FMEA在汽车发动机认证中的应用研究

摘要：本文通过介绍了FMEA理论并将其应用到A公司的汽车发动机认证领域的问题解决的实例中。通过此次发动机FMEA的改进，为今后的工作积累了宝贵经验，同时，也为后续的工程项目及实证研究提供应用指导与实例参考。

关键词：FMEA；汽车发动机；认证领域

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）07-0-01

一、绪论

随着全球化进程的推进，制定一个国际通用的汽车行业质量管理体系认证标准已经成为广大汽车生产厂家的共同呼声。五大工具是ISO/TSl6949推荐的产品策划、过程控制、实现预防为主及其测量系统评定的重要手段，是集世界汽车制造企业专家管理经验之大成而总结的产品质量管理方法，其在企业生产经营的过程中表现出来的质量控制的有效性已经经过实践再三检验。五大工具之一，设计潜在失效模式及后果分析（FMEA）是IS0/TSl6949推荐的实现预防为主的质量管理的重要手段。

故障模式影响分析，是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。

二、FMEA在汽车发动机认证中的应用

发动机作为汽车上的关键部件，被人们称为汽车的心脏，为车辆提供源源不断的动力。假如发动机的某一零件出现故障或问题，那么和其对应的零件就会失去原有的功能，甚至导致整个车体瘫痪。所以选它作为主要研究对象，来阐述FMEA在实际质量控制中的运用。

（一）FMEA实施的前期准备

潜在失效模式的计划：就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也能是外部最终的顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到安全性或与法规不符。失效的后果必须依据分析的具体系统、子系统或零部件来说明。还应记住不同级别系统、子系统和零件之间还存在着系统层次上的关系。

处理 FMEA 时最重要的一个问题就是 FMEA 必须有一个团队来实施。

团队的人员组成：A公司现有FMEA 团队成员包括：设计工程师、主管工程师、制造工程师，接口工程师，认证工程师，供应商工程师、尺寸工程师、材料工程师、紧固件工程师。定期召开会议，其中以设计工程师为组长进行任务的指派和工作评分认可。

当FMEA小组建立之后，小组成员将对一些历史以往发生过的问题进行列举，并通过建立研究清单表格来评估此次项目中是否有类似的情况发生，减少不必要的研究事项，提高效率，以加快项目进度。

（二）发现潜在失效模式的试验

为了认证发动机基本结构的耐久性，A公司在现有发动机认证领域的FMEA项目中对所需要开发及认证的零部件进行试验。

（1）发动机性能测试实验。我们将对磨合后的实验样机进行零小时发动机功率性能测试，以便了解测试样件的性能情况，并将其作为初始值和日后的数据进行比较，来了解发动性能方面的差异。

（2） 机油消耗测试实验。每4个小时实验后至少检查一次机油液位。在Gamma产品认证阶段若机油液位小于或等于“中位线”位置，则加入机油至“满刻度”位置。而在早期开发认证阶段须按照试验工程师要求加油，在耐久试验过程中，根据机油耗测量规范记录每一次加入机油的量。通过根据试验工程师所提供的测量规范记录机油消耗量来了解发动机的机油消耗情况，来评估发动机活塞环的状态。

（3）发现潜在失效模式的评估报告。发动机零部件拆机扭矩报告，主要是监测试验完成后，发动机各个零部件螺栓螺母是否在相应的扭矩范围内，以评估相关螺栓的可靠性。

发动机零部件拆机尺寸测量报告，主要是了解发动机各个零部件在实验结束后的磨损情况，为日后的整体评估提供有力的数据支持。

（三）FMEA在汽车发动机认证领域应用的效果分析

（1）潜在失效模式的分析。所谓潜在失效原因：是指一个设计薄弱部分的迹象，其作用结果就是失效模式。在尽可能广的范围内，列出每个失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理。尽可能简明扼要、完整地将起因/机理列出来，使得对相应的起因能采取适当的纠正措施。

当试验样件在实验中发生了直接的失效，那我们就将直接终止实验对失效原因进行分析。以曲轴为例，通过曲轴断口失效模式的分析我们发现：曲轴断裂起源于轴颈滚压圆角处，为多源起始的疲劳断裂，而且起源点附近及整个断面均为发现铸造缺陷，石墨与组织形态均正常。

（2）潜在失效模式发现后的措施。若失效的根本起因不详，则应通过统计试验设计（DOE）来确定采用的措施。

在所有情况下，如果失效模式的后果会危害制造/装配人员，就应考虑纠正/预防措施，通过消除或控制其起因来阻止失效模式的发生，或者明确规定适当的操作人员防护措施。

实施有效的跟踪程序，以落实所有的建议措施是所有有关部门的责任。同时也应考虑防错措施以及其他措施。

（3）潜在失效模式发现后的措施跟踪。负责工程师跟踪FMEA所建议的措施是否已被实施或已妥善落实。措施跟踪：首先通过一段时间对机加工车间产品的测量监测来确保新零件的加工要求达标，以保证潜在失效模式的初步解决。然后我们将新加工的零件装备在发动机上再次进行一定数量的GED认证，确保潜在失效模式的彻底解决。

三、结论

通过对A公司汽车发动机零部件FMEA的改进，使得发动机的质量得到提高，PPM大幅度下降，避免了产品缺陷，降低了返修费用，节省了人力、物力和时间，为公司节约了成本。进而为生产管理、技术改造积累宝贵的经验，形成了一套具有普遍适用性的问题解决流程，为今后的工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1]甄岩，郑海龙，陆再平.失效模式及后果分析（FMEA）在企业质量管理中的应用[J].技术经济与管理研究，2000.03.

[2]王绍印.故障模式和影响分析（FMEA）[M].广州：中山大学出版社，2003.

[3]李增辉.FMEA及FTA在汽车产品开发中的应用研究[D].合肥工业大学，2006.