基于FMEA的汽車檢驗項目確定方法研究

張繼偉 孫永麗

摘要：質量門是在汽車生產線上設立的在線檢查機構，是提高整車實物質量的重要保障，科學地設置質量門及質量門檢查項目并持續改進是質量管理人員的終身課題。從質量工程師的視角，基于過程FMEA對汽車生產過程中如何規劃質量門并確定檢驗項目，從設計原則、確定方法進行研究并歸納為流程規范，對整車及汽車零部件生產制造企業具有普遍性，對生產制造類企業質量管控方面具有重要參考價值。

關鍵詞：FMEA；制造質量；過程控制；質量門；檢驗項目

產品質量是企業生存之本，產品質量靠過程質量來保證已逐漸成為制造型企業共識。汽車產品是一個復雜的綜合體，零部件數量龐大，質量特性復雜。科學精準的確定檢驗項目，避免過度檢驗造成的浪費或零檢驗帶來的質量問題頻出，是資源配置有限情況下提升產品競爭力的最有力手段。

遵循原則

汽車產品過程檢驗項目的確定應遵循以下幾個原則：科學瘦身、專檢專控、主次分明、節拍匹配、百檢覆蓋、分工負責及持續改進。

1.科學瘦身原則

檢驗項目瘦身優化以風險評估工具FMEA作為依據，根據風險序數（RPN值）及失效后果的嚴重度合理設置，既不能過度檢驗，又不能因零檢驗帶來質量問題頻出。

2.專檢專控原則

評估后將所有質量檢驗項目的重點項目確定為專檢部分，實施質量門專項檢驗，包括法規項、安全項及通過評估確定出來需重點控制的風險程度較高的項目；所有質量特性在生產過程中都應由生產部門實施自檢自控。

3.主次分明原則

質量門專檢的檢驗項目應包含兩部分，即基礎項目和可調整項目。其中質量門基礎項目不參與項目調整，可調整項目參與風險評估后的動態調整。

4.節拍匹配原則

檢驗節拍與生產節拍一致，對風險評估高RPN值和高嚴重度的問題，其檢驗方法或手段與檢驗節拍進行匹配后鎖定檢驗項目。

5.百檢覆蓋原則

過程檢驗形式包括自檢、互檢、巡檢及專檢，應確保檢驗項目涵蓋全部的質量特性，部分項目可實施100%、200%或300%檢驗。如只實施自檢的項目是100%檢驗，自檢100%+質量門專檢100%屬于200%檢驗，兩個質量門都檢的是300%檢驗，根據風險評估等級分別確定；控制計劃有規定的按規定執行，如執行首末件檢驗。

6.分工負責原則

明確自檢、專檢過程各自應承擔的責任及相關管理要求，避免責任不清，出現質量問題找不到責任人。

7.持續改進原則

持續改進貫穿至整個質量控制環節，對于檢驗項目的確定也是一個根據顧客（下道工序、市場、用戶）反饋進行動態調整的過程。

確立依據

檢驗項目的確立依據為過程潛在失效模式與后果分析（P-FMEA），通過對汽車生產過程中存在的各種風險進行量化打分（RPN值），對過程能力研究、市場質量表現及不同階段下產品生產的方針策略，確定不同情況下的產品質量期望水平（Q值）（以對識別的風險進行評估后確定的RPN值來表示，即需投入資源實施專檢的風險的最小RPN值）。法規項、安全項及控制計劃有要求的項目，即使風險序數未達到Q值，也必須實施專檢。

產品質量期望水平（Q值）不是一成不變的，它可以根據生產條件的變化進行適應性調整，如市場質量表現出現下滑需要對生產過程加嚴控制時，就應當投入更多資源提高產品質量期望水平，即降低Q值，將更多潛在質量風險項目納入專檢進行控制。反之，則可以降低產品質量期望值，即提高Q值，減少納入專檢的潛在質量風險項目，釋放更多資源，實現成本降低。

不同工廠或同一工廠在不同時期的產品質量期望水平應是存在差別的，應以現有資源配置情況確定當前的產品質量期望水平作為基礎Q值，并遵照持續改進的原則進行動態調整。

方法步驟

確定質量門檢驗項目的主要實施步驟可歸納為以下十步。

1.編制產品工藝流程圖

工藝人員根據產品開發節點完成工藝流程圖，即什么零部件在哪個工序裝配的作業順序清單，作為檢驗項目開發工作的輸入。

2.識別各工序潛在的質量風險

成立風險識別小組，小組成員包括但不限于操作工、檢驗員、班段長、技術員、質量工程師、工藝工程師及供應商質量工程師等，判斷每一作業內容或過程曾經出現或可能出現的質量問題風險并記錄。

3.評估并計算風險序數（RPN值）

采用統一的評估標準和方法對各工序潛在的質量風險從嚴重度（S）、發生頻度（O）及探測度（D）三個緯度進行打分，最后根據公式RPN=SOD，計算出每一項風險的風險序數值。具體評分標準可參考表1、表2、表3。

4.標記法規項與安全項

根據所對應的特性是否涉及法規、安全進行標記，一般此類項目S值為9分、10分。

5.核對控制計劃

針對當前控制計劃中列出的專檢項目與識別的潛在質量風險項核對，確保控制計劃中的專檢項目已被完全識別并標記。

6.質量門專檢項目確定

將以上5步形成的清單分為兩部分，第一部分為基礎部分，含已標記出來的法規項、安全項和控制計劃要求項，該部分內的風險應全部實施專檢控制，不受風險序數高低影響。第二部分為動態部分，該部分中序數高的潛在質量風險項可列為專檢項目，風險序數發生變化時可以按規則進入或退出專檢項目清單，清單中的風險項目按風險序數由高至低排序。

7.檢驗作業工時測算

采用熟練檢驗人員的檢驗用時進行測算專檢項目的總工時X（單位：秒），總工時X為基礎部分的檢驗項目及動態部分檢驗項目中風險序數值排名前n位檢驗項目檢驗用時之和。n值可根據經驗選取，初次測算可選用較大的n值，以方便后續調整時直接調用數據。

8.設置質量門，確定Q值

現有生產線拓展新產品時通常沿用原質量門的設置情況，新建生產線則面臨設置質量門數量的問題，產品質量期望水平（Q值）決定質量門的數量。假設質量門數量為M個，檢驗節拍為Y（檢驗節拍即生產節拍，如規劃小時工作量JPH為40，Y=3600/s40=90s），則有：

X=95%YM（作業飽和率取值95%）

X是納入專檢項目的總工時，其大小取決于n值，n取值越大，X也越大，意味著有更多的動態部分檢驗項目中風險序數值排名前n的項目都納入質量門專檢，排序第n位的風險序數值即產品質量期望水平（Q值）。M的大小決定著檢驗人員的定崗數量，以及生產線場地、設施等資源投入的多少。X與M的取值需要找到一個平衡點，既滿足當前產品質量要求又使得資源投入可接受。

9.生成各質量門檢驗項目清單

將納入專檢的項目按照人機工程佳，檢驗結果可信，工時均衡的原則分布到各個質量門，同時編制各質量門的檢驗指導書。

10.定期評審

質量門檢驗項目確定后，應遵循持續改進的原則，按年度或季度定期對檢驗項目清單進行評審，當以下要素發生變化時需進行臨時調整：有新法規發生或經識別有原法規條款需增加控制；控制計劃調整導致控制項目變更；新產品檢驗項目增加；產品線JPH值調整；產品質量期望水平根據實際需要調整；市場突發批量或嚴重質量問題。

結語

質量是制造出來的，所有質量特性都應作為生產線自檢自控項目，且應在工序完成后實施自檢與自控，以防止質量問題溢出并逐步實現防止質量問題發生，不應依仗專檢手段而掩蓋制造質量能力不足的問題。制造企業應將減少質量門數量、減少專檢項目作為制造質量提升的一項衡量指標。

參考文獻：

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