FMEA培訓(xùn)資料-新版

FMEA標題潛在失效模式及其后果分析（FMECA）2021/6/271FMEA引言引言

從神舟載人飛船談起2021/6/272FMEA引言產(chǎn)品可靠性

——現(xiàn)代產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵產(chǎn)品二種質(zhì)量指標性能指標——產(chǎn)品完成規(guī)定功能所需的性能可靠性指標——產(chǎn)品性能隨時間保持的能力產(chǎn)品競爭的焦點

誰不重視可靠性必將受到懲罰

!2021/6/273第一講概述1.1

FMECA包含兩部分

失效模式及后果分析(FMEA);

危害度分析(CA);

FMEA與CA合并為FMECA。

可靠性工程中最基本、最有效和最重要的分析技術(shù)之一FMEA2021/6/2741.2發(fā)展過程

FMEA60年代中期由美國軍方研發(fā)和建立;

首先在航空航天及核技術(shù)中應(yīng)用;

后對可能造成特別嚴重后果的失效進行單獨分析，發(fā)展成危害度分析，即CA，與FMEA合稱FMECA;

以后在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，并形成相應(yīng)標準。FMEA

——概述2021/6/2751.3現(xiàn)狀

在航天工程研制中，己被規(guī)定為必須采用的方法；

在汽車制造業(yè)中，已成為汽車OEM廠商及其供應(yīng)商質(zhì)量體系要求之一；

如:QS9000與VDA6.1→TS16949

產(chǎn)品特點:大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)高科技產(chǎn)品

FMEA

——概述2021/6/276ISO/TS16949技術(shù)規(guī)范PPAP:生產(chǎn)件批準程序APQP:產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃SPC:統(tǒng)計過程控制FMEA:潛在失效模式及后果影響分析MSA:測量系統(tǒng)分析體系要求的五大核心工具之一:2021/6/277FMEA參考手冊由北美三大汽車公司（克萊斯勒、福特和通用）FMEA工作組編寫；是一本設(shè)計FMEA和過程FMEA的開發(fā)指南；目的不在于定義要求，而是在于闡明FMEA技術(shù)開發(fā)中的問題；1993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；2008年6月發(fā)布第四版；2001年11月發(fā)布《設(shè)備和工裝潛在失效模式及后果分析（MFMEA）》第一版；手冊提供了應(yīng)用FMEA技術(shù)的總體指南，但并沒有給出如何完成每一FMEA項目的具體說明，也不是綜合性的參考資料或培訓(xùn)資料。2021/6/278包含與系統(tǒng)、子系統(tǒng)、接口和零部件等級別的設(shè)計相關(guān)的方法，以及與制造和裝配的過程相關(guān)的方法；增加索引、示例，重要段落予以標示，更易理解使用；定義并強化設(shè)計和過程FMEA的聯(lián)系的理解，同時定義了和其他工具的關(guān)聯(lián)；改進了嚴重度、發(fā)生頻度、探測度的評級表，以便對實際分析和使用更有意義；介紹了行業(yè)內(nèi)目前使用的可選方法，不再強調(diào)“標準表格”建議不要把RPN作為風(fēng)險評估的首要方法。FMEA參考手冊第四版的變化2021/6/279FMEA參考手冊第四版的變化第一章：提供了FMEA通用指南，提出管理者支持的需求和定義一個開發(fā)并維持FMEA的過程的需求，以及持續(xù)改進需求；第二章：描述了在DFMEA和PFMEA之間比較通用的應(yīng)用方法，其中包括：策劃、策略、措施計劃、管理者支持的需求和FMEA中的職責(zé)；第三章：著重于DFMEA，包括，建立分析的范圍、框圖使用、DFMEA的各種類型，小組的組建、分析的基本程序、措施計劃、后續(xù)行動、RPN的可選方法、與PFMEA以及確認計劃的聯(lián)系。第四章：著重于PFMEA，包括，建立分析的范圍、流程圖的使用、小組的組建、分析的基本程序、措施計劃、與DFMEA以及控制計劃的開發(fā)的聯(lián)系。2021/6/2710對組織和管理者的影響2021/6/2711對組織和管理者的影響2021/6/2712

1.4FMEA技術(shù)的應(yīng)用：設(shè)計----一開始就使缺陷降到最低盡可能完善,管理效益↑↑制造----不是根據(jù)發(fā)生的問題采取措施，而是事先對可能發(fā)生的問題進行先期控制事物----經(jīng)驗/認識的程度↑↑避免在過程階段化費大量人力物力2021/6/2713Thephilosophybehindit:

FMEA背后的理念DOITRIGHTTHEFIRSTTIME

——

第一次就做好AvoidTRIALANDERROR

——

避免嘗試和失誤

1.4FMEA技術(shù)的應(yīng)用：關(guān)注產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性安全性2021/6/2714第二講有關(guān)術(shù)語與概念2.1可靠性與可靠度2.2失效與壽命特征參數(shù)2.3系統(tǒng)與可靠性模型2.4可靠性工程2.5失效模式

——有關(guān)術(shù)語FMEA2021/6/27152.1可靠性與可靠度

2.1.1可靠性產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。FMEA

規(guī)定條件：使用條件、環(huán)境條件、貯存條件規(guī)定時間：小時、頻次、里程規(guī)定功能：故障判據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量特性隨時間變化的內(nèi)在規(guī)律2021/6/2716可靠性的形成

設(shè)計過程形成：分析、評估、優(yōu)化

生產(chǎn)過程形成：控制計劃

使用過程形成：使用規(guī)范固有可靠性}

2.1.1可靠性FMEA使用可靠性2021/6/27172.1.2可靠度產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。可靠度是時間的遞減函數(shù)。

——有關(guān)術(shù)語R（t）=P（T>t）FMEA2021/6/2718可靠性

可靠度的估計值：

R(t)=—————^No-r(t)No其中：No:t=0時刻，在規(guī)定條件下工作的產(chǎn)品數(shù)

r(t):在0→t時刻的工作時間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)100臺計算機開始工作t=0tt=1000h仍有95臺在工作有5臺發(fā)生故障

——有關(guān)術(shù)語2021/6/2719可靠性

2.1.3累積故障概率

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率亦稱為不可靠度

F(t)=P(T≤t)

——有關(guān)術(shù)語2021/6/2720可靠性累積故障概率的估計值：F(t)=————r(t)No^其中：No、R(t)同可靠度計算

——有關(guān)術(shù)語2021/6/27212.2失效與故障2.2.1定義：產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部份不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)。故障與失效在英文中統(tǒng)稱failure；故障→可修復(fù)產(chǎn)品失效→不可修復(fù)的產(chǎn)品。FMEA2021/6/2722失效的三種形式失效的三種形式:

1）功能失效

2）參數(shù)失效

3）破壞失效2021/6/27232.2.3失效率已工作到t時刻的產(chǎn)品，在t時刻后單位時間

t內(nèi)發(fā)生故障的概率。λ（t）=

r（t）NS

t0tr（t）

r（t）t+ttN0NS

——有關(guān)術(shù)語FMEA2021/6/27241)平均故障時間(MTTF)MTTF=—

ti

其中：No：參加試驗數(shù)→最終失效數(shù)

tI：開始工作到失效的時間1N0i=1

2.2.4壽命特征參數(shù)可靠性N0不可修復(fù)的產(chǎn)品:由于產(chǎn)品用途的規(guī)定/經(jīng)濟上的考慮不能或不需要修理的產(chǎn)品；2021/6/27252)平均故障間隔時間(MTBF)其中n：故障發(fā)生次數(shù);

tI：每次工作持續(xù)時間

T：產(chǎn)品總工作時間MTBF=—

tI=—i=1n1

2.2.4壽命特征參數(shù)可靠性nTn可修復(fù)的產(chǎn)品:基本修復(fù)、完全修復(fù)2021/6/2726可靠性產(chǎn)品維修性3)平均修復(fù)時間(MTTR)其中：n：修復(fù)次數(shù)

tI:第i次修復(fù)時間MTTR=—

tii=1n1n

2.2.4壽命特征參數(shù)2021/6/2727

系統(tǒng):

廣義概念:由若干個單元有機組成的一個可完成某一功能的綜合體。狹義概念:為完成某項任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)某種功能的設(shè)備、人員、技術(shù)及環(huán)境的集合。FMEA2.3系統(tǒng)與可靠性模型系統(tǒng)的可靠性R系=R設(shè)·R軟件·R人員·R接口2021/6/2728

一般系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)SystemSE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.1SE2.2SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接點——系統(tǒng)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖...（SE：系統(tǒng)單元）2021/6/2729

串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型A1A2A3An

RS（t）=

Ri（t）ni=1——系統(tǒng)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

S（t）=

1+

2+

3+…+

n2021/6/2730

并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型A1A2An

RS（t）=1-〔1-Ri（t）〕ni=1——系統(tǒng)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖…2021/6/2731

混聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型A1A1B2B1B3C1C2A3——系統(tǒng)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2021/6/27322.4可靠性工程

目的:減少失效率和壽命周期費用；最佳區(qū)域R（t）費用總費用研制費用使用費用FMEA2021/6/2733

可靠性工程內(nèi)容：

(1)論證確定可靠性指標定性→定量：MTBF/λ（t）

準則:1)必要性；2)可能性；3)危害性；

4)重要性(后果程度)；5)復(fù)雜性。

FMEA

——有關(guān)術(shù)語2021/6/2734(2)進行可靠性計算:指標分配、預(yù)計、評估可靠性模型；(3)進行可靠性分析FMECA/FTA；(4)制定可靠性設(shè)計準則；(5)進行可靠性驗證與評估。(6)可靠性控制→生產(chǎn)制造。(7)可靠性維護→用戶使用。FMEA

——有關(guān)術(shù)語2021/6/2735

失效模式：元器件或產(chǎn)品失效的一種表現(xiàn)形式；

例：繼電器的觸頭失效模式。

失效后果：失效模式對產(chǎn)品功能、安全性所造成的后果；

危害度(嚴重度)：某種失效后果的嚴重程度；

潛在失效模式：可能發(fā)生的失效模式。

FMEA2.5失效模式2021/6/2736典型的失效模式彎曲毛刺孔錯位斷裂轉(zhuǎn)運損壞漏開孔臟污變形表面太光滑短路開路接觸不良表面粗糙開孔太深注意：失效模式應(yīng)以規(guī)范化技術(shù)術(shù)語描述，不同于顧客察覺的現(xiàn)象2021/6/2737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(shè)備危害操作者工裝過度磨損對最終使用者對下道工序2021/6/2738FMEA物理的：磨損、屈服、疲勞…化學(xué)的：腐蝕、老化、變質(zhì)…原材料/元器件缺陷：不穩(wěn)定、不均勻、選擇處理不當(dāng)?shù)湫偷氖C理2021/6/2739失效的潛在起因/機理扭矩不當(dāng)焊接不當(dāng)測量不精確熱處理不當(dāng)澆口/通風(fēng)不足潤滑不足或無潤滑零件漏裝或錯裝定位器有碎屑損壞的工裝不正確的機器設(shè)置起因機理2021/6/2740失效發(fā)生的主要原因分布失效發(fā)生的原因主要包括六個方面：一、設(shè)計問題；二、材料問題（含器件）三、加工問題；四、裝配問題；五、檢測問題；六、使用問題。2021/6/2741可能發(fā)生的失效模式FMEA（1）指可適合于系統(tǒng)性、要求和運行限制的其它獨特失效條件2021/6/27423.1可靠性分析3.2失效分析技術(shù)3.3FMECA分析技術(shù)

3.4FEMA特點3.5分析對象、范圍3.6目的、意義、作用第三講FMECA分析技術(shù)

2021/6/27433.1可靠性分析

為了保證產(chǎn)品/過程設(shè)計的可靠性，應(yīng)對設(shè)計方案做可靠性分析；

目的:1）評價系統(tǒng)及其組成單元的可靠性水平；

2）提高系統(tǒng)及其組成單元的可靠性(更重要)

主要方法:故障/失效分析技術(shù)。FMEA第三講FMECA分析技術(shù)

2021/6/27443.2失效分析技術(shù)

對發(fā)生或可能發(fā)生失效的系統(tǒng)及其組成單元進行分析。

鑒別其失效模式、失效原因(失效機理)；

估計該失效模式對系統(tǒng)可能產(chǎn)生的后果；

分析該后果的嚴重程度(影響和后果分析)；

采取措施，提高系統(tǒng)的可靠性。

FMEA——FMECA分析技術(shù)2021/6/2745常用失效分析方法

按失效原因分類:

——直方圖、因果圖、主次圖；按失效模式影響分類:——FMECA、FTA、ETA；按綜合應(yīng)用分類:——FMECA+FTA、——FTA+ETA。

FMEA2021/6/27463.3

FMECA分析技術(shù)

潛在失效模式影響及后果分析(FMEA):FailureModeandEffectsAnalysis

一種系統(tǒng)化的可靠性定性分析方法;通過對系統(tǒng)各組成部分進行事前分析，發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品或過程中潛在的失效模式，查明其對系統(tǒng)的影響程度，以便采取措施進行預(yù)防。

危害度分析(CriticalityAnalysis,簡稱CA):對可能造成特別嚴重后果的失效模式進行單獨分析的方法;

FMEA與CA合稱FMECA。FMEA2021/6/27473.4

FEMA特點

系統(tǒng)性:全面的、系統(tǒng)的、有組織的活動；規(guī)范性：規(guī)定格式或程序；預(yù)想性:預(yù)想、預(yù)防、時機；時間性：產(chǎn)品或過程正式定型之前；動態(tài)性:隨設(shè)計、信息的改變，及時不斷修改；復(fù)雜性:系統(tǒng)復(fù)雜、工作量大、要求高；協(xié)同性:系統(tǒng)有關(guān)人員、有關(guān)專業(yè)人士共同合作。

FMEA——

FMECA分析技術(shù)

2021/6/27483.5分析對象、范圍

不同技術(shù)——

機、電、液、氣等，及其組合；

不同對象——

硬件、軟件與行為；

不同過程——

設(shè)計、試驗、工藝、方法等任

何過程；

不同領(lǐng)域——可靠性、安全性、維修性。

不同層次——

系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件、元器件。FMEA——FMECA分析技術(shù)2021/6/27493.6目的、意義、作用1)全面找出一切的、可能的失效模式；

2)單點失效:

——

一旦發(fā)生，導(dǎo)致不可接受的/嚴重影響的后果；FMEA

——目的、作用有效降低開發(fā)設(shè)計或制造過程中的風(fēng)險2021/6/27503）為可靠性建模、設(shè)計評定提供依據(jù)，有助于更有利的設(shè)計控制方法，為制定設(shè)計計劃，質(zhì)量控制計劃提供正確的、恰當(dāng)?shù)母鶕?jù)；4）有助于早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，從而避免和減少晚期修改帶來的損失，使開發(fā)的成本下降；5）有助于可制造性和裝配性的早期考慮，利于實施同步工程技術(shù)；3.6目的、意義、作用有效降低產(chǎn)品研發(fā)的周期和成本2021/6/27516）識別系統(tǒng)特殊特性的重要工具，有助于質(zhì)量控制計劃的制定。7)制定關(guān)鍵件/重要件清單；8)確定需要重點控制的環(huán)節(jié)；有效進行可靠性控制FMEA3.6目的、意義、作用2021/6/27529）進行故障診斷、隔離；10）制定維修方案；11）必要時進行結(jié)構(gòu)重組；FMEA有效保障系統(tǒng)的可靠性和方便維修改進

——目的、作用3.6目的、意義、作用2021/6/275312）給出的失效模式的風(fēng)險評估順序，提供改進設(shè)計的優(yōu)先控制系統(tǒng)，從而引導(dǎo)資源去解決需要優(yōu)先解決的問題。13）一個組織的經(jīng)驗積累，特別是將跨職能小組的集體知識文件化，為以后的設(shè)計開發(fā)項目提供寶貴的參考。14）發(fā)揮集體的經(jīng)驗與智慧，使設(shè)計表現(xiàn)出組織的最佳水平，提供了一個公開討論的機會。有效提高組織的管理/控制的能力和水平3.6目的、意義、作用2021/6/2754第四講

一般工作程序4.1應(yīng)用FMEA過程的三種情況4.2FMECA計劃與輸入4.2.1FMECA計劃4.2.2FMECA的輸入4.3FMECA的一般工作程序2021/6/27554.1應(yīng)用FMEA過程的三種情況情況一：新設(shè)計、新技術(shù)、或新過程——FMEA的范圍是完整的設(shè)計、技術(shù)和過程；情況二：對現(xiàn)有設(shè)計和過程的更改——FMEA的范圍應(yīng)當(dāng)著重于設(shè)計和過程的更改、由更改而可能引起的相互作用以及從市場上所獲得的歷史信息，它可包括法規(guī)要求的變更。情況三：在新的環(huán)境、場所、應(yīng)用或使用形式下（包括工作環(huán)境、法規(guī)要求等）使用現(xiàn)有的設(shè)計和過程?！狥MEA的范圍應(yīng)當(dāng)著重于新的環(huán)境、場所、應(yīng)用或使用形式對現(xiàn)有設(shè)計和過程的影響。2021/6/2756

4.2FMECA計劃與輸入

不同階段的FMECA要求

分析方法

表格模式

最低約定層次

編碼體系

失效判據(jù)

與其它工作計劃的配合

FMEA4.2.1FMECA計劃2021/6/27574.2.2FMECA的輸入

設(shè)計任務(wù)書；

設(shè)計方案論證報告；有關(guān)的設(shè)計圖樣、工藝文件；有關(guān)產(chǎn)品/系統(tǒng)的工作環(huán)境和預(yù)期的用途；

被分析對象及所處系統(tǒng)、分系統(tǒng)在啟動運行、操作維修中的功能、性能、可靠性信息；

可靠性數(shù)據(jù)及失效案例等。

FMEA

——工作程序2021/6/27584.3FMECA的一般工作程序1)

定義產(chǎn)品及其功能和最低工作要求

2)

建立可靠性模型3)確定最低約定層次4)選擇并填寫FMEA表5)危害度分析6)分析報告與改進措施2021/6/27594.3FMECA的一般工作程序

1)

定義產(chǎn)品及其功能和最低工作要求FMEA主要功能和次要功能（不同的工作模式）用途和預(yù)期的性能要求環(huán)境條件和系統(tǒng)可能的約束條件構(gòu)成故障的條件等2021/6/27602)

建立可靠性模型建立結(jié)構(gòu)/功能系統(tǒng)圖建立可靠性方框圖3)

確定最低約定層次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度所得資料的充分程度4.3FMECA的一般工作程序

FMEA2021/6/2761

編寫代碼；

一一列清產(chǎn)品功能；

所有可能發(fā)生的失效模式、何種類別；

失效原因；

工作階段；

失效后果；

檢測方法；

采取措施(補救措施)。FMEA

——工作程序4)選擇并填寫FMEA表2021/6/2762失效模式及影響分析表FMEA

——工作程序初次約定層次任務(wù)審核約定層次分析人員批準填表日期2021/6/2763

發(fā)生概率：故障概率分級；

嚴重程度：危害度分級；

矩陣圖分析：危害性排序。5)危害度分析概率大、嚴重度高的必須優(yōu)先采取措施FMEA

——工作程序2021/6/2764以標準格式匯報FMEA的結(jié)果，形成書面報告改進優(yōu)化措施，應(yīng)建立行動清單計劃跟蹤驗證FMEA

——工作程序6)分析報告與改進措施2021/6/2765產(chǎn)品及其工作原理簡述分析的基本假設(shè)數(shù)據(jù)來源及分析中采用的方法功能或工作原理圖和可靠性框圖及說明完整的FMEA工作表格分析結(jié)果綜述FMECA報告應(yīng)包括的內(nèi)容2021/6/2766分析結(jié)果綜述結(jié)論和建議單點故障表，關(guān)鍵項目表主要可靠性薄弱環(huán)節(jié)，以及設(shè)計修改等措施與建議的簡潔說明

未作FMEA的產(chǎn)品一覽表及其理由2021/6/2767FMEA實施注意點FMEA實施應(yīng)特別重視：接口分析過程轉(zhuǎn)移分析故障持續(xù)時間影響分析冗余環(huán)節(jié)分析FMEA的資料可作為FTA分析過程的輸入2021/6/2768維護DFMEA2021/6/2769故障原因故障模式故障影響故障原因故障模式對高一層次的故障影響故障原因故障模式對高一層次的故障影響最終影響最高層次產(chǎn)品高一層次產(chǎn)品低層次產(chǎn)品不同層次產(chǎn)品FMECA數(shù)據(jù)的迭代關(guān)系2021/6/2770第五講失效危害度分析（CA）

5.1危害度分析對象及用途

可能造成特別嚴重后果的失效模式

建立預(yù)防糾正措施的優(yōu)先程序。FMEA危害度分析2021/6/27715.2定性分析5.2.1嚴酷度類別I類：災(zāi)難的，引起人員死亡/系統(tǒng)失效II類：致命的，引起人員嚴重傷害/系統(tǒng)主要功能失效/重大經(jīng)濟損失III類：臨界的，引起人員輕度傷害/系統(tǒng)功能降低IV類：輕微的，導(dǎo)致非計劃性維護或修理2021/6/2772

A級一經(jīng)常發(fā)生、失效概率>20%

B級一較常發(fā)生、失效概率10%~20%

C級一偶爾發(fā)生、失效概率1%~10%

D級一很少發(fā)生、失效概率0.1%~1%

E級一極少發(fā)生、失效概率<0.1%

5.2定性分析5.2.2可能性類別2021/6/2773故障概率分為四級：1級—極低。≯0.01；2級—低。0.1~0.2；3級—中等。約為0.2~0.3；4級—高。0.3~0.4。

嚴重度也分為四級:1級—輕微；2級—嚴重；

3級—致命；4級—災(zāi)難。

FMEA

美國MIL一STD一1629標準2021/6/27745.3危害度矩陣

12341234發(fā)生概率等級需采取措施區(qū)嚴重度等級FMEA矩陣圖分析：危害性排序2021/6/27755.4改進措施/優(yōu)化

消除發(fā)生失效的可能

降低失效原因的發(fā)生率；

降低后果的嚴重度；

采取早期發(fā)現(xiàn)失效原因的措施。

FMEA

——優(yōu)化2021/6/2776第六講汽車行業(yè)風(fēng)險評估6.1采用風(fēng)險順序數(shù)進行風(fēng)險評價

RPN=S*O*D

定性分析定量評價嚴重度（S）評價準則頻度（O）評價準則

不易探測度（D）評價準則2021/6/2777FMEA汽車行業(yè)風(fēng)險評價準則(S)2021/6/27782021/6/2779頻度評價準則(0)FMEA2021/6/27802021/6/2781探測度評價準則(D)FMEA2021/6/27822021/6/27832021/6/2784如何確定FMEA中的S、O、D?子系統(tǒng)功能要求潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效原因/機理頻度0現(xiàn)行控制探測度DRPN建議措施責(zé)任及目標完成時間措施結(jié)果預(yù)防探測采取的措施SODRPN針對失效模式針對原因和機理，確定問題的主因發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生問題的原因或失效的能力2021/6/27856.2產(chǎn)品質(zhì)量策劃進度圖表計劃和確定項目產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程設(shè)計和開發(fā)產(chǎn)品和過程確認策劃產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程設(shè)計和開發(fā)產(chǎn)品和過程確認生產(chǎn)計劃和確定項目策劃投產(chǎn)試生產(chǎn)樣件項目批準概念提出/批準DFMEAPFMEA反饋評定和糾正措施2021/6/2786FMEA與其它工具之間的相互關(guān)系用戶過程矩陣表實驗室研究報告初始流程圖風(fēng)險順序表設(shè)計矩陣表設(shè)計失效模式和后果分析(DFMEA)過程失效模式和后果分析(PFMEA)控制計劃MSASPC生產(chǎn)橫向協(xié)調(diào)小組2021/6/27876.3FMEA的分析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(shù)S級別潛在失效的起因/機理頻度數(shù)現(xiàn)行設(shè)計控制不易探測度數(shù)D風(fēng)險順序數(shù)RPN建議措施責(zé)任和目標完成日期措施結(jié)果預(yù)防探測采取的措施嚴重度數(shù)頻度數(shù)不易探測度數(shù)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(yù)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(yù)防和探測該方法在探測時有多好能做些什么設(shè)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2021/6/27886.4RPN確定流程項目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效的起因/機理頻度O現(xiàn)行設(shè)計控制探測度DRPN項目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效的起因/機理頻度O現(xiàn)行過程控制探測度DRPNDFMEAPFMEA來自經(jīng)驗和數(shù)據(jù)來自預(yù)測設(shè)計過程起因后果控制失效模式頻度嚴重度探測度2021/6/2789RPN:可接受的臨界值S=5(降低性能+衰退)O=5(大約0.25%)D=5(可在裝運前檢測到)

一般而言,RPN125可能是一個很適用的臨界值

也即對RPN>125=>需要采取糾正行動

但也有例外：SxOxDRPN 125S O D 描述

行動?10 1 1 失效不可能觸及使用者1 10 1 頻繁的很小，可檢測的失效1 1 10 使用者偶爾會遇到很小的故障10 10 1 嚴重而且頻繁的失效1 10 10 使用者頻繁地遇到很小的故障10 1 10 使用者遇到嚴重的故障10 10 10 出麻煩了!!!2021/6/2790FMEA第四版對RPN的使用變化FMEA第四版不推薦使用RPN閾值來決定是否需要采取措施使用閾值意味著RPN是衡量相對風(fēng)險的方法（它們通常不是）RPN也不要求持續(xù)的改進（事實上是要求的）例如：顧客使用100閾值，對下面情況不合理：2021/6/2791第七講

FMEA應(yīng)用與案例7.1

系統(tǒng)SFMECA

7.2設(shè)計DFMECA

硬件

軟件

功能7.3

過程PFMECA

工藝

接口

其它系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)單元{7.4設(shè)備MFMECA

{{設(shè)計

接口

維護{2021/6/2792

識別系統(tǒng)總體設(shè)計中的潛在缺陷和失效模式。

確定系統(tǒng)功能之間邏輯關(guān)系,分析失效后果及原因。

減少開發(fā)過程與策劃過程中的風(fēng)險。

提高系統(tǒng)的功能保證和可靠性。FMEA

7.1系統(tǒng)SFMEA7.1.1系統(tǒng)SFMEA的目的2021/6/2793

縮短開發(fā)過程、降低研制和系統(tǒng)維護費用；

促進相關(guān)職能部門早期合作；

跨職能團隊運作方式；

預(yù)防原則的貫徹體現(xiàn)。FMEA

7.1系統(tǒng)FMEA7.1.1系統(tǒng)SFMEA的目的2021/6/27947.1.2一般系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)SystemSE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.1SE2.2SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接點...（SE：系統(tǒng)單元）2021/6/27957.1.3系統(tǒng)FMEA的五個步驟系統(tǒng)單元與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一步功能與功能結(jié)構(gòu)失效分析風(fēng)險評價系統(tǒng)優(yōu)化第二步第三步第四步第五步FMEA2021/6/27967.2.1DFMEA的目的和作用評估最終產(chǎn)品及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)部件可能存在的失效模式。確保潛在的失效模式和相關(guān)的可能原因或機理已被考慮并記錄。不斷改進和優(yōu)化設(shè)計方案直至設(shè)計定型。

7.2設(shè)計失效模式及影響分析2021/6/2797DFMEA的作用降低設(shè)計錯誤的風(fēng)險客觀評價各種設(shè)計要求和方案增加在設(shè)計階段考慮到各種潛在失效模式的可能性有助于提高設(shè)計的效果和效率通過對失效模式的排序，指出改進的重點為未來的設(shè)計提供參考和經(jīng)驗2021/6/27987.2.2設(shè)計FMEA團隊的組成負責(zé)人：設(shè)計工程師成員：材料、工藝、制造、裝配、銷售、服務(wù)、質(zhì)量人員。FMEA

——類別2021/6/2799

7.2.3DFMEA前的準備1)用戶過程矩陣表

按照用戶的使用過程，尋找產(chǎn)品失效的模式，確定需要關(guān)注的產(chǎn)品特性。2)流程圖／風(fēng)險評定表

從預(yù)期的大生產(chǎn)的流程中，找出有可能失效的過程，并評定其風(fēng)險的大小。2021/6/271003)設(shè)計矩陣表

描述了產(chǎn)品的成分特性、過程約束和顧客使用條件之間的復(fù)雜的相互關(guān)系。4)DOE試驗設(shè)計

經(jīng)設(shè)計的試驗，根據(jù)設(shè)計矩陣圖系統(tǒng)的改變各個過程變量，以確定產(chǎn)品性能與過程變量的關(guān)系。DFMEA

7.2.3DFMEA前的準備2021/6/27101性能指標與用戶使用過程的相互關(guān)系工藝參數(shù)與產(chǎn)品失效的對應(yīng)關(guān)系全流程工藝參數(shù)的確定確保的工藝參數(shù)實現(xiàn)用戶過程矩陣表設(shè)計失效模式和后果分析(DFMEA)設(shè)計矩陣表過程失效模式和后果分析(PFMEA)FMEA表格間的邏輯遞進關(guān)系2021/6/27102基本力學(xué)性能屈服強度、抗拉強度、延伸率、r、

r、n特殊力學(xué)性能屈強比、DWTT、CVN、疲勞強度、硬度表面性能表面粗糙度、鍍鋅層厚度用戶使用性能可焊性、抗腐蝕性能、沖擊吸收能產(chǎn)品特性檢查表特殊特性的識別方法？2021/6/27103特殊特性的識別方法？過程特性檢查表煉鋼C、S、P、N等元素的控制、鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量、鑄坯的表面質(zhì)量等熱軋加熱溫度、終軋溫度、卷取溫度、冷卻模式、厚度精度、表明質(zhì)量等冷軋罩式爐退火溫度、連退工藝、平整延伸率等熱鍍鋅鋅鍋溫度、鋅鍋Al含量等2021/6/27104特殊特性的識別方法？高強度管線鋼沖擊韌性S含量的控制熱軋雙相鋼延伸率屈強比冷卻工藝控制高強度防彈鋼沖擊能的吸收？2021/6/271057.3.1PFMEA的目的和作用

識別產(chǎn)品或服務(wù)過程中每一環(huán)節(jié)的潛在隱患;

分析潛在失效模式對裝配、調(diào)試和最終產(chǎn)品的失效效應(yīng)；

查清每一種潛在失效模式可能的原因，并采取措施加以消除；

編制一個潛在失效模式的分級表，以便建立一個考慮預(yù)防/糾正措施的優(yōu)選體系；

7.3過程失效模式及影響分析2021/6/27106PFMEA的作用有助于判別潛在過程失效模式評價對顧客的潛在影響有助于判別生產(chǎn)或組裝過程的潛在失效原因，以便加強控制以防止其發(fā)生通過對失效模式的排序，指出改進的重點記錄制造或裝配過程的結(jié)果，不斷優(yōu)化和改進過程。為未來的過程控制提供參考和經(jīng)驗2021/6/271077.3.2過程FMEA團隊的組成負責(zé)人：工藝工程師成員：材料、設(shè)計、制造、裝配、銷售、服務(wù)、質(zhì)量人員。FMEA

——類別2021/6/271087.3.3PFMEA的準備工作1)建立小組2)必要的資料,如:過程流程圖,過程特性矩陣表,現(xiàn)有的類似的過程FMEA資料,現(xiàn)有的類似的過程FTA資料,特殊過程特性明細表,工程規(guī)范.3)PFMEA表格明確過程的功能與要求2021/6/27109過程的功能與要求簡要描述被分析的過程工序，畫出工藝流程圖。盡可能詳細的說明工藝過程/工序的目的。如果該過程包括有多次不同的失效模式的工序,則這些工序單獨糾正。如：把中間軸裝入變速箱箱體;把變速箱蓋裝上變速箱箱體等.2021/6/271107.3.4過程潛在的失效模式過程不能達到過程功能要求或過程設(shè)計意圖的表現(xiàn)形式。一般情況下，它是指按規(guī)定的操作規(guī)范進行操作時的潛在的失效問題；由于過程設(shè)計中對技術(shù)與體力的能力考慮不足而造成的失效，或容易產(chǎn)生誤操作的問題也是潛在失效模式考慮的范圍。2021/6/27111失效模式有兩種類型：

I類：不能完成規(guī)定的功能(如零件超差、錯裝)

II類：產(chǎn)生了非期望的功能(如在加工過程中操作者或機器受到傷害、損壞、產(chǎn)生粉塵、躁聲，溫度過高等)對有非期望功能發(fā)生的情況下,應(yīng)檢查在功能欄中是否對非期望功能的限值已列出。過程潛在的失效模式2021/6/271127.3.5潛在的失效后果潛在的失效后果是指該失效模式可能帶來的對顧客的影響。顧客是廣義的，包括最終顧客、直接顧客，中間顧客。描述失效的后果，盡可能采用表達顧客關(guān)注和感受的詞匯，站在顧客角度描述失效后果。對最終顧客的影響應(yīng)使用與產(chǎn)品性能有關(guān)的術(shù)語來描述。2021/6/27113潛在的失效模式在考慮過程潛在失效模式時,我們常常使用“零件為什么會被拒收?”的思考方法。上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式也可能上游工序失效模式的后果。對應(yīng)特定工序，列出每一個失效模式。對于試驗、檢驗過程可能的失效模式有兩種：

接受不合格的零件

拒收合格的零件2021/6/27114由于設(shè)備、工裝設(shè)計中的問題而引起制造、裝配過程的失效原則上也應(yīng)括在PFMEA中，也可以由設(shè)備、工裝的FMEA來實施。零件變形、毛刺、定位錯誤、少裝零件、表面不清潔等等對下一道工序或下游工序的后果也應(yīng)使用過程/工序的性能術(shù)語來描述潛在的失效模式2021/6/271157.3.6潛在的失效原因/機理失效原因/機理是指使失效模式發(fā)生的原因.考慮失效原因時，輸入本過程的零件/材料是正確的情況下可能的原因是什么?由于輸入資源的不正確的情況下可能的原因是什么?上道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因;下道工序的失效模式可能是上一道工序失效的后果.誤操作是失效模式的可能原因之一.2021/6/27116分析失效原因的辦法：應(yīng)使用現(xiàn)有類似過程的失效分析資料；應(yīng)用工序上下的關(guān)系，應(yīng)用“五個為什么?”方法；應(yīng)用因果圖、排列圖等方法；采用正交試驗方法等，找出引起失效的主要因素。7.3.6潛在的失效原因/機理2021/6/271177.3.7現(xiàn)行的過程控制目前采用的防止失效模式及其原因的發(fā)生，或降低其發(fā)生的可能性，或在過程中查出這些失效模式以采取措施防止不合格品產(chǎn)生或流入下游工序的措施.依靠檢驗，剔除不合格品，或?qū)Σ缓细衿凡扇》倒さ倪^程控制方法是一種事后措施，它承認會產(chǎn)生不合格，也就是承認浪費。抽樣檢驗還有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險，在過程中采取控制措施采取的越早越好。2021/6/27118第一方法:防止失效原因/機理的發(fā)生，或大大減少其發(fā)生的可能性如采取有效的防錯設(shè)計，防止錯裝、漏裝發(fā)生（錯裝、漏裝情況下，過程不能進行）。第二方法:找出失效的原因/機理，從而找出糾正措施通過初始過程能力研究，找出變差的特殊原因，從而采取措施使過程受控；利用排列圖法找出造成缺陷與拒收的主要原因，次要原因，采取相應(yīng)措施。第三方法：查明失效模式，采取補救措施。三種不同深度的過程控制方法2021/6/27119三種不同深度的過程控制方法構(gòu)成了三道防線一般情況下，優(yōu)先采用的控制方法是第一種，其次是第二種，最后是第三種。當(dāng)然最差的是沒有任何過程控制。三種不同深度的過程控制方法2021/6/27120失效模式嚴重度和頻度的評估失效后果的嚴重程度，采用10分制進行打分。要減少嚴重度級別數(shù)值，只能通過修改設(shè)計或工藝過程來實現(xiàn)。頻度評估的依據(jù)主要參考已有過程或類似過程的統(tǒng)計資料，如過程的CPK值、PPM值、故障率等。對于無歷史資料參考的過程，根據(jù)小組的經(jīng)驗和工程判斷來估計。2021/6/27121過程控制方法有效性的評估

——

探測度（Ｄ）探測度是指零件在離開該制造工序或裝配工序之前，采用上述的第二種控制方法找出失效模式原因／機理，和第三種控制方法找出失效模式的可能性大?。S機抽查，不能改善探測度；不能認為100%檢驗就具有高的探測度。100%檢驗方法成本高，而且也不一定有絕對把握，它會受到測量系統(tǒng)誤差的影響。100%目視檢驗方法還受到人的判斷能力的影響，以統(tǒng)計原理的抽樣檢測則是有效改善探測度的措施；以及失效模式性質(zhì)是否易于用目視方法發(fā)現(xiàn)；增加樣本容量和抽樣頻率都有助于改善探測度。2021/6/27122建議措施當(dāng)失效模式的RPN估計完成后,則應(yīng)按其大小次序以及失效模式的嚴重度來考慮糾正措施,以降低S、O和D。降低S，只有通過設(shè)計修改才能實現(xiàn)；減少O，也需要改進產(chǎn)品與過程的設(shè)計；減少D，仍然需要改進過程或設(shè)計。失效模式原因不清楚時，應(yīng)采用實驗設(shè)計、因果圖等方法，找到失效模式原因，從而采取針對失效模式原因的控制措施。2021/6/27123采用SPC，把重點放在預(yù)防失效的發(fā)生，而不是放在產(chǎn)生缺陷后將其檢測出來。提高檢測力度，雖然能一定程度降低O，但不經(jīng)濟是效果較差的控制方法，100%檢驗的有效性也要具體分析，一般只能作為臨時性的措施，應(yīng)避免采用隨機抽樣和100%檢驗方法。PFMEA的重點放在過程設(shè)計本身，不要過多依賴產(chǎn)品設(shè)計的修改來解決問題。但也要考慮產(chǎn)品設(shè)計中有關(guān)可制造性和裝配性的問題，降低過程變差對產(chǎn)品特性的敏感性。建議措施2021/6/27124糾正行動的選擇

不可能有效的 推薦的選擇* 增加檢查* Poka-yoke(有安全裝置的)* 額外的測試*

工藝的改變* 額外的校核* 設(shè)計的改變* 重新培訓(xùn)操作員* 自動化* 重寫SOD* 計算機化

* 采用機器人