俄罗斯在FMEA应用上的一些特色（上）

2020年11月6日，我参加聪脉（上海）信息技术有限公司主办的“中国FMEA峰会”后受到感召，决定阅读、翻译和消化俄罗斯在《质量管理方法》杂志上发表的有自身特色的FMEA系列文章。文章共计6篇（51页），分为4个部分。①2019年第6期：分析13种FMEA软件；②2019年第7、8、9期：IDEF0在FMEA的应用；③2019年第12期：BPMN在FMEA的应用；④2020年第4期：本体论在FMEA的应用。此外还有一篇相关的英语文献（7页）。

美德合作的最新版FMEA是2019年7月发布的，俄罗斯选择与其同时发布自具特色的FMEA系列文章，值得关注。美俄是航空航天领域的双雄，上海飞机设计研究院就有中俄共同研制的客机项目，而FMEA这个方法最初就是从航空航天领域搞起来的。俄罗斯的《质量管理方法》杂志也有专门介绍美德合作的最新版FMEA的文章，但现在还读不到的2020年12期上的文章。从上述6篇文章看，俄罗斯的FMEA应用密切联系软件，可能甚于中国。联想到我曾在上海质量协会听日本专家作“数字技术7大手法”报告（上海质协培训中心已引进这个课程），感到传统的“人、机、料、法、环、测”这些要素中，似乎应当加上一个新要素“数”，以反映和顺应时代的发展。我自2008年后比较认真地研究FMEA，讲课反响也不错，在天津的《质量春秋》杂志2016年第3期发表了联系FMEA的《试谈历练与风险控制》的文章。但我有自知之明，与众多参加聪脉FMEA峰会的人相比，我缺乏在企业实际推动、实施FMEA的经验，也没有设计和开发FMEA软件的经验。我作为一个传声筒，把俄罗斯的FMEA特色介绍给中国的同行们，让他们来了解、辨识和开发利用，如能有所效用，则幸甚。当然若有机会，我也愿意在企业实际操练FMEA。

本文分两大部分，每部分介绍前述4个部分的两个部分。

一、分析13种FMEA软件  

FMEA方法（失效模式与影响分析）的应用，是基于质量管理流程的目的，使生产过程中最为关键的步骤突显出来。它被用来对可能的错误进行分析和分类，这对系统工作的运作至关重要。这与使用信息技术有关，需要选择相关的软件。目前，在市场上有几十种不同的软件产品来支持FMEA。哪一种最受欢迎？

可以理解的是，单独使用WORD和EXCEL是最便宜的信息支持FMEA方法，但都局限于形成和打印协议，几乎不允许形成这些方法的系统性信息支持。对于小型企业是出路，但是，一旦超越每年产品单位的极限，形成数据库就是必要的，这同样减少分析的时间和对包括FMEA报告在内的修改。在这种情况下，通常使用专门软件产品作为信息支持，它们或者直接为FMEA设计，或者有单独模块作为相应的工具包。

为了比较市场上提供的软件产品以帮助使用FMEA，我们制定以软件产品有效工作的必要性为形式的比较标准。

需要首先考察该方法的算法，特别是缺陷分析算法来确定FMEA支持软件产品的需要。这个算法简要地以下面方式展现：

1）列出生产过程的零件或操作成分清单，并描述产品或过程的总体结构；

2）做出前述每项元素的基本与补充功能的定义；

3）做出第一项中每个元素的需求清单定义；

4）基于第二和第三项识别潜在缺陷；

5）对于每一个潜在的缺陷，确定潜在后果的清单，并估计其严重性分值S;

6）对于每一个潜在的缺陷，确定其发生的机制和起因启动的清单；

7）制定预防潜在缺陷的措施清单，并确定每个原因/缺陷的发生分值O；

8）确定检测原因/缺陷所需的措施清单，并确定检测分值D;

9）计算优先风险数RPN=S·O·D，和/或使用其它方法来评估风险；

10）为降低风险选择优先的缺陷/原因，来评估总风险（可能有几种方法：RPN排序、优先措施矩阵等）；

11）对于选定的缺陷/原因，形成降低风险的措施，任命负责人，计划实施期限；

12）监测降低风险措施的执行情况，并重新评估风险水平，以评估执行措施是否足够（重新评估和给出S、O、D和RPN的分值，进一步评估风险）；

13）形成FMEA报告，存档和随后的文档管理，包括更新。

从第4到10项实施直接的分析，第1-3项是做准备的，第11-13项是为了风险管理和分析结果的后期文档。虽然第12项可以在产品或过程具有重大变化的情况下，做出完整的风险分析，但也可能采取的降低风险的措施不到位，而回到算法的第4项。

二、IDEF0在FMEA的应用

FMEA方法广为人知，经常用在产品设计和它生产过程的风险分析中。一方面，这种方法的流行是由于其普遍性、相对简单性和结果的重要性，从而提高产品和过程的可靠性和质量。另一方面，许多企业被迫按照客户的要求使用FMEA方法。具体来说，这一要求是由汽车制造商对汽车零部件供应商提出的。

在许多文献中，对FMEA的程序有不同程度细节的描写。但描述充其量不过是简单的流程图，列出了基本行动的顺序，但没有说明文件（更不用说信息）和责任人的流程，或程序模型的结构非常有限。

俄罗斯借助记号法IDEF0开发FMEA过程模型。IDEF，是ICAMDefinition的缩写，是指一个家族的系统和软件工程领域的建模语言。它初于20世纪70年代在俄亥俄州美国空军材料实验室，由赖特 – 帕特森空军基地的Dennis E. Wisnosky, Dan L. Shunk等人发起。IDEF涵盖了广泛的用途，从功能建模到数据模拟，面向对象的分析和设计，以及知识获取。IDEF图表有很多类型，包括IDEF0至IDEF14。

对于FMEA下述5个阶段，分别记为A1~A5：

A1:计划和准备FMEA程序（启动正在进行的程序）； A2:研究对像的结构和功能分析； A3:风险评估； A4:制定和实施方法以降低风险； A5:FMEA结果报告（完成当前程序）。

FMEA的IDEF0模型以最高层A0画出上述5个阶段的图形，见图1：

如果孤立地看A1~A5的每个图，它们有点像AIAG推荐的乌龟图。中间的矩形（身体）是过程，左面进去的（尾巴）是输入，右面出来的（头部）是输出，但本来在四肢上的内容移到身体的上下两侧了。但重要的是，乌龟图仅适用于孤立过程，现在各个乌龟图互相耦合起来了，形成复杂的网络，使FMEA整个流程显得形象、直观。

     图1：A0层的IDEF0图

       对A0层，还配有两个表，即输入输出表和资源保障表，见表1和表2。这两个表的具体内容，基本上在图1上已标识出来了，只不过列成表格后更易查阅罢了。

表1：FMEA程序阶段的输入输出（A0级）

表2：FMEA程序各阶段的资源保障（A0级）

最后还给出应管理的文档：

? FMEA AIAG指南； ?ГОСТ P 51814-2-2001，或ГОСТ P51901.12-2007； ?设计或使用FMEA的企业标准； ?FMEA团队工作方法； ?团队工作计划图。

       完全类似最高层A0的“四件套”：IDEF0图，输入输出表、资源保障表及管理文档，俄罗斯的上述文献分别给出第2层A1~A5的“四件套”，及附加的第3层A12“FMEA团队的形成”及A32“故障模式分析”的“四件套”。有了这些丰富的图表（共计有9图19表），FMEA程序的实施应当更有遵循和参照，这是值得期待的。这些图表就有点像交通地图手册。记得聪脉公司的FMEA峰会上，FMEA专家黄莹的报告强调谨防FMEA实施过程中的8个“坑“。这些“坑“能否标在上面比喻的交通地图上？若能，一定形象且醒目。也有的人强调做FMEA”最关键是如何把变化中的动态管理做到极致、如何总结归纳“。对绝大多数的人来说，做FMEA并非是”老司机“，有比较详尽的交通地图手册在手，FMEA的动态管理会顺利、有效得多。对众多“新手上路”来说，交通地图手册简直是必须的了。

后记：俞老师擅长数理统计，精通俄文，长期研究各种质量工具的理论方法，并在将质量工具有效运用到实践中做了很多有益的尝试，笔耕不辍，每年发表质量管理相关论文数十篇。此文让我们了解到俄罗斯在FMEA方面的研究情况，开阔了我们的思维，衷心感谢俞老师的辛勤付出！同时我们也热诚欢迎有识之士踊跃投稿，共同探索FMEA的奥妙！

来源：聪脉（上海）信息技术有限公司