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PFMEA在生产过程设计中的应用实例,实践出真知!

 DMAIC_WORKROOM 2022-03-31

在实际应用中衍生出来的各种FMEA中,除了DFMEA以外,PFMEA也是比较常用的一种。过程FMEA,是针对生产过程中的潜在失效展开工作的,主要由负责装配、制造的工程师去具体运用实施。

在生产过程设计初步文成时,相关人员组织分析讨论,该生产过程可能存在的失效模式。PFMEA作为一种成熟的方法论,对生产过程设计规范化起到提示性的作用。

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PFMEA的典型工具标准表格中,各个项目与DFMEA差异不大。这里,只把PFMEA和DFMEA表格中项目含义差异较大的项目,拎出来单说。

过程功能/要求,填写生产制造过程中某个过程的名称,比如车削、高压箱组装等,名称最好与相关文件上的名称和编号有对应关系,比如过程工艺卡片之类。如果同一个工序步骤可能出现几种不同的潜在失效模式,可以按照几个过程功能在表格中逐一列出。

潜在失效模式,生产过程中可能出现的失效模式可以归纳成两类,一种是本过程生产出的产品影响后续过程的进行;另一种是本过程的生产结果,影响整个产品的功能。因此,过程FMEA不但要考虑生产相关技术问题,还需要考虑设计意图和最终产品的需求。

潜在失效的后果,承接失效模式的考虑方式考虑失效后果。

严重度S,定义与DFMEA类似,是一个FMEA系统内的相对值,需要注意的是,严重度的降低只有通过设计变更才能实现,也就是说失效结果的影响根本原因在于过程设计。

级别,标示工序的重要性,级别确定以后,需要向前反馈给设计工程师。

潜在失效起因/机理,追究潜在失效模式的原因,在制造过程中,失效原因可能来自产品设计,可能来自过程设计,也可能来自前面的制造程序。

频度O,潜在失效起因可能的发生频率,与DMEA分级方式类似。

现行过程控制,与DMEA思路一致,同样是包含两种措施,预防和探测。措施一旦确定,需要经过小组讨论,并回头重新衡量,这些措施是否对频度有影响,需要作出调整。

不可探测度D,现行过程控制中的探测手段对应的对失效原因的探测能力评定数值。有文献特别强调,在PFMEA中,随机抽查不能作为有效探测手段降低不可探测度的数值,而统计学为基础的抽样则可以作为一种有效的探测控制。

风险顺序数RPN,严重度、频度和不可探测度三者的乘积。

建议措施,着重提出,失效模式中,可能对装配操作人员造成人身伤害的,必须列出预防和纠正措施,不论其RPN值是多少?

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汽车线束,组成部分多,形式比较庞杂,容易出现各种制造质量问题。将PFMEA应用于汽车线束制造,来提高其良品率,降低成本,提高顾客满意度。以电线剪剥工序为例。

电线剪剥,是整个线束生产工作的第一步,剪剥工序分成剪和剥两步完成,对工艺过程的描述如下:

1、按剪剥操作作业指导书要求的线标、线规、颜色领用所需电线,领电线时必须自验线标,线规包括电线的外径,线芯直径和根数、颜色是否正确电线的表面光滑、不起泡,线芯不发黑。领出的电线放在有合格标识的容器内,电线不能放在地上,且必须作标识,标识上注明线标,线规和颜色。

2、剪剥时,严格按线束的剪剥操作作业指导书规定的剪线长度和剥头长度进行剪剥。剪线长度公差和剥头长度公差符合线束的剪剥操作作业指导书的要求线规和电线颜色正确剪、剥的断面平整,线芯不允许散乱;不允许线芯断裂。剪剥时严禁损伤电线的绝缘层。

每一种电线批量生产前必须按上述要求进行首件自验,同时自验线芯是否有氧化发黑现象,线芯与绝缘层是否结合紧密,不能出现线芯自动抽出现象。自验合格后交专检进行首件检验。首件检验合格后进行批量生产,首件检验不合格应重新生产并重交首件检验。在生产过程中自验线芯是否有氧化发黑现象,线芯与绝缘层是否结合紧密,是否出现线芯断裂,是否损伤电线的绝缘层。

3、为了防止转运过程中损伤电线或剥头,必须规定电线的捆扎方式和剥头的保护措施。如规定电线的捆扎数量和捆扎方式,在剥头时尽量不剥掉电线绝缘层;电线截面积大时难实现,采用半剥方式,压接端子或接头焊接时再去掉剥头的绝缘层或者在剥头端套防护筒和防护纸。

4、为了实现制造过程可以追溯和识别,在剪剥完一种电线后必须在电线束上贴上标签,注明该电线用于的车型、线束号、电路名称和数量。

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过程功能

电线剪剥工序的目的是生产合格产品,提供给下一个工序,于是把工程功能表述为“保证获取合格电线”;

失效模式

根据过程功能——针对获得合格电线这个目标,罗列全部可能的潜在失效模式,每一个占用一行,以便后续逐一分析原因评估严重度等级等。

针对前面的一个过程功能,可能出现的失效模式有5个:规格不符合,颜色不符合,线标不符合,电线整体长度不合格,电线剥头长度不合格。于是分别在一行里,分别讨论后续项目。

规格不符合的潜在失效后果,表现在两个方面:电线过载造成烧毁;端子压接工序不能正常压接。

颜色不符合的潜在失效后果,表现两个方面:生产人员无法正确识别;客户使用时无法正确识别。

线标不符(此处的不符是指不同类型的线缆线标混淆了)的潜在失效后果,有可能造成线缆烧毁;也可能绝缘性能不同的线缆混淆,造成绝缘性能达不到设计要求。

剪线长度不符,尤其线缆裁剪短于设计线长,失效模式是无法走线到设计位置。

电线剥头长度不符,与端子连接的长度不足造成电阻过大;或者线缆与连接器装配时,装入困难。

潜在失效后果

以“剪线长度不符”为例,线长不符,可能更长也可能更短,如果更长,则浪费原材料;如果更短,则无法走线到设计位置。

严重度数

5级以上为必须采取处置措施的,5级以下可以酌情处理。以“剪线长度不符”为例,本文给出的严重度级别为4。

潜在的失效起因/机理

每一种失效模式,联系其设计、制造过程,列举全部可能的失效原因。

以“剪线长度不符”为例,分析可能的原因两个方面,一个可能是机器磨损造成测量不准;另一个可能是认为设置的长度不正确。

频度

在一个FMEA系统中,只要使用的是统一的分级标准即可。继续以“剪线长度不符”为例,评估者根据工厂的实际情况,认为“机器磨损造成测量不准”带来的剪线长度问题低于人为设置错误频率低,当两者出现的几率都不太高,则“机器磨损”给频度数2,“人为设置错误”给频度数3。

现行工艺控制

文章中总结的主要方法是:首件检验和巡检(1件/3h)。这里的巡检和随机检验是什么关系,是否符合PFMEA原则中的“随机抽查不能作为有效探测手段降低不可探测度的数值,而统计学为基础的抽样则可以作为一种有效的探测控制”原则,暂时不能确定。

部分剪剥工序的PFMEA标准表格完整填写如下图所示:

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