失效模式和效果分析

1、失效模式和效果分析 (Failure Mode and Effect Analysis, FMEA) 是一種用來確定潛在失效模式及其原因的分 析方法。具體來說，通過實行 FMEA ，可在產(chǎn)品設(shè)計或生產(chǎn)工藝真正實現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的弱點，可在原形 樣機(jī)階段或在大批量生產(chǎn)之前確定產(chǎn)品缺陷。 FMEA 最早是由美國國家宇航局 (NASA) 形成的一套分析模 式， FMEA 是一種實用的解決問題的方法，可適用于許多工程領(lǐng)域，目前世界許多汽車生產(chǎn)商和電子制造 服務(wù)商 (EMS) 都已經(jīng)采用這種模式進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)過程的管理和監(jiān)控。FMEA 簡介FMEA有三種類型，分別是系統(tǒng)FMEA、設(shè)計FMEA和工藝FMEA

2、，本文中主要討論工藝 FMEA 實施 FMEA 管理的具體步驟見圖 1。確定產(chǎn)品需要涉及的技術(shù)、能夠出現(xiàn)的問題，包括下述各個方面：需要設(shè)計的新系統(tǒng)、產(chǎn)品和工藝； 對現(xiàn)有設(shè)計和工藝的改進(jìn)；在新的應(yīng)用中或新的環(huán)境下，對以前的設(shè)計和工藝的保留使用；形成 FMEA 團(tuán)隊。理想的 FMEA 團(tuán)隊?wèi)?yīng)包括設(shè)計、生產(chǎn)、組裝、質(zhì)量控制、可靠性、服務(wù)、采購、 測試以及供貨方等所有有關(guān)方面的代表。記錄 FMEA 的序號、日期和更改內(nèi)容，保持 FMEA 始終是一個根據(jù)實際情況變化的實時現(xiàn)場記錄， 需要強(qiáng)調(diào)的是， FMEA 文件必須包括創(chuàng)建和更新的日期。創(chuàng)建工藝流程圖。工藝流程圖應(yīng)按照事件的順序和技術(shù)流程的要求而制定，

3、實施FMEA 需要工藝流程圖，一般情況下工藝流程圖不要輕易變動。列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及對于每一項操作的工藝控制手段： 1對于工藝流程中的每一項工藝，應(yīng)確定可能發(fā)生的失效模式，如就表面貼裝工藝(SMT) 而言，涉及的問題可能包括，基于工程經(jīng)驗的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊劑(soldermask)類型、元器件的焊盤圖形設(shè)計等。2對于每一種失效模式，應(yīng)列出一種或多種可能的失效影響，例如，焊球可能要影響到產(chǎn)品長期的 可靠性，因此在可能的影響方面應(yīng)該注明。3對于每一種失效模式，應(yīng)列出一種或多種可能的失效原因，例如，影響焊球的可能因素包括焊盤 圖形設(shè)計、焊膏濕度過大以及焊膏量控制等。

4、4 現(xiàn)有的工藝控制手段是基于目前使用的檢測失效模式的方法，來避免一些根本的原因。例如，現(xiàn) 有的焊球工藝控制手段可能是自動光學(xué)檢測 (AOI) ，或者對焊膏記錄良好的控制過程。對事件發(fā)生的頻率、嚴(yán)重程度和檢測等級進(jìn)行排序：1嚴(yán)重程度是評估可能的失效模式對于產(chǎn)品的影響，10 為最嚴(yán)重， 1 為沒有影響；事件發(fā)生的頻率要記錄特定的失效原因和機(jī)理多長時間發(fā)生一次以及發(fā)生的幾率。如果為10，則表示幾乎肯定要發(fā)生，工藝能力為 0.33 或者 ppm 大于 10000。2 檢測等級是評估所提出的工藝控制檢測失效模式的幾率，列為10 表 示不能檢測， 1 表示已經(jīng)通過目前工藝控制的缺陷檢測。計算風(fēng)險優(yōu)先數(shù) (

5、risk priority number,RPN)。RPN是事件發(fā)生的頻率、嚴(yán)重程度和檢測等級三者乘積，用來衡量可能的工藝缺陷，以便采取可能的預(yù)防措施減少關(guān)鍵的工藝變化，使工藝更加可靠。對于工藝的矯正首先應(yīng)集中在那些最受關(guān)注和 風(fēng)險程度最高的環(huán)節(jié)。 RPN 最壞的情況是 1000，最好的情況是 1，確定從何處著手的最好方式是利用 RPN 的 pareto 圖，篩選那些累積等級遠(yuǎn)低于 80%的項目。推薦出負(fù)責(zé)的方案以及完成日期，這些推薦方案的最終目的是降低一個或多個等級。對一些嚴(yán)重問 題要時?？紤]拯救方案， 如一個產(chǎn)品的失效模式影響具有風(fēng)險等級 9或 10；一個產(chǎn)品失效模式 /原因事件發(fā) 生以及

6、嚴(yán)重程度很高；一個產(chǎn)品具有很高的 RPN 值等等。在所有的拯救措施確定和實施后，允許有一個穩(wěn) 定時期，然后還應(yīng)該對修訂的事件發(fā)生的頻率、嚴(yán)重程度和檢測等級進(jìn)行重新考慮和排序。FMEA 應(yīng)用FMEA 實際上意味著是事件發(fā)生之前的行為，并非事后補救。因此要想取得最佳的效果，應(yīng)該 在工藝失效模式在產(chǎn)品中出現(xiàn)之前完成。產(chǎn)品開發(fā)的 5 個階段包括：計劃和界定、設(shè)計和開發(fā)、工藝設(shè)計、 預(yù)生產(chǎn)、大批量生產(chǎn) ( 見圖 2)。作為一家主要的 EMS 提供商， FlextronicsInternational 已經(jīng)在生產(chǎn)工藝計劃和控制中使用了 FMEA 管理，在產(chǎn)品的早期引入 FMEA 管理對于 生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品

7、， 記錄并不斷改善工藝非常關(guān)鍵。對于該公司多數(shù)客戶， 在完全確定設(shè)計和生產(chǎn)工藝后， 產(chǎn)品即被轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)中心，這其中所使用的即是 FMEA 管理模式。手持產(chǎn)品 FMEA 分析實例在該新產(chǎn)品介紹 (NPI) 發(fā)布會舉行之后， 即可成立一個 FMEA 團(tuán)隊，包括生產(chǎn)總監(jiān)、 工藝工程師、 產(chǎn)品工程師、測試工程師、質(zhì)量工程師、材料采購員以及項目經(jīng)理，質(zhì)量工程師領(lǐng)導(dǎo)該團(tuán)隊。 FMEA 首次 會議的目標(biāo)是加強(qiáng)初始生產(chǎn)工藝 (manufacturingprocess instruction, MPI) 和測試工藝 (test process instruction,TPI) 中的質(zhì)量控制點同時團(tuán)隊也對產(chǎn)品有更

8、深入的了解， 一般首次會議期間和之后的主要任務(wù)包括：1 工藝和生產(chǎn)工程師一步一步地介紹工藝流程圖，每一步的工藝功能和要求都需要界定。2 團(tuán)隊一起討論并列出所有可能的失效模式、所有可能的影響、 所有可能的原因以及目前每一步的工藝控制，并對這些因素按 RPN 進(jìn)行等級排序。例如，在屏幕印制 (screenprint) 操作中對于錯過焊膏的所有可能失效模式，現(xiàn)有的工藝控制是模板設(shè)計 (stencil design) 、定期地清潔模板、視覺檢測 (visual inspection) 、設(shè)備預(yù)防性維護(hù) (preventive maintenance,PM) 和焊膏粘度檢查。工藝工程師將目前所有的控制點

9、包括在初始的MPI 中，如模板設(shè)計研究、確定模板清潔、視覺檢查的頻率以及焊膏控制等。FMEA 團(tuán)隊需要有針對性地按照 MEA 文件中的控制節(jié)點對現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行審核，對目前的 生產(chǎn)線的設(shè)置和其他問題進(jìn)行綜合考慮。 如干燥盒的位置， 審核小組建議該放在微間距布局設(shè)備 (fine-pitch placement machine)附近，以方便對濕度敏感的元器件進(jìn)行處理。FMEA 的后續(xù)活動在完成 NPI 的大致結(jié)構(gòu)之后， 可以進(jìn)行 FMEA 的后續(xù)會議。會議的內(nèi)容包括把現(xiàn)有的工藝控制 和 NPI 大致結(jié)構(gòu)的質(zhì)量報告進(jìn)行綜合考慮， FMEA 團(tuán)隊對 RPN 重新進(jìn)行等級排序， 每一個步驟首先考慮前 三

10、個主要缺陷，確定好推薦的方案、責(zé)任和目標(biāo)完成日期。對于表面貼裝工藝，首要的兩個缺陷是焊球缺陷和tombstone缺陷，可將下面的解決方案推薦給工藝工程師：對于焊球缺陷，檢查模板設(shè)計 (stencil design) ，檢查回流輪廓 (reflowprofile) 和回流預(yù)防性維護(hù) (PM) 記錄；檢查屏幕印制精度以及拾取和放置 (pick-and-place) 機(jī)器的布局(placement)精度.對于墓石(tombstone)缺陷，檢查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)機(jī)器的布局(placement)精度；檢查回流方向；研究終端 (termination)受污染的可能

11、性。工藝工程師的研究報告表明，回流溫度的急速上升是焊球缺陷的主要原因，終端(termination)受污染是墓石(tombstone)缺陷的可能原因，因此為下一個設(shè)計有效性驗證測試結(jié)構(gòu)建立了一個設(shè)計實驗(DOE)，設(shè)計實驗表明一個供應(yīng)商的元器件出現(xiàn)墓石(tombstone)缺陷的可能性較大，因此對供應(yīng)商發(fā)出進(jìn)一步調(diào)查的矯正要求。對于產(chǎn)品的設(shè)計、應(yīng)用、環(huán)境材料以及生產(chǎn)組裝工藝作出的任何更改，在相應(yīng)的FMEA 文件中都必須及時更新。 FMEA 更新會議在產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)之前是一項日常的活動。批量生產(chǎn)階段的 FMEA 管理作為一個工藝改進(jìn)的歷史性文件， FMEA 被轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)現(xiàn)場以準(zhǔn)備產(chǎn)品的發(fā)布。

12、FMEA 在生產(chǎn) 階段的主要作用是檢查 FMEA 文件，以在大規(guī)模生產(chǎn)之前對每一個控制節(jié)點進(jìn)行掌握，同時審查生產(chǎn)線的 有效性，所有在 NPIFMEA 階段未受質(zhì)疑的項目都自然而然地保留到批量生產(chǎn)的現(xiàn)場。拾取和放置 (pick-and-place) 機(jī)器精度是工藝審核之后的一個主要考慮因素， 設(shè)備部門必須驗證布局機(jī)器的Cp/Cpk，同時進(jìn)行培訓(xùn)以處理錯誤印制的電路板。FMEA 團(tuán)隊需要密切監(jiān)視第一次試生產(chǎn)，生產(chǎn)線的質(zhì)量驗證應(yīng)該與此同時進(jìn)行。在試生產(chǎn)之后，F(xiàn)MEA 需要舉行一個會議核查現(xiàn)有的質(zhì)量控制與試生產(chǎn)的質(zhì)量報告，主要解決每一個環(huán)節(jié)的前面三個問題。FMEA 管理記錄的是一個不斷努力的過程和連續(xù)

13、性的工藝改進(jìn)， FMEA 文件應(yīng)該總是反映設(shè)計的最 新狀態(tài)，包括任何在生產(chǎn)過程開始后進(jìn)行的更改。結(jié)語使用 FMEA 管理模式在早期確定項目中的風(fēng)險， 可以幫助電子設(shè)備制造商提高生產(chǎn)能力和效率， 縮短產(chǎn)品的面市時間。此外通過這種模式也可使各類專家對生產(chǎn)工藝從各個角度進(jìn)行檢測，從而對生產(chǎn)過 程進(jìn)行改進(jìn)。所推薦的方案應(yīng)該是正確的矯正，產(chǎn)生的效益相當(dāng)可觀。為了避免缺陷的產(chǎn)生，需要對工藝和 設(shè)計進(jìn)行更改。使用統(tǒng)計學(xué)的方法對生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，并不斷反饋給合適的人員，確保工藝的不斷改進(jìn) 并避免缺陷產(chǎn)生。Potential Failure Mode and Effects Analysis潛在失效模式及后果分

14、析何謂 FMEAn FMEA 是一組系統(tǒng)化的活動，其目的是：n 發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品過程中潛在的失效及其后果。n 找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。n 書面總結(jié)上述過程。n 為確?？蛻魸M意，這是對設(shè)計過程的完善。FMEA 發(fā)展歷史n 雖然許多工程技術(shù)人員早已在他們的設(shè)計或制造過程中應(yīng)用了 FMEA 這一分析方法。但首次正式應(yīng)用FMEA 技術(shù)則是在六十年代中期航天工業(yè)的一項革新。FMEA 的實施v 由于不斷追求產(chǎn)品質(zhì)量是一個企業(yè)不可推卸的責(zé)任， 所以應(yīng)用 FMEA 技術(shù)來識別并消除潛在隱患有著舉 足輕重的作用。對車輛回收的研究結(jié)果表明，全面實施 FMEA 能夠避免許多事件的發(fā)生。v 雖然 FM

15、EA 的準(zhǔn)備工作中， 每項職責(zé)都必須明確到個人， 但是要完成 FMEA 還得依靠集體協(xié)作， 必須綜 合每個人的智能。例如，需要有設(shè)計、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等各方面的專業(yè)人才。v 及時性是成功實施 FMEA 的最重要因素之一，它是一個 “事前的行為 ”，而不是 “事后的行為 ”，為達(dá)到最 佳效益， FMEA 必須在設(shè)計或過程失效模式被無意納入設(shè)計產(chǎn)品之前進(jìn)行。v 事前花時間很好地進(jìn)行綜合的 FMEA 分析，能夠容易、低成本地對產(chǎn)品或過程進(jìn)行修改，從而減輕事后 修改的危機(jī)。v FMEA 能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機(jī)會。v 適當(dāng)?shù)膽?yīng)用 FMEA 是一個相互作用的過程，永無止境

16、。DFMEA （設(shè)計 FMEA ）簡介n 設(shè)計潛在 FMEA 是由 “設(shè)計主管工程師小組 ”早期采用的一種分析技術(shù)，用來在最大范圍內(nèi)保證已充份 的考慮到并指明各種潛在失效模式及與其相關(guān)的起因機(jī)理。n 應(yīng)評估最后的產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。n FMEA 以其最嚴(yán)密的形式總結(jié)了設(shè)計一個零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)時，一個工程師和設(shè)計組的設(shè)計思想 （ 其 中包括，根據(jù)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn)對一些環(huán)節(jié)的分析）。n 這種系統(tǒng)化的方法與一個工程師在任何設(shè)計過程中正常經(jīng)歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化、文件 化。n 在設(shè)計階段使用 FMEA 時，能夠用以下方法降低產(chǎn)品的失效風(fēng)險n 有助于對設(shè)計要求的評

17、估及對設(shè)計方案的相互權(quán)衡。n 有助于對制造和裝配要求的最初設(shè)計。n 提高在設(shè)計開發(fā)過程中已考慮潛在失效模式及其對系統(tǒng)和車輛運行影響的（概率 ） 可能性。n 對制定全面、有效的設(shè)計試驗計劃和開發(fā)項目，提供更多的信息。n 根據(jù)潛在失效模式對 “顧客 ”的影響，對其進(jìn)行排序列表，進(jìn)而建立一套改進(jìn)設(shè)計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制 系統(tǒng)。n 為推薦和跟蹤降低風(fēng)險的措施提供一個公開的討論形式。n 為將來分析研究現(xiàn)場情況，評價設(shè)計的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計，提供參考。集體的努力v 在最初的設(shè)計潛在 FMEA 過程中，希望負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師們能夠直接地、主動地聯(lián)系所有有關(guān)部門的代 表。這些部門應(yīng)包括 （但不限于 ）：裝配

18、、 制造、材料、 質(zhì)量、服務(wù)和供方， 以及負(fù)責(zé)下一總成的設(shè)計部門。v FMEA 可成為促進(jìn)有關(guān)部門間充分交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平。v 此外，任何 （內(nèi)部或外部的 ） 供方設(shè)計項目應(yīng)向有關(guān)負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師進(jìn)行咨詢。v 設(shè)計 FMEA 是一份動態(tài)文件， 應(yīng)在一個設(shè)計概念最終形成之時或之前開始， 而且，在產(chǎn)品開發(fā)各階段中， 當(dāng)設(shè)計有變化或得到其它信息時，應(yīng)及時，不斷地修改，并最終在產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部結(jié)束。v 考慮制造裝配的要求是相互聯(lián)系的，設(shè)計 FMEA 在體現(xiàn)設(shè)計意圖的同時，還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)?現(xiàn)設(shè)計意圖。 制造或裝配過程中可能發(fā)生的潛在失效模式和或其原因機(jī)理不需包

19、含在設(shè)計 FMEA 當(dāng)中， 此時，它們的識別，影響及控制是由過程 FMEA 來解決。n 設(shè)計 FMEA 不是靠過程控制來克服設(shè)計中潛在的缺陷， 但的確要考慮制造裝配過程中技術(shù)的體力的 限制，例如n 必要的拔模 （斜度 ）n 要求的表面處理n 裝配空間工具可接近n 要求的鋼材硬度n 過程能力性能設(shè)計 FMEA 的開發(fā)n 主管設(shè)計工程師擁有許多用于設(shè)計 FMEA 準(zhǔn)備工作的文件。n 設(shè)計 FMEA 應(yīng)從列出設(shè)計希望做什幺及不希望做什幺開始，如設(shè)計意圖。顧客需求（正如由 QFD 之類活動所確定的一樣 ） 、車輛要求文件、已知產(chǎn)品的要求和制造裝配要求都應(yīng)結(jié)合起來。n 期待特性的定義越明確，就越容易識別

20、潛在的失效模式，采取糾正措施。n 設(shè)計 FMEA 應(yīng)從所要分析的系統(tǒng)、 子系統(tǒng)或零部件的框圖開始。 附錄 A 給出了一個框圖的示例， 這個框 圖也可指示出信息、能量、力、流體等的流程。其目的在于明確對于框圖的（輸入 ），框圖中完成的過程 （功能），以及來自框圖的 （輸出 ）。n 框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關(guān)系，并建立了分析的邏輯順序。n 用于 FMEA 的準(zhǔn)備工作中這種框圖的復(fù)制件應(yīng)伴隨 FMEA 過程。目的n 生產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)初期 , 分析產(chǎn)品潛在失效模式與相關(guān)產(chǎn)生原因提出未來分析階段注意事項 , 建立有效的質(zhì) 量控制計劃定義n 失效 :n 在規(guī)定條件下 （ 環(huán)境、操作、時間 ）不

21、能完成既定功能。n 在規(guī)定條件下 , 產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間。n 產(chǎn)品在工作范圍內(nèi) , 導(dǎo)致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現(xiàn)象。n 為了便于將潛在的失效模式及其影響后果分析成文，已設(shè)計出專用表格。n 下面介紹這種表格的具體應(yīng)用，所述各項的序號都相應(yīng)標(biāo)在表上對應(yīng)的欄目內(nèi)，完成的設(shè)計 FMEA 表格 的示例見附錄 B ：? FMEA 編號n 填入 FMEA 文件編號 , 以便查詢。n 系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的名稱及編號? 設(shè)計責(zé)任n 填入整車廠（ OEM ）部門和小組 , 如果知道，還應(yīng)包括供方的名稱。4）編制者n 填入負(fù)責(zé) FMEA 準(zhǔn)備工作的工程師的姓名、電話和所在公司的名稱。?

22、年型 / 車型n 填入將使用和 / 或正被分析的設(shè)計所影響的預(yù)期的年型及車型（如果已知的話）。? 關(guān)鍵日期n 填入 FMEA 初次預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過計劃的生產(chǎn)設(shè)計發(fā)布的日期。? FMEA 日期n 填入編制 FMEA 原始稿的日期及最新修訂的日期。? 核心小組n 列出有權(quán)確定和 /或執(zhí)行任務(wù)的責(zé)任部門和個人姓名（建議所有參加人員的姓名、部門、電話、住址等都 應(yīng)記錄在一張分發(fā)表上）。? 項目 / 功能n 填入被分析項目的名稱和編號 , 盡可能簡潔地填入被分析項目的功能符號 , 設(shè)計意圖。包括這個系統(tǒng)作業(yè) 相關(guān)的信息 （如: 說明溫度、壓力、濕度范圍 ）如果項目包含一個以上有不同潛在失效

23、模式功能時, 則列出所有個別功能。? 潛在失效模式v 為零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)于符號設(shè)計意圖過程中可能失效的種類 , 也可能是較高階子系統(tǒng)或系統(tǒng)之失效原 因, 或較低階零組件的失效效應(yīng)。v 列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。 假設(shè)失效是將發(fā)生的但不是必須發(fā)生的 , 潛在失效模式或盡可 能發(fā)生于某些作業(yè)條件下 （如: 熱、冷、干燥、灰塵等 ）和某些使用條件下。v 一般的失效模式包含下列各項 , 但不限于此 : 裂紋、變形、松弛、泄漏、粘結(jié)、短路、生銹氧化、斷裂。? 潛在失效后果v 為被客戶察覺在功能特性上失效模式的后果 , 也就是 : 失效模式一旦發(fā)生時 , 對系統(tǒng)或裝備以及操作使用 人員所造成

24、的影響。v 一般在討論失效后果時 , 先檢討失效發(fā)生時對干部所產(chǎn)生的影響 , 然后循產(chǎn)品的組合架構(gòu)層次 , 逐層分析 一直到最高層級人員 , 裝備所可能造成的影響。v 常見的失效后果包括 : 噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛 性能退化 , 產(chǎn)生臭氣 , 外觀不良等。? 嚴(yán)重度 （ S）n 嚴(yán)重度是潛在失效模式發(fā)生時對下序零件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)或顧客影響后果的嚴(yán)重程度（列于前一欄中） 的評價指標(biāo)。n 嚴(yán)重度僅適用于后果n 要減少失效的嚴(yán)重度級別數(shù)值，光能通過修改設(shè)計來實現(xiàn)，嚴(yán)重度的評估分為 1 到 10 級。? 分級n 這個字段用來區(qū)分任何對零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)

25、、將要求附加于制程管制的特殊產(chǎn)品特性（ 如關(guān)鍵的、主要的、次要的 ） 。n 任何項目被認(rèn)為是要求的特殊過程控制 , 將被以適當(dāng)?shù)奶卣骰蚍柫腥朐O(shè)計 FMEA 的分級字段內(nèi) , 并將于 建議措施字段被提出。n 每一個于設(shè)計 FMEA 列出的項目 , 將在過程 FMEA 的特殊過程管制中被列出。? 潛在失效的起因 / 機(jī)理? 潛在失效起因是指一個設(shè)計薄弱部分的跡象，其作用結(jié)果就是失效模式。? 一般失效原因包括下列 , 但不局限于此：? 錯誤的原物料規(guī)格。? 不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計壽命假設(shè)。? 超過壓力。? 潤滑或加油能力不足。? 不適當(dāng)?shù)木S護(hù)作業(yè)。? 缺乏環(huán)境保護(hù)。? 錯誤的算法。n 一般裝備失效包括下列

26、, 但不局限于此n 生產(chǎn)效益率低。n 金屬疲勞。n 原物料材質(zhì)不穩(wěn)定。n 欠流暢。n 磨損。n 腐蝕。? 頻度（ 0 ）v 頻度是指某一特定失效起因或機(jī)理（已列于前欄目中）出現(xiàn)的可能性v 發(fā)生機(jī)會 :v 為原因或裝備可能發(fā)生的事。 可能發(fā)生的等級是一個值。 透過設(shè)計變更是唯一能刪除或管制 , 因各種原因 或裝備所產(chǎn)生的失效模式。v 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：v 相似零件或子系統(tǒng)的過去服務(wù)取得資料和相關(guān)經(jīng)驗 ?v 零件、或前一等級類似零件或子系統(tǒng)是否漬銷 ?v 從前一等級的零件或子系統(tǒng) , 改變的程度大小 ?v 零件與前一等級零件

27、 , 基本上是否有差異 ?v 零件是否為全新的產(chǎn)品 ?零件使用條件是否改變 ?v 作業(yè)環(huán)境是否改變 ?v 是否運用工程分析去評估 , 實施執(zhí)行與期望發(fā)生比率可組相提并論 ?推薦的評估準(zhǔn)則? 現(xiàn)行設(shè)計控制n 列出利用預(yù)防 , 設(shè)計驗證 /確認(rèn)或其它作業(yè)未確認(rèn)對失效模式設(shè)計適當(dāng), 和/或原因 /機(jī)器設(shè)備均被考慮。常用的控制 (如: 道路試驗、設(shè)計評審、運算研究、可行性審查、樣件試驗等)為一些已被或正在使用的相同或類似的設(shè)計。有三種設(shè)計管制或特征：n 預(yù)防起因 / 機(jī)理 , 或失效模式 / 后果的出現(xiàn)或降低發(fā)生比率。n 查出起因 / 機(jī)理 , 并提出糾正措施。n 查出失效模式。n 可能的話 , 最好

28、利用第 1 種控制方法 ; 再使用第 2 種控制方法 ; 最后才使用第 3 種控制方法。? 不易探測度 (D )? 風(fēng)險順序數(shù)( RPN )v 風(fēng)險順序數(shù)是嚴(yán)重度數(shù) (S), 頻率數(shù) (0), 不易探測數(shù) (D) 等級的乘積。RPN = (S) (0) (B)是一項設(shè)計風(fēng)險指針，RPN取值在1至1000之間。當(dāng)RPN較高時，設(shè)計小組應(yīng)提出糾正措施來降低 RPN值 一般實務(wù)上，較不注意RPN質(zhì)的結(jié)果，通常嚴(yán)重度數(shù)(S)較高時，就會特別注意。? 建議措施v 當(dāng)失效模式依 RPN 值排列其風(fēng)險順序時 ， 針對最高等級的影響和關(guān)鍵項目提出糾正措施 ， 任何建議措施 的目的要清除任何的頻次 ， 嚴(yán)重度和

29、 /或不易探測度的等級。 增加設(shè)計驗證或確認(rèn)作業(yè)的結(jié)果 ， 只可降低查出 缺失的等級。透過設(shè)計變更去除或控制某一或多個影響失效模式的起因/機(jī)理， 只能降低頻次數(shù)的等級。只有設(shè)計變更能降低嚴(yán)重度等級?？梢钥紤]下列的措施 ， 但不限于此 :v 試驗設(shè)計 。v 修改試驗計劃 。v 修改設(shè)計 。v 修改材料性能要求 。? 責(zé)任(對建議措施)v 填入建議措施的負(fù)責(zé)單位或個人 ， 和預(yù)定完成的日期 。? 采取的措施v 完成糾正措施后 ， 填入簡短的執(zhí)行作業(yè)或生效日期? 糾正后的 RPNv 將糾正措施實施后 ， 經(jīng)鑒定， 評估和記錄嚴(yán)重程度、出現(xiàn)頻次和不易探測度數(shù)值的等級結(jié)果填入。追蹤確認(rèn) : 設(shè)計工程師應(yīng)

30、負(fù)責(zé)確認(rèn)所有的建議措施， 均已執(zhí)行或有適合的對策提出。 FMEA 相關(guān)文件應(yīng)能反應(yīng)最近的設(shè)計等級 ， 和最近有關(guān)的措施 ， 包括開始量產(chǎn)后發(fā)生的 。v 設(shè)計責(zé)任工程師可由下列方法確認(rèn)所有建議措施已被執(zhí)行 。v 確認(rèn)達(dá)成設(shè)計要求。v 審查工程圖面和規(guī)范 。v 組裝或制造文件編匯確認(rèn) 。v 審查過程 FMEA 和控制計劃 。PFMEA (過程 FMEA )目的n 對失效的產(chǎn)品進(jìn)行分析 ， 找出零件組件之失效模式 ， 鑒定出它的失效原因 ， 研究該項失效模式對系統(tǒng)會產(chǎn) 生甚么影響 。n 失效分析找出零組件或系統(tǒng)的潛在弱點 ， 提供設(shè)計、制造、品保等單位采取可行之對策 。簡介n 過程潛在 FMEA 是

31、由 “制造主管工程師小組 ”采用的一種分析技術(shù)，用來在最大范圍內(nèi)保證已充分的考 慮到并指明潛在失效模式及與其相關(guān)的后果起因機(jī)理。 FMEA 以其最嚴(yán)密的形式總結(jié)了工程師小組進(jìn) 行工藝過程設(shè)計時的設(shè)計思想 （包括對一些對象的分析，根據(jù)經(jīng)驗和過去擔(dān)心的問題，它們可能發(fā)生失效）。這種系統(tǒng)化的方法與一個工程師在任何制造計劃過程中正常經(jīng)歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化 。 范圍n 新件模具設(shè)計階段。 新件試模、試做階段。 新件進(jìn)入量產(chǎn)前階段。 新件客戶抱怨階段。 過程潛在 FMEAn 確定與產(chǎn)品相關(guān)的過程潛在失效模式n 評價失效對顧客的潛在影響n 確定潛在制造或裝配過程失效的起因，確定減少失效發(fā)生或找

32、出失效條件的過程控制變量n 編制潛在失效模式分級表，然后建立考慮糾正措施的優(yōu)選體系n 將制造或裝配過程的結(jié)果編制成文件顧客的定義n 過程潛在 FMEA 中 “顧客 ”的定義，一般是指 “最終使用者 ”，但也可以是后續(xù)的或下一制造或裝配工序， 以及服務(wù)工作。n 當(dāng)全面實施 FMEA 時，要求在所有新的部件過程，更改過的部件過程及應(yīng)用或環(huán)境有變化的原有部 件過程進(jìn)行過程 FMEA 。過程 FMEA 由負(fù)責(zé)過程工程部門的一位工程師來制定 。集體的努力n 在最初的潛在 PFMEA 中，希望負(fù)責(zé)過程的工程師能夠直接地、主動地聯(lián)系所有相關(guān)部門的代表。這些 部門包括但不限于：設(shè)計、裝配、制造、材料、質(zhì)量、服

33、務(wù)、供方以及負(fù)責(zé)下道裝配的部門。 FMEA 應(yīng)成 為促進(jìn)不同部門之間充分交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平 。n 過程 FMEA 是一份動態(tài)文件，應(yīng)在生產(chǎn)工裝準(zhǔn)備之前，在過程可行性分析階段或之前開始，而且要考慮 以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，對新工藝或修訂過的工藝進(jìn)行 早期評審和分析能夠促進(jìn)預(yù)測、解決或監(jiān)控潛在的過程問題 。n 過程 FMEA 假定所設(shè)計的產(chǎn)品會滿足設(shè)計要求。 因設(shè)計缺陷所產(chǎn)生失效模式不包含在過程 FMEA 中。它 們的影響及避免措施由設(shè)計 FMEA 來解決 。n 過程 FMEA 并不是依靠改變產(chǎn)品設(shè)計來克服過程缺陷的， 但它要考慮

34、與計劃的制造廠裝配過程有關(guān)的產(chǎn) 品設(shè)計特性參數(shù)，以便最大限度地保證產(chǎn)品能滿足顧客的要求和期望 。n FMEA 也有助于新機(jī)器設(shè)備的開發(fā)。其方法是一樣的，只是應(yīng)將所設(shè)計的機(jī)器設(shè)備當(dāng)作一種產(chǎn)品來考慮。 在確定了潛在的失效模式之后，就可以著手采取糾正措施消除潛在失效?；虿粩鄿p小它們發(fā)生的可能性 。 過程 FMEA 的開發(fā)n 過程 FMEA 應(yīng)從整個過程中的流程圖風(fēng)險評定（見附錄C ）開始。流程圖應(yīng)確定與每個過程有關(guān)的產(chǎn)品過程特性參數(shù)。 如果可能的話， 還應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計 FMEA 確定某產(chǎn)品影響的內(nèi)容。 用于 FMEA 準(zhǔn)備 工作中的流程風(fēng)險評定圖的復(fù)制件應(yīng)伴隨 FMEA 過程 。n 為了便于分析潛

35、在失效模式及其影響后果，并使之成為正規(guī)文件，設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)的表格，見附錄 G 。 n 下面介紹表格的具體應(yīng)用，所述各項的序號都標(biāo)在表上對應(yīng)的欄目中，完成的過程 FMEA 表格實例見附 錄 D 。定義n 在失效分析中 , 首先要明確產(chǎn)品的失效是甚么 , 否則產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析和可靠度評估結(jié)果將不一樣 , 一般而 言 , 失效是指 :n 在規(guī)定條件下 , （ 環(huán)境、操作、時間 ）不能完成既定功能 。n 在規(guī)定條件下 , 產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間 。n 產(chǎn)品在工作范圍內(nèi) , 導(dǎo)致零組件的破裂、斷裂、卡死、損壞現(xiàn)象 。? Fmea編號：n 填入 fmea 文件編號 , 以便可以追蹤使用 。n 制程

36、 fmea 表編號如下 ：n 編號 - n 項目號 （ 從 01-09 循環(huán)使用 ）n 月份n 公歷年的末兩位? 項目n 填入將被分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的過程名稱和編號? 過程責(zé)任n 填入 oem 整車廠、部門和小組 , 如果知道包括供貨商名稱? 編制者n 填入負(fù)責(zé)準(zhǔn)備 FMEA 工作的工程師的姓名、電話及所在公司名稱? 年型 / 車型n 填入將使用和 / 或正被分析過程影響的預(yù)期的年型及車型（如果已知的話）? 關(guān)鍵日期n 填入最初 fema 預(yù)定完成的日期 , 不能超過開始計劃生產(chǎn)的日期? Fmea日期n 填入編制最初 fmea 被完成日期 , 和最新被修訂的日期? 核心小組n 列出有權(quán)限

37、參與或執(zhí)行這項工作負(fù)責(zé)部門或個人姓名（建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表 ） 。? 過程功能 / 要求n 填入要被分析的過程或作業(yè)簡單的敘述（如車、鉆、焊接、攻絲、裝配等 ） 。敘述盡可能與被分析的過程或作業(yè)目的一致 , 當(dāng)過程包含多種作業(yè) （如：組裝）, 而有不同的潛在失效模式時 , 要將不同的作業(yè)視為不同過 程處理 。? 潛在失效模式n 為過程可能不符合過程要求或設(shè)計意圖。敘述規(guī)定作業(yè)的不合格事項。它是一個原因成為下工程的潛在失效模式或被上工程所影響潛在失效模式。無論如何，在準(zhǔn)備fmea中，必須假設(shè)進(jìn)料的零組件或原物料是好的。列出每一個特殊作業(yè)零件、 分系統(tǒng)、系統(tǒng)或制程特性 ， 所引起的潛在失效模式。制程工程師或小組要提出和 回答下列問題 ：n 過程或零組件為何不符合規(guī)范 ?n 不考慮工程規(guī)范 ， 甚么是客戶 （最終使用者、下工程或服務(wù) ）所不滿意的 ?n 一般的失效模式包含下列各項 ：彎曲、粘合、毛刺、轉(zhuǎn)運損壞、斷裂、變形、臟污、安裝調(diào)試不當(dāng)、接地、 開路、短路、工具磨損等 。? 潛在失效后果n 被定義為對客戶的功能失效模式。客戶指的是：下個作業(yè)、下工程或地點、經(jīng)銷商、或車輛所有