基于FMEA的设备预防维护管理的研究与应用

基于 FMEA的设备预防维护管理的研究与应用

胡云

马钢股份有限公司第四钢轧总厂 安徽省马鞍山市 243000

摘要：目前，我国的各行各业建设的发展迅速，FMEA[FailureModeandEffectsAnalysis，（潜在）失效模式及后果分析]是一种识别产品或过程的潜在失效，以便在失效影响到顾客之前采取纠正措施的分析工具。它是一组使设计、制造过程尽可能完善的系统化活动，这个活动过程由许多人员广泛参与，形成跨职能工作小组，并由多种活动组成，认可并评价产品或过程中潜在的失效以及该失效的后果，确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。其最明显的结果就是跨职能小组的集体知识的文件化。FMEA涉及设计和制造过程的每个阶段，分别形成DFMEA[DesignFailureModeandEffectsAnalysis，设计（潜在）失效模式及后果分析]和PFMEA[ProcessFailureModeandEffectsAnalysis，过程（潜在）失效模式及后果分析]，同时可应用于问题的解决。

关键词：FMEA；设备预防维护管理；研究与应用

引言

全面规范化生产维护（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ　Ｐｒｏ－ｄｕｃｔｉｖｅ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，简称“ＴｎＰＭ”），是全员参与的，步步深入的，通过制定规范，执行规范，评估效果，不断改善来推进的ＴＰＭ；其最终目标是提高设备综合效率（ＯＥＥ）。影响ＯＥＥ提升的八大损失中，设备故障停机作为一个重要提升项，除了要求在故障发生后能够快速响应及恢复功能，更需要以预防的思想去进行改进、防呆、控制、预防性保养等。

1设备预防维护管理现有模式

据统计，设备等有形资产的维护与维修成本通常占企业生产成本的10%以上。EFMEA在国内企业的应用并不广泛，特别是生产制造型企业没有建立起以EFMEA为主导的设备预防性维护管理体系。缺少系统、完整的设备潜在失效风险的识别，往往单纯依靠设备文档、以往经验等方式建立设备点检、设备维护标准，没有搭建起有效的设备预防性维护管理体系，设备故障率高、使用成本高、效率低、寿命短成为常态。部分已经建立起EFMEA体系的企业，设备点检、设备维护等标准的建立比较粗放、不完整，流程缺失，难以指导实际并有效执行，设备预防性维护管理作用有限。此外，依据设备文档资料建立起来的设备日常自主维护与专业维护标准存在与设备实际使用脱节的情况。设备进入到企业投入使用以后，人员、工艺、材料、环境、检测等条件出现变化时，设备运行状态也会随之变化。所以，设备出厂后，设备状态差异也会越来越大。此时，单纯依靠厂家提供的原始设备文档资料，很难进行有效的设备预防性维护管理。

2ＦＭＥＡ的应用

从ＦＭＥＡ实施过程概述中可以看出，对于影响失效的每一个因素需要进行风险评估（包含严重度、发生率、可侦测程度），并按照优先级制定纠正措施。从降低设备故障率发生的角度来看，每一个因素都将需要排除，故在设备故障预防性研究中不进行风险评估标准的制定及风险评估（涉及重大安全及质量方面需另行考虑）。

2.1确定分析范围

EFMEA小组在进行设备潜在失效模式及后果分析时应确定分析的界线，根据所界定的EFMEA范圍来确定所包含的内容，一般包括系统级（生产线，多台设备联合作业时）、设备单机、设备部件。系统级EFMEA由多台同类或不同类别的设备组成，系统级设备潜在失效模式及后果分析的重点是阐述构成系统（生产线）设备单机之间及外部环境和过程需要之间的所有界面（接口）和相互作用、影响。设备单机EFMEA可能是系统级（生产线）EFMEA的一个子集，但通常指可独立完成某一功能的单一设备，例如单台数控加工中心。设备单机EFMEA重点是阐述构成设备的各部件之间的所有界面和相互作用、影响。设备部件EFMEA是设备单机EFMEA的一个子集，例如主轴是数控加工中心的一个部件。设备部件EFMEA重点是阐述构成部件的各零件之间的所有界面和相互作用、影响。

2.2建立ＦＭＥＡ小组

建立三人小组，明确各自的职责：ＴｎＰＭ运营主管，设备区域服务主管，负责３台加工中心的设备工程师。

2.3故障数据ＦＭＥＡ分析

该３台加工中心同属于一个制造商，并属于同型号，自动换刀系统主要分为ＡＴＣ自动换刀与ＡＡＣ自动换附件。（１）建立ＦＭＥＡ分析表：按ＦＭＥＡ分析过程建立分析表，并梯次分析。（２）针对上述根本原因制定改进及控制计划。

3EFMEA建立流程

EFMEA建立流程如下：成立小组→分析启动时机→收集输入信息→确定分析范围→确定分析目标→识别功能和要求→识别潜在失效模式→识别潜在后果→识别潜在要因→现行探测和预防→识别和评估风险（严重度、发生率、探测度、风险顺序数）→提出建议措施→措施实施结果→EFMEA文件评审→EFMEA文件发布→持续改进。

3.1成立小组

EFMEA小组一定是一个跨部门的联合多方人员组成的工作团队，这是保证EFMEA顺利建立的基石。EFMEA小组至少应由设备管理员、设备技术人员、设备维修人员、设备操作人员、工艺技术人员组成，必要时需请设备制造商加入小组。

3.2分析启动时机

EFMEA小组至少应在产品过程开发阶段、新设备投入使用前、产品发生变化时、EFMEA输入信息发生变化时、设备能力及可靠性等发生明显变化时启动EFMEA分析。

3.3资料收集

EFMEA小组应主动收集设备潜在失效模式及后果分析所需的资料作为输入，这些资料一般包括设备文档、设备运行流程、设备可靠性信息、设备能力（CMK/CPK/平均合格率/开工率等）、设备故障停机及维修记录、过程数据等。

3.4确定分析范围

EFMEA小组在进行设备潜在失效模式及后果分析时应确定分析的界线，根据所界定的EFMEA范围来确定所包含的内容，一般包括系统级（生产线，多台设备联合作业时）、设备单机、设备部件。系统级EFMEA由多台同类或不同类别的设备组成，系统级设备潜在失效模式及后果分析的重点是阐述构成系统（生产线）设备单机之间及外部环境和过程需要之间的所有界面（接口）和相互作用、影响。设备单机EFMEA可能是系统级（生产线）EFMEA的一个子集，但通常指可独立完成某一功能的单一设备，例如单台数控加工中心。设备单机EFMEA重点是阐述构成设备的各部件之间的所有界面和相互作用、影响。设备部件EFMEA是设备单机EFMEA的一个子集，例如主轴是数控加工中心的一个部件。设备部件EFMEA重点是阐述构成部件的各零件之间的所有界面和相互作用、影响。

3.5确定分析目标

EFMEA小组在进行设备潜在失效模式及后果分析时应确定分析目标，分析的目标至少应包括失效后果对生产过程稳定性、产品质量、法律法规的影响。

结语

企业如何通过有效手段减少设备使用、维护与维修成本，提高设备管理的效率和质量是设备人持久不懈的努力方向。EFMEA的应用有利于企业建立完整的设备预防维护管理体系，文中基于FMEA的设备预防维护管理的研究与应用是对企业建立以EFMEA为主导的设备预防维护管理体系的有益探索与实践，建议企业广泛应用EFMEA并充分发挥其在企业设备管理中作用。同时，我们也可以尝试将EFMEA应用于整个设备生命周期管理中，充分发挥EFMEA在设备管理中的作用。

参考文献

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