浅谈FMEA在铸造质量管理中的应用

李文定

（共享铸钢有限公司，宁夏银川 750021）

FMEA是质量管理中经常会用到的一种管理工具，最早被应用到美国阿波罗登月计划中，用于识别、分析和应对可能的风险。80年代被美国军方确认为军方规范，后来又被汽车行业指定用于产品的设计和过程制造中，大约90年代中期进入中国并被迅速推广应用。

铸钢件从铸造工艺设计到完工需要经历40多个步骤，每一个步骤都很关键。尤其对于一些周期紧急的项目，因为质量缺陷导致的返修往往会占用大量的时间。通常遇到这种情况，可提前通过FMEA的实施来预测铸件可能会出现的问题，从而采取措施来消除或减少潜在失效的发生，做到事半功倍。

1 FMEA介绍

1.1 FMEA定义及目的

FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是：

（1）认可并评价产品生产过程中的潜在失效以及该失效的后果。

（2）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。

（3）将全部过程转化形成文件。

1.2 FMEA过程中几个特性

严重性（SEV）:指潜在失效模式对顾客的影响后果的严重程度评价指标，一般分1～10级，从无失效后果到无警告的严重危害后果。

可能性（OCC）：指具体的失效起因或机理发生的频度，分1～10级，从不可能发生失效到发生失效几乎无法避免。

不可知性（DET）：指失效的起因或机理可探测的程度，分1～10级，从肯定到几乎不可能探测。

风险值（RPN）：是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积，被称为风险系数。其数值愈大潜在问题愈严重，用来衡量可能的工艺缺陷，以便采取可能的预防措施减少工艺的不稳定性，使工艺更加可靠。对于工艺的矫正首先应集中在那些最受关注和风险程度最高的环节。

1.3 FMEA的应用场合

（1）新设计、新技术或者新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。

（2）对现有设计或过程的修改。FMEA的范围集中于对设计或过程的修改及修改后所产生影响的分析。

（3）将现有的设计或流程应用于新的环境、场所。FMEA的范围是新场地或者新环境对现有流程的影响。

2 FMEA在铸造企业的应用

FMEA的特点是“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。为实现最大的价值，在铸件生产之前，召集相关生产、质量及工艺人员通过头脑风暴完成FMEA分析，能够最容易、低成本的对产品或过程进行更改，从而最大程度的降低后期的产品缺陷及返修周期[1]。

铸件的生产流程由多个步骤组成，在运用FMEA之前，必须先列出生产铸件所经历的制程功能。

下面就以乌东德水轮机转轮叶片项目，利用FMEA来进行风险预测和防范。先列出乌东德水轮机叶片的铸造流程如图1所示。

将铸造过程中可能失效的模式一一列出来并进行评分（表1），将RPN大于40的定义为存在风险的制程。从FMEA结果可知，熔炼工序存在风险。可以采用5M1E法来分析制程失效的原因（图2）。

图2 制程失效原因分析

通过以上分析，可以采取以下措施有针对性的来解决熔炼过程中的风险。

（1）人：人员对顾客要求不清楚，进行产前转型培训，明确顾客的要求。

（2）料：废钢中钒元素含量高，在熔炼过程中无法降低，通过建立废钢采购标准，控制原材料的入厂。

（3）法：熔炼工艺卡出错，在产前召开技术交底会议，与顾客共同就过程文件进行审核。

（4）测量：熔炼过程中无测量，修改熔炼控制程序，必须在每次加料后测量。

通过采取以上措施，再次评估RPN=9*2*2=36，小于40，排除熔炼工序的风险。

表1 乌东德叶片铸造流程FMEA

3 总结

FMEA作为APQP的五大工具之一，其全称为潜在的失效模式及后果分析 (Failure Mode and Effects Analysis，简记为 FMEA)，是一种“事前的预防措施”，并由下至上。在设计及制造过程中被广泛应用。熟练的掌握并运用FMEA管制方法，能帮助铸造企业有效的降低不良率，提升产品质量，从而达到真正降低成本，提升制程质量的目的。