淺談FMEA在線束工藝設計方面的重要性

李海蕓

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

關鍵詞：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絡主體，在車輛運行中傳遞著電流、信號和大量的數據，是保障汽車各種用電器功能正常運轉的經脈。隨著信息科技的發展，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;同時隨著國家對環保要求的力度的增加，重卡汽車必須改型以符合國家環保和排放的要求。而汽車線束質量直接關系著這些功能、性能的實現。那么問題來了，汽車線束如何在制造環節提升加工質量已成為各個汽車線束廠家所必須面臨的問題。線束產品的生產過程中質量存在于各個環節，引入FMEA質量管理工具，從產品質量預防方面入手，吸收、創新和應用先進的質量管理方法和技術工具，有效的滿足客戶對產品的各類特殊需求。FMEA質量管理工具以客戶滿意度指標衡量企業競爭力，實現低廢品率和高能耗利用率，滿足國家對企業生產的環保及節能降耗方面的要求。

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這種可靠性設計方法，應用對產品設計的專業知識和頭腦風暴等方法對產品整個生產、儲存、運輸各過程的潛在質量風險進行評價、分析，提前識別質量風險點，在產品設計階段達到盡可能的消除這些風險點或將這些風險降低至可接受范圍內的效果。FMEA也是一組系統化的活動，即識別產品或生產過程中的潛在失效及其產生的后果，制定消除或減少潛在失效發生的預防措施，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品可靠性，降低設計、生產、制造及運輸各過程中質量風險的目的，如縮短開發周期、降低批量質量問題概率、降低維修費用等。

FMEA可分為設計FMEA和過程FMEA，其中過程FMEA是建立在設計FMEA的基礎之上。本文主要從線束工藝設計方面討論過程FMEA，即通過對構成線束產品的子系統、零件及構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，從而預先采取必要的措施，達到預防產品失效發生的作用[2]，避免傳統的先生產后檢驗的方式導致的生產成本高和顧客滿意度低的問題發生，是線束加工工廠中常用質量管理工具之一。

一個完整的過程FMEA一般包括新建和動態更新兩個階段。新建FMEA是在產品可行性論證階段或之前、生產工裝制造之前啟動，由工藝設計或制造工程師以及其它負責開發的相關人員利用對產品或過程的專業知識和頭腦風暴等方法，盡可能全面系統的分析產品整個生產過程中可能出現的質量風險點，結合5M1E及PDCA循環分析等方法系統全面的分析個質量風險點潛在失效模式，從嚴重度、發生率、探測度方面評價風險的優先級，制定預防和探測措施，從而防止有質量問題的產品被生產線生產出來而流入下道工序或者流入客戶，產生抱怨，降低PPM值[2]。FMEA動態更新是在生產線建立并運行的過程中新發生的質量問題，這些質量問題更是以往生產中從未出現或者在頭腦風暴階段無法估計到，針對發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，避免同樣的質量問題重復發生，同時也可作為其他同類型產品FMEA分析的參考經驗。

對于陜汽重卡汽車而言，為滿足國內外客戶個性化需求，整車線束的布置也各不相同，但是線束的結構大體大多類似，針對此類產品結構/制造過程類似的線束零件，可根據其系列分類、工藝過程特性，設計通用的PFMEA，當有新產品開發時可作為經驗積累予以參考。導入通用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，從人、機、料、法、環、策方面入手進行問題分析，最大限度地保證產品生產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：機即輔助生產的設備和工具，其一般采用使用、點檢和保養的方式進行管理，設備失效由設備零件磨損、可靠性降低等原因造成，失效的結果是導致生產過程中斷或者產品出現偏差，其失效原因主要從使用、點檢、保養方面進行頭腦風暴：如是否有完整的設備管理辦法、設備管理辦法的各項規定是否都已有效實施且能形成記錄、所有生產過程中的設備是否符合工藝規范的要求，是否滿足工序能力的要求，設備是否能滿足持續產能需求等。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防和控制的對策：設備作為一個產品也是由外部供應商提供，其設備的性能、設備的失效模式以及失效模式的預防控制措施也是設備廠家更為了解，那么FMEA分析機器設備失效時可考慮設備廠家提供一份其失效措施清單[3]即設備使用說明或作業指導書，這份清單為FMEA編制小組提供了頭腦風暴的方向：系統了解設備使用說明，明確設備的保養和維護周期、關鍵零部件更換的周期等信息，根據這些關鍵信息在線束工藝設計時可制定設備使用、點檢、保養以及易損易壞零件的更換周期等設備管理辦法，并制定管理辦法的實施監督措施、形成記錄，確保設備在生產過程中處于完好和受控狀態，從根源上有效的避免設備故障導致產品不良、甚至于生產中斷的發生。

2.2 全面系統的分析問題

以導入過程FMEA為例，一般是在可行性論證階段或之前、生產工裝制造之前啟動，建立生產過程流程圖，系統全面的識別產品的整個生產周期的潛在失效模式。以線束加工為模型，首先建立產品生產的流程圖：包括原材料入庫、導線下料、端子壓接、簡單預裝、掛板組裝、產品檢驗、裝箱入庫、產品運輸、以及這些工序間的物料運輸等，針對各生產環節逐一分析構成產品的子系統、零件，識別其可能的潛在質量風險點，分析各潛在風險點的發生的根本原因，制定預防和控制措施，防止不良產品被生產線生產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，其后果是導致端子無法插接或者插接后造成接觸不良，其發生的原因可能為：（1）未使用專用模具或者模具代用;（2）端子壓接參數設計不合理，如導線剝頭、壓接高度;（3）模具調節未按照作業要求執行;（4）模具磨損導致;針對這些原因在線束工藝設計時可制定控制預防措施：（1）制定端子壓接模具管理辦法，從磨具的開發驗收和使用維護方面系統的制定管理辦法。（2）從端子剝頭、壓接高度、適配線徑、以及外觀要求方面系統制定端子壓接的參數標準;（3）制定模具安裝作業指導書;（4）制定模具保養和更換管理辦法;（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，這樣系統的分析后形成FMEA的動態管理文件，持續改善以達到在制程中將質量風險降至最低。

FMEA制作環節也涉及到了返工的步驟，返工雖然是一種非正常的作業流程，但在一些情況也是產品生產中必要的過程，此過程也是受到了人員操作，設備運行，物料的輸入輸出，作業指導書的運用，環境等的影響，分析返工步驟中的潛在失效模式也應從人、機、料、法、環方面制定對應的預防和探測措施，形成返工FMEA，能有效的提高產品返工的質量、降低返工的生產成本。

2.3 提供系統深入的解決方案

FMEA分析主要精髓在于采用5M1E及PDCA循環分析[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、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措施，制定對應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品被生產出來報廢或者返工而產生的成本，大大而降低了由失效產生的生產成本。

3 結論

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

參考文獻

[1] 斯泰蒙蒂斯.故障模式分析FMEA從理論到實踐[M].第2版.北京：國防工業出版社，2005.

[2] 鄢青.簡要介紹FMEA在重卡線束企業中的應用.[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]現場管理.2001年第3期.

[4] 陳心德等.生產系統現場工作研究[M].沈陽：東北財經大學出版社， 2005.