基于FMEA失效分析法的車間調試質量提升及其案例研究

中圖分類號：U461 收稿日期：2025-03-04 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.05.028

Quality Improvement of Workshop Commissioning Based on FMEA Failure Analysis Method and Its Case Study

Yang Qian Zhang ZhaohuiQin Zeyu China Automotive Industry Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 3oo113，China

Abstract：ThispaperfocusesontheapplicationofFMEA（Failure ModeandEfects Analysis）intheequipmentcommissioningof acertainautomobileworkshop.Throughtheanalysisofthefailure modesandconsequencesofequipmentsuchasfans，burers，and conveyingmachinery，theimplementationstepsofFMEAareelaboratedinetail，includingteamformation，dentificatiooffailure modes，risk assessment，formulationof improvement measures，andcontiuous monitoring.Theapplicationefectisemonstrated throughpracticalcases，indicatingthatFMEAcaneectivelyreducequipmentfailurerates，improvethecommissoningqualityand productionefficiencyoftheautomobileworkshop，andprovideaneectivereferencefortheeficientimplementatioofprojectcommissioning work.

Key words：FMEA failure analysis method;Automobile workshop;Equipment commissoning;Quality improvement

1前言

汽車車間的設備穩定運行對產品質量和生產效率至關重要。風機、燃燒機、輸送機等設備在某汽車車間生產工藝中扮演關鍵角色，其故障可能引發一系列問題[1-2]。FMEA失效分析法作為一種有效的風險評估工具，能夠幫助識別潛在失效風險，對提高車間調試質量具有重要意義。

2FMEA失效分析法概述

FMEA即失效模式與影響分析，通過系統地識別潛在失效模式、評估其后果嚴重程度、分析失效原因并確定風險優先級。它對系統、子系統或零部件功能進行分析，找出可能的失效模式，依據預先設定的標準對失效模式的嚴重程度（S）發生頻率 （o） 和探測度 （D） 打分，計算風險系數 RPN=S×O×D ，進而根據RPN值對失效模式排序，優先處理高風險項目，以提升產品或過程的可靠性[3]。

3汽車車間設備調試常見問題及影響

3.1風機故障

風機用于維持噴漆環境通風，常見故障如電機故障、葉片損壞、風量不足等。電機故障可致風機停轉，溫濕度控制失衡，使漆霧積聚，影響漆面質量，增加返修率；葉片損壞會引起振動和噪音增大，影響風量風壓，導致漆層厚度不均；風量不足則無法有效排出漆霧，危害人員健康，污染設備和工件。

3.2燃燒機故障

燃燒機在某汽車車間用于烘干和空調加熱等，通過烘爐升溫給工件提供熱量，以及冬季給空調升溫進而控制空調送風的溫濕度，其失效模式多樣。常見的有燃燒不充分、點火失敗、火焰不穩定等。燃燒不充分會導致工件烘干不完全，漆面固化不良，影響涂層的附著力和耐久性，降低產品質量，增加次品率。點火失敗則直接使烘干工序無法正常啟動，延誤生產進度，打亂生產計劃。火焰不穩定可能造成局部過熱或過冷，導致工件表面溫度不均，引起漆面出現色差、變形等缺陷，嚴重影響產品外觀質量。

3.3輸送設備故障

輸送設備包括滾床、移行機、升降機、輸送鏈等。滾床和輸送鏈可能出現鏈條斷裂、跑偏等問題，鏈條斷裂導致工件停滯，生產中斷；跑偏可能使工件與設備碰撞損壞[4]。升降機故障影響工件轉移定位，導致涂裝位置偏差。尤其是烘爐出入口的高溫升降機，由于處于高溫環境，一旦出現故障非常難處理，會造成車悶在爐子里嚴重的會導致一爐子車全部報廢，造成嚴重的經濟損失[5]。

4FMEA在某汽車車間設備調試中的應用步驟

如1圖所示，FMEA在某汽車車間設備調試中的應用步驟包含組建跨專業團隊等多個方面。

4.1組建跨專業團隊

團隊成員應包括設備工程師、電氣工程師、操作人員等。設備工程師提供設備技術信息，評估失效嚴重程度。電氣工程師進行設備調試，操作人員反饋實際使用情況，通過協作確保FMEA分析全面準確[6]。

4.2確定分析對象和范圍

明確對風機、燃燒機、輸送等設備進行分析，并界定其部件和功能范圍，如風機涵蓋電機、葉片等部件，水泵包括泵體、葉輪等，輸送設備涉及輸送鏈的鏈條、開關等，同時考慮設備調試及初期運行的各種工況和潛在問題。

4.3識別潛在失效模式

依據燃燒機的工作原理和結構特點，全面識別各部件和功能的潛在失效模式。例如，燃燒器噴頭可能出現堵塞，導致燃料噴射不均勻，引發燃燒不充分；點火電極積碳會造成點火失?。蝗細獗壤y故障可能使燃氣與空氣混合比例失調，進而導致火焰不穩定。此外，燃燒機的控制系統故障，如溫度傳感器失靈，也可能影響燃燒機的正常運行，無法準確控制烘干溫度[7]。

4.4分析失效原因和后果

針對每種失效模式，深入分析其可能的原因。燃燒器噴頭堵塞可能是由于燃料中雜質過多、過濾器失效等引起的。點火電極積碳通常是因為長期使用未及時清理，或者燃料質量不佳。燃氣比例閥故障可能是因為閥門磨損、控制信號異常等。分析后果時，考慮對設備自身、涂裝工藝和產品質量的影響。如燃燒器噴頭堵塞導致燃燒不充分，不僅會使工件烘干效果差，影響產品質量，還可能造成燃燒機內部積碳，縮短設備使用壽命。點火失敗會使烘干工序停滯，增加生產成本，影響生產效率?；鹧娌环€定造成的漆面缺陷，會導致產品返工或報廢，增加企業損失。

4.5評估風險嚴重程度（S）、發生頻率 （o） 和探測度 （D）

按照預先制定的評估標準，對各失效模式的嚴重程度、發生頻率和探測度進行打分。嚴重程度參考對產品質量、安全、環境和設備的影響程度，分值1～10；發生頻率依據類似設備故障數據或經驗評定，也為1＼～10級；探測度取決于現有控制措施發現失效的難易程度，同樣1～10分。

4.6計算風險優先數（RPN）并制定改進措施

計算風險優先數 RPN=S×O×D ，根據RPN值對失效模式進行排序。對高RPN值的失效模式優先制定改進措施，可從設計改進、工藝優化、增加檢測手段、加強維護保養等方面著手。例如對風機電機短路風險，可改進絕緣設計，加強檢測和維護。

4.7實施改進措施并持續監控

將改進措施應用于設備調試和運行過程，持續監控設備狀態，收集數據觀察失效模式是否得到控制，RPN值是否降低。若效果不佳，重新評估和調整措施，同時記錄FMEA分析過程和結果，為后續管理提供參考。

5應用案例分析

5.1案例一：風機調試中的FMEA應用

某汽車車間新風機調試時，識別出電機過熱停機的潛在失效模式，其原因包括電機過載、散熱風扇故障和通風口堵塞等。該失效模式嚴重影響漆面質量，導致產品返修率增加，嚴重程度（S）評定為5分。根據以往經驗，發生頻率 （o） 約為2分。現有溫度傳感器監測但存在不足，探測度 （D） 評為6分，計算 RPN=5×2×6=60。

為此，團隊采取改進措施：優化電機選型避免過載，增加備用散熱風扇及自動切換裝置，縮短人工巡檢間隔并校準傳感器。實施后，電機過熱停機情況減少， RPN 值降至10以下，風機運行穩定，產品返修率降低約40% 。風機失效的具體分析如表1所示。

5.2案例二：燃燒機調試中的FMEA應用

在某汽車車間燃燒機調試中，燃燒不充分是突出問題，其原因是燃燒器噴頭堵塞、燃料雜質過多和空氣供給不足。燃燒不充分會影響工件烘干效果，導致漆面固化不良，嚴重程度（S）評定為6分。經統計，發生頻率（o） 為2分。通過人工觀察火焰顏色和分析廢氣成分檢

團隊采取選用定期清洗燃燒器UV探頭和安裝空氣流量監測裝置等措施。改進后，燃燒不充分問題得到解決，RPN值大幅降低，烘干工序穩定，漆面質量提升，設備維護工作量減少。燃燒機失效的具體情況，如表2所示。

6結語

FMEA失效分析法在汽車車間設備調試中成效顯著。通過系統識別潛在失效模式、分析原因后果、評估風險和制定改進措施，有效降低了設備故障率，提升了調試質量和生產效率。在實際應用中，企業應結合自身情況組建專業團隊，嚴格執行FMEA步驟，并持續優化。將FMEA融人設備管理全過程，有助于提升設備可靠性和產品質量，增強企業競爭力，推動汽車行業發展。

參考文獻：

[1]王楚悅.FMEA工具在汽車涂裝工藝中的應用[J].現代涂料與涂裝，2023（2）：69-72.

[2]高子津，劉巖，龍啟林，等.FMEA在汽車涂裝工廠設備管理中的應用[J].現代涂料與涂裝，2020（12）：19-22.

[3]歐洋.FMEA在提高注塑機涂裝質量中的應用[J].橡塑技術與裝備

[4]華云，周晶，晉春燕.電泳縮孔與FMEA質量工具[J.中國涂料，2013（5）：51-54.

[5]周金波.基于PFMEA分析法解決V80車型B柱涂裝灰粒問題[J].現代涂料與涂裝，2024（1）：26-31.

[6]許文彬.淺談FMEA在水性客車面漆開發中的應用.現代涂料與涂裝，2024（27）：11-13，54.

[7]馮力偉.商用車金屬保險杠漆膜脫落失效分析與建議.現代涂料與涂裝，2024（27）：40-43.

作者簡介：

楊謙，男，1990年生，自動化工程師，研究方向為自動化控制系統設計與應用。

張朝暉（通訊作者），男，1974年生，自動化高級工程師，研究方向為自動化、信息化。