封口橡膠制品的過程失效模式及影響分析

2015-12-17 07:47:18徐曉敏

上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào) 2015年2期

封口橡膠制品的過程失效模式及影響分析

徐曉敏

(上海電機(jī)學(xué)院商學(xué)院，上海 201306)

摘要：以某橡膠公司生產(chǎn)的封口橡膠制品為研究對(duì)象，運(yùn)用ABC分類法，找出造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的關(guān)鍵項(xiàng)；運(yùn)用過程失效模式及影響分析法，分析改善前后關(guān)鍵項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用該技術(shù)可以在一定程度上控制質(zhì)量問題的出現(xiàn)，降低了產(chǎn)品的不合格品率，使得封口橡膠制品的質(zhì)量得到有效改善。

關(guān)鍵詞：封口橡膠； ABC分類法；過程失效模式及影響分析法；不合格品率

中小企業(yè)是推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)造市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主體、促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)力量，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用?，F(xiàn)今我國許多中小型制造企業(yè)十分活躍,然而伴隨著企業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品的質(zhì)量問題也逐漸突顯出來，成為困擾企業(yè)發(fā)展的障礙。主要體現(xiàn)為對(duì)反復(fù)出現(xiàn)的質(zhì)量問題缺乏合理有效的過程管理，使其一而再地發(fā)生，卻無法得到控制或根治。這種質(zhì)量問題發(fā)生后的事后補(bǔ)救措施確實(shí)在某些情況下起到了“救火”的作用，但長久發(fā)展下去，很可能造成企業(yè)的低效甚至倒閉。

對(duì)一個(gè)品牌來講，在產(chǎn)品已經(jīng)可以達(dá)到質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，想要進(jìn)一步提升產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，就必須開展可靠性工作[1]。可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，是系統(tǒng)的一個(gè)固有屬性。一切講信譽(yù)的生產(chǎn)廠家，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量爭(zhēng)取顧客，都在提高其產(chǎn)品的可靠性[2-5]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可靠性研究取得了可觀的成果，對(duì)實(shí)踐具有很大的指導(dǎo)意義[6-12]。

失效模式及影響分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是可靠性設(shè)計(jì)的重要方法之一，其目的是在設(shè)計(jì)初期對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過對(duì)系統(tǒng)各單元及應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的故障模式的影響、危害性進(jìn)行分析，完成對(duì)各種可能風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)與分析，為設(shè)計(jì)評(píng)審與修改提供依據(jù)，以便在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上消除這些風(fēng)險(xiǎn)或?qū)⑦@些風(fēng)險(xiǎn)減小到可接受的水平[13]。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，F(xiàn)MEA可分為4種類型，設(shè)計(jì)FMEA、過程FMEA、設(shè)備FMEA和體系FMEA。其中以設(shè)計(jì)FMEA和過程FMEA最為常用。過程失效模式及影響分析(Process Failure Mode and Effect Analysis, PFMEA)技術(shù)應(yīng)用于柔性焊裝生產(chǎn)線[14]、渦輪增壓器[15]以及輪胎制造過程[16]中，很大程度上降低了產(chǎn)品制造過程中缺陷發(fā)生的頻次，從而達(dá)到控制和提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的，起到了“事前預(yù)防”的作用[17-18]。這對(duì)將PFMEA應(yīng)用于電容器封口橡膠制品的生產(chǎn)很有借鑒意義。

本文是在對(duì)某中小企業(yè)的橡膠生產(chǎn)過程研究的基礎(chǔ)上，將PFMEA應(yīng)用于改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的一次嘗試。

1電容器封口橡膠制品存在的問題

位于上海松江的某橡膠制品公司，是一家集橡膠和家電類使用的工業(yè)橡膠制品生產(chǎn)的中小型企業(yè)，產(chǎn)品涉及家用、汽車配件、工業(yè)等諸多行業(yè)。公司總部位于日本，產(chǎn)品主要銷往包括中國、日本在內(nèi)的東南亞地區(qū)，企業(yè)生產(chǎn)的電解電容器封口橡膠產(chǎn)品在全球市場(chǎng)占有率均保持在40%左右。

雖然公司在質(zhì)量管理方面具有較豐富的經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)過程中充分運(yùn)用日本的技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，然而廢品和顧客反饋的不滿意情況仍重復(fù)出現(xiàn)。為此公司也采取了及時(shí)的補(bǔ)救措施，問題雖然得到了暫時(shí)的解決，但根本原因并沒有得到根除。

2過程失效模式分析

2.1　識(shí)別潛在失效模式和后果分析

選取某段時(shí)間封口橡膠制品不合格項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1，查找原因。

表1　封口橡膠制品不合格項(xiàng)統(tǒng)計(jì)表Tab.1　Data of unqualified items of sealing rubber

根據(jù)ABC分類法，累積百分率為0%~80%的項(xiàng)目為關(guān)鍵項(xiàng)；因此，外徑尺寸不合格、孔內(nèi)縱傷和融合不良這3項(xiàng)為潛在失效模式。

(1) 外徑尺寸不合格。外徑尺寸不合格會(huì)造成在電解電容器組裝時(shí)，電容器的鋁殼咬合時(shí)和膠塞產(chǎn)生間隙，造成電解電容器內(nèi)部電解液泄露，嚴(yán)重會(huì)造成電器設(shè)備在使用中由于短路發(fā)生火災(zāi)。參照評(píng)分準(zhǔn)則如表2所示，其嚴(yán)重度評(píng)價(jià)為8。

(2) 孔內(nèi)縱傷?？變?nèi)縱傷會(huì)造成電解電容器在使用過程中受熱膨脹，其中的電解液在壓力下外溢，從而使得電容器短路，損壞家用電器，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)。參照評(píng)分準(zhǔn)則如表2，其嚴(yán)重度評(píng)價(jià)為8。

(3) 融合不良。融合不良會(huì)造成電容器鋁殼咬合膠塞時(shí)，膠塞彈出，從而無法組裝。參照評(píng)分準(zhǔn)則如表2所示，嚴(yán)重度評(píng)價(jià)為6。

表2　工藝故障模式的嚴(yán)重度等級(jí)評(píng)分準(zhǔn)則表Tab.2　 Severity rating scale criteria of process failure mode

2.2　潛在失效模式的發(fā)生率及探測(cè)度分析

產(chǎn)品的主要潛在失效模式確定以后，分析導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)失效的原因和評(píng)價(jià)發(fā)生率，目的是尋找問題發(fā)生的根源。

如表3所示，抽取樣本量為1000件，對(duì)造成外徑尺寸不合格、孔內(nèi)縱傷、融合不良的潛在失效模式起因發(fā)生率及探測(cè)度(見表4)進(jìn)行分析，得到表5~表7的分析結(jié)果。

2.3　風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)計(jì)算

風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度(S)、發(fā)生率(O)和探測(cè)度(D)三者的乘積，是潛在失效模式發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及其危害的綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)，風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)(Risk Priorty Number, RPN)數(shù)值越高的失效模式應(yīng)作為企業(yè)生產(chǎn)控制和預(yù)防的重點(diǎn)。

以外徑尺寸不合格失效模式各種起因的RPN值為例，其他以此類推。

表3　工藝故障模式的發(fā)生概率等級(jí)的評(píng)分準(zhǔn)則Tab.3　 Occurrence rating scale criteria of process failure mode failure mode

表4　被檢測(cè)難度等級(jí)的評(píng)分準(zhǔn)則Tab.4　 Rating scale criteria of tested difficulty level

表5　外徑尺寸不合格起因發(fā)生率及探測(cè)度分析Tab.5　 Occurrence rating and detection analysis of unqualified cause of outer diameter

表6　孔內(nèi)縱傷起因發(fā)生率及探測(cè)度分析Tab.6　 Occurrence rating and detection analysis of hole inside damage cause

表7　融合不良起因發(fā)生率及探測(cè)度分析Tab.7　 Occurrence rating and detection analysis of poor hot melting cause

(1) 模具不良的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)

RPN=8×8×6=384

(2) 硫化劑使用過量的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)

RPN=8×6×5=240

(3) 離型劑使用過量的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)

RPN=8×4×4=128

根據(jù)以上分析和評(píng)定的嚴(yán)重度以及失效模式的起因發(fā)生率和探測(cè)度，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN的值。針對(duì)RPN數(shù)值高的失效模式提出預(yù)防措施并實(shí)施改進(jìn)(見表8)，改進(jìn)前后的RPN值如表9所示。

表8　改進(jìn)后相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.8　Relevant data after improvement

表9　改進(jìn)前后RPN及潛在失效模式預(yù)防對(duì)策Tab.9　Risk priority number (RPN) before and after improvement and prevention countermeasures of potential failure modes

(續(xù)表9)

3結(jié)語

通過對(duì)某橡膠公司生產(chǎn)的電容器封口橡膠制品的研究，采用ABC分類法找出產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題的關(guān)鍵項(xiàng)，進(jìn)而運(yùn)用過程故障模式及影響分析法進(jìn)行分析，通過分析改善前后的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用PFMEA技術(shù)于橡膠制品的生產(chǎn)過程，可以在一定程度上控制質(zhì)量問題的出現(xiàn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的不良率，從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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