DFMEA失效模式與效應(yīng)分析教材

DFMEA失效模式與效應(yīng)分析PotentialFailureModeEffectsAnalysis

講授內(nèi)容一、FMEA基本概念二、FMEA之演變?nèi)?、國際間采用FMEA之狀況四、設(shè)計(jì)FMEA表填寫說明五、制程FMEA表填寫說明六、FMEA結(jié)果之應(yīng)用FMEA的基本概念1.對(duì)失效的產(chǎn)品進(jìn)行分析，找出零組件之失效模式，鑒定出它的失效原因，研究該項(xiàng)失效模式對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生什么影響。2.失效分析在找出零組件或系統(tǒng)的潛在弱點(diǎn)，提供設(shè)計(jì)、制造、品保等單位采取可行之對(duì)策。失效的定義

在失效分析中，首先要明確產(chǎn)品的失效是什么，否則產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析和可靠度評(píng)估結(jié)果將不一樣，一般而言，失效是指:1.在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時(shí)間)不能完成即定功能。2.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。3.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。FMEA過程順序系統(tǒng)有那些功能，特征，需要條件?會(huì)有哪些錯(cuò)誤?發(fā)生錯(cuò)誤會(huì)有多慘?那些錯(cuò)誤是什么造成的?發(fā)生之頻率?有那些預(yù)防和檢測(cè)檢測(cè)方法能多好程度我們能做什么?--設(shè)計(jì)變更--過程變更--特殊控制--改變標(biāo)準(zhǔn)程序或指南FMEA之功用

階段功用1.設(shè)計(jì)時(shí)間1.發(fā)掘所有可能之失效模式

2.依固有的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更

3.必要之處采用可靠性高之零組件2.開發(fā)階段1.明確把握失效原因，并實(shí)施適當(dāng)?shù)母纳?/p>

2.零件安全之寬放確認(rèn)

3.壽命、性能、強(qiáng)度等之確認(rèn)3.制造階段1.活用工程設(shè)計(jì)，進(jìn)而改善制程上之弱點(diǎn)

2.利用FMEA之過程制訂必要之制程標(biāo)準(zhǔn)4.客戶抱怨階段1.不同之環(huán)境產(chǎn)生之失效，以FMEA克服

2.不同之使用法產(chǎn)生之失效，以FMEA克服FMEA之演變1.FMECA為FMEA之前身，系在1950由格魯曼飛機(jī)提出，用在飛機(jī)主控系統(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(cè)中。3.60年代初期，美太空總署將FMECA成功的應(yīng)用于太控計(jì)劃。美軍同時(shí)也開始應(yīng)用FMECA技術(shù)，并于1974年出版MIL-STD-1629FMECA作業(yè)程序。4.1980年修改為MIL-STD-1629A，延用至今5.1920由國際電工委員會(huì)(IEC)出版之FMECA國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC812)，即參考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。FMEA之特征1.是一項(xiàng)以失效為討論重點(diǎn)的支持性與輔助性的可靠度技術(shù)。2.用表格方式進(jìn)行工程分析，使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)與制程規(guī)劃時(shí)，早期發(fā)現(xiàn)缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統(tǒng)化之工程設(shè)計(jì)輔助工具。4.QS9000/IATF16949FMEA因分析對(duì)象不同分成“設(shè)計(jì)FMEA”及“制程FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析項(xiàng)目缺少現(xiàn)行管制方法，故適合設(shè)計(jì)時(shí)使用。5.FMEA為歸納法之應(yīng)用，根據(jù)另組件的失效數(shù)據(jù)，由下而上推斷系統(tǒng)的失效模式及其效應(yīng)，是一種向前推演的方法。國際間采用FMEA之狀況1.ISO90048.5節(jié)FMEA作為設(shè)計(jì)審查之要項(xiàng)。2.CE標(biāo)志，以FMEA作為安全分析方法。3.ISO14000,以FMEA作為重大環(huán)境影響面分析與改進(jìn)方法。4.QS9000以FMEA作為設(shè)計(jì)與制程失效分析方法。設(shè)計(jì)FMEA之目的1.幫助設(shè)計(jì)需求與設(shè)計(jì)方案的評(píng)估。2.幫助初始設(shè)計(jì)對(duì)制造和裝配的需求。3.在設(shè)計(jì)發(fā)展階段，增加失效模式和系統(tǒng)效應(yīng)分析的次數(shù)。4.提供另一項(xiàng)分析信息，幫助設(shè)計(jì)驗(yàn)證之規(guī)劃。5.根據(jù)對(duì)顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，并按序改善。6.提供一項(xiàng)改善方案，可以減少矯正與追查的活動(dòng)。7.提供更好的參考數(shù)據(jù)，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)解決問題，評(píng)估設(shè)計(jì)變更和發(fā)展更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。N設(shè)計(jì)FMEA作業(yè)流程組成DFMEA小組資料匯集厘訂FMEA計(jì)劃建立功能方塊圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹設(shè)計(jì)可靠度展開決定分析之項(xiàng)目功能進(jìn)行DFMEA分析選擇關(guān)鍵失效模式選擇關(guān)鍵失效模式矯正預(yù)防填寫矯正后風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)所有RPN小于規(guī)定值FTA分析DFMEA報(bào)告設(shè)計(jì)審查記錄保存NYY設(shè)計(jì)FMEA表(2)系統(tǒng)FMEA編號(hào):

(1)(2)子系統(tǒng)頁次:

of(2)零組件:(2).設(shè)計(jì)責(zé)任:(3).準(zhǔn)備者:(4)車型/年份:(5).生效日期:

FMEA日期(制訂)(7)(修訂)(7).核心小組:(8).項(xiàng)目功能潛在失效模式潛在失效效應(yīng)嚴(yán)重度等級(jí)潛在原因設(shè)備失效發(fā)生度現(xiàn)行預(yù)防設(shè)計(jì)管制現(xiàn)行檢測(cè)設(shè)計(jì)管制難檢度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)建議措施負(fù)責(zé)人與日期執(zhí)行結(jié)果采行措施SODRPN設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(1)FMEA編號(hào):填入FMEA文件編號(hào)，以便可以追蹤使用。(2)系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零組件:指示合適的分析等級(jí)，并填入系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件名稱或零件名稱和編號(hào)。(3)設(shè)計(jì)責(zé)任者:填入OEM、部門和小組，也包括供貨商名稱。(4)準(zhǔn)備者:填入準(zhǔn)備FMEA責(zé)任工程師的姓名、電話號(hào)碼、公司。

A.系統(tǒng)FMEA范圍:-底盤系統(tǒng);-點(diǎn)火系統(tǒng);-內(nèi)部系統(tǒng)

B.子系統(tǒng)FMEA范圍

-底盤系統(tǒng)之前懸吊系統(tǒng)

C.零件范圍

-“Strut”為前懸吊系統(tǒng)之零件。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(5)車型/年份:填入想要分析/制造的車型年份。(6)生效日期:最初FMEA發(fā)布日期,不能超過開始計(jì)劃生產(chǎn)的日期(7)FMEA日期:填入FMEA最初制訂日期，和最新被修訂日期。(8)核心小組:列出有權(quán)限參與或執(zhí)行這項(xiàng)工作的負(fù)責(zé)個(gè)人和單位。

(建議將所有小組成員名字、單位、電話號(hào)碼、地址等另行列表)(9)項(xiàng)目/功能:填入要被分析的名稱和編號(hào)。利用專用名詞和工程圖面上顯示的設(shè)計(jì)等級(jí)。于首次正式發(fā)行之前，可以使用實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的編號(hào)。盡可能簡潔地，填入被分析項(xiàng)目的功能使之符合設(shè)計(jì)意圖。包括這個(gè)系統(tǒng)作業(yè)相關(guān)環(huán)境的信息(如:定溫度、壓力、濕度范圍)。如果項(xiàng)目包含一個(gè)以上有不同潛在失效模式功能時(shí)，則列出所有個(gè)別功能。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(10)潛在失效模式潛在失效模式是零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)于符合設(shè)計(jì)意圖過程中可能失效的種類。潛在失效模式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)。列出特別項(xiàng)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。潛在失效模式僅可能發(fā)生于某些作業(yè)條件下(如:熱、冷、干、多灰塵的條件)和在某些使用條件下(如:行駛哩數(shù)在平均數(shù)以上、粗糙不平的地形、僅在市區(qū)行駛)。一般的失效模式包含下列各項(xiàng)，但不限于此:破碎的、變形、松馳、泄漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(11)潛在失效效應(yīng)為被客戶查覺在功能特性上失效模式的效應(yīng)。也就是:失效模式一旦發(fā)生時(shí)，對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備以及操作時(shí)使用的人員所造成影響。一般在討論失效效應(yīng)時(shí)，先檢討失效發(fā)生時(shí)對(duì)于局部所產(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(jí)人員、裝備所可能造成的影響。例如:由于某個(gè)間歇性的系統(tǒng)作業(yè)造成某個(gè)零組件的破碎，可能造成于組合過程的震動(dòng)。這個(gè)間歇性系統(tǒng)作業(yè)降低了系統(tǒng)功效，最后引起客戶不滿意。常見的失效效應(yīng)包括:噪音、漏氣、操作費(fèi)力、電動(dòng)窗不作用、煞車不靈、跳動(dòng)、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、產(chǎn)生臭氣、外觀不良……等。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(12)嚴(yán)重度影響標(biāo)準(zhǔn)影響的嚴(yán)重性等級(jí)無警告的危險(xiǎn)非常高的嚴(yán)重等級(jí)，當(dāng)潛在失效模式影響到車輛操作安全和/或牽涉到違反政府法規(guī)時(shí)，沒有事先警告產(chǎn)生10有警告的危險(xiǎn)非常高的嚴(yán)重等級(jí)，當(dāng)潛在失效模式影響到車輛操作安全和/或牽涉到違反政府法規(guī)時(shí)，有事先警告產(chǎn)生9非常高車輛/項(xiàng)目無法操作，喪失原來功能8高車輛/項(xiàng)目可以操作，但降低功能等級(jí)，客戶不滿意。7稍有車輛/項(xiàng)目可以操作，但令人舒適或便利的項(xiàng)目無法運(yùn)作，客戶通常會(huì)感受到不舒適。6低車輛/項(xiàng)目可以操作，但令人舒適或便利的項(xiàng)目未達(dá)到功能要求，客戶有時(shí)會(huì)不滿意5非常低裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點(diǎn)大部份客戶都會(huì)發(fā)現(xiàn)。4較小的裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點(diǎn)可能會(huì)被客戶發(fā)現(xiàn)。3非常小裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點(diǎn)會(huì)被有鑒別能力的客戶發(fā)現(xiàn)。2沒有沒有影響。1設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(13)等級(jí)這個(gè)字段用來區(qū)分任何對(duì)零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)將要求附加于制程管制的特性(如:關(guān)鍵的、主要的、重要的)。任何項(xiàng)目被認(rèn)為是要求的特殊制程管制，將被以適當(dāng)?shù)奶卣骰蚍?hào)列入設(shè)計(jì)FMEA的分等字段，并將于建議行動(dòng)字段被提出。每一個(gè)于設(shè)計(jì)FMEA列出的項(xiàng)目，將在制程FMEA的特殊制程管制中被列出。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(14)潛在原因/設(shè)備失效1.潛在原因2.設(shè)備失效?錯(cuò)誤的原物料規(guī)格。?生產(chǎn)良率。?不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)壽命假設(shè)。?原物料材質(zhì)不穩(wěn)定。?潤滑或加油能力不足。?磨損。?不適當(dāng)?shù)木S護(hù)作業(yè)。?金屬疲勞。?缺之環(huán)境保護(hù)。?裝備欠流暢。?錯(cuò)誤的算法。?腐蝕?超過壓力?設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(15)發(fā)生度參考下列各因素，決定發(fā)生度等級(jí)值(1~10):1.相似零件或子系統(tǒng)的過去服務(wù)歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)?2.零件、上一階零件或分系統(tǒng)是否滯銷?3.上一階零件或分系統(tǒng)改變程度的大小?4.零件與上一階零件，基本上是否有差異?5.零件是否為全新的產(chǎn)品?6.零件使用條件是否改變?7.作業(yè)環(huán)境是否改變?8.是否運(yùn)用工程分析去預(yù)估，應(yīng)用此零件之發(fā)生度?設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(15)發(fā)生度之參考指標(biāo):失效的機(jī)率可能失效的比率等級(jí)非常高:持續(xù)不斷的失效。≧100(每1000單位)1050(每1000單位)9高:經(jīng)常失效。20(每1000單位)810(每1000單位)7一般的:失效偶而發(fā)生。5(每1000單位)62(每1000單位)51(每1000單位)4低:失效比較少發(fā)生。0.5(每1000單位)3極少的:失效未必有發(fā)生。0.1(每1000單位)2≦0.01(每1000單位)1設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(16)現(xiàn)行設(shè)計(jì)管制列出利用預(yù)防措施、設(shè)計(jì)驗(yàn)證/確認(rèn)(DV)、或其它活動(dòng)，而這些活動(dòng)是用來確認(rèn)對(duì)失效模式設(shè)計(jì)適當(dāng)，和/或原因/設(shè)備均被考慮，目前常用的管制為一些已被使用或正在使用的相同或類似的設(shè)計(jì)。(如:道路測(cè)試、設(shè)計(jì)審查、數(shù)學(xué)研究、可行性審查、原型測(cè)試、車隊(duì)測(cè)試等)。有三種設(shè)計(jì)管制或特征:(1)預(yù)防原因/設(shè)備，或失效模式/效應(yīng)發(fā)生，或降低發(fā)生比率。

(2)偵測(cè)原因或設(shè)備，并提出矯正措施。

(3)偵測(cè)失效模式?？赡艿脑?，最先使用第(1)種管制;其次，才使用第(2)種管制;

最后，才使用第(3)種管制。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(17)難檢度查出失效標(biāo)準(zhǔn):查出可能會(huì)因設(shè)計(jì)管制的缺失等級(jí)完全不確定設(shè)計(jì)管制無法查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式;或根本沒設(shè)計(jì)管制。10非常些微非常些微機(jī)會(huì)可以查出在潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。9些微些微的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。8非常低的非常低的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。7低的較低的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。6適中的適中的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。5適度高的適度高的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。4高的較高的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。3非常高的非常高的機(jī)會(huì)可以查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。2幾乎確定設(shè)計(jì)管制幾乎可以確定查出潛在原因/設(shè)備裝置和后面相關(guān)的失效模式。1設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(18)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)是嚴(yán)重度(S)、發(fā)生度(O)、和難檢度(D)的乘積。

RPN=(S)*(O)*(D)

是一項(xiàng)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。當(dāng)RPN較高時(shí)，設(shè)計(jì)小組應(yīng)提出矯正措施來降低RPN數(shù)。一般實(shí)務(wù)上，會(huì)特別注意嚴(yán)重度之失效模式，而不理會(huì)RPN之?dāng)?shù)值。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(19)建議措施:

當(dāng)失效模式依RPN數(shù)排列其風(fēng)險(xiǎn)順序時(shí)，針對(duì)最高等級(jí)的影響和關(guān)鍵項(xiàng)目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發(fā)生度、嚴(yán)重度、和/或難檢度。增加設(shè)計(jì)驗(yàn)證或確認(rèn)措施的結(jié)果，只可降低難檢度的等級(jí)。透過設(shè)計(jì)變更去除或管制某一或多個(gè)影響失效模式的原因/設(shè)備，只能降低發(fā)生度的等級(jí)。只有設(shè)計(jì)變更能降低嚴(yán)重度等級(jí)。可考慮下列的采行措施，但并不限于此:?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

?修改測(cè)試計(jì)劃

?修改設(shè)計(jì)

?修改原物料規(guī)格設(shè)計(jì)FMEA填寫說明(20)負(fù)責(zé)人與日期:填入建議措施的負(fù)責(zé)單位或個(gè)人，和預(yù)定完成日期。(21)采行措施:完成矯正措施后，填入簡短的執(zhí)行作業(yè)和生效日期。(22)RPN結(jié)果:將矯正措施實(shí)施后，經(jīng)鑒定、評(píng)估和記錄嚴(yán)重度、發(fā)生度、和難檢度的等級(jí)結(jié)果填入，進(jìn)一步的措施只要重復(fù)(19)~(22)之步驟即可。設(shè)計(jì)FMEA填寫說明

設(shè)計(jì)責(zé)任工程師應(yīng)負(fù)責(zé)確認(rèn)所有的建議措施均已執(zhí)行或有適當(dāng)?shù)膶?duì)策提出。FMEA文件應(yīng)適時(shí)修正并能反應(yīng)最新的設(shè)計(jì)等級(jí)，和最近有關(guān)的措施，包括開始量產(chǎn)后所發(fā)生的。設(shè)計(jì)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:?確認(rèn)達(dá)成設(shè)計(jì)要求。

?審查工程圖面和規(guī)格。

?組裝和制造文件編訂確認(rèn)。

?審查設(shè)計(jì)FMEA和管制計(jì)劃追蹤確認(rèn)設(shè)計(jì)FMEA表(范例1)

系統(tǒng)FMEA編號(hào):0001.

子系統(tǒng)頁次:1of1.

零組件:

冷凝器.設(shè)計(jì)責(zé)任:

.準(zhǔn)備者:(4)車型/年份:

嘉年華.生效日期:20.10.21FMEA日期(制訂)20.8.01(修訂).核心小組:

設(shè)計(jì)二課成員.項(xiàng)目功能潛在失效模式潛在失效效應(yīng)嚴(yán)重度等級(jí)潛在原因設(shè)備失效發(fā)生度現(xiàn)行預(yù)防設(shè)計(jì)管制現(xiàn)行檢測(cè)設(shè)計(jì)管制難檢度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)建議措施負(fù)責(zé)人與日期執(zhí)行結(jié)果采行措施SODRPN冷凝器將高溫高壓氣態(tài)冷煤,變?yōu)楦邏褐袦匾簯B(tài)冷煤冷媒泄漏造成冷氣不冷或AC不動(dòng)作777材質(zhì)不當(dāng)容易腐蝕高溫變形振動(dòng)接點(diǎn)破損346一般可靠度實(shí)驗(yàn)同上同上875168196210加強(qiáng)耐腐蝕測(cè)試加嚴(yán)高溫測(cè)試加嚴(yán)振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)課依測(cè)試報(bào)告編號(hào):1212變更材質(zhì)依測(cè)試報(bào)告編號(hào):3212容許彎曲2-13mm實(shí)結(jié)果可接受5%變異以上需作實(shí)車作動(dòng)耐久設(shè)計(jì)FMEA表(范例2)

系統(tǒng)FMEA編號(hào):0001.

子系統(tǒng)頁次:1of1.

零組件:

主油壓缸.設(shè)計(jì)責(zé)任:

.準(zhǔn)備者:(4)車型/年份:

.生效日期:20.10.1FMEA日期(制訂)20.9.01(修訂).核心小組:

設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)小組.項(xiàng)目功能潛在失效模式潛在失效效應(yīng)嚴(yán)重度等級(jí)潛在原因設(shè)備失效發(fā)生度現(xiàn)行預(yù)防設(shè)計(jì)管制現(xiàn)行檢測(cè)設(shè)計(jì)管制難檢度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)建議措施負(fù)責(zé)人與日期執(zhí)行結(jié)果采行措施SODRPN提高推高機(jī)油壓煞車動(dòng)力活塞無法正常動(dòng)作無法煞車8活塞卡住,高低壓油杯不良8自測(cè)6384加強(qiáng)活塞零件檢驗(yàn)是否在設(shè)計(jì)規(guī)格內(nèi)全檢品管同建議措施836144活塞無法正常還原8高低壓油杯蓋不良，彈簧片折損