FEMA：潛在的失效模式及影響分析

潛在的失效模式及影響分析

（FMEA第三版）

編寫(xiě)：Lifegame2/2/20231前言1986年1月28日美國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)在執(zhí)行51—L任務(wù)時(shí)，發(fā)射后一分鐘突然爆炸，一個(gè)女教師在內(nèi)的7名宇航員身亡。調(diào)查結(jié)果是一個(gè)價(jià)值幾美分的O型密封圈損壞而引起。2003年美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)，在返回途中爆炸。又一次7名宇航員身亡。2001年日本三菱公司帕捷洛—130在我國(guó)發(fā)生多起車(chē)毀人亡事故。均由于油管破裂，不得不召回。2003年德國(guó)奔馳面包車(chē)，由于油管堵塞，不得不召回。2/2/20232目的：

發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)/過(guò)程中潛在的失效模式及影響;

找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施;

書(shū)面總結(jié)上述過(guò)程。對(duì)設(shè)計(jì)/過(guò)程完善，確保顧客滿(mǎn)意。

2/2/20233發(fā)展歷史：

首次正式應(yīng)用FMEA技術(shù)是20世紀(jì)60年代中期航天工業(yè)的一項(xiàng)革新。形式：設(shè)計(jì)的潛在的失效模式及影響分析（DFMEA）;過(guò)程的潛在的失效模式及影響分析（PFMEA）.※對(duì)象：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程;過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程.證實(shí)：航空航天工業(yè);汽車(chē)行業(yè).2/2/20234時(shí)機(jī)：

新設(shè)計(jì)、新技術(shù)或新過(guò)程；對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或過(guò)程的修改（已有FMEA）；將現(xiàn)有的設(shè)計(jì)或過(guò)程用于新的環(huán)境、場(chǎng)所或應(yīng)用（已有FMEA）。2/2/20235改版內(nèi)容嚴(yán)重度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，頻度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，探測(cè)度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)做了調(diào)整。一些部份的描述及說(shuō)明做了調(diào)整。2/2/20236FMEA的實(shí)施注意事項(xiàng)由于不斷追求產(chǎn)品質(zhì)量是一個(gè)企業(yè)不可推卸的責(zé)任，所以應(yīng)用FMEA技術(shù)來(lái)識(shí)別并消除潛在隱患有著舉足輕重的作用。對(duì)車(chē)輛回收的研究結(jié)果表明，全面實(shí)施FMEA能夠避免許多事件的發(fā)生。雖然FMEA的準(zhǔn)備工作中，每項(xiàng)職責(zé)都必須明確到個(gè)人，但是要完成FMEA還得依靠集體協(xié)作，必須綜合每個(gè)人的智慧。例如，需要有設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等各方面的專(zhuān)業(yè)人才。2/2/20237FMEA的實(shí)施注意事項(xiàng)及時(shí)性是成功實(shí)施FMEA的最重要因素之一，它是一個(gè)“事前的行為”，而不是“事后的行為”，為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在設(shè)計(jì)或過(guò)程失效模式被無(wú)意納入設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前進(jìn)行。事前花時(shí)間很好地進(jìn)行綜合的FMEA分析，能夠容易、低成本地對(duì)產(chǎn)品或過(guò)程進(jìn)行修改，從而減輕事后修改的危機(jī)。FMEA能夠減少或消除因修改而帶來(lái)更大損失的機(jī)會(huì)。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用FMEA是一個(gè)相互作用的過(guò)程，永無(wú)止境。2/2/20238FMEA的實(shí)施注意事項(xiàng)不適合將一個(gè)小組的FMEA分?jǐn)?shù)和其他組的FMEA分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，因?yàn)榧词褂迷O(shè)計(jì)或過(guò)程是一樣的，但由于每個(gè)個(gè)的狀況不一樣所以打出來(lái)的分?jǐn)?shù)也會(huì)不一樣。對(duì)FMEA的文件對(duì)照FMEA的目標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)審(review)是被推薦的，包含管理評(píng)審。建立FMEA失效模式庫(kù)。2/2/20239現(xiàn)行預(yù)計(jì)的過(guò)程可能產(chǎn)生的失效模式分析分析對(duì)顧客或下工序的影響那些原因可能造成這個(gè)失效模式采取可行的對(duì)策評(píng)審、驗(yàn)證并將更改加入到其它文件2/2/202310顧客的定義設(shè)計(jì)FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是更高一級(jí)工程師及負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和服務(wù)活動(dòng)的工程師，或政府法規(guī)。過(guò)程FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是后序工序、維修工序或政府法規(guī)。2/2/202311下工序OEM使用者都是FMEA所要考慮的對(duì)象但最主要的是針對(duì)使用者可能產(chǎn)生的失效模式使用者下工序上工程設(shè)計(jì)過(guò)程2/2/202312小組責(zé)任工程師：產(chǎn)品工程師，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)均熟悉的人員擔(dān)任；成員視情況可包括（但不限于）裝配、制造、設(shè)計(jì)、分析/試驗(yàn)、可靠性、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方等參與。2/2/202313設(shè)計(jì)FMEA2/2/202314設(shè)計(jì)FMEA作用：

有助于對(duì)設(shè)計(jì)要求的評(píng)估及對(duì)設(shè)計(jì)方案的相互權(quán)衡。有助于對(duì)制造和裝配要求的最初設(shè)計(jì)。提高對(duì)系統(tǒng)和車(chē)輛運(yùn)行影響的可能。對(duì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)計(jì)劃和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供更多的信息。有助于建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)。為推薦降低風(fēng)險(xiǎn)的措施提供一個(gè)公開(kāi)的討論形式。為將來(lái)的分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改及開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計(jì)，提供參考?！?/p>

2/2/202315時(shí)間要求：

在一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前開(kāi)始。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，發(fā)生更改或獲得更多的信息時(shí)，持續(xù)予以更新。在產(chǎn)品加工圖樣完工之前全部完成。2/2/202316考慮因素：與上一層部件的裝配關(guān)系；產(chǎn)品與零部件的裝配關(guān)系；特殊特性；材料/外協(xié)件/標(biāo)準(zhǔn)件；可維修性；回收；搬運(yùn)；可制造性（可適當(dāng)考慮，此項(xiàng)主要在過(guò)程FMEA中考慮）2/2/202317定義：潛在失效模式:指過(guò)程可能發(fā)生的不滿(mǎn)足過(guò)程要求或設(shè)計(jì)意圖的形式,是對(duì)某具體工序不符合要求的描述.潛在失效影響:指失效模式對(duì)顧客的影響(顧客可以是下一道工序,后續(xù)工序或工位、代理商).嚴(yán)重度(S):潛在失效模式對(duì)顧客的影響影響的嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià)指標(biāo).頻度(O):指具體的失效起因/機(jī)理在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)發(fā)生的頻率.探測(cè)度(D):用現(xiàn)行控制方法找出失效模式可能發(fā)生的概率.2/2/202318定義：

風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN=S×O×D

風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN）規(guī)定：一般工廠(chǎng)應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。

2/2/202319嚴(yán)重度(S)推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表

2/2/202320關(guān)于嚴(yán)重度（S）說(shuō)明：嚴(yán)重度（S）一般不變。嚴(yán)重度（S）≥8以上，無(wú)論RPN大小如何。應(yīng)引起關(guān)切。嚴(yán)重度為1時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2/2/202321發(fā)生頻度（O）推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表：2/2/202322探測(cè)度（D）推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表

2/2/202323對(duì)FMEA的幾點(diǎn)要求：

FMEA只要寫(xiě)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，不用寫(xiě)程序。對(duì)部件進(jìn)行“FMEA框圖/環(huán)境極限條件”分析.（附錄A）通過(guò)項(xiàng)目小組（多功能小組）作FMEA。DFMEA是動(dòng)態(tài)文件，在產(chǎn)品加工圖樣完成前全部結(jié)束。跟蹤：用“FMEA檢查表”檢查DFMEA的結(jié)果。DFMEA不是靠過(guò)程控制來(lái)克服潛在的缺陷，但要考慮過(guò)程中能力的限制，如：必要的拔模（斜度）；要求的表面處理；裝配空間/工具可接近；要求的鋼材硬度；過(guò)程能力?！?/2/202324DFMEA框圖/環(huán)境極限條件（1）

系統(tǒng)名稱(chēng)：車(chē)型年：FMEA識(shí)別號(hào)：工作環(huán)境極限條件：1．溫度：2．濕度：3．外部材料：4．可燃性（靠近的熱源是什么？）：5．抗腐蝕性：6．沖擊：7．振動(dòng)：8．其他：9.設(shè)計(jì)框圖例子

2/2/202325DFMEA框圖/環(huán)境極限條件（2）

2341455開(kāi)關(guān)開(kāi)/關(guān)C燈罩A燈泡總成D＋極板E

電池B－極板F連接方法：不連接（滑動(dòng)配合）鉚接螺紋連接卡扣裝接壓緊裝置設(shè)計(jì)框圖實(shí)例2/2/202326

附表的幾點(diǎn)說(shuō)明（1）

關(guān)鍵日期：DFMEA——在制造樣件以前完成。設(shè)計(jì)責(zé)任：整車(chē)廠(chǎng)(OEM)、部門(mén)和小組，還包括供方名稱(chēng)。項(xiàng)目/功能：項(xiàng)目的名稱(chēng)和編號(hào)。如果一個(gè)項(xiàng)目有多種功能，有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能都單獨(dú)列出。設(shè)計(jì)潛在失效模式：要注意針對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)、強(qiáng)度、剛度、試驗(yàn)（振動(dòng)、破壞、裂紋、變形、松動(dòng)、泄漏、粘結(jié)、防腐、電路（電器）、氧化、斷裂…）、設(shè)計(jì)工裝……

“設(shè)計(jì)潛在失效影響”應(yīng)根據(jù)可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況描述。（項(xiàng)目小組發(fā)揮集體智慧）

分級(jí)（重要程度）：關(guān)鍵、重要、一般。

潛在失效的起因/機(jī)理：設(shè)計(jì)薄弱部分的跡象，要盡可能的范圍廣：典型的失效起因：材料不對(duì)、設(shè)計(jì)壽命估計(jì)不當(dāng)、應(yīng)力過(guò)大、潤(rùn)滑不足、維修保養(yǎng)不夠、計(jì)算錯(cuò)誤…典型的失效機(jī)理：屈服、疲勞、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損、腐蝕…

2/2/202327FMEA編號(hào)：填入fmea文件編號(hào),以便可以追蹤使用。制成fmea表編號(hào)如下:編號(hào)XXXX–XXXXXXXX-XX年月代號(hào)

(如：0406；04年6月)零件代號(hào)版本號(hào)2/2/202328項(xiàng)目填入將被分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件名稱(chēng)和編號(hào)；2/2/202329設(shè)計(jì)責(zé)任填入整車(chē)廠(chǎng)(OEM)、部門(mén)和小組,如果知道也包括供應(yīng)商名稱(chēng)整車(chē)廠(chǎng)GM(通用汽車(chē))FORD(福特汽車(chē))BENZ-CHRYSLER(奔馳─克萊斯勒)VW(大眾汽車(chē))TOYOTA(豐田)2/2/202330編制者填入負(fù)責(zé)編制FMEA工作的工程師姓名、電話(huà)及所在公司名稱(chēng)。姓名：XXX部門(mén)：XXX電話(huà)：XXX公司名稱(chēng)：XXX2/2/202331車(chē)型年/項(xiàng)目填入所分析的設(shè)計(jì)將要應(yīng)用和/或影響的車(chē)型年/項(xiàng)目(如果已知的話(huà))。什么牌子什么車(chē)型什知年份2/2/202332關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過(guò)生產(chǎn)設(shè)計(jì)發(fā)布日期。備注：在此例的供應(yīng)商，初始FMEA的最后完成日必須不超過(guò)產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成日期。關(guān)鍵日期產(chǎn)品圖紙發(fā)布日期2/2/202333FMEA日期填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期。第一版第二版第三版原始稿日期最新修訂日期2/2/202334核心小組:列出有權(quán)限參與或執(zhí)行這項(xiàng)工作負(fù)責(zé)人姓名和單位(建義將所有小組成員名字、單位、電話(huà)號(hào)碼、地址等另行列表)。2/2/202335項(xiàng)目/功能填入被分析項(xiàng)目的名稱(chēng)和其它相關(guān)信息。用盡可能簡(jiǎn)明的文字來(lái)說(shuō)明被分析項(xiàng)目滿(mǎn)足設(shè)計(jì)意圖的功能,如:溫度、濕度、壓力、壽命、外觀、尺寸、功能、性能、可靠性等；如該項(xiàng)目有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨(dú)列出。

2/2/202336潛在失效模式所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會(huì)未達(dá)到或不能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目/功能欄中所描述的預(yù)期功能的情況。對(duì)于特定的項(xiàng)目及其功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：裂紋、變形、松動(dòng)、泄漏、粘結(jié)、氧化、斷裂、不傳輸扭矩、打滑、無(wú)支撐、支撐不足、剛性嚙合、脫離太快、信號(hào)不足、信號(hào)間斷、無(wú)信號(hào)等。2/2/202337失效模式：盡可能的思考，在這臺(tái)汽車(chē)上會(huì)出現(xiàn)那些的故障呢？沒(méi)有剎車(chē)、空調(diào)不冷、照明不亮等等。2/2/202338潛在失效的影響潛在失效影響定義為顧客受到的失效模式對(duì)功能的影響。描述時(shí)應(yīng)盡可能從零件到部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)。典型的失效影響可能是；噪音、粗糙、工作不正常、不起作用、外觀不良、異味、不穩(wěn)定、工作減弱、運(yùn)行間歇、熱衰變、泄漏、不符合法規(guī)。2/2/202339嚴(yán)重度嚴(yán)重度是給失效模式最嚴(yán)重的影響影響的級(jí)別；嚴(yán)重度數(shù)值只有通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)；嚴(yán)重度的評(píng)定準(zhǔn)則見(jiàn)下表；嚴(yán)重度為9、10時(shí)應(yīng)制訂措施；嚴(yán)重度為1時(shí)不應(yīng)進(jìn)行后序分析。2/2/202340嚴(yán)重度(S)推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表

2/2/202341級(jí)別：對(duì)需要附加過(guò)程控制的零件或子系統(tǒng)的特殊過(guò)程特性進(jìn)行分級(jí)(如關(guān)鍵、主要、重要、重點(diǎn)等),若確定了級(jí)別應(yīng)通知設(shè)計(jì)工程師檢查文件標(biāo)識(shí).特殊特性標(biāo)識(shí)（顧客規(guī)定的標(biāo)識(shí)或組織自定標(biāo)識(shí)）。2/2/202342失效的潛在起因/機(jī)理所謂失效的潛在起因是指設(shè)計(jì)薄弱部分的跡象，其結(jié)果就是失效模式。盡可能列出每一失效模式的每一個(gè)潛在的起因/機(jī)理。可能是；規(guī)定的材料不正確、設(shè)計(jì)壽命設(shè)想不足等。2/2/202343頻度（O）頻度是指某一特定的起因/機(jī)理在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)出現(xiàn)的可能性。可根據(jù)下表確定頻度值。可參照FMEA庫(kù)判定頻度值。應(yīng)考慮維修的經(jīng)驗(yàn)；零件變化情況；用途變化情況；環(huán)境變化情況。2/2/202344頻度（O）推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表：2/2/202345Ppk換算2/2/202346現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制列出已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證或其它活動(dòng)，并且確保設(shè)計(jì)對(duì)于所考慮的失效模式和/或起因/機(jī)理是足夠的。措施可能是設(shè)計(jì)評(píng)審、失效與安全設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)研究、臺(tái)架/試驗(yàn)室試驗(yàn)、可性行評(píng)審、樣件試驗(yàn)、道路試驗(yàn)、車(chē)隊(duì)試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬等。設(shè)計(jì)控制分為兩類(lèi)：設(shè)計(jì)控制預(yù)防、設(shè)計(jì)控制探測(cè)。2/2/202347探測(cè)度探測(cè)度是與設(shè)計(jì)控制中所列的最佳探測(cè)控制相關(guān)聯(lián)的定級(jí)數(shù)探測(cè)度數(shù)值確定見(jiàn)下表2/2/202348探測(cè)度（D）推薦評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表

2/2/202349風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度數(shù)(S)、頻度數(shù)(O)和探測(cè)數(shù)(D)的乘積，見(jiàn)公式。

RPN=(S)×(O)×(D)風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)作為(S)×(O)×(D)的積，是對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)性的度量。風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)應(yīng)當(dāng)用于對(duì)過(guò)程中那些擔(dān)心事項(xiàng)進(jìn)行排序。RPN取值在1-1000之間。。一般工廠(chǎng)應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。

2/2/202350建議的措施應(yīng)首先對(duì)高嚴(yán)重度高RPN值的項(xiàng)目采取措施；順序一般為；嚴(yán)重度為9和10的項(xiàng)目，RPN值大的項(xiàng)目；采取措施應(yīng)先考慮嚴(yán)重度，其次頻度，再次探測(cè)度；可能的方法有：修改設(shè)計(jì)幾何尺寸/公差、修改材料規(guī)范、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、修改試驗(yàn)計(jì)劃。2/2/202351建議措施的責(zé)任填入每一項(xiàng)建議措施的責(zé)任組織的名稱(chēng)和個(gè)人的姓名以及目標(biāo)完成日期采取的措施在措施實(shí)施之后，填入實(shí)際措施的簡(jiǎn)要說(shuō)明以及生效日期。2/2/202352措施的結(jié)果記錄采取措施的后的RPN值；評(píng)審定級(jí)數(shù)值；評(píng)價(jià)進(jìn)一步采取措施的必要性；2/2/202353跟蹤措施保證設(shè)計(jì)要求得到實(shí)現(xiàn)；評(píng)審工程圖樣和規(guī)范；確認(rèn)這些已反映在裝配/生產(chǎn)文件之中；評(píng)審過(guò)程FMEA和控制計(jì)劃。2/2/202354過(guò)程FMEA

2/2/202355PFMEA作用：

確定與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程潛在失效模式；評(píng)價(jià)失效對(duì)顧客的潛在影響;確定過(guò)程時(shí)失效的原因，確定減少失效發(fā)生或找出失效的條件的過(guò)程變量；編制潛在失效模式分級(jí)表，然后建立糾正措施優(yōu)選體系;將制造或裝配過(guò)程的結(jié)果編制成文件.2/2/202356關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過(guò)計(jì)劃的投入生產(chǎn)日期。備注：在此例的供應(yīng)商，初始FMEA的最后完成日必須不超過(guò)PPAP提交日期。關(guān)鍵日期PPAP提交日期2/2/202357過(guò)程功能/要求填入被分析過(guò)程的名稱(chēng)和工序的簡(jiǎn)要說(shuō)明。用盡可能簡(jiǎn)明的文字來(lái)說(shuō)明被分析過(guò)程或工序的目的；如該過(guò)程有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨(dú)列出。

2/2/202358潛在失效模式所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會(huì)未達(dá)到或不能實(shí)現(xiàn)過(guò)程/功能欄中所描述的過(guò)程功能或設(shè)計(jì)意圖的情況。對(duì)于特定的過(guò)程及其功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：彎曲、毛刺、孔錯(cuò)位、斷裂、開(kāi)孔太深、漏開(kāi)孔