第47卷 第12期 2020年12月
天 津 科 技
TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGY
V ol.47 No.12Dec. 2020
收稿日期：2020-11-26
应用技术
质量管理工具PFMEA 在汽车零部件加工中的应用
耿丽红
(天津三国有限公司 天津300385)
摘 要：汽车真空泵是汽车制动助力系统。真空泵的一面不断抽出空气接近真空，另外一面保持一个大气压，这样就形成负压，会产生推力，从而达到助力的目的。真空泵的盖板起到密封作用，盖板的质量直接影响真空泵的密封程度。将过程故障模式与影响分析PFMEA ，这一可靠性研究工具引入生产中，通过评定严重度(S )、探测度(D )、频度(O )，确定RPN 风
险指数值，出风险评估较高的项目，进而采取一系列改善措施降低风险，提高产品质量，为汽车零部件生产提供了一种较为科学有效的风险预防手段。
关键词：PFMEA 汽车零部件 风险评估 改善措施 预防和降低风险
中图分类号：TH13 文献标志码：A 文章编号：1006-8945(2020)12-0038-03
Application of Quality Management Tool PFMEA in Auto Parts Processing
GENG Lihong
(Tianjin Mikuni Co.，Ltd.，Tianjin 300385，China )
Abstract ：Automobile vacuum pump is the automobile brake power system. One side of vacuum pump constantly draws air close to vacuum ，and the other side maintains an atmospheric pressure ，thus forming negative pressure ，will produce thrust ，so as to achieve the purpose of power used in the vacuum pump. Cover used on vacuum pump plays a sealing role ，the flatness of the cover directly affects the sealing degree of vacuum pump. This paper introduces the PFMEA ，a reliability research tool ，into the production. The RPN index value is determined by evaluating the severity (S)，detection degree (D) and frequency (O)，and the items with high risk assessment are found out. Then a series of improvement measures are taken to reduce the risk and improve the product quality ，whic
h provides a more scientific and effective risk prevention method for the production of auto parts.
Key words ：PFMEA ；auto parts ；risk assessment ；improvement measures ；prevention and reduction of risks
0 引 言
真空泵是指利用物理、化学或物化方法对抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。汽车发电机真空泵又叫助力泵，它是刹车制动系统和转向系统的助力装置。真空泵的作用是产生负压，也就是真空，用于增加制动力。盖板是真空泵的重要组成部分，盖板与壳体形成密闭腔室，通过转子的转动实现抽真空的目的。盖板的质量问题会导致真空泵气密不良等失效现象，为提高盖板的制造质量和可靠性，必须对产品生产过程进行可靠性研究，分析生产过程中缺陷的产生机理，并提出有效
的解决措施，对于高风险的缺陷还应提出进一步的预
防方案，以降低风险。这样才能有效提高产品装配一次合格率，提高产品的可靠性和质量，最终实现产品的降本增效。
过程故障模式与影响分析PFMEA (process fail-ure mode and effects analysis )是一种质量管理工具，用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法，是事件发生之前的行为，并非事后补救。它用来分析制造或装配过程缺陷引起的潜在产品失效模式和产生的后果，分析产生失效的原因，并确定哪一类过程故障是应该重点避免的以及相关的关键过程，进而出风险较大的因素，并采取一系列改善手段，降低项目风险，提高产品质量，向零缺陷目标努力。
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1 PFMEA 方法简介
PFMEA 应该覆盖以下方面的内容：
①当功能要求不符合时的失效模式——指过程可能潜在的不能满足过程要求的状态。对应特定工序列出每一个失效模式，例如：零件变形、钻孔偏心、铸件气孔、铸件壁厚不均、铸件金属不足、锻件裂纹、淬透层厚度不足、零件表面硬度不适宜、零件表面粗糙度低等。
②失效模式的影响和后果——指失效模式可能带来的对顾客的影响。例如：无法紧固、无法加工、无法装配、无法对中、无法焊接、无法平衡、危害操作人、损坏设备等。严重度(S )的评分采用1～10分。 ③失效的潜在原因——要明确产生失效的原
因。发生频度(O )按可能性大小评出1～10分。
④针对失效模式原因的控制和措施——过程控制方法(两类)：预防，消除(预防)失效原因或失效模式的发生，或降低其发生率。探测，识别(检测)失效原因或失效模式。探测度(D )的评分采用1～10分。 ⑤潜在失效模式的综合风险评估——风险系数(RPN )＝S ×O ×D ，用来表示过程风险的度量，RPN 的数值介于1～1000之间。如RPN 值很高，则过程设计人员必须采取纠正措施；不管RPN 大小，只要S 高时，就要采取预防/纠正措施。当建议的纠正措施完成后，重新进行风险评
估，即重新评估该潜在失效模式的严重度、频度、探测度及RPN 值。 PFMEA 表格见表1。
表1 PFMEA 表格
Tab.1 PFMEA chart
汽车零部件加工潜在失效模式及后果分析(过程FMEA )
项目名称：___________过程责任部：____________编制：___________FMEA 编号：__________车型/车辆类型：
___________关键日：_________
(修改)：_____________主要参加人员：_____________ 措施结果 工程名 过程功 能和
要求 潜在的 失效 模式 潜在的 失效 后果 严重
度 S 级别 潜在失 效起因/ 机理 频度数O 现行过程控制预防现行工程控制探测不易探测度数D 风险顺序数RPN 建议的
措施责任及目 标完成 日期 采取的措施 S O D RPN
2 PFMEA 在盖板生产中的应用
盖板是用在真空泵上起到密封的作用，盖板与壳
体的密封程度直接影响真空泵的真空度，见图1。
图1 真空泵分解图
Fig.1 Decomposition diagram of vacuum pump
盖板生产的基本工艺流程：材料购入→冲压成型→去毛刺→校平→表面处理→平面度检查→外观检查。在生产前先对失效模式进行识别，预先估计可能发生的失效模式，做好预防措施介入，减少质量损失，提前解决质量问题。 2.1 材料购入
2.1.1 失效模式：购入板材变形导致平面度超差 失效后果：冲压后无法保证平面度，影响盖板与
壳体的密封性，导致真空度不良。严重度(S )为7即
基本功能丧失，汽车可以行驶，但是性能下降。 失效原因：板材校平不良。发生频度(O )为7即每100件发生1件不良。 现行过程预防：板材校平。 现行工程探测：三次元检查材料平面度。探测度(D )为5即操作员通过计量型量具，在岗位上实施失效模式或错误原因的探测。
RPN ＝S ×O ×D ＝7×7×5＝245 建议改进措施：因材料无法满足成品平面度要求，所以在冲压后增加校平工序，校平后增加平面度检测机全检工序，保证出厂前产品全部合格。 改善后RPN ＝S ×O ×D ＝7×2×2＝28 2.1.2 失效模式：板材上有划伤 失效后果：外观不良，如果伤痕在密封圈位置会引起气密不良。严重度(S )为7即基本功能丧失，汽车可以行驶，但是性能下降。 失效原因：板材之间摩擦导致划痕。发生频度(O )为4即每1000件发生1件不良。 现行过程预防：板材边缘保证没有毛刺。 现行工程探测：目视检查。探测度(D )为7即操
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作员通过视觉/触觉/听觉方式，在岗位上实施失效模式的探测。
RPN＝S×O×D＝7×4×7＝196
建议改进措施：后序增加剖光工序，可以去除划伤。
改善后RPN＝S×O×D＝7×2×2＝28
2.2冲压成型
冲压工序是用冲床将板材落料成型，因模具限制，冲压后盖板平面度无法满足平面度要求。冲压后，工件边缘以及孔边缘会产生毛刺，毛刺会影响盖板与壳体的密封性。
2.2.1 失效模式：平面度超差
失效后果：作动不良，气密不良。严重度(S)为7即基本功能丧失，汽车可以行驶，但是性能下降。
失效原因：模具结构限制无法保证。发生频度(O)为10即发生频率≥100/1000。
现行过程预防措施：改进模具结构。
现行工程探测：三次元检查平面度。探测度(D)为5即操作员通过计量型量具，在岗位上实施失效模式或错误原因的探测。
风险指数RPN＝S×O×D＝7×10×5＝350
建议改进措施：因冲压无法满足成品平面度要求，所以在冲压后增加校平工序，校平后增加平面度检测机全检工序，保证出厂前产品全部合格。
改善后RPN＝S×O×D＝7×3×2＝42
2.2.2 失效模式：盖板边缘及孔边缘毛刺残留
失效后果：作动不良，气密不良。严重度(S)为7(基本功能丧失，汽车可以行驶，但是性能下降)。
失效原因：模具结构限制无法保证没有毛刺。发生频度(O)为10即发生频率≥10/1000。
现行过程预防措施：人工去毛刺。
现行工程探测：操作工目视检查。探测度(D)为7(操作员通过视觉/触觉/听觉方式，在岗位上实施失效模式的探测)。
风险指数RPN＝S×O×D＝7×10×7＝490
建议改进措施：用剖光机去除边缘毛刺，用专用倒角设备去除孔周边毛刺。
改善后RPN＝S×O×D＝7×3×2＝42
3结 语
PFMEA是一种分析方法，它确保在产品开发(APQP-先期产品质量策划)过程中，考虑并且处理了潜在的问题。在产品生产工艺上，真正实现预先发现产品的弱点，在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷，防范于未然。用PFMEA技术来管理新项目，控制零部件质量，改善产品工艺，从而达到下降产品不良率(PPM)的目标。■
参考文献
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47(1)：36-40.
［4］陈丽华，周炳海. PFMEA与防错技术在汽车行业中的应用[J]. 质量成本管理，2007，45(517)：61-64.
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