失效模式和效果分析(FMEA)在制药行业的应用

第二讲失效模式和效果分析（FMEA）在制药行业的应用

[学习要点] FMEA是一个经验性定量分析的工具，广泛应用于风险评估

和质量持续改进过程，这个工具是否可以良好的运用是否可以达到预期的目的，完全在于团队的知识面[是否足够理解工艺和产品本身]和团队的合作情况。

一、ICH Q9对于FMEA的阐述

FMEA (see IEC 60812) provides for an evaluation of potential failure modes for processes and their likely effect on outcomes and/or product performance. Once failure modes are established, risk reduction can be used to eliminate, contain, reduce or control the potential failures. FMEA relies on product and process understanding. FMEA methodically breaks down the analysis of complex processes into manageable steps. It is a powerful tool for summarizing the important modes of failure, factors causing these failures and the likely effects of these failures.

FMEA提供了工艺的潜在失败模式的评估方法，并据此评估这样的失效的后果以及起对产品性能的影响。一旦失效模式被建立起来，就可以用于估计、含盖、减少或是控制潜在的失效行为。FMEA依靠的是对工艺和产品本身的理解。FMEA方法将复杂的工艺分割成小的可管理的步骤进行分析。本法是汇总失效项目、失效原由和可能的后果的重要模型。

Potential Areas of Use(s) 潜在的应用领域

FMEA can be used to prioritize risks and monitor the effectiveness of risk control activities.

FMEA可以被用于风险级别的甄选以及对风险控制活动效果的监控。

FMEA can be applied to equipment and facilities and might be used to analyze a manufacturing operation and its effect on product or process. It identifies elements/operations within the system that render it vulnerable. The output/ results of FMEA can be used as a basis for design or further analysis or to guide resource deployment.

FMEA可以在设备和设施[例如水系统]中应用，也可以用于分析一个制造过程[例如灭菌操作]及其对产品或工艺的影响。它可以确认系统中的那些脆弱环节和操作。FMEA的分析结果可以被用于将来设计、进一步分析或是资源配置的基础。

二、FMEA的定义、历史和分类

FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。

FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式[这个可以理解，我们不能等到航天飞机发射失败以后再进行风险评估]，FMEA 是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。

FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和过程FMEA，本质方法没有区别，主要是针对的对象不同：

系统FMEA用于系统或子系统在初期或设计阶段的分析，其重点在于因设计原因引起的与系统职能相关的潜在失效模式。

设计FMEA用于正式投产前的产品分析。

过程FMEA用于非生产制造、生产制造及装配工艺过程开始前、进行中及开发后的过程分析。

以下我们主要讨论的是过程FMEA。

三、FMEA的分析程序

1．确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：1.1 需要设计的新系统、产品和工艺;对现有设计和工艺的改进;在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；

1.2 形成FMEA团队。理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。

2. 记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，

需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。

3. 创建工艺流程图。

工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。

4. 列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：

4.1 对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式. 如就发酵工艺而言，涉及的问题可能包括，培养基的灭菌控制、接种

操作模式、无菌空气的过滤、通气效果、补料操作、发酵终点的判断等。

4.2 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，

例如，无菌接种操作可能要影响到发酵罐是否染菌，因此在可能的影响方面应该注明。

4.3 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因.

例如，影响无菌接种操作的可能因素包括接种方式、接种环境的控制以及接种量的控制等。

4.4 现有的工艺控制手段是基于目前使用的检测失效模式的方法，来避免一些根本的原因。

例如，现有的无菌接种操作工艺控制手段可能是对发酵初期菌种生长状态记录的良好控制过程。

5. 对事件发生的频率、严重程度和检测等级进行排序：

5.1 严重程度是评估可能的失效模式对于产品的影响，10为最严重，1为没有影响；

5.2 事件发生的频率要记录特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率。如果为10，则表示几乎肯定要发生，工艺能力为0.33或者ppm大于10000。

5.3 检测等级是评估所提出的工艺控制检测失效模式的几率，列为10表示不能检测，1表示已经通过目前工艺控制的缺陷检测。

附件1中是笔者就严重度、发生频率和检测等级进行的总结和汇总，不同的企业和团队在处理这类问题是可以根据自己的经验和对工艺的理解进行调整。

5.4 计算风险优先数RPN(risk priority number)。

RPN是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积，用来衡量可能的工艺缺陷，以便采取可能的预防措施.

RPN = Severity(严重度) x Occurrence(发生频率) x Detection(检测

等级)