掌握FMEA：维护经理构建与使用失效模式与影响分析的分步指南
2018年3月，亚特兰大市遭遇恶性勒索软件攻击，成为过去十年损失最惨重的违规事件之一。公共服务中断，部门被迫手工处理基本文书工作，市政府损失1700万美元。
尘埃落定后，教训清晰：城市未为这场灾难做好准备。事发前两个月审计发现IT系统存在2000个漏洞。虽是好步骤，但为时已晚、力度太小。
亚特兰大事件是个警世故事，核心教训——风险永不可消除，但可管理。这在维护领域尤为真实。设备故障不可避免。但知晓如何降低故障可能性、故障发生时如何应对，对成功至关重要。
失效模式与影响分析(FMEA)是理解和预判故障、从而限制其影响的工具。本文您将学习：
- 什么是FMEA
- FMEA不同类型
- 如何创建FMEA
- 维护团队如何使用FMEA
什么是FMEA？
失效模式与影响分析(FMEA)识别并记录设备所有可能失效方式及其潜在影响。它概述：
- 单个组件的失效模式
- 失效对生产力和安全的后果
- 预防或应对这些问题的计划
构建FMEA是以可靠性为中心维护(RCM)的关键组成部分。
FMEA三大目标：
- 通过计划维护和标准操作程序降低常见和关键故障可能性，预防未来故障
- 资产故障发生时，缩短响应时间、减少停机、改善健康安全
- 非紧急情况下优先排序预防性和纠正性维护
FMEA有哪些不同类型？
FMEA可按评估风险类型和影响分为子类型。简要梳理各类型：
- FFMEA(功能失效模式与影响分析)：分析影响系统功能的风险。目标是在故障发生前预防（有时称系统失效模式与影响分析）。
- DFMEA(设计失效模式与影响分析)：评估资产设计阶段风险。目的是部署前发现并修正潜在问题，提高可靠性、减少维护需求、延长资产生命周期。
- PFMEA(过程失效模式与影响分析)：寻找过程内可能失效。与其他FMEA区别在于聚焦系统运行和维护期间可能出错之处。
- FMECA(失效模式、影响与关键度分析)：分析失效模式及其关联风险等级（或称关键度分析）。
失效模式与故障代码有何区别？
失效模式是导致系统故障的错误或缺陷。变频传送带的失效模式例：轴承卡死。断裂轴承导致传送带减速或停止工作。
故障代码是用字母数字标签表示的失效模式。CMMS软件常用故障代码快速传递信息、排序或报告故障。故障代码通常由三段上下文信息支撑。故障代码示例：
FMEA与FRACAS有何区别？
失效模式与影响分析概述可能失效、其原因、影响。它是列出可能未来事件及其可能根因的过程。它是主动措施。
失效报告、分析与纠正行动系统(FRACAS)是闭环报告系统，分析已发生的故障。它考察过去故障为何发生、有何影响，以便未来预防。它是反应性措施。
为维护创建FMEA是构建FRACAS关键部分。事实上，它是流程第一步。FMEA是失效基线，也是团队和设备绩效基线。您可基于此信息决策，如创建何种报告、针对何种故障。
维护团队如何使用FMEA
维护团队使用失效模式与影响分析主要三方式：
- 创建预防性维护计划，降低资产故障可能性、优化资源
- 为应急维护做准备，使资产能快速修复、最小化停机
- 优先排序纠正性维护和维护积压
用FMEA构建预防性维护计划
用FMEA运行世界级预防性维护计划有三途径：
- 创建新预防性维护任务
- 优先排序预防性维护
- 优化预防性维护
下载此模板创建预防性维护计划
创建预防性维护计划第一步是理解可能发生什么故障、发生频率。FMEA概述此信息。例如，设计新资产时，FMEA让您弄清防止可能失效模式需哪些PM、需多频执行。这允许映射创建新PM的输入，包括谁分配做、什么触发工作、成本多少、耗时多久。
预防性维护计划成败取决于您发现并阻止多少故障、及那些故障的影响。若防住100个小故障却漏掉五六个让公司损失数百万美元的故障，计划有缺陷。FMEA拥有所有信息让您优先PM、瞄准最可能和破坏性最大的故障。
FMEA虽为创建预防性维护计划提供基线，但计划不会永远有效。您的运营时刻在变。PM计划须随之变化。用工单和维修历史更新FMEA帮助优化计划、跟上其他变化。例如，某失效模式可能不如预测频繁。此数据可能引导您降低防止该失效模式的PM频率。随后可将资源投向其他维护任务。
用FMEA准备应急维护
任何维护都无法完全消除故障。最好做法是为高风险、高影响故障做计划，让团队能在1小时而非2小时内修复。FMEA是建立这些应急措施的宝贵工具。
从影响最大、最常发生的故障入手。从中挑选难检测的失效模式。您将得到难发现且后果最严重的失效模式。为这些故障建立应急响应计划。
应急响应计划应包含任何减少响应和维修时间的信息。也须考虑健康安全。可能包括：
- 套件化零件以减少检索关键备件和个人防护装备时间（下载零件套件模板）
- 创建详细任务清单或排故提示
- 将图纸、手册、照片等视觉辅助附加到工单
- 列出能完成维修的技师或承包商
- 建立快速与技师沟通方式，如CMMS软件
用FMEA优先排序纠正性维护和维护积压
早期发现故障有帮助，但若无快速有效纠正故障流程则无意义。FMEA助您构建此流程。
第一步识别高严重度评分失效模式（即停机成本最高资产）。这些设备纠正行动应尽快进行。此清单让您构建培训材料和响应计划，使所有人知晓故障如何应对。
优先排序维护积压可用类似法，多一步。按严重度排序延期工作后，按失效频率看剩余工作。对比错过巡检次数。若某失效模式频率率超错过巡检数，此工作应优先，因故障可能性更高。
此免费模板助您优先排序维护积压
如何创建FMEA
下方FMEA模板将帮助您发现运营风险并采取行动预防。
在此下载您的FMEA模板
但先看如何为FMEA获取数据
良好FMEA依赖良好数据。无数据，您将在猜测和假设上建维护计划。但如何找到FMEA所需信息？以下三源提供坚实基础：
- OEM指南：您的起点。无其他数据时，这些指南给出填充FMEA基线。
- 访谈操作员和技师：汲取每天与设备打交道者经验。他们给出别处找不到的洞察，如某组件需双倍润滑、或因机器规格变更导致故障频率上升。
- 工单数据：工单揭示设备表现，是调整改进FMEA绝佳来源。寻找常见故障、为发现修复根因采取何行动、何延误维修、故障检测难易度。
这些来源单独都不够。结合它们获取设备如何运行、如何失效、失效影响、应做什么的完整图景。
FMEA模板
1. 识别资产组件
记录每个可能损坏或退化的资产组件。例如，灌装线组件可能含齿轮箱、电机、链轮、轴承、喷嘴。
从最关键设备开始，往下推。这也是创建清晰命名规范和资产层级的好时机（若尚无）。
2. 识别潜在失效模式
识别那些组件如何失效。单组件有多失效模式时，逐个列出。例如，轴承失效模式含错位、腐蚀、污染。
3. 列出潜在失效影响
描述失效结果、如何影响生产和员工安全。例如，错位轴承将停线至更换（约三小时），潜在损失1800单位。
4. 严重度评分
衡量失效对生产和安全影响。1-10分，1低影响、10高影响。评分时考虑资产状态。例：低速爆胎仅轻微转向问题，高速爆胎则危险得多。
用此关键度分析模板开始计算资产严重度评分
5. 列出潜在原因
列出失效所有可能原因。超越直接原因。例：轴承腐蚀可能因物料标签错误或说明不清导致润滑不当。
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6. 预期频率评分
衡量失效模式常见程度。1-10分，1极少发生、10极频繁发生。
7. 列出现有过程控制
记录所有现有防止或检测失效措施。过程控制可能含每周预防性维护巡检、每月部件更换、用传感器检测危险高振动水平。
8. 检测评分
此数决定在完全失效前发现问题有多容易。1-10分。1分给永远无法检测事件；10分给几乎每次都能检测事件。例：扁平轮胎早期有时可检测，评5。挡风玻璃崩裂常因不可预测事件，难检测，评9。
9. 风险优先数
风险优先数(RPN)计算影响最大且最可预防的失效模式。RPN = 严重度 × 频率 × 检测评分。例：严重度8、频率5、检测10，RPN=400。数值越高，应投入越多资源预防该故障。
10. 确定推荐行动
制定计划降低失效可能性或提高早期检测几率。可含增加组件PM频率、投资状态监测设备。
哪个组件受影响？该组件有哪些失效方式？该失效对生产和/或安全有何影响？失效影响有多严重？什么可能导致组件失效？原因预期发生频率如何？现有哪些防止或检测失效模式的控制？失效模式及其原因被检测识别可能性多大？该失效模式总风险（严重度×频率×检测）？减少原因发生或改进检测的行动是什么？
如何管理FMEA
FMEA是活文档，应定期审查更新。以下事件可能触发FMEA审查：
- 新资产在设施设计或安装
- 新技师或操作员加入团队
- 机器运行模式变更（如运行更频繁或规格变更）
- 某失效模式发生更频繁
- 实施新技术助您更易检测或预防故障
- 发现新失效模式或现有失效新原因
- 失效影响变化（如生产使用更贵材料的新产品）
维护和运营人员都应参与修改和补充失效模式与影响分析。视角和设备经验多样性有助避免FMEA盲区。
FMEA是长期成功投资
失效模式与影响分析非权宜之计或排故工具。它是持续活动，目标在可能时预防故障、不得不时减轻影响。它是规划资源、抵御财务损失和安全风险的保障。
虽创建FMEA需大量时间投入，但长期将回报：助您提前规划、预防反应性维护、追踪团队成功。
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