FMEA_培訓教材

1、FMEAFailure Mode and Effect Analysis潛在失效模式及后果分析什么是FMEA 在產品設計階段和過程設計階段，對構成產品的子系統(tǒng)、零件，對構成過程的各個工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預先采取必要的措施，以提高產品的質量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動FMEA的特點 n失效還未發(fā)生，可能發(fā)生，但不一定發(fā)生n在設計或過程開發(fā)階段前開始n由各種有經驗和專業(yè)知識的人構成小組n是預防缺陷的有效工具n持續(xù)進行的動態(tài)文件n是經驗的寶庫 FMEA 的時間順序概念初始設計設計完成樣件制造設計/過程確認生產開始DFMEAPFMEADFMEA 開始早于過程

2、，完成時間在早期的圖樣完成但任何工具的制造開始之前PFMEA 開始于基本的操作方法討論完成時，完成時間早于生產計劃制定和生產批準之前腦力風暴 Brainstorming 腦力風暴是一種技法，可以激發(fā)小組成員產生大量的有創(chuàng)意的點子，。由紐約廣告代理的老板Alex F Osborn在1930年發(fā)明，其前提是在一般的討論中，人們害怕別人批評而約束自己，因此而不能產生有創(chuàng)意的點子。腦力風暴包括創(chuàng)造一種氛圍，讓人們感到無拘無束，此時人們可能提出在平時認為不太可能提出的解決方案，但往往收到意想不到的效果。腦力風暴 Brainstormingn選定進行頭腦風暴的小組成員。n一次只能有一人發(fā)言。n不要有任何人

3、在會上起主導作用（平等原則）。n將會議中得到的所有IDEA都記錄下來。n在頭腦風暴過程中，不要對任何IDEA進行評價。n重要的是IDEA的數量，而不是質量。n將各種IDEA按失效模式和起因進行分類。n頭腦風暴之后對失效模式進行優(yōu)先排序。FMEA的順序過程功能要求潛在失效模式潛在失效的后果嚴重度數S級 別潛在失效的起因/機理頻 度 數現行設計控制不易探測度數D風險順序數RPN建議措施責任和目標完成日期措施結果預防探測采取的措施嚴重度數頻度數不易探測度數R.P.N功能、特征或要求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后果是什么發(fā)生頻率如何怎樣預防和探測該方法

4、在探測時有多好能做些什么設計更改過程更改特殊控制采用新程序或指南的更改 跟蹤評審確認控制計劃設計潛在的失效模式及后果分析Design Failure Mode and Effect AnalysisDFMEA范圍n新產品設計階段n設計更改階段DFMEA需準備的資料n由QFD得到的設計要求；n產品可靠性和質量目標；n產品的使用環(huán)境；n類似產品的失效分析（FMA）；以往類似產品的DFMEA；n初始工程標準；n初始特殊特性明細表；n功能框圖。nDFMEA在體現設計意圖時，還應保證制造和裝配能夠實現設計意圖n 例如：q必要的拔模（斜度）q要求的表面處理q裝配空間/工具可接近q要求的鋼材強度q過程能力/

5、性能DFMEA的拓展DFMEA的拓展n還要考慮產品維護（服務）及回收的技術/身體的限制q便利的維修工具q簡便的診斷方法q材料的分類符號（用于回收）DFMEA的第一步希望、不希望顧客的期望（QFD）車輛要求的文件產品的制造/裝配/服務/回收要求期望特性的定義越期望特性的定義越明確，就越容易識明確，就越容易識別潛在的失效模式別潛在的失效模式 DFMEA第二步n系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件框圖。燈罩A開/關C燈泡總成D極板E電池B彈簧F243155系統(tǒng)名稱：閃光燈系統(tǒng)名稱：閃光燈工作環(huán)境極限條件工作環(huán)境極限條件溫度：溫度：-20160F耐腐蝕性：規(guī)范耐腐蝕性：規(guī)范B沖擊：沖擊：6英尺下落英尺下落外部物質：灰

6、塵外部物質：灰塵濕度：濕度：0100RH可燃性：可燃性： 1.不連接（滑動）不連接（滑動）2.鉚接鉚接3.螺紋連接螺紋連接4.卡扣連接卡扣連接5.壓緊連接壓緊連接不屬于此FMEA項目/功能n簡要說明設計意圖要求的功能，包括環(huán)境信息。如果項目有多種功能，應分別列出。n可靠性：是指產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。不能完成規(guī)定的功能就稱失效。n功能：設計這個系統(tǒng)/子系統(tǒng)/零部件做什么？設計要求？設計意圖？n一個零部件（或子系統(tǒng)/系統(tǒng)）的功能往往是多項的。這種情況下，必須把所有的功能全部列出，不能遺漏。電池后蓋圓桶型管激光芯版外部圓形鏡片功能：密封安裝電池提供電源1. 必須容易拆卸

7、功能：密封安裝電池提供電源激光芯安裝易于抓握的激光筆表面1. 抓握的提示標簽功能：提供電源激光聚焦1. 提供當前的電源路徑功能：密封激光輸出鏡頭遮蔽灰塵1. 必需易于裝卸示例：激光筆功能框圖潛在失效模式n對每個項目和功能，列出每一個潛在的失效模式。n“潛在”是指可能發(fā)生也可能不發(fā)生；失效就是喪失功能。而失效模式就是失效的表現形式。n應用規(guī)范化、專業(yè)化的術語來描述失效模式。避免使用地方性、行業(yè)性俚語。n常用的有兩大類失效：類失效、類失效。示例：失效模式的種類類失效，指的是不能完成規(guī)定的功能，如：類失效，指的是不能完成規(guī)定的功能，如： 突發(fā)型：斷裂、開裂、碎裂、彎曲、塑性變形、失穩(wěn)、短路、斷路、擊

8、穿、泄露、松脫等等。 漸變型：磨損、腐蝕、龜裂、老化、變色、熱衰退、蠕變、低溫脆變、性能下降、滲漏、失去光澤、褪色等等。類失效，指的是產生了有害的非期望功能，如：類失效，指的是產生了有害的非期望功能，如： 噪聲、振動、電磁干擾、有害排放等等。潛在失效后果潛在的失效后果，是指失效模式可能帶來的對完成規(guī)定功能的影響，以致帶來顧客的不滿意，和不符合安全和政府法規(guī)。失效后果分析：要運用失效鏈分析方法，搞清楚直接后果、中間后果和最終后果。站在顧客的角度發(fā)現或經歷的情況來描述失效的后果（顧客可能是內部的顧客，也可能是外部或最終顧客）。失效后果可以從以下幾方面考慮： 對完成規(guī)定功能的影響； 對上一級系統(tǒng)完成

9、功能的影響； 對系統(tǒng)內其他零件的影響； 對顧客滿意的影響； 對安全和政府法規(guī)符合性的影響； 對整車系統(tǒng)的影響。示例：失效鏈水箱支架斷裂水箱后傾水箱與風扇碰撞水箱冷卻水管被風扇刮傷水箱冷卻液泄露冷卻系統(tǒng)過熱發(fā)動機汽缸損壞汽車停駛1失效原因1失效模式2失效原因1失效后果2失效模式2失效后果3失效原因3失效模式3失效后果時間嚴重度v 為了對失效模式的后果之嚴重程度進行評估，把對后果的定性描述作成某種數量化的評價，以便于工程中的交流，從而產生了對嚴重度進行打分的辦法。v 嚴重度是失效模式發(fā)生時對顧客影響后果的嚴重程度的評價指標。v 要減少失效的嚴重度級別數值，只能通過修改設計來實現。v 嚴重度的評分采

10、用1-10分。推薦的嚴重度評價準則后果評定準則：后果的嚴重度嚴重度無警告的嚴重危害這是一種非常嚴重的失效形式，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有警告的嚴重危害這是一種非常嚴重的失效形式，是在具有失效預兆的前提下所發(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，但舒適性/方便性項目不能運行，顧客不滿意6低車輛/項目可運行，但舒適性/方便性項目的性能下降，顧客有些不滿意5很低配合和外觀/尖響和卡嗒響等項目不舒服。大多數顧客（75%以上）能感覺到有缺陷。4

11、輕微配合和外觀/尖響和卡嗒響等項目不舒服。50%的顧客能感覺到有缺陷。3很輕微配合和外觀/尖響和卡嗒響等項目不舒服。有辨識能力的顧客（25%以下）能感覺到有缺陷。2無無可辨別的后果1重要程度分級 指出產品特性的重要性，如特殊、關鍵、主要、重要等。 凡是識別為特殊特性，需要特殊過程控制的應以適當的符號在此欄目中標注，使用顧客規(guī)定的符號。 當嚴重度8時，應確認為特殊特性，當嚴重度為58，而頻度3時，可確認為重要特性（Significant Characteristic）。潛在失效的起因/機理 研究失效可能的原因與機理，是為了能夠正確采取控制措施，防止失效的發(fā)生或減少其發(fā)生的可能性。 失效原因/機理

12、：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的設計薄弱點。 簡明扼要，但要盡可能全面地列出可能想到的失效原因和機理，以便于對癥下藥采取糾正措施。注意不要把產品的工作環(huán)境（如道路產生的振動、沖擊、氣溫的變化、濕度、粉塵、電磁干擾等）作為我們的分析目標。工作環(huán)境是造成失效的重要外因，但它是客觀存在，難以控制的。我們要分析的是，在外因作用下的內因。示例：潛在失效的起因/機理起因機理規(guī)定材料不正確設計壽命設想不足應力過大潤滑能力不足維護說明書不充分算法不正確表面精加工規(guī)范不當形成規(guī)范不足規(guī)定的摩擦材料不當過熱公差不當屈服 化學氧化疲勞 電移材料不穩(wěn)定 蠕變磨損 腐蝕潛在失效的起因/機理分類與制造裝配無關的原

13、因與制造裝配無關的原因當制造與裝配符合工程規(guī)范的情況下，發(fā)生了失效。與制造裝配有關的原因與制造裝配有關的原因由于所擬定采用的制造/裝配設計在技術上或操作者體力上的限制與難度，以及容易產生誤操作而引起的潛在失效。也就是與產品設計中可制造性與裝配性有關的問題。純屬制造與裝配過程有關的問題，原則上由PFMEA來進行分析。潛在失效的起因/機理的分析途徑 現有的類似產品的FMEA資料； 應用失效鏈，找出直接原因，中間原因和最終原因； 應用“五個為什么”； 應用因果圖，從人、機、料、法、環(huán)等方面分析，應用排列圖、相關分析、試驗設計等方法，從可能的多因素原因中找出主要原因； 應用失效樹分析（FTA）找出復雜

14、系統(tǒng)的失效原因與機理； 充分發(fā)揮小組的經驗，采用頭腦風暴法，對可能的原因進行歸納分析；示例：五個為什么失效模式：門鎖扣不上。為什么？因為：鎖舌與鎖座錯位。為什么？因為：車門下沉。為什么？因為：門鉸鏈變位。為什么？因為：固定門鉸鏈的框架變形。為什么？因為：框架剛度不足。頻度（O） 頻度是指某一失效起因或機理出現的可能性，失效模式出現可能性大小的評估； 通過設計更改來消除或控制失效起因或機理是降低頻度的唯一途徑； 頻度的估計可以參考以下資料： 類似零件或子系統(tǒng)的維修資料； 設計的零件與過去零件的差別； 使用條件有否變化； 有關新設計或修改設計的工程分析資料。 頻度失效發(fā)生可能性可能的失效率頻度很高

15、：持續(xù)性失效100個，每個1000輛車/項目1050個，每個1000輛車/項目9高：經常性失效20個，每個1000輛車/項目810個，每個1000輛車/項目7中等：偶然性失效5個，每個1000輛車/項目62個，每個1000輛車/項目51個，每個1000輛車/項目4低：相對很少發(fā)生的失效0.5個，每個1000輛車/項目30.1個，每個1000輛車/項目2極低：失效不太可能發(fā)生0.010個，每個1000輛車/項目1現行的設計控制典型的設計控制有：n工程計算； 材料試驗； 設計評審n臺架試驗； 可行性評審； 各種設計驗證方法n樣件制造與試驗；道路試驗； 車隊試驗現行設計控制的種類v防止起因或機理的發(fā)

16、生或減少頻率v查出原因/機理，采取措施v查明失效模式v優(yōu)先運用第一種方法，其次用第二種方法，最后用第三種方法。v用于制造、裝配過程的檢驗和試驗不能視為設計控制。探測度探測度準則：設計控制可能探測出來的可能性探測度定級絕對不肯定設計控制將不能和/或不可能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式，或根本沒有設計控制10很極少設計控制只有很極少的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式9極少設計控制只有極少的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式8很少設計控制有很少的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式7少設計控制有較少的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式6中等設計控制有中等的機會能

17、找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式5中上設計控制有中上多的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式4多設計控制有較多的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式3很多設計控制有很多的機會能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式2幾乎肯定設計控制幾乎肯定能找出潛在的起因/機理及后續(xù)的失效模式1風險順序數（RPN） RPNRisk Priority Number RPN=（S） （O） （D） 用它來表示設計風險的度量， RPN的數值在11000之間； RPN值為解決問題的優(yōu)先順序提供參考； 當RPN相近時，應優(yōu)先注意S大的失效模式，以及S和O都教大的失效模式； 如RPN值很高，設計人員必須采取

18、糾正措施； 不管RPN多大，只要S高時，就要引起特別注意。建議的措施n修改設計幾何尺寸和/或公差n修改材料規(guī)范n試驗設計n修改試驗計劃案例+-+-+-通用案例+-+-+-過程潛在的失效模式及后果分析過程FMEA（PFMEA）PFMEA簡介由“制造/裝配工程師小組”采用的一種分析技術在最大范圍內保證已充份的考慮到并指明潛在失效模式及與其相關的后果起因機理以其最嚴密的形式總結了開發(fā)一個過程時，工程師小組的設計思想在任何制造策劃過程中正常經歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化。PFMEA顧客的定義nPFMEA“顧客”的定義，通常指“最終使用者”， 也可以是隨后或下游制造、裝配工序，維修工序或政府法規(guī)。

19、PFMEA集體的努力n在最初的PFMEA 中，希望負責的工程師能夠直希望負責的工程師能夠直接地、主動地聯(lián)系所有相關部門的代表接地、主動地聯(lián)系所有相關部門的代表。 nFMEA應成為促進不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平。n一位有經驗的FMEA推進員非常關鍵nPFMEA假定所設計的產品能夠滿足設計要求。nPFMEA不依靠改變設計來克服過程中的薄弱環(huán)節(jié)。PFMEA的前提PFMEA的第一步：創(chuàng)建過程流程圖1、識別過程和任務 你希望分析、定義重要的過程范圍以便從不適的管理中識別改進的動力2、請教熟悉過程的人員幫助建立流程圖3、對過程流程的起始和結束點形成一致流程圖示例工序號制造

20、移動儲存檢測返工操作說明標識關鍵產品特性/KCC標識關鍵過程性能/KPC5鋼板材質檢測儲存從庫房轉運至剪板機剪板尺寸檢查10152025過程FMEA示例潛在失效模式n列出所有失效，不一定肯定發(fā)生n利用經驗和頭腦風暴n 過程/零件怎樣不滿足要求n無論工程規(guī)范如何，顧客認為的拒收條件是什么考慮潛在失效模式的方法 在考慮過程潛在失效模式時，經常使用“零件為什么會被拒收？”的思考方法。 例一：焊接過程零件被拒收可能因為“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件變形”，等等 例二：一個箱體與箱蓋裝配后被拒收的潛在原因是：“不密封”、“漏裝零件”、“未注潤滑劑”，等。 對于試驗、檢驗過程兩種可能的失效模式： 接受

21、不合格的零件 拒收合格的零件典型的失效模式彎曲彎曲 毛刺毛刺 孔錯位孔錯位斷裂斷裂 轉運損壞轉運損壞 漏開孔漏開孔臟污臟污 變形變形 表面太光滑表面太光滑短路短路 開路開路表面粗糙表面粗糙 開孔太深開孔太深 失效模式應以規(guī)范化技術術語描述，不同于顧客察覺的現象潛在失效的后果噪音 粗糙 費力工作不正常 異味滲漏 不能工作報廢 外觀不良 無法緊固 不能配合不能連接 無法安裝損壞設備 危害操作者工裝過度磨損對最終使用者對下道工序嚴重度后果評定準則：后果的嚴重度當潛在失效模式導致最終顧客和/或一個制造/裝配廠產生缺陷時便得出相應的定級結果。最終顧客永遠是要首先考慮的。如果兩種可能都存在的，采用兩個嚴重

22、度值中的較高者。（顧客的后果）評定準則：后果的嚴重度當潛在失效模式導致最終顧客和/或一個制造/裝配廠產生缺陷時便得出相應的定級結果。最終顧客永遠是要首先考慮的。如果兩種可能都存在的，采用兩個嚴重值中的較高者。（制造/裝配后果）嚴重度級別無警告的危害當潛在的失效模式在無警告的情況下影響車輛安全運行和/或涉及不符合政府法規(guī)的情形時，嚴重度定級非常高。或可能在無警告的情況下對（機器或總成）操作者造成危害10有警告的危害當潛在的失效模式在有警告的情況下影響車輛安全運行和/或涉及不符合政府法規(guī)的情形時，嚴重度定級非常高?；蚩赡茉谟芯娴那闆r下對（機器或總成）操作者造成危害9很高車輛/項目不能工作（喪失基

23、本功能）或100%的產品可能需要報廢，或者車輛/項目需在返修部門返修1個小時以上。8高車輛/項目可運行但性能水平下降。顧客非常不滿意?；虍a品需進行分檢、一部分（小于100%）需報廢，或車輛項目在返修部門進行返修的時間在0.5-1小時之間。7嚴重度中等車輛/項目可運行，但舒適性/便利性項目不能運行。顧客不滿意?；蛞徊糠郑ㄐ∮?00%）產品可能需要報廢，不需分檢或者車輛/項目需在返修部門返修少于0.5小時。6低車輛/項目可運行，但舒適性/便利性項目性能水平有所下降?；?00%的產品可能需要返工或者車輛/項目在線下返修，不需送往返修部門處理。5很低配合和外觀/尖響和卡嗒響項目不舒服。多數（75%以上）顧客能發(fā)覺缺陷?；虍a品可能需要分檢，無需報廢，但部分產品（小于100%）需返工。4輕微配合和外觀/尖響和卡嗒響項目不舒服。50%的顧客能發(fā)覺缺陷。或部分（小于100%）的產品可能需要返工，無需報廢，在生產線上其它工位返工。3很輕微配合和外觀/尖響和卡嗒響項目不舒服。有辨識力顧客（25%以下）能發(fā)覺缺陷?；虿糠之a品（小于100%