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精益生产咨询

FMEA做不好?不好做?

来源:华昊企管   发布时间:2022-03-14

FMEA作为汽车行业质量管理五大工具之一,使用非常广泛;

作为其中最有价值的工具,其应用却最受诟病:

期望最高,呼声最猛,培训最多,作用最小!

为什么?

因为FMEA做不好也不好做!

这就使得一般企业很难发挥出其价值。

 

为什么FMEA做不好?或者说FMEA为什么不好做?

且看下面的几方面讲述:

 

为什么做不好?

人机法环

 

01

 

  • 管理者的支持决定了FMEA活动的可行性,
  • 团队的合作决定了FMEA活动的完整性,
  • 人员的能力决定了FMEA活动的优良性。

 

管理 

 

1. 领导支持不力 

 

“领导作用”,是质量管理体系实施的一项基本原则。

FMEA作为质量管理体系中一项重要的工具,同样需要遵循这个原则。

FMEA过程需要相当长的时间,需要大量的资源支持才能完成。

高层管理者的资源支持承诺对推行FMEA活动至关重要!

如果领导对FMEA(作用)不了解,不重视,当然就不支持,不投入啦!

 

 

 

 

 

2. 思想上不重视

 

很多公司的FMEA仅仅是质量管理体系进入汽车OEM供应链、满足顾客基本要求的一项作业,如果要求FMEA深入分析,采取有效措施,但效果又看不到——这种做起来似乎吃力不讨好的事情,当然大家不喜欢,不愿做,不重视了。

 

 

 

 

老三扁鹊救死扶伤,名声最响;老二其次;老大治病于未发,却默默无闻!

FMEA兄就如扁鹊的大哥啊!

 

但提交PPAP文件中,客户强制要求了这项任务,就不得不去完成;至于怎么去把FMEA做好,并未有太多的考虑,毕竟时间紧迫,交付为先,于是,大多数企业的FMEA只能是一份应付的作业而已。 

 

3. 对FMEA认知不足

 

FMEA作为产品开发技术风险分析和评估的一种很好的工具,可以为我们的产品和过程在策划的时候识别出多数在产品和过程实现过程中可能产生的风险问题,以便采取有效的前期验证与过程防错措施。

这个大家都听过,但很多人也仅仅是听过而已!

 

 

 

 

 

 

 

 

FMEA活动,是设计开发活动的一部分!

 

 

对于产品工程师:

要分析设计需求/要求吧? —— 范围分析!

要知道产品功能/要求吧? —— 功能分析

要知道以前的设计/功能失效吧? —— 质量历史!

要知道如何保证实现这些功能/要求吧?如何不失效?——经验学习!

 

那如何保证呢?

要知道可能会有哪些失效吧?——失效分析

如何避免呢?

前人经验公式原理最稳妥了——预防措施!——设计指南

如果还不能保证,怎么办?

只有模拟实际情况,测试一下——探测措施!——DVP

 

这是不是设计时的一个思路?

你必须走这样的一个思路!——FMEA

否则,你看看你的产品会出多少问题!

 

 

 

 

注意:

产品概念或者说设计一经产生之时,潜在失效的机理也产生了!

我们或许在后期自然地考虑到了如何来避免功能的失效;

如果在前期失效机理诞生的时候就开始主动考虑呢?

而且是全方位,多角度地考虑, 其效果会如何?

在精益产品开发中,对一个功能会有多个设计概念,多分析,多测试,来看看哪一个问题(失效)少,易实现!

前期多花时间、精力、成本,避免后期的变更、问题、质保、召回,实际上获益不是一点点!利润、信誉、自信!

 

 

 

 

 

从理论上讲,大家都容易明白,而实际实施情况,大家心里是都有数的。

 

对FMEA的认知不足,舍不得花短期成本来提前解决;当产品生产之后出现各种各样的质量缺陷时,又焦虑于采取各种补救措施,更多成本也要花出去;这就是当前多数企业的现状。

 

对FMEA的认知还包括方法上,参见前面转载的张老师的讨论文章。

 

 

团队

 

1.没有团队 

 

FMEA是一个团队性活动。

任何一版FMEA手册中都明确定义了FMEA活动所必需的团队成员。

要完成一份FMEA,需要具备产品技术、制造工艺、试验标准方法、质量知识,FMEA方法论等多学科的技能,显然这是一个人很难办到的。

 

而现实中,很多公司的FMEA都是出自某一人之手,自然很难起到真正的作用。

 

 

 

大部分公司的FMEA报告上虽然填入了核心小组,但很多时候小组成员除了FMEA制作者外,其他人很少或者根本没有参与其中,更有甚者都不知道FMEA报告上还有自己的名字,这种情况可以说是屡见不鲜。

 

2、缺乏协同 

 

FMEA既然是一个团队活动,那么团队之间的协同作业就非常必要。

FMEA活动需要集中团队的力量而进行,每一个人都需要贡献其专业领域的知识见解!集思广益、统一认识,统一标准,其过程中可能就某一描述经过多次的讨论才能确定下来。

 

 

 

虽然公司组织了自己的FMEA团队,但实际FMEA活动中团队成员因为自己的工作或其他原因,很少参与到团队协作中,表现为FMEA讨论活动很少,或者就一次讨论,草草确定FMEA大致内容。

 

 

能力

 

1.FMEA知识缺乏 

 

FMEA活动需要团队成员对FMEA知识有足够理解认知。

一方面需要理解FMEA这个方法论,另一方面也需要掌握FMEA分析中需要用到的一些支持工具,如框图、功能树、故障树、P图等等,这是基本的要求。

 

2.专业技能不熟 

 

开展FMEA活动除了需要掌握FMEA相关知识外,FMEA中所涉及的专业技能也是必不可少的,包括产品技术、工艺工程、法律法规、行业规范、质量成本、质量管理等等。这就是为什么FMEA手册说,FMEA的水平体现了团队的水平!

 

深入的是要理解产品的功能和要求,以及实现这些功能要求背后的原理,从而理解其失效的机理。

假设我们已具有基本的机械、电子和软件方面的知识。

 

 

在进行DFMEA分析时,要定义产品功能;如果你对产品的功能/要求,顾客的要求,制造装配要求,法律法规的要求等不熟悉,在进行分析时就很容易漏掉一些功能/要求,相应的就会漏掉其失效,也就存在未识别的风险因素,FMEA的分析也就不完整;而往往漏掉的部分可能就会是后期产品生产中产生质量缺陷、顾客抱怨的原因。

 

02

时机

 

FMEA手册中给出了三种开启时机:

 

① 新设计,新技术或新过程;

② 现有设计或过程的新应用;

③ 修改现有的设计或过程。

 

FMEA计划对应APQP中的节点要求:

 

 

 

FMEA手册中一直强调:

FMEA是一种“事前”行为,而不是“事后”行为。

FMEA的目的是识别、评估并最终降低潜在风险;所以才叫“未雨绸缪”!

 

 

 

 

 

FMEA的时间计划对完成一份高质量的FMEA至关重要。任务开始的时间,导入和更新的时机以及完成的周期要求,这些都直接影响着我们FMEA最终的输出质量。

 

 

开始时间滞后

 

现实中,部分企业的FMEA可能是在产品和过程已经策划完成,甚至是在产品和过程已经实现了之后才开始。这样做出来的FMEA只是将现有的、已经形成的方案一条条搬到纸上而已,几乎不存在分析的过程。这样形成的FMEA必然也起不到作用,而且在产品和过程实施后还可能会因过多的未识别风险而发生大量的增补和修改。

 

导入和更新时机缺失 

 

FMEA是一个动态的活动/文件,它不是一成不变的,它是适时更新的。但现实中,有些公司你五年前去看的是这样的,而五年后去看的还是这样的,可能唯一的变化就是表头的变化。

 

大多数企业,对有新设计、新应用或者新质量问题等发生时产生的被动FMEA要求一般执行得比较好,而后续持续改进活动时产生问题进行主动FMEA要求往往会被忽略。

 

任务超期

 

时间就是金钱,任何一个项目开发都是有时间节点要求的。FMEA活动同样要遵循这个原则,超出了节点要求,可能会导致成本的上升甚至市场的流失。目前在企业中我们主要存在几类问题:

 

1. 时间不能匹配项目进度

 

FMEA开发的时间需要跟项目进度要求的时间相匹配,超出了项目要求的时间就可能导致整个项目的延迟。

 

2. 没有有效的任务动态监管 

 

一般产品开发项目中,并没有把FMEA也当作一个项目来进行管理;FMEA手册中,也只提到FMEA开始时间,结束时间;并没有给出按FMEA步骤匹配项目开发的时间计划;不便进行动态管理。

 

福特FMEA手册中给出了稍微详细一下的时间安排,大致如下:

什么时候准备信息到位;

什么时候分析功能/失效;

什么时候议定措施计划;

什么时候完成优化措施等

 

 

 

 

如果制定了详细的时间计划,使用电子表格管理FMEA,对进展状态也只有通过会议,或查看交付物或者交流等方式才能了解。使用FMEA软件,一般可以解决这个问题!

 

3. 缺少评审或评审不及时

 

会议评审/清单可以很好地帮助我们统一对FMEA事项的描述,完善FMEA的遗漏项目,纠正错误的分析,提供必要的资源等。 

在一些一人闭门造车就完成FMEA的公司里,由于缺少FMEA的评审机制或者即使存在也只是流于形式,FMEA的输出质量最终也只受这位单干者的水平、意愿、心情等方面影响。

而在有团队的公司,也会存在因对评审缺少必要的准备和主动的时效约束而使评审的效果大大降低。 

 

03

方法

 

 

我们已经知道要做好FMEA,具备能力的FMEA团队和人员是不可或缺的,但是如果所采用的方法有问题,也一样会使FMEA的质量大打折扣。

 

FMEA两大主流方法各有不足

 

国内企业目前主要采用的FMEA方法有两种:一种是以美系AIAG手册为依据的FMEA方法,另一种是以德系VDA4.2标准为依据的FMEA方法。在使用中,它们各自都存在一些不足之处。 

 

AIAG的FMEA方法主要是借助一些工具(如block图,P图等)来帮助我们识别潜在失效模式和潜在失效原因,最终通过“填表格”的方式完成FMEA。然而AIAG手册里并没有详细的介绍借助的这些工具如何使用来支撑FMEA。 

 

VDA标准的FMEA方法主要是采用五步法,通过对结构、功能、失效之间的上下级关联进行层层剖析来识别潜在失效风险。

 

这种方法逻辑思路上相对清晰,但却忽略了被分析对象的外部关联零件、关联界面的影响因素,可能产生影响要素的漏识别。 

 

AIAG&VDA新版FMEA手册,试图将两者的优点进行互补融合,但效果还是差强人意。

 

所以,需要我们自己琢磨,怎么利用这些方法来适应自己的需要!

 

04

环境

 

身处公司的背景资源:

缺少数据库和经验总结支持 

 

一辆汽车,无论是价值千万还是平民代步,在零部件类型、制造工艺上都有很多相通和相似的地方,必要的数据库累积和知识沉淀为整车及零部件的开发提供了宝贵的技术传承和经验教训。

 

同样,完成一份高质量的FMEA,也需要必要的以往经验教训、技术知识的支持。 

 

目前,国内很多企业依然采用的是电子表格方式来完成FMEA,对结构、功能、失效及措施的标准化存储和引用基本是靠人为意识来完成的,而且大多数是FMEA完成之后进行的,无法做到在FMEA过程中同步的、自动的对数据和知识进行沉淀积累。也就是说,电子表格的局限性限制了进行数据库管理的便利性;当然,一般其实也没有积累数据库方面的意识。

另一方面,这种情况下往往还会出现比如对同一描述表述不统一、漏分析项目等问题。由于是靠人为意识完成数据积累的,就可能会产生因人而异的差异,不利于企业的技术知识传承。

 

新版FMEA手册虽然并未抛弃使用电子表格制作FMEA的方法,但更多的是推荐使用专业的软件来完成FMEA分析。

 

上下游公司的关系,或者说研发与制造的分离造成

DFMEA与PFMEA缺乏广泛深入的交流而导致脱节

 

 

DFMEA与PFMEA是相互关联的。

1 严重性传递

2 特殊特性传递

3 DFMEA失效原因与PFMEA失效模式关系

4 DFM/A

 

DFMEA在进行功能分析时需考虑产品的可制造性、可装配性功能,识别出来的产品特性将成为PFMEA分析时部分输入内容;

 

PFMEA的分析对象是实现这些产品特性所需要的过程和工序要素,PFMEA存在部分与DFMEA相同的失效模式。

 

部分企业的生产制造是来料加工的模式,在质量管理体系上可能存在删减产品设计责任的情况。

这种情况下,这些企业可能就会忽略掉DFMEA的需求,且在做PFMEA时也会忽略来自DFMEA的输入。

 

最终可能导致在进行过程设计时遗漏一些顾客的制造装配和使用要求、产品的功能要求,造成PFMEA过程风险识别的不完整或者采取的措施不能完全预防或探测风险。 

 

 

为什么FMEA不好做!

 

分别从人员、时机、方法、环境资源三个方面为大家分析了我们的FMEA为什么做不好的原因;接下来先看看FMEA做不好的表现方面:

 

1. 分析对象定义不清

 

做FMEA时,首先得弄清楚你想要分析的是什么,它包含什么,不包含什么,需要识别清楚其边界和范围,这样才能准确地将分析重心集中到正确的主体上。

 

在实际的FMEA分析中,我们有可能将存在直接关联(比如硬连接)的零件误认为是同一个系统的零件,从而走进分析误区。

 

比如动力系统,在硬件上可能包含发动机、变速箱、传动轴等部件,如果是做动力系统的FMEA,那么如上这些都会是它的子系统;

 

如果是做变速箱的FMEA,传动轴等其他部件就又将是变速箱系统的外部关联部件,分析时我们只需要分析他们的界面因素即可,而不需要去详细分析传动轴这些部件。

 

 

2. 结构不完整或不合理

 

定义清楚要分析什么之后,接下来就需要对分析的这个对象进行拆解剖析。对于产品而言可能体现为BOM表,对于过程工序可能体现为工序流程图。 

 

在这个拆解的过程中,也可能会存在如下问题: 

 

① 忽略了FMEA与生产的BOM或流程图可能存在的差异。 

 

在FMEA分析中,我们推荐从功能需求的角度去拆分结构,而生产中的产品或过程往往是以物理构成的角度去拆分结构的。这就使我们的拆解出来的结构可能存在一定的差异。 

 

② 缺失了关联因素或因素的关联关系表述不准确 

 

汽车上的软硬部件都不是孤立存在的,任何一个零部件除了本身固有的质量属性外,还有其应用环境所赋予的附加质量属性,归纳来讲就是外部因素对主体的影响或要求。

 

这些外部因素在DFMEA中可能通过界面来体现,而在PFMEA可能通过过程工序要素体现出来。很多企业在做FMEA时往往可能会忽略这些外部因素。 

 

另外一个问题是关联关系表述不准确。虽然我们识别了外部因素,但是外部因素与主体到底是如何关系的需要我们表述准确。

 

比如螺栓与其他部件是螺纹紧固连接,铆钉是铆接连接,而不能简单的都表述为连接或固定连接。不同的描述将为我们后续功能分析提供不同的侧重,会让我们的功能描述更切合实际用途。

 

3. 功能要求识别不全面

 

① 因结构分析不完整导致功能要求不完整 

 

结构分析上的缺失必然会导致某些功能无法被识别到,这个问题主要集中在对界面、过程要素的功能分析上。

 

一个产品或过程的功能,很多时候不是一个产品或一种方法就可以实现的,往往需要多界面、多要素的配合才能共同实现。

 

比如某冲压件的可装配性要求,在DFMEA中,我们需要关注其与配合件的配合尺寸要求;

 

在PFMEA中,我们需要关注模具的尺寸、合模的高度、冲压机的压力等要素。如果没有关注这些界面或要素,我们就可能漏掉如上的功能要求。 

 

② 功能要求来源识别不全面 

 

一个产品或过程的功能,除了产品或过程工艺本身的功能属性外,还存在产品或过程所处的应用或工艺环境的功能要求,简而言之就是内在的和外加的两种。

 

我们在功能分析时,往往会只注重分析其内在的功能,而忽略外加的功能要求。

 

比如,在DFMEA中,我们可能会忽视法规的要求、最终用户的要求、客户装配性的要求以及可制造性的要求等;PFMEA中可能会忽略法规的要求、下工序的可用性要求、EHS的要求、存储和运输的要求等等。

 

4. 失效三元素混淆不清

 

失效模式、失效原因、失效后果是FMEA分析时所涉及到的三种失效元素。这三种元素在某种程度上可能是互通存在的。

 

某种失效模式可能是上层级功能的失效原因,也可能是下层级功能的失效后果。

 

 

 

 

所以分析过程中一定要认清当前分析的主体,切不可行张冠李戴之举,否则将直接影响后续的风险识别及采取的措施准确与否。

 

比如驻车机构的“按驻车指令完成驻车”的功能要求,它的失效模式就是“有驻车指令时未实现驻车”或“无指令异常驻车”,失效后果可能是“车辆不能驻停”,不可以把不能驻停当成了失效模式来分析。

 

 

 

 

5. 原因分析偏离主题

 

我们在进行FMEA原因分析时,必须要注意两个假设前提:DFMEA中,假设下一级产品是合格,假设生产工艺是符合要求的;

 

PFMEA中,假设上一工序流传过来的产品是合格的,假设产品设计是合理的。抛开这两个假设来做原因分析,就很可能误入歧途了。

 

6. 预防和探测措施混用 

 

对FMEA所识别的失效存在预防和探测两种措施。预防措施主要是从以往的经验、行业标准、等同的设计等已经成熟的方案中而来的,是已经经过验证或证实过风险系数的措施方案。

 

探测措施的主旨是在如何通过有效的方案去发现所识别的失效。这两种措施各有侧重点,预防重在如何避免,而探测重在如何发现。

 

比如对于“禁限用物质超标”这个失效模式,如果失效原因是“材料选型不合理”,那么它的预防措施可能是材料手册或者对标设计等,探测措施可能是禁限用物质检测等。

 

7. 打分不准确 

 

FMEA手册中给出了S、O、D打分的参考准则,三者均存在1~10十个等级的分数。正确的打分将成为我们完整识别风险和判断是否必须要采取优化的关键。

 

比如在严重度(S)打分时,我们需要综合考虑失效对本产品或工序、上级产品或下一工序、客户以及最终用户的影响,其中最高的得分将作为我们最终的严重度得分。

 

针对上面的几点原因,看看为什么FMEA不好做!

 

1 FMEA分析要求广泛

 

我们所说的功能分析,需要考虑很多方面:

1 设计:功能、外观、尺寸、重量、包装等;

2 制造:可制造性、可装配性、搬运、存储、维修、保养等;

3 环境:法规、标识、回收、报废等;

 

在不重视FMEA的条件下,在极短的时间内,我们如何能够搜集到方方面面的数据信息,来进行逐一的分析思考?

 

2 FMEA分析的三层甚至多层结构考虑

 

 

 

 

除了自己的产品,我们要考虑客户的上层产品,供应商的下级产品。

 

以上面提到的动力系统为例。

动力系统的功能与外部关联部件、环境的界面接口;子系统的功能,及其内外部的关联部件的界面接口;这都需要进行考虑;

 

各个子系统是独立小组负责的,系统与其他周边零部件可能是外部客户负责的;理清相互的关系,可能需要反复的交流沟通;这无疑是很困难的。客户或者供应商的详细DFMEA、系统要求等技术文件,我们轻易看不到。

 

失效影响在后续所有客户至用户;失效根因在底层零件设计要素。

分析到这些深度和广度,才构成完整的时空失效链。

 

3 结构层次与系统 、功能与要求

 

FMEA分析我们都需要进行系统分层:系统、子系统、部件、零件;

这个分层级的标准是什么?

FMEA手册中只有个别一般案例,没有给出详细的说明,所以只有依靠我们的领会和经验。

失效链依附于上中下三层,如果我们的分层出了偏差,那么对应的失效链呢?

 

功能与要求在书中分别给出了定义;但他们之间的关系却没有说清楚。

比如提到的下面的功能/要求的分类:

 

是功能分类呢?

 

 

 

 

还是要求的分类呢?

 

 

 

 

还是可以做下面的解释呢?

 

 

 

 

这都需要我们理解概念的同时,结合实际情况来进行选择判断。

 

 

3 失效链 - 因果链

 

 

 

 

 

失效链其实是从因果链中截取的一段,为了FMEA应用分析的需要!

原因既可能是起因,也可以是结果,只是看其所处的位置,即看分析者对其定义的位置。所以分析者看的对象不同,失效影响/失效模式/失效原因的称呼就不一样。

关键点就在于理清对象的层级关系!谁导致谁就一目了然!

 

 

 

 

4 关于假设

 

假设是前提条件,这一点没有被充分解释和理解。

比如我们做DFMEA,假设输入的要求是正确的,后续制造能够正确完成。

同样做PFMEA,假设来料是合格的, 后续能够按规定使用产品。

新版FMEA中如果规定我们只分析三层,那么做FMEA就相对轻松多了。

各自正确地完成各自的事,不应该是我们做事的正确的方法吗?

 

5 预防措施和探测措施

这个在新版和2008版中的解释是相互抵触的。

新版说设计定型,做出成品来测试才是探测;以前的验证都归于预防。

各有各的道理,只是看问题的角度不一样而已。

这造成了大家的困惑;但实际有什么影响呢?DVP? 各个公司可以按照自己的方式来制定格式和内容。

6 关于打分

定性分析,没有量化标准;潜在事件,经验不足!

这个是主观的行为,没有相同的打分;只要参照相关标准,依据本公司的经验和实际情况,解决重要风险问题就可以了。