基于FMEA离散型加工生产线的综合评价

论文导读:：运用故障模式影响分析（FMEA）对离散型加工生产线的基本因素进行评价，针对评价中所涉及的评价因素多、模糊概念多导致结果不够准确，使用综合评价方法进行改进。从局部到系统的角度分层次考虑各种影响因素，将评价系统根据需要分成若干个指标，建立了因素集、权重集、评价集。该方法综合运用FMEA和模糊集理论，提高了生产系统评价准确性和可靠性。
论文关键词：失效模式影响分析，综合评价，离散型加工生产线

　　0引 言
　　针对企业生产过程中所需资源多样性和相关性，导致生产系统难以评价或评价结果不够准确；国内外学者提出各种评价方法和控制手段。如Teng^[3]提出基于FMEA的生产过程的控制，运用FMEA理论对生产制造过程中所涉及的零部件出现失效模式进行评价；Allen^[4]提出生产设计阶段利用FMEA和模糊数学方法进行管控, 将FMEA和模糊集理论应用到产品设计阶段；门峰^[8]提出模糊集理论与灰色关联理论的FMEA方法，将FMEA和模糊集理论与灰色关联理论运用到具体的铸件产品中。郭铜修等^[9]提出企业生产系统模糊评价方法，将模糊集理论运用到航空工业企业生产系统中的评价。本文在上述研究基础上发现FMEA方法存在不足之处：（1）多因素评价时所得风险顺序数不可靠，得到数值相近甚至相等。（2）系统评价过程中没有考虑各因素在整体上影响程度，只是按着FMEA方法评价其各个因素；为了避免以上缺点而提出了基于FMEA离散型加工生产线的综合评价。
　　1 FMEA离散型加工生产线的综合评价研
　　1.1离散型加工生产线研究
　　从系统工程角度出发工商管理论文，离散型加工生产线的生产过程可以被看作是一个“输入—转换—输出”系统，系统输入就是一切需求资源或生产要素，经过有机的转换过程，输出特定产品或服务，这个转换过程就是企业生产系统龙源期刊。一般将离散型生产线的构成要素划分为^[9]：
　　(1) 人力：人员技能、人力资源利用、人员情绪等。
　　(2) 物力：物料、半成品、产品、周转箱、设备、仪器、文件资料、工具、工装等。
　　(3) 环境：生产线现场的通道、地面及其标识，各类管线、门窗、墙面、通风、照明等。
　　(4) 信息：在制品数量、产品合格率或废品率、生产计划数量、生产成本、时间等。
　　从上述描述可以看出各种构成要素中包括不同种因素，不同要素在不同企业生产线中影响程度不同，不同因素在企业生产线中影响程度也不同，所以对具体企业生产线进行评价时要考虑到这种特殊性。可以将生产线划分为一级要素指标和二级因素指标，即考虑其层次性，生产线指标体系如图1-1。这些因素控制存在不确定性和模糊性，而这种不确定因素在以前的评价系统中难以给予准确的数值。故障模式影响分析（Failure Mode and EffectAnalysis ,FMEA）和模糊数学理论在这方面有着其他方法不可替代优势。FMEA实施过程中主要是利用专家经验和知识得到各因素失效模式的发生率（Occurrence-O）、严重度（Severity-S）、难检度（Detectability-D），通过计算风险顺序数（Risk PriorityNumber-RPN，RPN=）得出风险程度。其计算方法就是O、S、D三者乘积而得出其风险顺序数，这样导致不同失效模式得出相近甚至相同的RPN工商管理论文，但实际上这些相近甚至相同RPN的重要程度不同^[10]。
　　
　　图1-1 生产线指标体系
　　 通过以上分析，生产系统评价既要考虑它的要素和因素重要性，又要考虑各因素具体的情况，于是提出了基于FMEA离散型加工生产线的综合评价方法。首先从系统的角度出发，利用专家知识和经验填写各层次指标的重要性表格，应用二元对比倒数法计算出相应权重。其次从局部的角度出发，应用FMEA理论对具体因素存在失效模式进行评价龙源期刊。最后为了考虑所有因素对生产系统的影响和避免专家的主观因素，应采用模糊集和FMEA理论相结合的方法，即综合评价方法，其过程如图1-2。
　　
　　图1-2 综合评价过程
　　1.2 FMEA模型简介
　　失效模式与效应分析是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合，是过程管理中的一项预防性分析工作，是一种用来评价系统的设计和生产过程或服务等所有可能发生的故障（问题、错误、风险和利害）的特殊关系^[1]。其使用范围包括产品设计、生产过程、服务过程、机器设备等。
　　有效FME具有以下特色：可以降低制造过程中出现失效的风险；能识别与产品相关的制造失效模式；可分析所有顾客要求的产品特殊性；能评估失效对顾客造成的影响；能识别制造过程中潜在的失效原因，并据以降低失效发生率；能列出潜在失效模式的排序，并据以建立考虑采取矫正措施的优先级；能将制造或装配过程的结果文件化。FMEA的实施过程如图1-3。
　　
　　图1-3 FMEA实施过程
　　FMEA使用过程中要进行相关数据的实际调研和收集，识别产品或系统潜在失效模式中潜在失效后果、潜在原因、确认现行的检测方法和控制手段工商管理论文，评价严重度、发生率、难检度；直到所有失效模式评价完成，计算风险顺序数，判断风险顺序数是否在可接受的水平。若风险顺序数在不可接受水平内需要采取措施，通过持续改进直到达到可接受水平内才为止。
　　1.3综合评价模型简介
　　综合评价模型如下：
　　B=A°R= A° （1-1）
　　模型中：A=一级指标权重， A_i，二级指标权重，为判定矩阵，上标°表示合成算子。
　　（1）权重的确立^[6]
　　通过表1-1，利用二元对比倒数法得出各子系统相对权重。
　　表1-1因素比较表
　　

　　
　　根据专家初始权重集W计算权重相似系数S_ij ，得到相似矩阵S。
　　（1-5）
　　
　　式中，S_ij 专家i与专家j相似程度，需要进一步计算偏离程度L来剔除偏离程度大的专家评定权重
　　（1-6）
　　（1-7）
　　式中代表i专家评定因素权重与其他专家评定因素权重偏离程度，假如大于某一界值时，第i位专家意见加以剔除。实际运用中根据实际情况来设定界值L。
　　 （3）评判矩阵的确定。一般采用定性指标和定量指标的隶属度，本文采用改进的定性指标方法处理，即直接由多个专家对某个被评定因素的隶属度做出估计，然后利用聚类分析的距离法中欧氏距离来剔除偏离程度比较大隶属度。
　　（4）模糊综合评价合成算子上标°确定^[6]
　　根据本文特点选择如下模型：
　　， j=1工商管理论文，2，3，…，m
　　该模型不仅考虑所有因素的影响，而且保留了所有单因素评价的全部信息。在运算时，并不对a_i和r_ij施加上线限制，只需对a_i归一化处理，即。
　　2实例分析
　　对汽车前桥厂的转向节加工生产线进行实际调研和相关数据的采集，发现其潜在失效模式，由专家、调研人员和从事多年此生产线管理的相关人员对各失效模式因子O、S、D进行评分，利用FMEA和综合评价模型对转向节生产线进行评价。
　　2.1 评价体系确定
　　通过实际调查和分析，本文从人力、物力、环境、信息综合考虑设定4个一级评价指标及14个二级评价指标，所构成转向节生产线评价指标体系，如表2-1。
　　表2-1转向节生产线评价指标
　　

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