故障模式影响分析:服务FMEA的分析步骤

发布日期:2023-06-02 15:05:18   浏览量 :384
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实施服务FMEA有两个要求:一是要确定合适的表格;二是要确定约定的准则。

服务FMEA的表格没有统一的标准化格式。每家公司都是根据企业自身的需要和用户关注的内容来确定自己表格的格式。

本部分介绍的表格包括的是被普遍接受的实施服务FMEA的项目,没有固定的服务FMEA表格。

同样,也没有统一的或标准化的约定准则,每个企业都是根据自己企业的需要、产品和用户关注的内容来制定自己的约定准则。

一般来说,可通过定量和定性两种方法来制定约定的准则。另外,划分等级的数值可以从1~5也可以从1~10,而从1~10的数值范围更为常用。注意,没有固定的服务FMEA约定准则,本部分将说明两种不同的等级准则。

表8.1是最常用的服务FMEA表格。表格可分为3部分。第1部分从第(1)项到第(9)项,是表格的介绍部分,这(9)项可有可无,然而,这些附加在服务FMEA中的信息为填写FMEA表格提供了可能需要的基本信息。

表格的第2部分包括第(10)项到第(23)项,这些项目是所有服务FMEA必须有的。表格中所有项目(栏)的顺序可以改变,也可以再添加新的项目栏,但这些已有的项目中任何一栏都不能减少,第(10)项到第(23)项可以看作是服务FMEA的主体部分。

表格的第3部分包括第(24)项和第(25)项,是签名项,虽然这些项目不是必须的,但可以反映承担填写服务FMEA表格的团队的权威性和责任,签字代表已完成FMEA工作。下文中小括弧里的数字是表8.1中所讨论项目栏的代码号。

确认服务(1):确定服务的名称、参考代码或相应的服务代码。

服务责任(2):对服务(机器、材料等)中的主要责任进行命名,如果合适,则填入负责服务的活动名称。要严格参照其他服务来使用。

责任人(2A):有时需要将负责服务FMEA的责任具体到人。

其他相关部门(3):确定企业内部影响到或涉及到的人员或活动的名称。

相关供应部门或其他(4):确定企业外部其他影响服务以及与服务的定义和实施相关的人员、供应商或厂家的名称。

发布日期(5):确定服务预期的发布日期(年月日)。

关键服务日期(6):确定里程碑日期(年月日)(如专门评审的日期、初始试验日期等)。

分析人员(7):通常用于确定负责服务FMEA人员的名字。有时也记录一些附加信息,例如:

🔹系统设计工程师的电话号码;

🔹系统设计工程师的地址;

🔹企业活动(如公司、部门等);

🔹团队成员(姓名、电话、地址等)。

实施FMEA日期(8):记录服务FMEA的初始日期(年月日),即开始日期。

FMEA修订日期(9):记录最后一次修订的日期(年月日)。

服务功能(10):工程师填写服务的意图、目的、目标。服务功能必须来源于设计规范,应描述现在的服务是什么,而不是服务应该是什么。

通常可通过过程流程图及其任务分析来确定服务功能,用过程流程图确定各人员的操作以及人员与主要设备部件之间交互作用的流程。

通过任务分析定义服务中每个人执行任务的特定顺序,这也是工作量分析的基础。这一步很重要,因为工作量的不合理分配将导致人为错误的增加以及安全性和危害性问题的并发。

任务分析和任务确定并不相同,也不能互换使用。任务分析的定义是:

🔹什么引发了任务;

🔹用于执行任务的设备;

🔹人的响应;

🔹任务反馈;

🔹任务输出特性,包括性能要求。

任务确定通过如下的一项或多项技术来定义任务。

🔹系统分析:

--功能流程方框图;

--决策/措施图;

--功能分配;

--时间基线;

--时间和动作分析;

--人因可靠性分析;

--操作顺序图

为保证服务功能的有效性,必须对其进行详细说明,并且要保证说明的简练、确切并易于理解(避免使用专业术语)。如果用叙述的方式来描述功能,则应使用非常明确的词语来描述。为了方便起见,FMEA填写人应尽量考虑使用主动动词和合适的名词,用主动动词定义性能,再用性能定义功能,用主动动词和这些名词的组合来定义关系,从而使得服务的定义变得更加容易。

示例如下:

🔹提供24h服务;

🔹修理所有型号的电视;

🔹修理房顶;

🔹提供上门辅导。

另外一种便于构造功能的方式是提问,如“服务的目的、目标、功能是什么?”或者“服务可以做什么?”如果不只有1个目的或功能,则必须分别确定它们,因为它们可能有不同的潜在故障模式。

潜在故障模式(11):潜在故障模式是问题、关注点、改进机会、错误、故障、不合格。正如早先提到的,在服务没有达到设计和用户指定的标准时即存在服务缺陷(不一致)。Peters确定了如下一些标准:

🔹可用性——服务可用吗?服务对于企业有效用吗?如果有,能否改进呢?如果没有,应该有吗?为什么没有?

🔹标志、特性、差别——服务是唯一的吗?用户和竞争者如何看待服务?有美学考虑吗?如果有,怎样考虑的?如果没有,为什么没有?

🔹态度——用户、供应商和职员如何看待服务态度?

Peters通过回归分析,确定了基于上述标准,对于一个给定的服务,其故障的分布如下。

🔹可靠性(30%)。可信任地、正确地执行承诺的服务的能力。

🔹责任心(25%)。帮助用户以及提供即时服务的意愿。

🔹保证(20%)。职员的知识和礼貌以及他们传达信任和信心的能力。

🔹感情投入(16%)。提供给用户的细心的、单独的关注。

🔹有形的服务(7%)。有形的工具、设备、人员和通信资料的物理形态。

特别地,当分析人员考虑潜在故障模式时一定要考虑服务功能的丧失,即一个明确的故障。FMEA团队内分工越明确,则确定故障影响及其原因的可能性越大。服务失效一般发生在下列情况:服务不能够避免产生伤害的风险、不能安全地执行其预期的功能(在设计规范中定义的)、意外事件中不能将可避免的后果最小化、拒绝服务以及不能进行预期的服务。

通常有如下两种服务失效模式的归类。

1.评估(试验和检验):

--接受好的服务,拒绝坏的服务。

2.过程:

--相关的内容、服务定位不当和服务遗漏。

对于表8.1中第(10):栏所确定的每一个服务功能,必须列出其所有相应的功能故障,每个功能可能有不止1个故障。为了帮助确定潜在的故障模式,分析人员可以考虑功能的退化或者丧失。

例子有:

🔹劣质服务;

🔹沟通不够;

🔹低于标准的用户服务;

🔹出纳员对于资金回收不在行。

也可以通过提问的方式来确定预期的故障模式,如:

🔹过程完成其预期的功能时如何发生故障?

🔹在该操作中为什么拒收这个零件?

🔹何种失效用户发现后不可以接受?

🔹在该操作中,零件如何与规范不符?

重点是工程师必须要预测所考虑的服务怎样发生可能的故障,而不是它们是否会发生故障。另外一种确定故障模式的方法是对历史文档、用户的投诉以及其他可用的文档进行研究。

潜在故障影响(12):潜在故障影响是故障对下一过程、操作、产品、用户以及官方标准所产生的后果。通常提到的问题是“作为故障模式的结果,用户经历了什么?”或“发生了什么或这个问题和故障的影响是什么?”故障可能影响到设计本身、产品、用户以及官方标准等。通常要从用户的角度或经验来评估故障的影响。

为了确定潜在的影响,分析人员要评审如下部分文档:

🔹历史数据;

🔹当前或过去相似的FMEA

🔹用户的意见;

🔹外场服务数据;

🔹可靠性数据;

🔹可行性研究;

🔹当前或过去相似的FMEA(包括过程FMEA和设计FMEA)。

无论潜在的影响是如何确定的,必须确定过程功能丧失的相关影响,即必须考虑对服务自身、其他过程、产品、安全性、官方标准、机器和设备以及用户的影响(既包括下一步影响也包括最终影响)。如果还要考虑安全性问题,则在表中应有一列用于记录相应的注释。潜在故障影响的示例如下。

🔹后继操作:“没有人知道关于服务的任何信息”。

🔹其他操作:没有。

🔹任务:未完成任务功能。

🔹服务:性能不佳。

🔹用户:完全不满意;未完成服务。

🔹政府:可能没有执行某标准STD-XXX。

注:只有通过在实施FMEA的团队内进行开诚布公的交流才能将服务FMEA的影响最大化,这就是对故障影响进行专门的研究,可通过多学科和多职能的FMEA团队成员来确定这个最大的影响。

关键特性(13):由于硬件在设计阶段开始形式化,危害特性通常与设计FMEA相关联。然而,在服务FMEA中,危害特性变得更为重要,因为它们定义了服务、过程的要求、顺序、加工和其他任何影响用户和官方标准的方面。

仅当遵循官方标准、安全性、服务的设计规范和涉及到的过程时才应用危害特性一栏。

服务FMEA中确定危害度或重要性,仅用于对过程和服务FMEA进行特定的控制。从而进一步制定控制计划。

可能的危害项目有:

尺寸;规范;试验;过程;加工;使用。

在如下情况可确定危害特性:

(1)服务要求可能影响安全性;

(2)服务要求可能影响与官方标准的协调性;

(3)服务要求对于专门的措施/控制是必要的。

如果“是”则在该栏中填写“Y”,“否”则填写“N”或一个符号记号(如反向的),目的是为了标识一个潜在危害特性是否存在。标识存在危害度的最好标志是严重度等级为9或10,而发生度和检测度高于1。

严重度(14):严重度用于表示潜在服务故障模式影响严重程度的等级。严重度总是用于故障模式的影响,事实上,严重度与影响之间有直接的关系。例如:如果影响严重,则严重度高,相反地,如果影响不严重,则严重度相应地要很低。

要从系统、服务、其他系统/服务、用户以及官方标准的角度来评估严重度。为了进行评估,通常有一个反映企业同用户和官方标准联合意见的等级表。第7章中表7.2就是一张这样的等级表。

在服务FMEA中,严重度等级应以故障模式的最坏影响为基础,在此基础上,再根据故障模式影响的严重度对其进行等级划分。

潜在故障原因(15):服务失效模式原因是导致故障模式的服务缺陷。必须重复强调是,对于故障原因要着眼于根本原因,而不是故障的表象。

为了更好地确定正确的潜在故障原因,分析人员必须理解服务,并提出适当的问题,特征则尤为重要。分析人员对根本原因了解得越透彻,则越能更好地了解故障。例如,必须提出的问题有“不恰当的促销活动能否导致营业额的降低?”或“培训不足是否会引起对文档的误解?”可以选择的技术有集体讨论、因果分析法、功能方框图分析法以及分类图法。

基本的问题是“服务执行其预期的功能时如何发生故障?”另一种提问方式是“连续问5个为什么!”该方法的基本原理是,使“提出问题”变得越来越困难和更具启发作用。早期的问题很肤浅,而其后的问题则更有实质性。其他有可能提出的问题有:“什么样的环境能导致故障?”以及“服务如何并且为什么不能达到用户的要求?”

故障模式可能由1个或多个单独的部件引起,也可能由以下因素引起(部分):

🔹由于产品设计不当引起的硬件故障;

🔹部件、零件的错误选择;

🔹过程的错误使用;

🔹控制程序不够:

🔹不能执行过程和质量控制;

🔹错误的安装、维护;

🔹缺少安全装置、环境因素;

据此,必须强调实施服务FMEA的一个主要作用就是确定由服务本身或与过程交互作用所引起的潜在故障模式。这些交互作用也包括人的因素,必须对所有的因素进行全面的研究。

故障模式与原因之间的关系既不是线性关系也不是“一对应”的关系,对应于1个故障模式可以有很多原因(有时也存在一一对应的关系),应尽量列出所有可能的原因,这些原因将确定服务改进的缺点和机会。因此,在服务FMEA中确定的故障原因越多,确定纠正措施就越容易。

故障原因的示例如下:

🔹无价值的指导;

🔹不适当的培训;

🔹过程中的意外;

🔹人为错误。

注:如果故障影响的等级是8~10,则要进行专门的工作来确定尽可能多的根本原因。

发生度(16):是一种频率的期望估计值或故障发生的累积值,其中,这些故障是指存在过程控制的条件下,对于给定的故障原因在服务期内发生的故障(通常作为规范的一部分给出)。为确定每个故障原因的发生度,分析人员可以采用可靠性数学方法(已超出本书的论述范围)、期望频率或所研究的部件在设计寿命期内每100个或1000个部件中的累积故障数(CNF)(分别对应CNF/100或CNF/1 000)。已在“设计FMEA”部分对设计寿命进行了说明。

另外一种帮助确定发生度的方法是服务终止前的目标时间或有用寿命。服务终止是由于设计功能终止(通常由于寿命),或者由于费用过于高昂而不值得再重新安装。

如果不能得到期望频率或累积故障数的估计值,对于服务FMEA可研究相似的或替代的服务和过程以获取相似的信息。

在实施服务FMEA时,通常要假设单点故障(也就是说单一的服务故障必然导致系统故障),单点故障的定义已在第7章进行了说明,确定单点故障后可帮助减少服务中断。这里要注意,不建议将每个单点服务故障确定为灾难性的,而要进一步对服务故障进行处理,因为每个服务故障都会引起用户的不满。

必须对每一个单点故障原因计算其发生度,如果不能估计其发生度,则应将发生度定义为10,并且结果必须得到全体团队成员的一致同意。

检测方法(17):一种方法(程序)、试验或分析。在服务、过程和用户中,有一系列直接的方法用于检测或预防故障。这些方法可以很简单(如集体讨论、评审、基于统计技术的抽样),也可以是技术含量很高的方法(如军用标准和计算机仿真)。无论使用什么方法,重要的是在问题出现之前,控制方法/技术能够有效捕获问题。

对于服务FMEA应该考虑那些对评估检测度等级有用的控制,在评估发生度时,应考虑那些旨在预防或降低故障原因发生度的控制。

检测的目的是尽早地确定服务缺陷,缺陷可看作服务中需暴露、检测或消除薄弱环节。服务FMEA中进行早期检测的目的是提供有效的服务控制。

由于服务FMEA开始得较早,要评估检测度等级有时会很困难,在这种情况下,分析人员可以利用历史信息,或来源于相似服务和过程的相似信息。有时也可能没有方法、试验或技术来确定故障,此时,在该栏中要填写诸如“暂时未确定”之类的说明。

关于检测的另一方面内容是应用集体讨论确定一些新方法和新试验,以备将来应用到任务中。在集体讨论过程中应考虑的2个首要问题是:

🔹如何发现故障?

🔹如何识别故障?

一些能检测故障的最有效的方法是:

🔹验证仿真技术;

🔹数学建模;

🔹原型试验;

🔹试验设计;

🔹过程验证试验。

检测度(18):检测度是在服务结束之前,当前的过程控制可以检测到引起某故障模式发生的根原因的可能性。要确定检测度,分析人员必须要估计表8.1第(17)栏中所确定的每个控制在故障发生之前检测到故障的能力。在此需假设故障已经发生。

服务FMEA中处理检测度问题时,如下3方面内容尤为重要。

1.不要因为发生度很低而假设检测度也应当很低,对于这个特殊情况,这2种等级之间可能有关系也可能没有关系。

2.如果是100%的自动控制,则FMEA团队应以如下内容为基础考虑其有效性:

🔹控制的条件;

🔹试验设备的条件;

🔹测量和试验设备的校准;

🔹测量和试验设备的变量(基于可重复性和可再现性研究R&R);

🔹系统将发生故障或被忽视的可能性。

3.如果列出100%的目视检查(与自动过程控制器、电刷记录器、人员视觉等不同),则FMEA团队应以如下内容为基础考虑其有效性。

🔹根据检查人和检查条件的不同,100%的目视检查中仅有79%~100%是有效的。

🔹执行检查的人数?如何监控评估的一致性?

🔹故障的种类。故障不明显,要求较高水平的检查能力(通过培训或经验获得);或者故障很明显,任何人都可以确定故障。

控制是否可以检测到故障的能力,如不能确定或者不能估计其检测度,则将检测度定为10。

风险顺序数(RPN)(19):该系数是严重度、发生度和检测度三者的乘积。RPN定义了故障的优先顺序。而RPN本身并没有确切的涵义和意义,它们仅用于对潜在的服务缺陷进行等级划分(定义)。

在服务FMEA中,分析人员必须时刻记住目标是要降低RPN,并且可通过降低如下内容来降低RPN:

🔹严重度(如果已采取了设计措施);

🔹发生度;

🔹检测度。

只能通过改变设计来降低严重度。如果设计可以改变,则可以消除故障。

在服务/过程中可以通过改进任务规范和要求来防止故障发生或减小其发生度。通过增加或改进评估技术、增加样本量或添加检测设备来降低检测度,以提高故障发生前检测到故障的能力。

建议措施(20):所有FMEA都要有建议措施,建议措施可以是某项具体的措施也可以是有待进一步研究的提案。服务FMFA中建议措施的目的是要降低严重度、发生度、检测度或者同时降低这三者。事实上,执行服务FMEA就是要排除缺陷,进而最终消除故障。

为了达到这个目标,FMEA团队必须按照最高的RPN、最高的严重度、最高的发生度这样的顺序来确定故障模式的优先顺序。

代表性的建议有:

🔹此时无措施;

🔹添加机内检测装置;

🔹为设计/服务提供可替代性;

🔹添加冗余分系统。

责任范围或人和完成日期(21):确定责任人/范围和完成建议措施的目标日期。

纠正措施(22):该项是进一步说明。这是由于某些措施只是建议性质的,并不一定会执行。分析人员(通常是部门领导)必须对建议措施做进一步处理,以确认这些措施是否被充分正确地执行以及是否需要更新这些措施。

要注意所有FMEA表格都是实时的文档,必须有人负责实时更新这些文档,通常由部门领导负责更新,部门领导有责任确保服务FMEA表格是实时的文档,文档应反映最新的相关信息及措施。

在措施被执行后,应填写有效日期或完成日期,并对采取的措施进行简要的描述。

修正RPN(23):过程中所有的措施采取后,FMEA团队应重新估计严重度、发生度和检测度,并对结果进行评审,计算新的RPN并将故障按等级进行排序。这个过程需要重复进行,直到FMEA团队确定已经覆盖了所有的相关信息时为止。如果没有采取措施,则该栏空白。

在服务FMEA中,通常可以在发生度和检测度范围内做预期的改变,而严重度保持不变。要想改变严重度,必须满足如下条件:

1.作为根本原因分析的一部分,必须确定故障是由于设计/系统问题引起的。

2.基于根本原因的分析,建议措施是修改设计。

3.按照建议措施进行了设计更改或修正。

这时的结果或者将改变所有的等级(发生度、严重度和检测度),或者只改变一部分,或者什么也不改变。

批准签名(24):该签名决定了实施FMEA的权威性,名称和标题由具体的企业确定。代表性的名称有部门经理、市场经理和区域主管人。

协作签名(25):该签名确认了实施和完成FMEA的责任,名称和标题由具体的企业确定。代表性的名称有部门领导、市场经理和质量保证经理。


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