FMECA 解释：故障模式、影响和危害性分析的综合方法

故障模式、影响和关键性分析 (FMECA) 是一个结构化的工作优先级系统，可帮助团队充分利用维护资源。如今，大多数制造业务都面临时间、预算和专业知识的限制。系统的每个部分都对制造商的成功发挥着重要作用。虽然某些领域的故障可能只是轻微的不便，但它们可能会导致其他领域的生产停顿。

如今，FMECA 已成为分析潜在故障并确定其优先级的标准方法。 FMECA 推动有关资源分配位置的明智决策，使其发挥最大影响力。在本文中，我们将讨论什么是 FMECA 以及它可以为您的运营做什么。我们还将解释 FMECA 与其他工作优先级系统（例如故障模式和影响分析 (FMEA)）之间的差异。

FMECA 涉及分析流程以确定其潜在的故障点。一旦确定了这些故障点，您就可以调查它们如何影响整个过程。这些信息使维护团队能够确定工作的优先顺序、预测故障并最大限度地延长正常运行时间，因为他们可以确定维护问题的优先顺序或在中断发生之前执行预防性维护。

FMECA 是一个数据驱动的工作优先级系统。它是对维护任务进行排名的最精细、最系统的方法之一。 FMECA 由三部分组成，每一部分都相互关联：

• 故障模式识别资产或系统可能发生故障的点。通常，每台设备都有多种故障模式。
• 影响决定了每个潜在故障将如何影响运营。并非所有故障模式都是一样的。有些不会显着影响生产力，而另一些则可能导致生产停止。了解哪些故障模式带来的风险最大至关重要。
• 关键性分析可确定哪些故障模式对运营的影响最为严重。此步骤考虑了生产力、安全和环境因素。

如果做得好，FMECA 可以查明对工厂最重要的故障模式。一旦确定，组织就可以将维护工作重点放在最需要的资产和组件上。

为什么要执行 FMECA？

执行故障模式、影响和关键性分析的目的是更好地了解潜在风险并找到防止故障发生的方法。执行 FMECA
让组织：

获得可支持的、数据驱动的见解 ：制造商在生产车间拥有许多机器和流程。在任何给定时间，可能存在针对需要维修或需要更换零件的不同资产的多个工作订单。 FMECA 方法不是在确定维修优先级时相信直觉，而是制定团队应首先完成哪些维修或预防性维护任务的策略。

专注于高优先级任务 ：FMECA 为每种故障模式提供严重程度评级。当维护团队有多个工作订单时，该评级使他们能够优先考虑最关键的工作订单。团队可以专注于最需要的资产、组件和流程。

改进 预防性维护 实践 ：执行 FMECA 可以帮助查明常见故障区域。从那里，维护团队可以实施或调整预防性维护实践，以提高效率。

确保工作场所安全 ：FMECA 的一个重要方面是确保任何威胁团队成员人身安全的故障都得到优先考虑。

最大限度地减少停机时间 ：FMECA 使团队能够优先考虑影响生产质量或资产性能的维修。这可以最大限度地减少停机时间并确保生产车间尽可能高效地继续运行。

提高设备使用寿命 ：FMECA 还通过识别关键维修并确保立即有效地处理它们来支持您的设备和资产的使用寿命。

如何执行故障模式、影响和危害性分析 (FMECA)：分步指南

现在我们已经了解了 FMECA 的含义及其重要性，是时候将我们的知识付诸实践了。执行 FMECA 可能非常耗时，但其好处将对您的公司产生持久的影响。

整个组织中可能需要担任各种角色的广泛人员来执行有效的 FMECA 分析。这些人员可能包括工程师、技术人员、维护人员、产品经理和设计师以及制造人员。每个专业领域都可以帮助识别和减轻故障模式，从而实现更彻底、更有效的 FMECA 分析。

以下是执行 FMECA 分析的步骤：

1。定义分析范围

确定您要分析的系统或流程。这可以是单个制造资产或整个制造过程。

2。确定所有相关因素

• 识别组件：将系统或流程分解为每个部分或子系统。
• 识别潜在的故障：集思广益，从小到大地讨论每种可能的故障模式。
• 确定每次失败的影响：对于每次失败，确定可能的影响。这些可能包括伤害、机器损坏、计划外停机、质量问题等等。

3。指定评级

• 为每个故障分配一个严重性评级：严重性分数的范围通常为 1-10，其中 1 代表次要问题，10 代表严重问题。严重程度评级可以基于财务损失、设备损坏、安全问题等。
• 为每个故障指定一个发生率评级：为每个故障指定一个从 1 到 10 的发生率评级，其中 1 表示最不可能发生，10 表示极有可能发生。
• 为每个故障分配一个检测等级：检测等级是指每个故障被检测到的可能性，1 表示它很可能被检测到，10 表示它不会被检测到。

4。计算风险优先级数 (RPN)

将每个故障的严重性评级、发生评级和检测评级相乘：

 严重等级 x 发生等级 x 检测等级 =RPN

结果数字是风险优先级数字。较高的风险优先级数字表示故障影响较高，而较低的数字表示故障发生的可能性较小或发生时造成的损害较小。

5。确定行动的优先顺序并实施

制定行动并确定优先顺序，以减轻或消除发生较高 RPN 故障的风险。这可能包括更新或添加预防性维护程序、改进环境控制或添加保护装置或保障措施。

6。监控和审查

监控系统新的 FMECA 故障模式并评估所实施措施的有效性。

FMECA 是一个迭代过程。应定期重复，以了解缓解程序的有效性并吸取经验教训。持续改进是确保您的 FMECA 仍然是您的组织有效、相关的资源的关键

FMECA 有哪 3 种类型？

FMECA 主要分为三种类型。每种类型都可以帮助组织主动解决可靠性和安全问题，但它们侧重于不同的领域。

1。 FMECA系统

这种类型的 FMECA 侧重于高级系统而不是特定组件。它用于评估功能故障如何影响整体操作，并且在物理组件尚未完全定义的早期设计阶段非常有用。

系统 FMECA 示例：分析冷却系统功能故障如何导致工厂过热。

2。设计FMECA

设计 FMECA 侧重于检查系统内的各个硬件和组件。它确定了电路损坏或轴承损坏等故障如何影响系统。它经常用于制造业以提高可靠性。

设计 FMECA 示例：分析电源中失效的电容器如何影响电路。

3。过程 FMECA

这种类型的 FMECA 检查制造过程中的潜在故障。它有助于定位装配、生产或维护过程中的痛点，并且有助于改进质量控制。

流程 FMECA 示例：分析装配过程中不正确的扭矩设置如何导致螺栓过早失效。

对于所有三种类型的 FMECA，执行故障模式、影响和关键性分析的基本步骤都是相同的：识别潜在的故障模式、确定影响、确定故障模式的优先级以及制定减少故障影响的策略。

什么是 FMECA 故障模式？

FMECA 中的故障模式是指组件、子系统或系统发生故障的具体方式。它描述了出了什么问题，但不一定是原因。

FMECA 故障模式的一些示例包括电机过热、电路短路或螺栓随着时间的推移而松动。其中每一种都是不同的故障模式，因为它们代表系统可能发生故障的不同方式。

一旦了解了可能的故障模式，您就可以确定影响、原因和严重程度，并采取措施避免这些故障。

FMECA 分析的优缺点

对于希望更深入地了解潜在问题并改进现有流程的公司来说，FMECA 可以成为一个有用的工具。

FMECA 分析的优点

如果有效使用，FMECA 分析可提供一系列有价值的见解和运营优势，包括能够：

• 揭示故障与结果之间的联系，更清晰地了解故障如何影响工厂的其他部分，并让维护团队能够采取措施降低故障的可能性。
• 帮助工厂实施预防措施并降低故障风险，从而减少停机时间并提高系统可靠性。
• 帮助确定预防性和纠正性维护任务的优先顺序，确保最有效地利用维护资源。
• 提供可用于提高工厂运营效率和效益的数据，例如确定哪些资产可以进行预测性维护。
• 减少或消除安全风险，确保为员工提供更安全的工作环境。
• 找出整个系统当前实践中的弱点，从而实现整体改进。

FMECA 分析的缺点

尽管 FMECA 分析可用于识别和缓解工厂中的潜在问题，但它也有一些缺点：

• 收集和分析所有所需数据可能非常耗时。
• 成本可能很高，因为它需要跨职能的专家团队才能有效完成。
• 风险优先级数 (RPN) 的计算可能不精确，因为该方程需要简化的严重性值，而该值可能无法完全代表真实情况。不同的团队专业知识也可能导致错误的测量和计算。
• 需要多次完成才能进行调整并持续改进。例如，在初次完成后，当资产或系统发生变更或发生重大流程变更时，团队可能需要完成第二次 FMECA。
• 需要管理和组织大量数据，这对于使用传统纸质系统或孤立数字应用程序的公司来说可能很困难。

虽然执行 FMECA 可能会遇到障碍，但分析的长期效益和由此产生的变化往往超过成本。为了获得最大的效益，确定进行 FMECA 的最佳时机并确保完整地进行非常重要。

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您应该何时执行 FMECA 分析？

进行 FMECA 对组织最有利的几个关键时刻：

1. 在制造开始之前：当系统仍处于设计阶段时，执行 FMECA 分析可以让工程团队调整设计和资产并进行其他更改，以确保系统从启动并运行的那一刻起就尽可能有效地运行。
2. 为了提高可靠性：团队可以在设施正常运行的生产阶段执行 FMECA 分析。它可以提供可行的见解并突出显示改善运营的潜在变化。
3. 系统升级或更改后：当资产升级或对制造系统或程序进行重大更改时，有必要重复进行 FMECA 分析，以预防更改可能带来的任何潜在故障。
4. 发生重大故障后：发生重大故障后，执行 FMECA 可以帮助揭示问题的根本原因，并通过确定应采取的纠正措施来避免故障再次发生，从而提高可靠性和安全性。
5. 在维护计划期间：FMECA 分析可以协助维护团队创建或更新预防性维护计划。维护团队可以使用它为每项资产创建最佳的预防性维护计划，并分析哪些资产或系统对生产最重要。它还可以帮助确定预测性维护的最佳候选者。

进行 FMECA 对您的组织非常有用，但也可能非常耗时且成本高昂。虽然持续改进是目标，但使用资源比需要更频繁地执行 FMECA 是没有意义的。

谁使用 FMECA 结果？

许多角色的日常运营直接受到 FMECA 结果的影响。它们包括：

• 工程师和设计师：这些专家使用 FMECA 结果对工厂的设计或运营进行更改，以帮助降低故障风险并提高系统性能。
• 维护工程师和人员：这些员工使用 FMECA 来更改或改进预测性、预防性和纠正性维护实践。
• 安全工程师：FMECA 分析的结果可帮助安全工程师确保产品和系统可以安全使用，并可以使用 FMECA 分析来改进流程以确保安全。
• 监管合规官员：这些官员可以使用 FMECA 结果来证明遵守安全和质量标准。
• 运营经理：FMECA 分析可帮助运营经理识别故障模式并制定缓解故障的策略。

其他角色，例如风险管理专业人员和质量保证团队，也可能从 FMECA 分析中受益。这些角色都以各种方式使用 FMECA 结果，他们在改善整个设施运营方面的专业知识可以对运营可靠性和性能产生长期影响。

由于其中许多角色对于 FMECA 分析的开发也很重要，
进行分析的过程可以是捕获和记录这些专业人员为组织带来的知识的好方法，确保整个团队都能从他们的见解中受益。

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FMECA 和 FMEA 之间有什么区别？

失效模式和影响分析 (FMEA) 是 FMECA 的近亲。与 FMECA 一样，FMEA 识别可能的故障，然后研究每个故障的潜在连锁反应。

将 FMECA 视为 FMEA 后的下一阶段可能会有所帮助。 FMEA 识别出可能影响生产线的各种潜在故障，但 FMECA 为每个故障提供了可行的计划。

FMECA 引入了更多数据来确定每种故障模式的具体影响。这使得团队可以为每个潜在故障分配一个关键性评级，这就是他们确定对操作最关键的组件和资产的方式。例如，希望启动预测性维护计划的可靠性工程师可能会使用 FMECA 来确定在哪里最好启动无线振动传感器试点，甚至通常将维护工作重点放在哪里。

理想情况下，运营应同时使用 FMEA 和 FMECA。这两种方法共同识别故障模式，确定它们对最终产品的影响，并充分利用维护资源。

下面的表格概述了 FMEA 和 FMECA 之间的差异：

什么是 FMEA 分析方法？

FMEA 分析方法与 FMECA 方法非常相似。然而，FMEA 在达到关键性分析之前就会停止，并且不会根据故障的影响对其进行排名。

FMEA 侧重于了解风险故障及其影响，但 FMECA 通过量化风险和评估故障的严重性更进一步。虽然 FMEA 是 FMECA 的一个很好的起点，但 FMECA 允许团队扩展他们的分析并提高他们的决策能力，以提高可靠性和安全性。

FMEA 流程的 4 个步骤是什么？

此故障评估的四个步骤是：

1. 定义分析范围
2. 确定所有相关因素（根本原因等）
3. 分配评级：概率、严重性、故障可检测性
4. 计算风险优先级编号 (RPN)

同时，FMECA流程的六个步骤是：

1. 定义分析范围
2. 确定所有相关因素（根本原因等）
3. 分配评级：概率、严重性、故障可检测性
4. 计算风险优先级编号 (RPN)
5. 确定行动的优先顺序并实施
6. 监控和审查

值得注意的是，FMEA 没有分析故障并提供可行的计划来解决这些问题。

FMECA 关键性分析如何工作？

实施 FMECA 的最后一步是确定每个已定义故障的严重性。关键性有助于确定修复和缓解策略的优先级，并且可以基于之前计算的 RPN 数。较高的数字意味着故障更有可能发生和/或故障确实发生时更具破坏性和影响力，而较低的数字意味着故障不太可能发生，即使确实发生，也不会对其他生产领域产生太大影响。

这与资产重要性分析不同。但是，FMECA 和资产重要性分析都可以帮助您确定将维护资源分配到何处。

除了风险优先级编号之外，您还可以询问以下其他问题来帮助您确定故障严重程度：

• 停机会对生产或产出产生多大影响？
• 故障是否会导致受伤、死亡或环境破坏？
• 修复该资产的成本和难度如何？
• 失败是否违反行业法规或合规性？
• 是否有备用系统？

您应该首先将维护资源集中在严重到足以影响安全或立即运行的潜在故障上。不要陷入困境，试图为非常罕见的问题甚至不会严重影响生产的常见问题做好准备。

关键性分析可能是 FMECA 最重要的部分，因此值得花时间正确实施它。与可以为您的团队提供帮助的经验丰富的提供商合作也是一个好主意。

使用 CMMS 进行 FMECA

FMECA 是可用的数据驱动程度最高的工作优先级系统之一，并且使用正确的工具更容易实施。这就是为什么像 eMaint 这样的计算机化维护管理系统 (CMMS) 非常适合管理 FMECA 分析。 FMECA 对未来的维护需求进行预测。但它需要大量详细、准确的数据来做出这些预测，这就是 eMaint 的用武之地。

使用eMaint，您可以：

• 轻松存储和搜索工单数据
• 使用报告功能构建故障模式列表
• 使用 eMaint 故障代码来确定故障发生的频率

eMaint 具有工作指令和报告功能，可让您查明过去机器故障的影响。哪些失败对其他资产产生了多米诺骨牌效应？是什么导致您的业务关闭？利用这些见解来预测和防止每种故障模式的影响。

一旦确定了故障模式及其影响，您就可以进行关键性分析。

与 FMECA 专家合作

我们的福禄克可靠性专家为致力于实施 FMECA 的团队提供资产关键性研讨会。培训涵盖 FMECA 关键主题，例如：

• 故障模式
• 故障模式的严重性
• 发生的概率
• 风险优先级

在我们为期五天的 FMECA 培训结束时，您的团队将对潜在的组件故障及其影响进行全面审查。您还将了解您的团队应重点关注哪些维护任务，以最大程度地减少发生最严重故障模式的可能性。

这种培训是开始转向结构化、数据驱动的决策流程的好方法。不久之后，您可能会看到整个运营发生变化，从而提高生产力并减少计划外停机。

要了解有关 FMECA 培训以及 CMMS 如何帮助优化您的维护计划的更多信息，请咨询 eMaint 专家。