潛在的失效模式及后果分析-

1、1 POTENTIAL FAILURE MODE ANDEFFECTS ANALYSIS 潛在的失效模式及后果分析 （第三版） FMEA21993年2月發(fā)布第一版；1995年2月發(fā)布第二版；2001年7月發(fā)布第三版 3 鑒定發(fā)生錯誤的事件 試列舉實例，說明哪些事件、情況、過程、創(chuàng)新發(fā)生了錯誤或出現(xiàn)了問題。4 試列舉一些產(chǎn)生錯誤狀況或出現(xiàn)問題的原因。5 試建議有哪些預防措施，可以避免造成這些錯誤或出現(xiàn)問題的后果。6“早知道 就不會 ” 早知道 作好防震設(shè)計 就不會 造成大樓倒塌早知道改進電力輸配設(shè)計就不會造成全廠大停電早知道 不濫砍濫伐 就不會造成泥石流早知道 作好橋梁維護 就不會造成大橋倒塌有

2、些 早知道早知道 是必需的!有些 就不就不會會是不允許發(fā)生的核能電站、水庫、衛(wèi)星、飛機. 有效運用 FMEAFMEA 可減少事后追悔。7”我先我先 所以沒有所以沒有 ” ” 我先看了天氣預報所以沒有淋成落湯雞我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛行安全我先設(shè)計電腦防火墻所以沒有被駭客入侵有些 我先我先 是必需的!有些 所以沒有所以沒有 是預期可避免的核能電站、水庫、衛(wèi)星、飛機.有效運用 FMEAFMEA 可強化事先預防8 FMEA 的演變1 FMEA 在1950年由格魯曼公司提出, 用在飛機發(fā)動機系統(tǒng)的失效分析。 2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業(yè)程序,列在其工程手冊中。 3.6

3、0年代初期,美太空總署將FMEA成功的應(yīng)用于太空計劃。美軍同時也開始應(yīng)用FMEA技術(shù),并于1974年出版MIL-STD -1629 FMECA作業(yè)程序。 4.1980修改為MIL-STD-1629A，延用至今。 5.1985年由國際電工委員會IEC出版之 FMECA 國際標準IEC812 , 即參考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。9 第一部分 FMEA的概念10 1、 失失 效效 的的 定定 義義 失效為一件裝備，裝備的組件或一件結(jié)構(gòu)發(fā)生任何形狀、 尺寸或材料性質(zhì)的變化，造成這些物品處于無法充分地執(zhí)行其特定的功能的狀態(tài)。 11軟件失效 2 - 4 項物品機能因老化 、退化或不穩(wěn)定而

4、不能滿足原設(shè)定的要求標準，所以失效現(xiàn)象及研判準則必須量化。2、 物品直接表現(xiàn)失效的形式 1. 實體破壞：硬式失效2. 操作功能中止3. 功能退化4. 功能不穩(wěn)定12 3、什么是FMEAn在產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)計階段，對構(gòu)成產(chǎn)品的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零件，對構(gòu)成過程的工序逐一逐一進行分析，找出所所有的有的潛在的失效模式，并分析可能的后果，從而在事先事先采取必要措施，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一組系統(tǒng)活動。13FMEA是一種系統(tǒng)的分析方法，是一種能夠識別并消除潛在失效危害的專門技術(shù)。14 4、FMEA的好處在方法上可以促使系統(tǒng)地、徹底地發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免在設(shè)計和生產(chǎn)中產(chǎn)生缺陷；對所有致命缺陷有目的的跟蹤；減

5、少事后更換產(chǎn)品的費用和浪費的時間。15發(fā)現(xiàn)、認可并評價產(chǎn)品/過程中潛在的失效及可能的后果。確定能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生機會的措施。將全部過程文件化。FMEA是對確定設(shè)計或過程必須做哪些事情才能使顧客滿意這一過程的補充。166、進行FMEA的三種基本情形新設(shè)計、新技術(shù)、新過程。FMEA的范圍是全部設(shè)計/技術(shù)/過程。對現(xiàn)有設(shè)計/過程的修改。FMEA的范圍是修改和由于修改可能產(chǎn)生的影響。現(xiàn)有的設(shè)計或過程用于新的環(huán)境。FMEA的范圍是新的環(huán)境對它的影響。177、分析問題的基本方法借助經(jīng)驗的反饋。用挑剔的眼光分析可能發(fā)生的問題。18子系統(tǒng) 功能要求 潛在失效模式 潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起

6、 因/機理頻度O現(xiàn)行控制探測度DRPN建議措施責任及目標完成 日期措施結(jié)果預防探測采取的措施SOD 功能、特性或要求是什么？后果是什么?會有什么問題？無功能部分功能/功能過強/功能降級功能間歇非預期功能有多糟糕?起因是什么?發(fā)生的 頻率如何?怎樣能得到預防和探 測?該方法在探測 時有多好? 能做些什么? 設(shè)計更改 特殊控制 標準程序或 指南的更改 功能、特性或要求是什么？會有什么問題？無功能部分功能/功能過強/功能降級功能間歇非預期功能后 果 是什么?有多糟糕?起因是什么?發(fā)生的 頻率如何?怎樣能得到預防和探 測?該方法在探測 時 有多好?能做些什么? 設(shè) 計 更改 特 殊 控制 標準程序或

7、指 南 的更改子系統(tǒng) 功能要求 潛在失 效 模式 潛在失 效 后果嚴重度S級別潛在失效起 因/機理頻度O現(xiàn)行控制探測度DRPN建議措施責任及目 標 完成 日期措施結(jié)果預防探測采取的措施SO 8、潛在失效模式及后果分析、潛在失效模式及后果分析 流程流程19 9、FMEA的基礎(chǔ)盡管在工作準備中，每項職責必須明確到個人。盡管一個人的視野很寬，他可以從一邊移到另一邊，但只有依靠集體依靠集體的視野才能綜觀全局。20 10、FMEA小組只有每個人都盡可能的提出自己對解決問題的看法與觀點、才能發(fā)現(xiàn)并避免所有潛在的缺陷。應(yīng)從不同的與重大問題有關(guān)的專業(yè)部門選擇專家組成FMEA小組，如：設(shè)計、制造、裝配、售后、質(zhì)

8、量、可靠性部門等。21要求小組成員具備自發(fā)性和創(chuàng)造性；小組的大小最好是八個人。張建中22 小組的行為準則合作的態(tài)度；接受以前不熟悉的解決問題的方法；愿意改變以前的工作方法；參與創(chuàng)造一個富有創(chuàng)造性的環(huán)境；熟悉產(chǎn)品/過程并掌握了大量的問題；能夠提供和接受資料。2311、實施步驟:確定產(chǎn)品/過程的功能；功能；發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品/過程中潛在的失效失效；評價失效的后果后果；記錄現(xiàn)行的控制方法；找到能夠避免或減少潛在失效的措施措施；評價措施的效果。張建中2412、由誰做小組活動，責任單位的主管工程師組織，主動聯(lián)系所有有關(guān)部門代表參加；責任單位可能是整車廠、組織、供方；每項職責要落實到個人；對有專有權(quán)的設(shè)計，可能由組

9、織制定。25 13、什么時候做強調(diào)及時性，時間性是最重要的因素之一指“事件發(fā)生前”的措施，而不是“事實出現(xiàn)后”的演練。是在失效模式被無意納入設(shè)計產(chǎn)品之前進行。26 14、跟蹤 采取有效的預防/糾正措施并對這些措施加以適當?shù)母?，對這方面的要求無論怎樣強調(diào)也不算過分。 措施應(yīng)傳遞到所有受影響的部門。 一個經(jīng)過徹底思考、周密開發(fā)的FMEA，如果沒有積極有效的預防/糾正措施，其價值將是非常有限的。27 確保措施得到實施： 對設(shè)計、過程及圖樣進行評審，以確保建議的措施得到實施， 確認更改已納入到設(shè)計/裝配/制造文件中， 對設(shè)計/過程FMEA、FMEA的特殊應(yīng)用以及控制計劃進行評審。張建中2815、DF

10、MEA的時機 在設(shè)計概念最終形成時或之前開始；在產(chǎn)品開發(fā)各個階段、當設(shè)計有變化或得到其它信息時應(yīng)及時不斷的修改；是一個動態(tài)文件；在最終產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部結(jié)束。29 16、PFMEA的時機在生產(chǎn)工裝準備之前開始；在過程可行性分析階段或之前開始；要考慮從單個零件到總成的所有制造工序；在新車型或零件項目的制造計劃階段；對新工藝或修改過的工藝進行早期評審時。3017、怎樣做對所有可能的缺陷系統(tǒng)分類(找足)；根據(jù)對顧客的影響評定缺陷(分等)；確定原因(尋根)；評定工作規(guī)定的規(guī)范和工序控制(比照)；31 怎么做評定缺陷產(chǎn)生的可能性(概率)；確定合適的設(shè)計、生產(chǎn)和檢驗的技術(shù)措施(對策)；確定職責；重新

11、評定缺陷和防止措施；確認。323318、最佳的FMEA流程SFMEA設(shè)計正常不必進行DFMEA產(chǎn)品設(shè)計認可采取相應(yīng)措施生產(chǎn)控制DFMEA采取相應(yīng)措施PFMEAQFD34 第二部分 設(shè)計FMEA35設(shè)計FMEA是由負責設(shè)計的工程師/小組采用的一種分析技術(shù)，用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及相關(guān)的起因/機理已得到充分的考慮和說明。36 1、目的發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品設(shè)計中潛在的失效及可能的后果。張建中37 2、范圍 對最終的項目以及與之相關(guān)的每個系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件都應(yīng)進行評估。 所有新部件、更改過的部件、以及使用或環(huán)境變化了的沿用部件。38 3、形式規(guī)范化、文件化394、應(yīng)針對以下問題提出答案這個設(shè)計

12、為何無法發(fā)揮原先設(shè)想的功能？哪些情況會導致設(shè)計無法達到預定的功能？張建中40 5、作用 設(shè)計FMEA為設(shè)計過程提供支持，它以如下的方式降低失效（包括產(chǎn)生不期望的結(jié)果）的風險：為客觀地評價產(chǎn)品設(shè)計，包括功能要求及設(shè)計方案，提供幫助；有助于評價制造、裝配、服務(wù)和回收要求所做的設(shè)計； 41通過對潛在失效模式的分析，要充分考慮FMEA對系統(tǒng)和車輛運行影響 ；為完整和有效的設(shè)計、開發(fā)和確認項目的策劃，提供更多的信息；42為推薦和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式； 根據(jù)失效模式對顧客的影響排序，建立設(shè)計改進、開發(fā)和試驗分析的優(yōu)先控制系統(tǒng)； FMEA資料庫；為將來的分析研究提供參考。43 最終使用者

13、； 整車或更高一級總成設(shè)計的工程師/設(shè)計組； 在生產(chǎn)過程中負責生產(chǎn)、裝配和售后服務(wù)的生產(chǎn)/工藝工程。哪么誰是本組織的顧客？6、關(guān)于顧客的定義44 7、與PFMEA的關(guān)系 設(shè)計與制造/裝配的要求是相互聯(lián)系的。DFMEA在體現(xiàn)設(shè)計意圖時、應(yīng)保證制造/裝配能實現(xiàn)設(shè)計意圖。制造過程中的失效模式不包含在DFMEA中，而是由PFMEA解決。張建中45 DFMEA不能靠過程控制來克服設(shè)計中的潛在缺陷，但是必須考慮過程中技術(shù)/體力的限制如： 必要的拔模斜度； 要求的表面處理、材料硬度； 裝配空間、工具可接近性； 公差、過程的能力/性能。46 設(shè)計FMEA還應(yīng)該考慮產(chǎn)品維護(服務(wù)）及回收的技術(shù)/身體的限制 例如

14、：工具的可接近性；診斷能力；材料分類符號（用于回收）；478、DFMEA的開始:應(yīng)從列出設(shè)計希望做什么及不希望做什么開始如: 通過QFD得到的設(shè)計要求、顧客需求產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量目標產(chǎn)品的使用環(huán)境類似產(chǎn)品的資料初始工程標準和特殊特性明細表期望特性的定義愈明確，就愈容易識別潛在的失效模式，采取糾正措施。張建中48DFMEA應(yīng)從所要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的框圖開始?？驁D說明了分析中包括的各項目間的主要關(guān)系，并建立了分析的邏輯順序。4950所要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的框圖: 開關(guān)開/關(guān)C燈罩A燈泡總成D極板E電池B彈簧F51 翻開FMEA工作手冊各小組閱讀即將設(shè)計并制造的產(chǎn)品的相關(guān)信息。在小組內(nèi)指

15、定開發(fā)本產(chǎn)品DFMEA所需要的職位/角色，如有必要，小組成員可以擔任一個以上的角色。52 從列出設(shè)計意圖開始，明確期望的特性識別潛在失效模式采取糾正措施寫入專用表格 DFMEA的開發(fā)53張建中54551)FMEA編號：本文件的編號2)系統(tǒng)/子系統(tǒng)/零件的名稱及編號推薦一種項目、功能和失效模式樹圖： 56573)設(shè)計責任：整車廠、部門、小組4)編制者：姓名、電話、所在公司名稱。585)年型/車型：是預期的年型6)關(guān)鍵日期：FMEA初次預定完成的日期，不能超過計劃的設(shè)計的發(fā)布日期7)FMEA日期：原始稿編制日期及最新修改日期8)核心小組：所有人員599). 項目/功能填入被分析項目的名稱和編號說明

16、這個項目要滿足設(shè)計意圖的功能一個零件的功能可能是多項的，若有不同的失效模式，功能必須全部單獨列出一個產(chǎn)品可以產(chǎn)生顧客期望的功能，有時還會產(chǎn)生非期望的功能對維修性、服務(wù)的要求也應(yīng)列入功能項目中6010). 潛在失效模式:是有可能未達到設(shè)計意圖的形式它可能引起更高一級系統(tǒng)、子系統(tǒng)的潛在失效也可能是低一級零件潛在失效的影響后果對一個特定項目及其功能，列出每一個潛在的失效模式61前提是這種失效可能發(fā)生，但不是一定發(fā)生所有條件下的失效模式都應(yīng)考慮，包括只在特定條件下發(fā)生的模式典型的失效模式：裂紋、變形、松動、泄漏、粘結(jié)、短路、氧化、斷裂 、不傳輸扭矩、打滑（不能承受全部扭矩）、無支撐（結(jié)構(gòu)的）、支撐不足

17、（結(jié)構(gòu)的）、剛性嚙合、脫離太快、信號不足、信號間斷、 無信號、漂移6211). 潛在失效后果后果是失效模式對系統(tǒng)功能的影響，如同顧客的感受一樣要根據(jù)顧客可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況來描述失效的后果要清楚說明此功能是否影響安全性或與法規(guī)不符合63不同級別之間存在系統(tǒng)層次上的關(guān)系。比如一個零件的斷裂可能引起總成的振動，從而導致系統(tǒng)的間歇性運行，引起性能下降，最終導致顧客不滿意。典型的失效后果：噪音、工作不正常、外觀不良、不穩(wěn)定、間歇性工作、粗糙、不起作用、工作減弱、異味、不符合法規(guī)、泄漏 6412)嚴重度(S)一旦失效模式發(fā)生，對后序的零件/子系統(tǒng)/系統(tǒng)或顧客影響后果的嚴重程度的評價指標僅適用于后果后果只

18、能通過修改設(shè)計來減少嚴重度級別數(shù)值評估分為1到10級張建中65后果 評定準則嚴重度無警告嚴重危害這是一種非常嚴重的失效模式,它是在沒有任何失效預兆的情況下影響到行車安全或不符合政府的法規(guī)10有警告嚴重危害這是一種非常嚴重的失效模式,它是在具有失效預兆的前提下發(fā)生的,影響到行車安全和/或不符合政府的法規(guī)9很高車輛/項目不能正常運行(喪失基本功能)8高車輛/項目可運行,但性能下降,顧客非常不滿意7中等車輛/項目可運行,但舒適/方便性不行,顧客不滿意6低車輛/項目可運行,舒適/方便性性能下降，顧客有些不滿意5很低配合和外觀等項目不舒服,75%以上顧客感覺有缺陷4輕微配合和外觀等項目不舒服,50%以上

19、顧客感覺有缺陷3很輕微配合和外觀等項目不舒服,25%以下顧客感覺有缺陷2無無可識別的后果16613)級別:對可能要附加的設(shè)計或過程控制的產(chǎn)品特殊特性的分級，如關(guān)鍵、主要、重要、重點等。需要特殊控制的對象用符號在本欄中注明，并在建議措施欄中記錄。鏈接到PFMEA，也相應(yīng)標明。6714) 失效的潛在起因/機理起因是指設(shè)計薄弱部分的跡象，其結(jié)果是失效模式。不要把外因作為分析目標，比如道路、氣溫等。因為其難以控制。盡可能列出每一個失效模式的每一個原因和機理，并簡明列出，以便有針對性的采取補救的努力。68典型的失效原因可能是：規(guī)定的材料不對設(shè)計壽命估計不當應(yīng)力過大潤滑能力不夠維護說明書不充分/不當計算錯

20、誤軟件規(guī)范不當表面精加工規(guī)范不當行程規(guī)范不當規(guī)定的磨擦材料不當過熱規(guī)定的公差不當 69典型的失效機理可能是：屈服材料不穩(wěn)定蠕變磨損銹蝕疲勞化學氧化 電移70要問五個為什么:數(shù)控機床的控制板故障: 為什么？線路板損壞 為什么？降溫不好 為什么？空氣太少 為什么？壓力太低 為什么？濾網(wǎng)結(jié)塵埃 解決辦法是每月清掃濾網(wǎng)7115). 頻度(O)某一特定失效原因/機理在設(shè)計壽命內(nèi)出現(xiàn)的可能性。要通過設(shè)計更改來消除或控制原因/機理是降低頻度數(shù)的惟一途徑。評估分為1到10級。應(yīng)采用一致的規(guī)則，以保持連續(xù)性。是一個相對的級別，它不一定反映實際出現(xiàn)的可能性。72在確定此值時，需考慮以下問題：類似的部件、子系統(tǒng)或系

21、統(tǒng)的維修史/現(xiàn)場經(jīng)驗如何？部件是沿用先前水平的部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)還是與其相類似？相對于先前水平的部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)變化有多顯著？73部件是否與先前水平的部件有著根本的不同？部件是否是全新的？部件的用途是否有變化？環(huán)境有何變化？針對該用途，是否采用了工程分析（如可靠性）來估計其預期的可比較的頻度數(shù)？是否采取了預防性控制措施？74失效發(fā)生可能性可能的失效率頻度數(shù)很高：持續(xù)性失效100個 每1000輛/項目10 50個 每1000輛/項目9高：經(jīng)常性失效 20個 每1000輛/項目8 10個 每1000輛/項目7中等：偶爾發(fā)生的失效 5個 每1000輛/項目 6 2個 每1000輛/項目 5 1個

22、每1000輛/項目 4低：相對很少發(fā)生的失效 0.5個 每1000輛/項目3 0.1個 每1000輛/項目2極低：失效不太可能發(fā)生100個 每1000件1050個 每1000件9高:經(jīng)常性失效20個 每1000件810個 每1000件7中等:偶然性失效5個 每1000件62個 每1000件51個 每1000件4低:相對很少發(fā)生的失效0.5個 每1000件30.1個 每1000件2極低:失誑不太可能發(fā)生0.01個 每1000件112316). 現(xiàn)行過程控制是對盡可能防止失效模式或其起因的發(fā)生或者探測將發(fā)生的失效模式及機理的控制的描述這些方法可以是防錯夾具、統(tǒng)計過程控制方法或過程的評價等評價可以在

23、目標工序或后續(xù)工序進行。 124對于過程控制，本手冊中的過程FMEA表中設(shè)有兩欄（即單獨的預防控制欄和探測控制欄），以幫助小組清楚地區(qū)分這兩種類型的過程控制。這便可迅速而直觀地確定這兩種過程控制均已得到考慮。最好采用這樣的兩欄表格。12517). 探測度(D)是指在零部件離開制造工序或裝配工序前，按第二種現(xiàn)行過程控制方法找出失效原因過程缺陷的可能性的評價指標/或找出后序發(fā)生的失效模式的可能性的評價指標。有1-10級張建中126探測性準則檢查類別探測方法的推薦范圍探測度幾乎不可能絕對不能探測ABC10很微小控制方法可能探測不出9微小控制有很少的機會能探測8很小控制有很少的機會能探測7小控制可能能探測6中等控制可能能探測5中上控制有較多機會能探測4高控制有較多機會能探測3很高控制幾乎肯定能探測2很高肯定能探測 1127A：防錯 B：量具 C：人工檢驗降低探測度應(yīng)采用有效的過程控制方法，由第二種控制方法改變?yōu)榈谝环N控制統(tǒng)計抽樣檢查是一種有效的探測控制方法，不能認為100%檢查具有高的探測度張建中12818).風險順序數(shù)(RPN)RPN=S O D如果RPN數(shù)值很高，必須采取糾正措施。不管RPN大小如何，當S高時應(yīng)特別注意。張建中12919).建議措施有目的的采取排隊措施