二汽缸体随行夹具失效模式现行FMEA分析
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【摘 要】本文通过对二汽机加工缸体随行夹具现行FMEA的研究，发现了现行使用的FMEA的不足点。本文所提出的FMEA改进方法，虽然在一定程度上提供了一种具有客观依据的实施办法，但是在使用方面也有其局限性。
一、问题的提出
二汽K4发动机装配线OP270工位在进行曲轴回转力矩检测时，发现有批量性的数值超差质量问题发生，主要表现为：检测后的最大值超过规定的上限50N/M，此问题的后果会导致发动机在正常运行过程中曲轴异常磨损，导致发动机寿命降低，最终引起顾客的抱怨。基于此问题的发生，二汽FMEA小组对此进行了分析。
二 、失效模式的原因分析
FMEA小组从人机料法环5个方面对此问题的失效原因进行了初步分析，分析结果如下：
（1）人的因素：这是个自动测量工位，所以人的因素可以不进行考虑。
（2）机的因素：FMEA小组请第三方测量单位对设备的检测精度进行了标定，结果显示设备的精度没有偏离，设备的运行状态一切正常。
（3）料的因素：从零件的质量角度考虑，FMEA小组要求SQE进行零件缺陷分析，从分析结果来看，油封的各项尺寸都满足图纸要求。
（4）法的因素：主要原因在于缸体在机加工时随行夹具夹紧力变化离散度很大，造成缸体曲轴孔尺寸超差，最终引发失效。
（5）环的因素：本工位的操作环境对装配结果没有很大的影响因素，所以不进行考虑分析。
综上所述，导致此失效模式的主要原因在于缸体在机加工时随行夹具夹紧力变化离散度很大，造成缸体曲轴孔尺寸超差，最终引发失效。
三、采取的措施
针对问题发生的原因，FMEA小组建议机加工车间调整随行夹具的夹紧力，并对每一台夹紧力进行实时监控。该措施的好处在于可以在线探测出尺寸超差的缸体，防止不合格品进入装配流水线，从而造成最终问题的发生。对此，机加工车间配合做了大量的实验，结果见下表。
夹紧力实验数据
实验序号 夹紧力调整范围 实验结果
1 39～42KN 100个零件5个超差
2 43～46KN 100个零件0个超差
3 47～50KN 100个零件0个超差
4 51～54KN 100个零件0个超差
5 55～58KN 100个零件3个超差
6 59～62KN 100个零件8个超差
从数据结果来看，夹紧力的大小对实验结果的影响是比较明显的，从数据结果分析，正常的夹紧范围应该控制在43～54KN，这样产生的失效模式基本上是不会发生的。
四、FMEA的制作
基于以上几点的分析，FMEA小组对此失效模式进行了表格的制作，详细见下表。
曲轴回转力矩超差失效模式分析表格
子
系统
功能
要求 潜在失效模式 潜在失效后果 严重度S 级别 潜在失效起因/机理 频
度
O 现行过程控制
-预防 现行过程控制
-探测 探测度
D R
P
N 建议
措施 责任及目标完成日期 措施结果
采取的措施 S O D RPN
回转
力矩
检测 缸体曲轴尺寸超差 回转力矩超差 6 机加工随行夹具夹紧力不对 5 回转力矩检测，不合格下线返工 4 120 调整随行夹具夹紧力 6 1 4 24
经过采取以上的fmea分析，在装配流水线上曲轴回转力矩检测工位的报警确实明显减少了。但是FMEA小组提出的及时调整随行夹具夹紧力这个方法是从问题产生后直接通过生产追溯方法找到机加工线随行夹具问题的，当前看似乎是解决了生产问题，可是实质上其解决的仅仅是表面问题。二汽FMEA小组用传统的FMEA分析方法来确定解决方案，从结果上来看是可行的，但是生产并不是一段时间就结束的，它是个一直延续的过程，对于这个延续过程中是否还会出现随行夹具失效问题并没有给出一个答案。这也是由于FMEA小组分析失效问题时基本用的都是“专家经验”的方法，并没有理论数据的支持，从而不能把其失效的更深层问题表征出来。在2009年时随行夹具夹紧力问题又重新出现，而且现场调整基本无效。这次失效FMEA小组根本没有预料到，根据已有的“专家经验”FMEA分析的方法立刻就不能使用了，这次的解决方法只能是把出现失效的随行夹具送到维修部或者返回给供应商检测，这样做既延误了流水线生产时间，又花费了大笔的经费。最后检测出的结果是压力螺母和螺杆的材料硬度出现问题，在多次高压力的拧紧螺母后螺杆螺纹过度磨损导致螺杆和螺母之间的静摩擦力达不到需要承受的压力值，导致压紧力失效。这样通过后期花费大量时间的排除检测，最终才查找出是设计方面的材料问题。这个在当初前一个问题发生时用FMEA分析在投入生产前就能够发现的显而易见的问题本应该作为潜在失效模式来预防的，而现在成为了生产的阻碍。正因为二汽目前FMEA分析的不完善导致了诸如此类问题的频频出现，所以本文将在以下内容中以可靠性数据分析为基础，针对二汽FMEA的不足，对现行FMEA进行改进，最终目的使得FEMA的工作有理论依据和数据支持，从而透过表面分析问题内部关键，彻底解决随行夹具系统的失效问题。