設(shè)計FMEA表格的應(yīng)用.doc

4.1 設(shè)計FEMA4.1.1 設(shè)計FMEA的質(zhì)量目標(biāo)設(shè)計FMEA 質(zhì)量目標(biāo):1、 設(shè)計改進(jìn)主要目標(biāo)是設(shè)計改進(jìn)。2、 高風(fēng)險失效模式FMEA 對小組識別的所有高風(fēng)險失效模式都引起重視，并且有可以實施的措施計劃。對所有其他失效模式也都加以考慮。3、 分析/開發(fā)/確認(rèn)計劃這種計劃對來自FMEA 的失效模式均加以考慮。4、 接口FMEA 的范圍包括框圖及分析中綜合及銜接各失效模式。5、 吸取的教訓(xùn)FMEA 將所有吸取過的重大“教訓(xùn)”（如高的保修費用、招回等）作為失效模式的輸入。6、 特殊或關(guān)鍵特性FMEA 可以識別適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵特性，輸入到關(guān)鍵特性選擇過程以備選擇確定。7、 時間性FMEA 在“機(jī)會之窗”關(guān)閉之前完成，此時可以最有效地對產(chǎn)品設(shè)計施加影響。8、 小組在整個分析過程中，F(xiàn)MEA小組中有合適的人員參加，并且對FMEA方法接受過充分的培訓(xùn)。適當(dāng)時，應(yīng)該有一名促進(jìn)者。9、 文件FMEA 文件根據(jù)既定表格完全填寫好，包括“采取的措施”以及新的RPN值。10、 時間的使用FMEA小組所用的時間，以“盡可能早”為目標(biāo)，有效、高效地利用時間，帶來增值結(jié)果。這還要假設(shè)建議措施都按要求進(jìn)行了識別，且措施也得到了實施。4.1.2 設(shè)計階段顧客的定義設(shè)計潛在FMEA中的“顧客”不僅僅指“最終使用者”，還包括負(fù)責(zé)整車設(shè)計或更高一層總成設(shè)計的工程師/設(shè)計組以及負(fù)責(zé)制造、裝配和服務(wù)的過程工程師設(shè)計組。DFMEA不是靠過程控制來克服設(shè)計中的潛在缺陷，但是必須從顧客的角度出發(fā)，考慮制造裝配過程中技術(shù)的體力的限制。例如：l 必要的拔模（斜度）l 表面處理的限制l 裝配空間/工具的可接近性l 鋼材淬硬性的限制l 公差/過程能力/性能DFMEA還應(yīng)該考慮產(chǎn)品維護(hù)（服務(wù)）及回收的技術(shù)/體力的限制，例如：l 工具的可接近性l 診斷能力l 材料分類符號（用于回收）4.1.3 設(shè)計FMEA的開發(fā)DFMEA工作應(yīng)從列出設(shè)計期望做什么和不期望做什么的清單，即設(shè)計意圖開始。顧客的希望和需求應(yīng)該包括在內(nèi)，它們可以通過質(zhì)量功能展開（QFD）、車輛要求文件、已知的產(chǎn)品要求和/或制造/裝配/服務(wù)/回收要求等來確定。期望特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效模式，進(jìn)而采取預(yù)防/糾正措施。DFMEA應(yīng)該從所要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的框圖開始。其目的是為了明確該框圖所表征系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的輸入、功能及其輸出、各個項目之間的主要關(guān)系?？驁D中說明了分析中包括的各個項目之間的主要關(guān)系，并建立了分析的邏輯順序。用于DFMEA準(zhǔn)備工作中的所有這種框圖的復(fù)制件應(yīng)伴隨FMEA的全過程。4.2 過程FMEAPFMEA的價值體現(xiàn)在如下五個方面，并且正是由于這五個方面的原因減少了過程失效的風(fēng)險：l 確定過程功能和要求;l 確定與產(chǎn)品和過程相關(guān)的潛在失效模式;l 評價潛在失效對顧客的產(chǎn)生的影響;l 確定制造或裝配過程潛在失效的起因,確定減少失效發(fā)生或找出失效條件的過程控制變量;l 編制潛在失效模式分級表,建立考慮糾正措施的優(yōu)選體系;l 記錄制造或裝配過程的結(jié)果4.2.1 過程FMEA質(zhì)量目標(biāo)過程FMEA質(zhì)量目標(biāo)：1、 過程改進(jìn)FMEA推動過程改進(jìn)作為主要目標(biāo)，重點在防錯方法。2、 高風(fēng)險失效模式FMEA對小組識別的所有高風(fēng)險失效模式都引起重視。并有可實施的措施計劃。對所有其他失效模式也都加以考慮。3、 控制計劃試生產(chǎn)和生產(chǎn)控制計劃對來自過程FMEA的失效模式加以考慮。4、 綜合FMEA與過程流程圖和過程控制計劃相結(jié)合并且相互一致。如果有設(shè)計FMEA作為分析的一部分可以提供，則過程FMEA也要考慮設(shè)計FMEA。5、 FMEA 將所吸取的教訓(xùn)有吸取過的重大“教訓(xùn)”（如高的保修費用、招回、不合格品、顧客抱怨等）作為失效模式的輸入。6、 特殊或關(guān)鍵特性如果符合公司的方針且適用的話，F(xiàn)MEA將識別適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵特性，輸入到關(guān)鍵特性選擇過程以備選擇確定。7、 時間性FMEA在“機(jī)會之窗”關(guān)閉之前完成，此時可以最高效地對產(chǎn)品或過程設(shè)計施加影響。8、 小組整個分析過程中，F(xiàn)MEA小組中有合適的人員參加，且對FMEA方法接受過充分的培訓(xùn)。適當(dāng)時，應(yīng)有一名促進(jìn)者。9、 文件FMEA文件根據(jù)既定表格完全填寫好，包括“采取的措施”以及新的RPN值。10、 時間的使用FMEA小組所用的時間，以“盡可能早”為目標(biāo)，有效、高效地利用時間，帶來增值結(jié)果。這還要假設(shè)建議措施都按要求進(jìn)行了識別，且措施也得到了實施。4.2.2 設(shè)計FMEA表格的應(yīng)用 為了便于潛在失效模式及其后果分析的文件化，我們參照QS9000制定了DFMEA的表格。DFMEA表格中共有22項，分別表達(dá)不同的填寫要求并傳達(dá)相關(guān)的信息。見表2-1。（1） FMEA編號：用于填寫該FMEA文件的編號，以便追蹤查詢。（2） 系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的名稱及其編號：注明適當(dāng)?shù)姆治黾墑e并填入被分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件的名稱及編號。FMEA小組必須為他們特定的活動確定系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件的組成。劃分系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件的實際界限是任意的并且必須由FMEA小組來確定。a、 系統(tǒng)FMEA的范圍一個系統(tǒng)可以看作是由各個子系統(tǒng)組成的。這些子系統(tǒng)往往是由不同的小組設(shè)計的。發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)FMEA包括下列系統(tǒng)：進(jìn)排氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)起動系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)、電噴系統(tǒng)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)。因此，系統(tǒng)FMEA的焦點是要確保組成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)間的所有接口和交互作用以及該系統(tǒng)與車輛其他系統(tǒng)和顧客的接口都要覆蓋。b、 系統(tǒng)FMEA的范圍一個子系統(tǒng)FMEA通常是一個大系統(tǒng)的一個組成部分。例如，前懸掛系統(tǒng)是底盤系統(tǒng)的一個組成部分。因此，子系統(tǒng)FMEA的焦點就是確保組成子系統(tǒng)的各個部件間的所有的接口和交互作用都要覆蓋。c、 零部件FMEA的范圍部件FMEA通常是一個以子系統(tǒng)的組成部分為焦點的FMEA，例如，螺桿是前懸掛（底盤系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)）的一個部件。（3） 設(shè)計責(zé)任人：用于填寫設(shè)計部門和小組的名稱，如果知道，還應(yīng)填入供方名稱。（4） 編制人：用于填寫負(fù)責(zé)編制該FMEA文件的工程師的姓名、電話及其所屬公司的名稱。（5） 年型/車型：填入預(yù)期的車型,它們將使用和/或受到所分析的設(shè)計的影響(如果知道的話)。表2-1 設(shè)計FMEA實例（6） 關(guān)鍵日期：用于填寫FMEA初次預(yù)定完成日期，該日期不應(yīng)超過產(chǎn)品設(shè)計發(fā)布的計劃日期。（7） FMEA日期：填寫編制該FMEA文件初稿的日期以及最新修訂稿的日期。（8） 核心小組：列出有權(quán)確定和/或執(zhí)行任務(wù)的責(zé)任部門以及個人的名稱、姓名及電話。建議將所有參加人員姓名、所屬部門、電話及其住址記錄在一份表中。（9） 項目/功能：用于填寫被分析對象的名稱和編號。用該對象工程圖紙上標(biāo)明的名稱及其編號,并指明設(shè)計層次(水平)。如果是在初次發(fā)布（如在概念階段）之前，應(yīng)使用試驗性的編號。要求用簡明的文字描述被分析對象的功能及其工作環(huán)境(例如,溫度、壓力、濕度范圍、設(shè)計壽命)。若該對象具有多項功能且有不同的失效模式，應(yīng)把所有功能全部單獨列出。（10） 潛在失效模式：所謂潛在失效模式是指系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件不能實現(xiàn)設(shè)計意圖的可能形式。它可能引起更高一級子系統(tǒng)、系統(tǒng)的潛在失效模式（是起因），也可能是低一級的零部件潛在失效模式的影響后果。對一個特定的分析對象的各種功能，應(yīng)列出每一種功能的每一個潛在失效模式。這里假定這種失效模式可能發(fā)生，但并不一定發(fā)生?？梢詫⒁酝鵗GW（運行不良）的評審、問題報告和小組的集思廣益作為出發(fā)點。只可能在特定運行環(huán)境條件下（例如，熱、冷、干燥、灰塵等）以及特定的使用條件下（例如，超過平均里程、不平的路段、僅在城市行駛等）發(fā)生的潛在失效模式也應(yīng)當(dāng)考慮。對失效模式的描述應(yīng)該使用規(guī)范化的、專業(yè)性的術(shù)語，不必與顧客察覺到的現(xiàn)象相同。我們根據(jù)嘉陵從事摩托車行業(yè)20多年的經(jīng)驗，總結(jié)出在發(fā)動機(jī)中典型的失效模式如下：a、 損壞型失效模式：裂痕、裂紋、破裂、斷裂、碎裂、開裂、彎壞、扭壞、變形過大、塑性變形、卡死、烤蝕、點蝕、燒蝕、擊穿、蠕變、剝落、短路、開路、短路、錯位、壓痕、粘結(jié)等。b、 退還型失效模式：老化、變色、變質(zhì)、表面保護(hù)層剝落、侵蝕、腐蝕、正常磨損、積碳、發(fā)卡等。c、 松脫型失效模式：松動、脫落、脫焊等。d、 失調(diào)型失效模式：間隙不適、流量不當(dāng)、壓力不當(dāng)、電壓不符、電流偏值、行程失調(diào)、間隙過大或過小等。e、 阻漏型失效模式：不暢、堵塞、氣阻、漏油、漏水、漏氣、漏風(fēng)、漏電、漏雨、滲水、滲油等。f、 功能型失效模式：功能失效、性能不穩(wěn)、性能下降、性能失效、起動困難、干涉、卡滯、離合器分離不徹底、離合器脫不開、剛性嚙合、打滑、信號不足、信號間斷、無信號、失調(diào)、抖動、漂移、接觸不良、公害超標(biāo)、異響、過熱等。g、 其他失效模式：潤滑不良、尾氣排放超標(biāo)、斷水、缺油、噪聲振動大等。可以是但不限于下列模式：裂紋、變形、松動、泄漏、粘結(jié)、短路、氧化、斷裂、不傳遞扭矩、打滑、無支撐、支撐不足、剛性嚙合、脫離太快、信號不足、信號間斷、無信號等。（11） 潛在失效后果：潛在失效的后果定義為顧客感受到的失效模式對功能的影響。要根據(jù)顧客可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況描述失效的后果，要記住此處的顧客可能是內(nèi)部顧客，也可能是外部最終顧客。如果失效模式可能影響到安全性或與法規(guī)不符，要清楚地予以說明。失效的后果應(yīng)該依據(jù)所分析的具體系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件來說明。還應(yīng)記住不同級別系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件之間還存在著系統(tǒng)層次上的關(guān)系。例如，一個零件的斷裂可能引起總成的振動，從而導(dǎo)致系統(tǒng)間歇性地運行。這種間歇性的運行會引起性能下降，最終導(dǎo)致顧客不滿意。所以，需要利用集體的智慧盡可能地預(yù)見失效后果。典型的失效后果可能是但不限于如下情況：噪聲、粗糙、工作不正常、不起作用、不良外觀、不穩(wěn)定、異味、工作減弱、間歇運行、熱衰變、泄漏、不符合法規(guī)等。（12） 嚴(yán)重度(S)：嚴(yán)重度是潛在失效模式發(fā)生時，對顧客或系統(tǒng)、子系統(tǒng)以及相關(guān)零部件影響后果的嚴(yán)重程度的評價指標(biāo)。嚴(yán)重度是FMEA范圍內(nèi)的相對定級。要減小嚴(yán)重度級別數(shù)值的大小，只有通過修改設(shè)計來實現(xiàn)。嚴(yán)重度級別的評定的推薦準(zhǔn)則見表2-2。不推薦修改確定為9和10的嚴(yán)重度數(shù)值。嚴(yán)重度數(shù)值定級為1的失效模式不應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步的分析。嚴(yán)重度的數(shù)值范圍是1至10。設(shè)計小組對評價準(zhǔn)則和分級規(guī)則應(yīng)意見一致。（13） 級別：本欄目用于對那些可能需要附加的設(shè)計或過程控制的系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零件的產(chǎn)品特殊特性的分級（例如，關(guān)鍵、重要、主要、重點）。本欄目還可以用于突出高優(yōu)先度的失效模式。（14） 失效的潛在起因/機(jī)理：潛在失效起因是指一個設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)，其作用結(jié)果就是失效模式。在盡可能廣的范圍內(nèi)列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和或機(jī)理。應(yīng)盡可能簡明扼要、完整地列出每種失效模式所有可能的失效起因和/或機(jī)理，以有助于采取適當(dāng)?shù)募m正措施。典型的失效起因可能包括但不限于：規(guī)定的材料不對、設(shè)計壽命估計不當(dāng)、應(yīng)力過大、潤滑不足、維修保養(yǎng)說明不當(dāng)、環(huán)境保護(hù)不夠、計算錯誤等、過熱、規(guī)定的公差不當(dāng)?shù)取５湫偷臋C(jī)理可能包括但不限于：屈服、疲勞、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損和腐蝕等。（15） 頻度(O)：頻度是指某一特定失效起因或機(jī)理（已經(jīng)列于前一欄目中）在設(shè)計壽命內(nèi)出現(xiàn)的可能性。頻度級別數(shù)僅具有相對意義，是FMEA范圍內(nèi)的相對級別，它不一定反映實際出現(xiàn)的可能性。推薦的評價準(zhǔn)則見表2-3。通過設(shè)計更改來消除或控制一個或更多個失效起因或機(jī)理是降低頻度數(shù)的唯一途徑。潛在失效起因機(jī)理出現(xiàn)頻度的評估分為1到10級。在確定這個估計值時，需要考慮下列問題：l 類似零部件或子系統(tǒng)的維修檔案及維修服務(wù)經(jīng)驗？l 零部件是沿用先前水平的零部件或子系統(tǒng)，還是與其相似的？l 相對先前水平的零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)所作的變化有多顯著？l 零部件是否與原來的有根本不同？l 零部件是否是全新的？l 零部件的用途有無變化？l 有哪些環(huán)境變化？l 針對該用途是否作了工程分析來估計其預(yù)期的頻度數(shù)？l 是否采取了預(yù)防性控制措施？（16） 現(xiàn)行設(shè)計控制：列出已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計確認(rèn)/驗證或其它活動,這些活動將保證該設(shè)計對于所考慮的失效模式和/或機(jī)理來說是適當(dāng)?shù)摹，F(xiàn)行的控制方法是指已經(jīng)用于或正在用于相同或相似設(shè)計中的那些方法（例如，道路試驗、設(shè)計評審、失效安全特性安全閥、計算研究、試驗室試驗、可行性評審、樣件試驗和使用試驗等）。小組應(yīng)該一直致力于設(shè)計控制的改進(jìn)：例如，在試驗室創(chuàng)立新的系統(tǒng)試驗或創(chuàng)立新的系統(tǒng)模擬計算方法等?？煽紤]兩種類型的設(shè)計控制：l 預(yù)防：防止失效的起因/機(jī)理或失效模式/后果的出現(xiàn)，或減少其出現(xiàn)的概率。l 探測：在項目投產(chǎn)以前，探測出失效的起因/機(jī)理或失效模式。如果可能，最好的途徑是先采用預(yù)防控制。假如預(yù)防性控制被融入設(shè)計意圖并成為其一部分，它可能會影響最初的頻度定級。探測度的最初定級將以探測失效起因/機(jī)理或探測失效模式的設(shè)計控制為基礎(chǔ)。對于設(shè)計控制，本手冊中的設(shè)計FMEA表中設(shè)有兩欄（即單獨的預(yù)防控制欄和探測控制欄），以幫助小組清楚地區(qū)分這兩種類型的設(shè)計控制。這可迅速而直觀地確定這兩種設(shè)計控制均已得到考慮。最好采用這樣的兩欄表格。注：在這里的示例中，小組沒有確定任何預(yù)防控制。這可能是因為同樣或類似的設(shè)計沒有應(yīng)用過預(yù)防控制。設(shè)計控制如果使用單欄表格，應(yīng)使用下列前綴。在所列的每一個預(yù)防控制前加上一個字母“P”。在所列的每一個探測控制前加上一個字母“D”。一旦確定了設(shè)計控制，評審所有的預(yù)防措施以決定是否有需要變化的頻度數(shù)。（17） 探測度(D)：探測度是與設(shè)計控制中所列的探測性控制相關(guān)聯(lián)的定級數(shù)。探測度是一個在某一FMEA范圍內(nèi)的相對級別。為了獲得一個較低的定級，通常計劃的設(shè)計控制（如確認(rèn)和/或驗證活動）必須予以改進(jìn)。推薦的評價準(zhǔn)則見表2-4。探測度的數(shù)值范圍是1至10。（18） 風(fēng)險順序數(shù)(RPN)：風(fēng)險順序數(shù)是嚴(yán)重度(S)、頻度數(shù)(O)和不易探測度數(shù)(D)三者數(shù)值的乘積，是對設(shè)計風(fēng)險性的度量。 RPN=(S)(O) (D)RPN的取值范圍是1至1000。應(yīng)對RPN排序。如果RPN很高，設(shè)計人員必須采取措施努力減小該值。在一般的實踐中，不論RPN值的高低，當(dāng)嚴(yán)重度數(shù)較高時，就應(yīng)給予特別的注意。（19） 建議措施：當(dāng)失效模式按RPN排出次序后，應(yīng)首先對級數(shù)最高的、最關(guān)鍵的項目采取糾正措施。任何建議措施的目的都是為了減小出現(xiàn)頻次、嚴(yán)重度及不易探測度中的任何一個或所有的數(shù)值。在一般的實踐中，不論RPN值的高低，當(dāng)