Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)
所有产品和服务都会失败!即使已经达到了六西格玛精度的过程也会失败。然而,考虑到可能的故障源、它们可能产生的影响以及如何对故障模式进行优先级排序,可以使产品、服务或过程计划更加健壮。考虑可能的故障模式并将它们整合到设计中,可以大大减少产品/服务在使用过程中出现故障的可能性。失效模式和效应分析(FMEA)正是这样一种方法。
FMEA 最初由航空航天业在20世纪60年代实施。自那时起,它已成为所有安全性和可靠性至关重要的项目中不可或缺的一部分。汽车行业广泛使用FMEA。事实上,福特汽车公司是美国最早采用FMEA的公司之一。这些不同行业使用了不同的FMEA分析变体和版本。尽管这些分析有所不同,但其核心目的是一致的,即在问题发生之前通过设计来规避潜在问题。
列出潜在故障:帕累托原则同样适用于故障。大多数故障是由相对较少的根本原因引起的。因此,正确管理这些原因至关重要。FMEA分析依赖于执行FMEA分析的人的经验。通过头脑风暴列出故障模式。关键在于尽可能多地思考系统可能出现的所有方式。
尝试从系统中设计出故障:一旦确定了系统中的潜在故障模式,就需要努力防止故障的发生。这通常可以通过以下三种方式之一实现:
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防错设计:当待处理的故障模式具有高优先级时,应采取这种策略。这意味着故障发生的可能性很高,并且如果发生,整个系统可能会受到影响。在这种情况下,预防胜于治疗。通常会组建工程和管理团队,敦促他们找到能够减轻风险的解决方案。
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增加过程的可变性:第二种策略是改变过程以消除风险。这有时会导致运营损失。必须进行成本效益分析,以了解实施此策略的成本。
亨利·福特生产的著名Model T就是一个例子。亨利·福特确保只生产黑色的汽车。因此,他消除了使用多种颜色可能引发的复杂性和故障。
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控制规划:最后一步是创建一个故障控制计划。该策略依赖于快速检测故障并尽快启动控制计划。此策略应用于较小的风险,这些风险是预期的、可预见的,并且不会威胁业务。
主观性
FMEA分析的问题在于它高度主观。这意味着它依赖于专家来解决问题。两位执行相同分析的人可能会得出非常不同的结果。因此,分析的质量取决于执行它的人员。
如何实施FMEA
FMEA分析主要取决于执行它的人员。但这并不意味着人们不能接受培训来实施这种分析。只是需要指导和经验丰富的高级人员的引导。以下是实施FMEA分析的逐步方法:
审查流程:第一步是深入理解流程。在正常情况下,我们有很多假设。我们假设电力供应始终存在,原材料供应始终稳定等。FMEA分析的重点是明确地说明使流程工作的输入和前提条件。通过明确地说明所需的内容,管理层为下一步做好准备。
头脑风暴故障模式:在上述步骤中,列出了可能导致流程失败的所有因素。在这一阶段,需要对其进行头脑风暴,以找出流程可能出现故障的方式。团队需要考虑一个因素,比如电力供应,然后设想可能会发生什么。例如,供电可能会被切断,电压可能会波动,或者电力价格可能会上涨等等!这些都是流程的故障模式。
评估发生概率:一旦列出了故障模式,就需要根据发生概率对其进行评分。通常通过分配1、4或9的分数来完成。1表示发生概率很低,4表示中等概率,9表示几乎肯定会发生。
评估严重程度:然后需要根据后果的严重程度对故障模式进行评分。这通常是通过分配1、4或9的分数来完成。1表示影响很小,4表示中等影响,9表示会中断业务。
评估检测可能性:接下来需要对故障模式的检测可能性进行评分。需要从组织现有的检测机制的角度考虑。同时还需要考虑检测的时间框架。1、4和9的评分应代表越来越严重的程度。
相乘得到风险优先级数(RPN):下一步涉及将这三个数字相乘以得到风险优先级数(RPN)。这里所做的工作是分别对任何单一故障模式的三个主要特性进行评级。现在需要将它们结合起来,以了解任何单一故障模式所面临的真正威胁。
决定截止点并优先排序:最后一步是根据生成的分数按降序排列故障模式。这些分数用于确定截止点,即哪些故障需要防错设计,哪些需要控制,哪些需要改变以消除变化。
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