基于FMEA和模糊综合评判的物业设备运维评估研究

李伟伦，顼春红，李琳，田宇，郭亚军

（融创物业服务集团有限公司，天津 300000）

1 前言

FMEA的目的是在产品设计或过程设计阶段，发现产品的潜在失效模式，从而预先采取必要的措施避免或减少相应失效模式的发生，提高产品的质量及可靠性。对物业服务来说，服务产品化将是物管行业未来的发展方向。“物业服务过程就是产品”，将服务过程固化成产品，投放市场使用户享受服务产品。将设备运维管理作为物业服务产品，客户对设备运维管理的体验感就是物业服务改进和衍生商机的方向，“满意度”是衡量用户体验的一大指标。目前，物业服务正在由劳动密集型向知识密集型转变。在过去，物业管理通常是基于经验积累或风险事故被动吸取教训，而在复杂工程的运维管理中，我们期望将运维策略由事后维护变成预防性维护，以实现设备安全稳定运行，减少设备故障和事故，延长设备使用寿命，最终提升客户体验感。在实际设备运维策略制定中，虽然会考虑在运维过程中存在的人为因素、设备因素、环境因素或运维策略本身对运维管理的影响，却并未对这些因素进行细致量化和评估，而将FMEA和模糊综合评估的方法结合在一起形成的服务模糊FMEA模型，能够有效解决对设备设施运行安全的风险评估和控制。

2 模型介绍

FMEA方法是潜在失效模式及影响分析的一种提高产品或系统可靠性、降低成本损失、自上而下的单因素系统性分析方法。在产品设计阶段和过程设计阶段，采用FMEA方法可对构成产品的子系统、零件及构成过程的各个工序逐一进行分析，发现并逐次分析产品或过程中所有潜在故障和失效模式，造成的后果以及众多危险因素，并对每种故障模式产生影响的严重程度进行风险等级分类，从而预先采取系统或设备预防性补偿措施，在故障发生之前识别故障或消除故障，以提高产品质量和可靠性。FMEA在服务阶段的管理模式是对制造行业的传统应用领域的扩展，运用FMEA并结合三角模糊标度法，建立适用设备运维管理的评价标准法以提升管控水平。

2.1 服务FMEA模型介绍

物业服务可定义为生产与消费同时进行的无形产品。无形产品同有形产品一样，在设计过程中也会存在由潜在缺陷所导致的失效。在物业服务产品的设计和实施过程中进行FMEA管理时，需将5个主要的顾客满意维度纳入产品特性中，包括可靠性、响应性、安全性、移情性、有形性。对于物业不同的服务产品，其产品特性也有差异，要充分考虑其他多种因素的影响，包括有形产品质量、价格、环境因素及人为因素等。

服务FMEA是服务产品设计和过程设计的有效补充，能够系统性地量化过程中的潜在失效原因，并提出具体应对措施以提升客户满意度。结合5GAP模型（服务质量差距模型(Service Quality Model)），通过对服务产品的每个环节进行严重度S（发生该失效模式的影响程度）、发生率O（发生该失效模式的概率）、探测度D（该失效模式被发现的难易程度）的分析，计算出RPN数值（RPN=O×S×D）及OS数值（蝴蝶效应评估OS=O×S），通过评价故障模式的RPN值和OS数值，对可能发生的故障模式进行分级管控，必要时采取预防措施，缩小顾客差距，提供超越顾客期望的服务，提高顾客满意度，形成如图1所示的服务FMEA模型以及图2所示的标准化分析流程。

图2 服务FMEA标准化分析流程

2.2 模糊服务FMEA综合评估方法介绍

鉴于物业设备运维领域应用缺少采用FMEA的管理经验，本文首先通过专家打分给出准则表，其次结合专家权重的确定准则对各因素等级进行综合评定，解决数据非定量化的问题。在物业设备运维FMEA评估过程中，典型特点为：（1）涉及的评价因素多。（2）涉及的模糊概念多，常有极大、极小、重大、可能等模糊概念，因此引入三角模糊隶属函数来量化发生率O、严重度S和探测度D，运用三角模糊数的非模糊数定义，实现RPN及OS值的计算，并采取优化方法完成模糊服务FMEA的综合评估。

2.2.1 专家权重的确认准则

在FMEA分析过程中，主要采用专家评估法来解决数据的非定量化。由于每位专家的认知、对领域的了解程度及工作经验等都存在单体差异，因此我们采取综合评定专家资质和工作经验的方法对专家评分的权重进行分配，通过归一化处理得到不同专家的权分数，如表1所示。

表1 专家评分权重分配表

2.2.2 模糊量化模型

模糊理论用到了模糊集合的基本概念或连续隶属度函数的理论，主要特点是能够反映客观事物的本质特征。对于不确定和主观的信息均可采用模糊数进行量化描述，模糊语言等级的确定是可靠而高效的定量处理。在评价过程中，专家可以根据自己的工作经验以及专业知识进行综合评价，得到更精确的定量值。本文主要采用模糊语言中的三角模糊数进行定量化处理。

三角模糊函数的隶属函数可定义为：

图3 服务FMEA标准化分析流程

（3）OSD三角标度值

为简化运算的复杂度，把OSD均划分为“VL”“L”“N”“H”“VH”5个等级，并用1-9的三角模糊数标度方法对FMEA分析中的概率O、影响严重程度S和探测难易程度D等级进行标度。

计算三角模糊数标度，确定三角模糊数的3个值，选取前一个级别的标度值作为第1个值，选取当前级别的标度值作为第2个值，选取后一个级别的标度值作为第3个值。

OSD术语描述的隶属函数见表2。

表2 OSD术语描述的隶属函数表

（4）模糊数值清晰化

目前，常用的去模糊化方法比较多，为更加直观合理，本文采用重心法进行去模糊化，如式(1)所示，对不同失效模式进行定量比较，即为三角模糊数的重心值（量值）。

3 基于模糊FMEA在设备运维电梯管理中的应用

本文以电梯管理为研究对象，应用服务FMEA和模糊综合评估相结合的方法对其进行分析，分析流程见图2。针对设备运维中电梯管理，总结为设备因素、人为因素和环境因素相互影响导致的运维管理失效。对电梯运维失效或故障的原因进行分析和归纳，首先，统计专家组对各故障模式的打分结果，控制其总体偏差在一定范围内，将各专家的评分结合其各自的权重进行加权处理，得到相应的O,S,D值；其次，根据所获得的O,S,D值，采用三角模糊数进行模糊语言的定量化处理，分析步骤如下。

步骤1：选取由3名专家组成的评价小组，并根据专家评分权重分配表确定权重值，如表3所示。

表3 各专家权重值确认对照表

步骤2：各专家对电梯管理中的28个失效模式进行评分，结合其各自的权重进行加权处理，得到各失效模式的3因素（S,O,D）的模糊数，如表4所示。

表4 电梯运维风险评价结果表

步骤3：各失效模式RPN值计算，同时利用重心法得出清晰值，如表5所示。

表5 失效模式RPN值及OS值

步骤4：各失效模式RPN值和OS值的分析及维护策略。

由故障模式的RPN值及将RPN清晰值=120作为服务FMEA管控的分界值，RPN值大于等于120属于无法容忍区，RPN值小于120属于低值区域，考虑累计会产生蝴蝶效应，蝴蝶效应42作为分界值。结合RPN值与OS值可以得到服务产品改善的优先级及相应的维护策略，如表6所示。

表6 失效模式RPN值及OS值

根据不同失效模式的优先级，我们对设备的失效模式进行分级管理。

（1）最高优先级，是我们的重点管理和监控对象。应借助IOT（The Internet of Things）设备，并有专业人员定期维护，实施状态检修，实时监控设备的使用状态，及时发现并排除潜在失效风险。

（2）高优先级，是主要的管理和监控对象。应安排专业的人员对其进行定期检查维护。

（3）中优先级，安排交叉作业的普通员工进行定期巡检。

（4）低优先级，主要为一般管理对象，管控维修的及时率即可。

采用分级管理，可以减少重点管理对象的失效风险，保障设备安全运行，提高设备管理的可靠性和经济性。

以上结果可知，我们可通过FMEA和模糊综合评判的方法量化设备运维管理中的失效模式，精准定位客户需求及设备维修维护的优先级，预防性地制定运维策略，平衡满意度和运维成本投入。同时可根据气候、设备属性等因素精准化制定运维策略，有效提高设备管理水平。

4 结语

本文将FMEA方法引入到设备运维管理中，提高了运维决策的可信性。同时采用模糊理论专家评分法则，减少评估过程中的主观性，降低了评估过程中的不确定性。电梯运维管理案例的分析结果表明，在设备运维管理中引入模糊服务FMEA的方法，并根据相应RPN值设定及引入OS，能够有效判断设备运维过程中的关键失效模式，为设备运维设施的设备运行策略提供科学依据，有效地提升设备运维整体的管理水平。本文所提出的方法值得在设备运维管理中推广。