如何应用根本原因分析（一）

编者按

根本原因分析（RCA）是寻找人们观察或经历结果的根本原因的过程。在故障分析时，常用于寻找经常发生的或重大机器故障的根本原因。

本文介绍了RCA的含义、起源和应用环境，并介绍了应用RCA的具体步骤。原文载于2021年5月的《质量文摘》（Quality Digest），作者布莱恩·克里斯蒂安森（Bryan Christiansen）是Limble CMMS公司的创始人和首席执行官。

什么是根本原因分析

根本原因分析（RCA）是一种调查工具，是一个跟踪可观察到的故障的原因并确定导致故障发生的根本问题的过程。修复被辨识出的根本问题，应该能防止由它引发的故障再次发生。

如果所修复的问题不是根本问题，则无法保证相同的故障不会再次发生。RCA试图通过跟踪因果链来查明是不是根本问题，以精确定位能使所有失效不复存在的原因。

RCA不是一个保证结果的过程。实施RCA可能很复杂，通常涉及大量的数据收集和审查。RCA的结果也不总是黑白分明的，它并不是一种能够最终表明我们所辨识的原因是否为根本问题的试金石测试。通常情况下，我们得到的只是因果之间的强相关性，而不是因果关系。得到结果后，有经验的专业人士必须判断是否需要进一步调查。

RCA是一门需要领域知识和经验的技艺。否则，对故障的任何修复都可能只是表面解决方案。在最坏的情况下，我们所做的改变还可能导致故障恶化。

尽管存在这些不确定性，RCA仍然是理解和改进系统和程序基本性质的有力工具。

根本原因分析的起源

RCA作为一种调查工具已经存在了几个世纪。被尊称为“日本工业化之父”的丰田工业公司创始人丰田章男，将它正式引入了工程技术领域。

有人可能争辩说，日本制造业的创新（如改善和其他精益制造过程），可以归因于寻找问题的根源并解决问题的实践，而不是满足于表面上的解决方案。所有这些工艺改进技术都有助于提高世界各地制造工艺的水平和效率。

为什么要进行根本原因分析

RCA有两种广泛的使用方式。

1.用于寻找、确定问题的根本原因，这是最为常见的使用方式。

2.用于认识发生积极变化的根本原因。有时，我们实施的程序会带来比预期更好的结果，当良好结果的原因无法被轻易解释时，也可以用RCA来识别。

何时进行根本原因分析

实施RCA需要投入大量的时间、人力和金钱，会导致进行RCA的生产线或系统进一步中断。因此，不应该对每个故障都执行RCA。另外，何时进行RCA并没有固定的规则。

以下是一些经验丰富的专业人士决定是否进行RCA的实例。

·持续的故障。如果相同的故障重复发生，就值得调查。由于相同的故障重复出现，我们可以得出结论：故障不会通过修复可见问题来清除。反复出现故障有一些根本原因，应该通过RCA进行调查。

·关键故障。一个故障的严重程度可以通过工厂的成本或特定故障造成的总停机时间来衡量。当发生此类故障时，必须进行调查，以确定故障的根本原因。这将有助于避免今后再发生此类事件。石油钻井平台爆炸或飞机坠毁等，当然就属于需要调查的重大故障。

·失败的影响。任何系统都有关键机器和关键子流程。这些故障将使整个操作中止，因为该特定机器或过程可能没有备份或规避计划。本质上，机器或过程的临界性决定了是否对故障进行RCA。

基于3R的根本原因分析过程

识别（Recognize）：我们要观察的某些故障的真正原因并不总是显而易见的。装饰性、表相式的修复对纠正潜在的故障没有太大作用。RCA是为了查明真正的原因，以便采取纠正措施，消除未来的问题。如前所述，RCA也可以用来确定意外积极结果的原因。

纠正（Rectify）：一旦确认了根本原因，就必须采取纠正措施。如果根本原因得到解决，同样的故障将不会再次出现。如果故障再次出现，说明所确定的原因很可能不是根本原因。这说明以前的RCA进行得并不全面彻底，需要做更多的调查。

复制（Replicate）：一旦发现并解决了故障的根本原因，必须确保相同的故障不会在同一系统中再次发生。如果进行RCA是为了确定意外良好结果背后的原因，那么必须测试是否可以在其他场景和环境中复制相同的因素。

从本质上讲，根本原因分析是针对任何发生的事件，精确地找出发生了什么、它是如何发生的，以及它为什么发生。

根本原因分析的应用

RCA本质上是一种知识工具，用于识别任何事件或故障的根本原因。几乎每个行业都会出现故障和问题，使用RCA技术可以调查它们的根本原因和影响因素。

RCA最明显和最普遍的用途在医疗诊断领域。同样的症状可以由一系列疾病引起，在患者得到有效治疗之前，医生有责任查明潜在的病因。电视剧《豪斯医生》几乎所有剧集都有根本原因分析的练习，尽管练习的方式是非传统的。

许多其他垂直行业也经常使用根本原因分析，比如：

·制造（机器故障分析）；

·工业工程和机器人；

·工业过程控制和质量控制；

·信息技术（软件测试、事件管理、网络安全分析）；

·复杂的事件处理；

·灾害管理和事故分析；

·医药研究；

·变革管理；

·风险和安全管理。

RCA是一种结构化的思维方式，可以调查任何类型的事件。因此，RCA并不仅仅局限于上述领域，它可以在任何需要确定问题根源的部门或行业中实施。

根本原因分析的步骤

RCA可以通过使用许多不同的工具和技术来完成，即利用不同的概念模型从根源上识别问题。尽管所有的工具在形式上有所不同，但每一种技术都必须经过概念性的步骤来完成分析。

步骤1：问题陈述

问题陈述和定义对于任何形式的分析都必不可少，而不仅仅是RCA。它是对遇到的问题和症状的清晰描述，可以提供分析的范围。

如果没有精确的问题陈述，RCA就像一艘没有舵的船，没有前进的方向，也无法改变方向。明确定义的问题陈述还有助于确定要实现的潜在解决方案的规模和范围。

步骤2：数据收集

应收集与该事件有关的所有可用数据。以制造工厂的机器故障为例，以下是需要收集的一些相关信息：

·机器的年代；

·连续运行时间；

·操作模式；

·维修计划；

·操作人员操作机器的方式；

·机器规格；

·工厂基础设施示意图；

·机器的运行特性；

·运行环境的特点。

亲自检查机器还可以提供对RCA有益的信息。对于收集预测分析数据（换句话说，运行预测维护）的设备，快速整理数据是容易做到的。

步骤3：时间表、差异化和映射

必须建立事件的时间表，这将有助于确定收集的数据中哪些因素值得调查。RCA需要可能指向根本原因的数据点集。按时间顺序排列事件和数据，将有助于从非因果事件中解读因果事件。

从收集到的数据中，可以发现各类事件、发生的时间以及其他收集到的数据之间的相关性。这可以作为区分因果事件和非因果事件的初始步骤。需要记住的重要一点是：相关性并不意味着因果关系。

当相关性被确定后，尚不能得出任何分析结论，则需要进一步调查因果关系。

根据收集到的数据，按时间顺序排序和集群，我们应该能够创建一个因果图（如图1）。这种图可以用来表示发生的各种事件和收集的数据之间的关系。不同的路径被赋予不同的概率权重，可以作为追踪根本原因的可视化工具。

图1 因果图示例

步骤4：根本原因解决

一旦确定了根本原因，就可以很容易地确定修复它的解决方案。它可以根据问题陈述中定义的范围进行映射。如果解决方案在范围之内，则实施该解决方案。

解决根本原因应能消除故障的复发。如果故障再次出现，我们将需要从头开始，再次进行RCA。

故障解决后，必须采取措施避免再次发生。可以应用多种解决方案来解决单个故障。例如，根本原因可能是轴承的磨损，其发生比预期的时间要早得多。在这种情况下，必须调整程序以尽早更换轴承。为避免故障再次发生而采取的类似措施还包括更改维护计划、维护模式和更改设计等。

已实施的解决方案必须与可用的资源保持一致。因此，如果根本原因是机器持续运行时间太长，明显的解决方案是缩短机器运行时间。然而，当生产计划不允许时，另一种解决方案可能是更频繁地安排预防性维护。