FMEA在新建计量标准的应用
2018-11-19中国人民解放军第4724工厂
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0 引言
计量标准的建立工作主要是要确定计量标准器具及其配套设备的技术性能指标，完成相关设备及环境设施的配置，人员的培训，设备的溯源，重复性试验及稳定性考核等工作。计量标准的建立，需按规定经过相关的计量行政主管部门考核。计量标准考核的目的，是确认被考核的计量标准是否具有量值传递的能力，是对计量标准执行计量检定、校准资格的认可。计量标准考核程序，包括受理申请、发送计量标准考核任务（计划）委托书、专家评审（现场考评）、审批和签发证书（或计量标准考核结果通知书）五个环节。计量标准考核的项目主要包括人员资质、计量标准设备、文件集、测量方法、设施和环境条件等。
计量标准在建立的过程中，往往会因人员、设备、设施和环境、方法等各种因素的影响导致标准在考核过程中不能顺利通过，需进行整改达到要求后方能通过。如标准考核不能一次性通过将给企业带来一定的影响。其一，计量器具外送检定周期长，影响企业的生产进度。其二，计量器具外送浪费大量资金，影响企业的经济效益。其三，减少创收，经过实验室认可的校准机构可以对外开展相关业务。
如何提高计量标准建立一次通过的水平，保证计量标准建立的进度，是每个企业计量管理部门，每个实验室必须思考和解决的问题。
1 计量标准装置建立流程
计量标准的建立主要包括建标准备、考核申请、考核实施、签发证书等过程。计量标准建立流程见图1。
图1 计量标准建立流程
其中建标准备工作包含10项工作：（1）计量标准设备的配置。（2）人员的配备。（3）设施、环境条件的建立。（4）计量标准器及配套设备的溯源。（5）计量标准的试运行。（6）检定或校准结果不确定度评定。（7）检定或校准结果的验证。（8）《计量标准考核（复查）申请书》《计量标准技术报告》的编制。（9）模拟检定、校准项目的开展。（10）计量标准技术档案的建立。
2 FMEA基本原理
FMEA又可称为故障模式、影响及危害分析（Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，FMECA），是一种前瞻性的可靠性分析方法。国际上许多协会组织和专家对FMEA从不同角度进行了定义。如：美国医疗保障促进协会认为FMEA是一种系统的事前控制方法。它通过分析系统中故障发生的部位和原因，分析各类故障模式的影响程度，从中识别在系统中最需要改进的部位，从而制定改进措施以减少影响程度；通用电气公司认为FMEA是一种在产品工艺过程中，采用现代工程技术来分析潜在故障模式的分析方法。采用这种方法，能够发现、评价产品/过程中一切潜在的失效模式，从而及时对潜在的故障及其后果进行有效控制。
FMEA采用了分类归纳的方法，找出系统中所有的故障模式和可能对系统造成的影响，并对存在的故障模式的严重度、检测难易度和发生频度进行分析。采用FMEA的目的是在故障发生前发现、评价产品/过程中一切潜在的失效模式，并采取有力的预防措施来及时对潜在的故障及其后果进行有效控制。经实践证明FMEA是一种非常可靠的保障技术。
3 FMEA在计量标准装置建立中的应用
3.1 二等铂电阻温度计标准装置建立失效模式分析
按照二等铂电阻温度计标准装置建立过程分解，以项目目标体系为导向，自上而下地将项目从粗到细地进行分解。通常一个项目可以分成许多个子项目、子任务、工作包等多个层次。将建立二等铂电阻温度计标准装置的项目进行WBS分解，见表1。
运用头脑风暴法在各阶段列举的失效模式见表2。
3.2 计算RPN值
风险度是计算每个失效模式的风险度，用RPN来表示。风险度是失效模式的严重度、失效模式的发生度和失效模式的可探测度这三项的乘积，即RPN=S·O·D。当风险度RPN的数值越大，说明该失效模式引起的的风险就越大。应对风险性大的模式及时采取预防和改善措施。按照公式计算各个失效模式的严重度，见表3。
3.3 失效原因风险顺序数分析
按照失效模式分析给出的RPN值的大小，可以清楚地看到失效原因的影响的优先级别。其中排列在RPN值前30%的为影响较大的因素。
表1 WBS分解表
表2 失效模式列表
表3 失效模式风险度计算结果和排名表
表4 失效模式风险度计算结果和排名表
根据表4对失效模式风险度计算结果和排名，并结合对建立二等铂电阻温度计标准装置的项目进行WBS分解，经过广泛听取意见，进行归纳分析并采取措施。具体见表5。
3.4 效果评价
通过实施有效措施后，A公司在今年新建的两项计量标准进行了失效模式的分析和RPN数值的计算，发现其相关项的RPN值已有显著的下降。重点关注的失效模式，经采取措施后其RPN都控制在可接受的数值范围内，最终使得整个项目的风险得到了有效的预防和控制。具体数据见表6。
表5 失效模式原因分析归纳表
表6 改进前后对照表
4 结语
本文通过运用了失效模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，FMEA）技术，分析已建立计量标准过程中造成计量标准不通过的失效模式与失效因素，从而为新建计量标准质量管理人员建立质量预防控制措施提供有效的数据支持及理论的导向。
