo)致產(chǎn)品不良、甚至于生產(chǎn)中斷的發(fā)生。

2.2 全面系統(tǒng)的分析問題

以導(dǎo)入過程FMEA為例，一般是在可行性論證階段或之前、生產(chǎn)工裝制造之前啟動，建立生產(chǎn)過程流程圖，系統(tǒng)全面的識別產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期的潛在失效模式。以線束加工為模型，首先建立產(chǎn)品生產(chǎn)的流程圖：包括原材料入庫、導(dǎo)線下料、端子壓接、簡單預(yù)裝、掛板組裝、產(chǎn)品檢驗、裝箱入庫、產(chǎn)品運輸、以及這些工序間的物料運輸?shù)龋槍Ω魃a(chǎn)環(huán)節(jié)逐一分析構(gòu)成產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件，識別其可能的潛在質(zhì)量風險點，分析各潛在風險點的發(fā)生的根本原因，制定預(yù)防和控制措施，防止不良產(chǎn)品被生產(chǎn)線生產(chǎn)出來而傳遞至下道工序甚至于流入客戶，造成客戶抱怨影響顧客滿意度。針對壓接工序以端子壓接變形為例分析失效模式，其后果是導(dǎo)致端子無法插接或者插接后造成接觸不良，其發(fā)生的原因可能為：（1）未使用專用模具或者模具代用;（2）端子壓接參數(shù)設(shè)計不合理，如導(dǎo)線剝頭、壓接高度;（3）模具調(diào)節(jié)未按照作業(yè)要求執(zhí)行;（4）模具磨損導(dǎo)致;針對這些原因在線束工藝設(shè)計時可制定控制預(yù)防措施：（1）制定端子壓接模具管理辦法，從磨具的開發(fā)驗收和使用維護方面系統(tǒng)的制定管理辦法。（2）從端子剝頭、壓接高度、適配線徑、以及外觀要求方面系統(tǒng)制定端子壓接的參數(shù)標準;（3）制定模具安裝作業(yè)指導(dǎo)書;（4）制定模具保養(yǎng)和更換管理辦法;（5）制定端子壓接拉拔力標準，采用首件檢驗管理辦法在過程中進行拉拔力探測，這樣系統(tǒng)的分析后形成FMEA的動態(tài)管理文件，持續(xù)改善以達到在制程中將質(zhì)量風險降至最低。

FMEA制作環(huán)節(jié)也涉及到了返工的步驟，返工雖然是一種非正常的作業(yè)流程，但在一些情況也是產(chǎn)品生產(chǎn)中必要的過程，此過程也是受到了人員操作，設(shè)備運行，物料的輸入輸出，作業(yè)指導(dǎo)書的運用，環(huán)境等的影響，分析返工步驟中的潛在失效模式也應(yīng)從人、機、料、法、環(huán)方面制定對應(yīng)的預(yù)防和探測措施，形成返工FMEA，能有效的提高產(chǎn)品返工的質(zhì)量、降低返工的生產(chǎn)成本。

2.3 提供系統(tǒng)深入的解決方案

FMEA分析主要精髓在于采用5M1E及PDCA循環(huán)分析[4]的分析方法，直擊失效模式的根本原因，達到有的放矢并能切中失效要害。以車輛空濾器功能喪失為例：為什么空濾器功能喪失，是因為空濾器護套進水;為什么空濾器護套進水，主要原因是線束加工時插接器使用的端子和密封度與護套不匹配;為什么會不匹配，是因為加工時密封堵缺料被代用導(dǎo)致;為什么會代用，是因為該處管理被遺漏;為什么被遺留，是因為沒有相關(guān)的代用管理機制，至此已挖掘出空濾

器護套進水問題的根本原因。

由此可見FMEA在分析失效模式時從技術(shù)、管理、工藝等各方面分析原因，并對針對各方面原因采取對應(yīng)措施，制定對應(yīng)探測控制和管理的方法，從源頭分析失效原因和制定探測手段避免產(chǎn)品被生產(chǎn)出來報廢或者返工而產(chǎn)生的成本，大大而降低了由失效產(chǎn)生的生產(chǎn)成本。

3 結(jié)論

線束在整車系統(tǒng)是比較重要的一類零部件，其質(zhì)量好壞直接影響汽車各種功能性能的實現(xiàn)，只有在前期的項目開發(fā)階段對線束加工工藝各環(huán)節(jié)的失效進行充分的分析，并擬定其對應(yīng)的控制和探測措施，才能有效降低失效造成的生產(chǎn)成本、更有效的避免在終端用戶處發(fā)生線束問題。本文結(jié)合長期處理該問題的經(jīng)驗，為線束工藝設(shè)計引入FMEA分析方法提供一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻

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[2] 鄢青.簡要介紹FMEA在重卡線束企業(yè)中的應(yīng)用.[J]江蘇科技信息： 2016年第8期.

[3] 賈再明，莊明惠.FMEA的分析和管理，[J]現(xiàn)場管理.2001年第3期.

[4] 陳心德等.生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)場工作研究[M].沈陽：東北財經(jīng)大學(xué)出版社， 2005.