浅谈FMEA在线束工艺设计方面的重要性

李海芸

摘 要：FMEA是大型汽车零部件生产型企业里广泛使用的预防型质量管理工具，文章主要描述FMEA在线束加工企业的工艺设计方面的应用，通过分析线束加工的工艺过程中的潜在质量问题，失效的原因及影响，记录预防和探测手段，采取措施的方法，达到在产品被生产出来之前将其可能发生的质量问题通过这些措施将其扼杀在摇篮之中，既降低失效产品的生产成本，又降低最终产品的废品率，增加了顾客的满意度，也提高了企业质量管理的水平，降低了企业质量成本。

关键词：PFMEA;失效模式;失效分析;顾客满意度

中图分类号：U461.99  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）17-231-03

Discussion on the Importance of FMEA in the Process Design of Wire Harness

Li Haiyun

（ Shaanxi Wanfang Tianyun Automobile Electrical Appliance Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710201 ）

Abstract： FMEA is widely used in the large auto parts manufacturing enterprise of preventive quality management tools， In this paper， mainly describe FMEA in shaanxi Wan Fangtian shipment application of automobile electric appliances， through the analysis of the potential quality problems in the process of production， the cause of the failure and its influence， record the prevention and detection means， take measures， the method of reach before products are made possible quality problems through these measures will be killed in the bud， which decrease the production cost of failure products， and decrease the waste product rate of the final product， increase the customer satisfaction， and also improve the level of the enterprise quality management， Reduced the cost of enterprise quality.

Keywords： Failure Mode and Effects Analysis; Failure Mode; Failure Analysis; Customer Satisfaction

CLC NO.： U461.99  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）17-231-03

引言

汽車线束是汽车电路的中的网络主体，在车辆运行中传递着电流、信号和大量的数据，是保障汽车各种用电器功能正常运转的经脉。随着信息科技的发展，用户除了对汽车安全性能和舒适性能的要求之外，更是对汽车的信号化、智能化的需求不断提升;同时随着国家对环保要求的力度的增加，重卡汽车必须改型以符合国家环保和排放的要求。而汽车线束质量直接关系着这些功能、性能的实现。那么问题来了，汽车线束如何在制造环节提升加工质量已成为各个汽车线束厂家所必须面临的问题。线束产品的生产过程中质量存在于各个环节，引入FMEA质量管理工具，从产品质量预防方面入手，吸收、创新和应用先进的质量管理方法和技术工具，有效的满足客户对产品的各类特殊需求。FMEA质量管理工具以客户满意度指标衡量企业竞争力，实现低废品率和高能耗利用率，满足国家对企业生产的环保及节能降耗方面的要求。

1 FMEA简介

Failure Mode and Effects Analysis简称为FMEA，可分为故障模式分析（FMA）和故障影响分析（FEA） [1]，采用FMEA这种可靠性设计方法，应用对产品设计的专业知识和头脑风暴等方法对产品整个生产、储存、运输各过程的潜在质量风险进行评价、分析，提前识别质量风险点，在产品设计阶段达到尽可能的消除这些风险点或将这些风险降低至可接受范围内的效果。FMEA也是一组系统化的活动，即识别产品或生产过程中的潜在失效及其产生的后果，制定消除或减少潜在失效发生的预防措施，最终将整个分析过程运用FEMA表格的形式形成文件并归档。通过FMEA分析的方法可提高产品可靠性，降低设计、生产、制造及运输各过程中质量风险的目的，如缩短开发周期、降低批量质量问题概率、降低维修费用等。

FMEA可分为设计FMEA和过程FMEA，其中过程FMEA是建立在设计FMEA的基础之上。本文主要从线束工艺设计方面讨论过程FMEA，即通过对构成线束产品的子系统、零件及构成过程的各个工序逐一进行分析，找出其潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，达到预防产品失效发生的作用[2]，避免传统的先生产后检验的方式导致的生产成本高和顾客满意度低的问题发生，是线束加工工厂中常用质量管理工具之一。

一个完整的过程FMEA一般包括新建和动态更新两个阶段。新建FMEA是在产品可行性论证阶段或之前、生产工装制造之前启动，由工艺设计或制造工程师以及其它负责开发的相关人员利用对产品或过程的专业知识和头脑风暴等方法，尽可能全面系统的分析产品整个生产过程中可能出现的质量风险点，结合5M1E及PDCA循环分析等方法系统全面的分析个质量风险点潜在失效模式，从严重度、发生率、探测度方面评价风险的优先级，制定预防和探测措施，从而防止有质量问题的产品被生产线生产出来而流入下道工序或者流入客户，产生抱怨，降低PPM值[2]。FMEA动态更新是在生产线建立并运行的过程中新发生的质量问题，这些质量问题更是以往生产中从未出现或者在头脑风暴阶段无法估计到，针对发生问题分析原因并制定控制和探测方法，同时可将这种失效模式归入FEMA表单中，避免同样的质量问题重复发生，同时也可作为其他同类型产品FMEA分析的参考经验。

对于陕汽重卡汽车而言，为满足国内外客户个性化需求，整车线束的布置也各不相同，但是线束的结构大体大多类似，针对此类产品结构/制造过程类似的线束零件，可根据其系列分类、工艺过程特性，设计通用的PFMEA，当有新产品开发时可作为经验积累予以参考。导入通用PFMEA，既提高了FMEA团队的效率，同时也提高了失效模式的分析和措施制定的有效性。

2 FMEA分析的意义

2.1 提供解决问题的方向

采用FMEA分析技术，从人、机、料、法、环、策方面入手进行问题分析，最大限度地保证产品生产周期中潜在的失效模式及其失效起因均已得到充分的考虑和论述，其中以“机”为例：机即辅助生产的设备和工具，其一般采用使用、点检和保养的方式进行管理，设备失效由设备零件磨损、可靠性降低等原因造成，失效的结果是导致生产过程中断或者产品出现偏差，其失效原因主要从使用、点检、保养方面进行头脑风暴：如是否有完整的设备管理办法、设备管理办法的各项规定是否都已有效实施且能形成记录、所有生产过程中的设备是否符合工艺规范的要求，是否满足工序能力的要求，设备是否能满足持续产能需求等。引入FMEA分析方法能达到追根溯源从根本原因分析并制定有效预防和控制的对策：设备作为一个产品也是由外部供应商提供，其设备的性能、設备的失效模式以及失效模式的预防控制措施也是设备厂家更为了解，那么FMEA分析机器设备失效时可考虑设备厂家提供一份其失效措施清单[3]即设备使用说明或作业指导书，这份清单为FMEA编制小组提供了头脑风暴的方向：系统了解设备使用说明，明确设备的保养和维护周期、关键零部件更换的周期等信息，根据这些关键信息在线束工艺设计时可制定设备使用、点检、保养以及易损易坏零件的更换周期等设备管理办法，并制定管理办法的实施监督措施、形成记录，确保设备在生产过程中处于完好和受控状态，从根源上有效的避免设备故障导致产品不良、甚至于生产中断的发生。

2.2 全面系统的分析问题

以导入过程FMEA为例，一般是在可行性论证阶段或之前、生产工装制造之前启动，建立生产过程流程图，系统全面的识别产品的整个生产周期的潜在失效模式。以线束加工为模型，首先建立产品生产的流程图：包括原材料入库、导线下料、端子压接、简单预装、挂板组装、产品检验、装箱入库、产品运输、以及这些工序间的物料运输等，针对各生产环节逐一分析构成产品的子系统、零件，识别其可能的潜在质量风险点，分析各潜在风险点的发生的根本原因，制定预防和控制措施，防止不良产品被生产线生产出来而传递至下道工序甚至于流入客户，造成客户抱怨影响顾客满意度。针对压接工序以端子压接变形为例分析失效模式，其后果是导致端子无法插接或者插接后造成接触不良，其发生的原因可能为：（1）未使用专用模具或者模具代用;（2）端子压接参数设计不合理，如导线剥头、压接高度;（3）模具调节未按照作业要求执行;（4）模具磨损导致;针对这些原因在线束工艺设计时可制定控制预防措施：（1）制定端子压接模具管理办法，从磨具的开发验收和使用维护方面系统的制定管理办法。（2）从端子剥头、压接高度、适配线径、以及外观要求方面系统制定端子压接的参数标准;（3）制定模具安装作业指导书;（4）制定模具保养和更换管理办法;（5）制定端子压接拉拔力标准，采用首件检验管理办法在过程中进行拉拔力探测，这样系统的分析后形成FMEA的动态管理文件，持续改善以达到在制程中将质量风险降至最低。

FMEA制作环节也涉及到了返工的步骤，返工虽然是一种非正常的作业流程，但在一些情况也是产品生产中必要的过程，此过程也是受到了人员操作，设备运行，物料的输入输出，作业指导书的运用，环境等的影响，分析返工步骤中的潜在失效模式也应从人、机、料、法、环方面制定对应的预防和探测措施，形成返工FMEA，能有效的提高产品返工的质量、降低返工的生产成本。

2.3 提供系统深入的解决方案

FMEA分析主要精髓在于采用5M1E及PDCA循环分析[4]的分析方法，直击失效模式的根本原因，达到有的放矢并能切中失效要害。以车辆空滤器功能丧失为例：为什么空滤器功能丧失，是因为空滤器护套进水;为什么空滤器护套进水，主要原因是线束加工时插接器使用的端子和密封度与护套不匹配;为什么会不匹配，是因为加工时密封堵缺料被代用导致;为什么会代用，是因为该处管理被遗漏;为什么被遗留，是因为没有相关的代用管理机制，至此已挖掘出空滤

器护套进水问题的根本原因。

由此可见FMEA在分析失效模式时从技术、管理、工艺等各方面分析原因，并对针对各方面原因采取对应措施，制定对应探测控制和管理的方法，从源头分析失效原因和制定探测手段避免产品被生产出来报废或者返工而产生的成本，大大而降低了由失效产生的生产成本。

3 结论

线束在整车系统是比较重要的一类零部件，其质量好坏直接影响汽车各种功能性能的实现，只有在前期的项目开发阶段对线束加工工艺各环节的失效进行充分的分析，并拟定其对应的控制和探测措施，才能有效降低失效造成的生产成本、更有效的避免在终端用户处发生线束问题。本文结合长期处理该问题的经验，为线束工艺设计引入FMEA分析方法提供一定的指导作用。

参考文献

[1] 斯泰蒙蒂斯.故障模式分析FMEA从理论到实践[M].第2版.北京：国防工业出版社，2005.

[2] 鄢青.简要介绍FMEA在重卡线束企业中的应用.[J]江苏科技信息： 2016年第8期.

[3] 贾再明，庄明惠.FMEA的分析和管理，[J]现场管理.2001年第3期.

[4] 陈心德等.生产系统现场工作研究[M].沈阳：东北财经大学出版社， 2005.