一种基于QFD和TOPSIS理论的改进的FMEA分析方法

本文提出了一种基于质量功能展开(QFD)和逼近理想解排序法(TOPSIS)理论的改进故障模式与影响分析(FMEA)方法。FMEA是一种可靠性设计工具，支持产品的逆向思考，帮助分析、识别产品、服务或过程中的潜在故障模式以及它们的原因和结果影响。传统的FMEA在计算风险优先级数(RPN)时存在模糊性，因此，首先提出了一种基于逼近理想解排序法理论的故障模式改进优先级的排序方法。然后，提出了一个基于FMEA和质量功能展开(QFD)的综合分析模型，该模型充分考虑了各种故障模式之间的相互作用以及客户对产品性能、经济和服务的满意度。 利用层次分析法得到客户要求的重要性，通过使用几何平均加权算法得到技术特性的权重。然后，将技术特性的重要性转换为FMEA评估的修正系数，以此获得各故障模式的相对危害性。所提出的综合模型弥补了FMEA的不足，即客户要求和技术特性相关的信息不能作为判断故障模式改进优先级的基础，而且QFD的每个阶段的扩展可以为FMEA中故障模式的分析和评估提供信息和基础。 本文通过某个柴油发动机燃油系统的故障模式与影响分析案例，说明了所提出的方法。关键词包括：故障模式与影响分析(FMEA)、逼近理想解排序法(TOPSIS)、风险优先级数(RPN)、质量功能展开(QFD)和交叉熵。 在介绍部分，首先介绍了FMEA是一种可靠性设计工具，它支持对产品的逆向思考，帮助分析和识别产品、服务或过程中的潜在故障模式以及它们的原因和结果影响。FMEA分析首先分析了产品或服务可能的故障模式，并评估这些故障模式导致的潜在影响。然而，传统的FMEA在计算风险优先级数（RPN）时存在模糊性，使得在判断故障模式改进优先级时难以利用客户要求和技术特性相关的信息。因此，本文提出了基于QFD和TOPSIS理论的改进方法。 质量功能展开（QFD）是一种将客户要求转化为产品设计和制造要求的系统化方法，它强调从市场和客户的角度来指导产品设计。QFD将客户要求转化为工程技术特性，并通过矩阵图展示其关系，以确保设计符合客户的要求。在FMEA中引入QFD可以更全面地考虑各种故障模式与客户满意度之间的相互作用，从而更准确地评估故障模式的影响。 逼近理想解排序法（TOPSIS）是一种多属性决策分析方法，通过计算各方案与理想解的距离来确定最佳方案。在改进的FMEA方法中，TOPSIS被用来对故障模式进行排序，基于技术特性的权重计算出的RPN，确定故障模式的改进优先级。 层次分析法（AHP）是一种决策分析方法，它通过建立层次结构模型，把决策问题分解为若干层次和因素，并进行定性和定量分析。本文利用AHP得到客户要求的重要性，再通过几何平均加权算法得到技术特性的权重。 文章通过一个柴油发动机燃油系统的案例来验证所提出方法的有效性。案例研究详细展示了如何应用改进的FMEA方法分析柴油发动机燃油系统的故障模式，以及如何使用QFD来考虑故障模式对客户满意度的影响，并通过AHP和几何平均算法得到技术特性的权重，最后利用TOPSIS对故障模式进行排序。通过案例研究，验证了改进的FMEA方法在实际应用中的可行性，并且能够提供更准确的故障模式改进优先级排序。 该论文在理论和实际应用上都为FMEA的改进提供了新的视角，对于推动FMEA方法的发展和在质量控制领域的应用具有重要意义。