【干货】铸造过程FMEA实战

一兵个人图书馆 2018-08-07

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经验是一个工程师的精华，而FMEA是一个铸造厂的精华。

除了书本手册和前辈经验里提过的会产生缺陷的情况之外，还会有大量的、各种各样的工作失误的存在，见过不如干过，干过不如错过。一将功成万骨枯，哪个优秀的铸造工程师手上也会有数以吨计的废品。这些废品除了增长个人经验之外，也应该沉淀到企业。而把废品原因找出来，并写一条FMEA，让后来人也学习提高，才是真正的功在当代，利在千秋。

1、什么是FMEA

FMEA即Potential Failure Mode and Effects Analysis，中文就是潜在失效模式及后果分析。

所谓失效，是指某一过程未按照我们所预计的那样正常进行，出现了意外，导致出现废品或更为严重的事故。

首次正式应用FMEA技术则是在六十年代中期航天工业的一项革新。不断追求产品质量是一个企业不可推卸的责任，应用FMEA技术来识别并消除潜在隐患有着举足轻重的作用。全面实施FMEA能够避免许多质量事故的发生。

FMEA包括设计FMEA和过程FMEA。而铸造厂多是按图纸开模生产，不涉及产品设计，因此所做大多指过程FMEA，即针对生产过程所制订的潜在失效模式及后果分析——PFMEA。

2、FMEA有什么作用

FMEA是一组系统化的活动，其目的是：

发现、评价产品／过程中潜在的失效及其后果。
找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。
书面总结上述过程。
为确保客户满意，这是对设计过程的完善。

FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机率。对于某些缺陷的产生，我们并非完全想不到，而是没去想。“上工治未病”，出现问题能解决的，是好工程师，而能写FMEA的，是一流工程师。一条FMEA，能将废品的起因机理，预防措施，检测方法解释的清清楚楚。

FMEA也是编制控制计划的依据。这在新品开发过程中起到重要的作用。

3、什么时候需要写FMEA

及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”，为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进行。事前花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。

编制FMEA是在制订过程流程图和特殊特性清单之后，控制计划之前。

适当的应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。出现缺陷后，再编制FMEA，也是必要的。这与上面并不矛盾，前车之鉴后车之师，这次总结出来的FMEA，可以作为下次开发同类产品时经验。

4、怎样写FMEA

虽然FMEA的准备工作中，每项职责都必须明确到个人，但是要完成FMEA还得依靠集体协作，必须综合每个人的才能。例如，需要有技术、车间、检验、销售等各方面的专业人才。

一般铸造过程FMEA包括了潜在失效模式（缺陷的现象）、潜在失效后果（缺陷产生的后果）、潜在失效起因/机理（缺陷产生的原因）等方面，并按照严重度、频度、（不可）探测度来打分，按结果（RPN）能排出目前最紧迫、最需要解决的问题。这些问题有些可以在模具设计阶段避免、有些需要生产过程中加以关注、有些需要加强检验避免产品流出。

FMEA看似复杂，但严格的要求往往给予具体的指引。可以按步骤来写：

过程功能/要求。指铸造过程中的某一工序，如混砂、造型、浇注等，其序号名称要和过程流程图保持一致。
分析填写可能会出现的失效模式。指在这一工序中，可能（不一定）会有什么样的异常，或者说以往做类似产品出现过什么样的异常，可以参考废品记录、客户抱怨、内部评审等。如浇注工序可能会出现铁水温度过低。
分析失效潜在后果。指出现上述现象后，会导致什么样的后果，铸件出现瑕疵，还是会报废，会不会涉及到影响整车安全或操作者的人身安全等。例如，出现浇注温度过低，可能会导致铸件出现冷隔缺陷。
严重度评级。铸造企业不涉及整车，一般指对过程的严重程度。后果越严重，评分越高。例如出现冷隔会导致出现一部分废品，评分为7。
分析潜在失效的起因。针对一个失效，起因可能有多个，这种情况下可以分多行来写。本例中，指出了一个原因，即浇包温度过低。
频度评级。是指出现上述原因的频度，出现越频繁，评分越高，本例中，评分为6。
目前预防出现失效的手段。在当前的过程控制中，采用了什么措施来预防出现这个失效呢？本例中，采用了浇包加盖保温的方法。
目前出现失效后的检测手段。一旦出现失效，在当前的过程控制中，怎么来发现。本例中，当出现失效后，导致铸件出现冷隔缺陷，而冷隔，只能依靠后序的外观检验来发现。
探测度评级。这是评价失效发生后，是否容易发现问题的一个评级，或者称为“不可探测度”更为合适，越是不容易发现的失效，其探测度打分更高。如案例中的冷隔，在浇注工序不能发现，只能在后序检验中发现，这时，探测度是比较高的。本例中评分为8。
计算RPN。即严重度×频度×探测度。本例中7×6×8=336。
按照RPN由大到小排序。并将前三位的失效做进一步的分析，采取可能的措施来降低RPN。
可以采用降低频度和探测度的方法来降低RPN。本例中，采用在浇注工段增加测温枪的方法，来提前发现这一失效，从而将探测度降低到5。RPN则相应降低到210。需要注意的是，针对某一失效所带来的后果并不发生改变，因而严重度是不变的。而从FMEA手册中可以看出，采用防错的方法，可以大幅度降低RPN，实践中，即为大幅度降低废品所带来的损失。这是FMEA的根本意义所在。