图7:不同层级的失效链
3.4.2 潜在失效模式分析
失效模式分析可以理解为通过 “有规律可寻的模式”来枚举出不同要素的“失效样子”。
通常我们喜欢直接分析在制品的失效模式,但因为分析的对象过大,分析逻辑不清晰,无法保障分析的全面性,只能依靠当事人的经验来收集失效模式。
事实上,分析的对象越小,失效模式越容易提炼出来,因此,在PFMEA分析中,理想的做法是针对4M要素开展失效模式分析,这样也易于总结出不同工序共性的失效模式,便于在不同工序水平展开。
常见的功能失效模式有如下7种,如图8所示:

图8:常见的失效模式
1,功能丧失(即无法操作、突然失效)
2,功能退化(即性能随时间损失)
3,功能间歇(即操作随机开始/停止/开始)
4,部分功能丧失(即性能损失)
5,功能延迟(即非预期时间间隔后的操作)
6,功能超范围(即超出可接受极限的操作)
7,非预期功能(即在错误的时间操作、意外的方向、不相等的性能)
虽然以上7种失效模式是针对4M要素中涉及机的功能,但同样可以延伸到人、环境等要素上。
例如,人的错误操作可以对应为非预期功能、人的漏操作可以对应为功能丧失、人的过度操作可以对应为功能超范围等;环境中的温度过高/过低(功能超限)、湿度过高/过低(功能超限)、异物/杂质/三废(非预期功能)等。
因此,这7种失效模式给我们提供了很好的分析方向,把过去不确定的、凭经验的失效模式分析变成确定的、有章可循的分析过程。
3.4.3 潜在失效影响分析
潜在失效影响分析重点分析4M要素的失效模式对在制品特性(CTQ)(如平整度、拉拔力等)带来的潜在失效影响,在分析中应充分分析出4M要素因子如何在接口中通过热量、电量、环境、机械等应力产生失效的;
如通过能量交换接口分析出热量异常造成被加工件的变形,物理接口中分析出废水对被加工件材料造成腐蚀等,也可以针对下游工序分析失效影响;
如无法在工位x 处组装、不能在工位x处钻孔、导致工位x处刀具过度磨损、对操作人员带来安全风险、降低生产线生产速度等。

图9:等离子清晰的失效模式分析
3.4.4 潜在失效原因分析
在尽可能的范围内,完整且简要的列出每个失效模式所有可以想得到的失效起因或结构,分析出在加工/操作接口中,造成4M要素因子异常与波动的原因。
比如(设备)激光切割设备的电源模块可靠性差导致激光能量异常、(刀具)缺乏寿命周期管理导致刀口崩缺、(环境)环境保护不足导致空调废水流出、(人员)颜色易混淆导致拿错材料等。
3.5 风险分析
3.5.1 风险分析概述
风险分析是针对潜在失效原因发生频度、潜在失效模式可侦测度、潜在失效影响严重程度的结构化评估。
3.5.2 风险初级评级
严重度(SEV):是指失效模式一旦发生时,对系统或设备以及操作使用的人员所造成的严重程度的评估指标。严重度仅适用于结果,要降低失效影响的严重度等级,只能通过修改设计才能达成。
严重度等级可根据各品类的制程特点来确定1~10等级,针对生产是否中断、是否会造成批量产品事故、是否危及人身安全与环境安全、是否有问题预警等角度来设置不同等级。
频度(OCC):是指失效原因/失效模式发生的频度,在确定频度等级时可以考虑以下因素:
Ø 设备经历过的哪些类似过程或过程步骤?
Ø 类似过程有哪些使用现场经验?
Ø 该过程是否与以往过程相同或相似?
Ø 与当前生产过程相比,变化有多显著?
Ø 该过程是否为全新的过程?
Ø 发生了哪些环境变化?
Ø 是否已经实施了最佳实践?
Ø 是否存在标准指导书?(例如:作业指导、安装和校验程序、预防性维护、防错验证程序和过程监视验证检查表)
Ø 是否实施了技术防错解决方案?(例如:产品或过程设计、夹具和工具设计、既定的过程顺序、生产控制跟踪/追溯、机器能力和SPC 图表)

图10:发生频度评级
侦测度(DET):针对潜在失效模式可以侦测的几率,根据侦测方法成熟度(包括侦测方式、侦测周期、侦测样本量等维度)及侦测机会对失效模式的现行侦测措施进行评级。
