DFEMA設(shè)計(jì)潛在失效模式及影響分析.ppt

1、1,DFMEA設(shè)計(jì)潛在的失效模式及后果分析Design Potential Failure Mode and Effects Analysis,2,FMEA 和風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系,什么是風(fēng)險(xiǎn)? 你的產(chǎn)品有風(fēng)險(xiǎn)嗎? 你的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中有風(fēng)險(xiǎn)嗎? 這些風(fēng)險(xiǎn)需要控制嗎? 我們采取何種措施可以避免或者降低風(fēng)險(xiǎn)? 采取的措施得到有效實(shí)施了嗎? 有新的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)嗎?,3,FMEA 和風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系,產(chǎn)品/過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)是和產(chǎn)品/過(guò)程所要實(shí)現(xiàn)的功能想對(duì)應(yīng)? 所要實(shí)現(xiàn)的功能/滿足的特性可通過(guò)質(zhì)量功能展開(kāi)來(lái)確定(QFD). 功能和特性定義得越明確,風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別就越容易. 任何的風(fēng)險(xiǎn)都對(duì)應(yīng)著失效,4,何謂FMEA,FMEA是一組系統(tǒng)化

2、的活動(dòng)，其目的是 發(fā)現(xiàn)、為確保客戶滿意評(píng)價(jià)產(chǎn)品過(guò)程中潛在的失效及其后果。 找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。 書面總結(jié)上述過(guò)程。 ，這是對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的完善。,5,這種系統(tǒng)化的方法與一個(gè)工程師在任何設(shè)計(jì)過(guò)程中正常經(jīng)歷的思維過(guò)程是一致的，并使之規(guī)范化、文件化。,設(shè)計(jì)FMEA,6,子系統(tǒng),功能要求,功能、特 性或要求 是什么？,會(huì)是什么問(wèn)題？ -無(wú)功能 -部分功能/功能 過(guò)強(qiáng)/功能降級(jí) -功能間歇 -非預(yù)期功能,后果是 什么？,有多 糟糕 ？,起因是 什么？,發(fā)生的頻 率如何？,怎樣能得到 預(yù)防和探測(cè)？,該方法在 探測(cè)時(shí) 有多好？,能做些什么？ -設(shè)計(jì)更改 -過(guò)程更改 -特殊控制 -標(biāo)準(zhǔn)、程序

3、或 指南的更改,7,FMEA 的時(shí)機(jī),成功實(shí)施FMEA項(xiàng)目的最重要因素之一是時(shí)間性。其含義是指“事件發(fā)生前”的措施，而不是“事實(shí)出現(xiàn)后”的演練。為實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值，F(xiàn)MEA必須在產(chǎn)品或過(guò)程失效模式被納入到產(chǎn)品或過(guò)程之前進(jìn)行。事先花時(shí)間很好地完成FMEA分析，能夠最容易、低成本地對(duì)產(chǎn)品或過(guò)程進(jìn)行更改，從而最大程度地降低后期更改的危機(jī)。FMEA能夠減少或消除實(shí)施可能會(huì)帶來(lái)更大隱患的預(yù)防/糾正性更改的機(jī)會(huì)。應(yīng)在所有FMEA小組間提倡交流和協(xié)作。 FMEA的全面實(shí)施要求對(duì)所有新部件、更改過(guò)的部件以及應(yīng)用或環(huán)境有變化的沿用零件進(jìn)行設(shè)計(jì)FMEA。,8,集體的努力,FMEA由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作的工程師主導(dǎo)，項(xiàng)目小組參

4、與。 相關(guān)部門的參與是FMEA的前提，這些部門應(yīng)包括(但不限于)：裝配、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(jì)部門。 FMEA可成為促進(jìn)有關(guān)部門間充分交換意見(jiàn)的催化劑，從而提高整個(gè)集體的工作水平。 此外，任何(內(nèi)部或外部的)供方設(shè)計(jì)項(xiàng)目應(yīng)向有關(guān)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師進(jìn)行咨詢。,9,顧客的定義,設(shè)計(jì)潛在FMEA中“顧客”的定義，不僅僅是“最終使用者”，并且包括車型設(shè)計(jì)或更高一級(jí)裝配過(guò)程設(shè)計(jì)的工程師們?cè)O(shè)計(jì)組，以及在生產(chǎn)過(guò)程中負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和售后服務(wù)的工程師們，法律法規(guī)要求。,10,設(shè)計(jì)FMEA是一份動(dòng)態(tài)文件：應(yīng)在一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)/前開(kāi)始，而且，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段中，當(dāng)設(shè)計(jì)有變化或得

5、到其它信息時(shí)，應(yīng)及時(shí)，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。 考慮制造裝配的要求是相互聯(lián)系的，設(shè)計(jì)FMEA在體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的同時(shí)，還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。 制造或裝配過(guò)程中可能發(fā)生的潛在失效模式分析不需包含在設(shè)計(jì)FMEA當(dāng)中，它們的識(shí)別，影響及控制由過(guò)程FMEA來(lái)解決。,設(shè)計(jì)FMEA,11,設(shè)計(jì)FMEA不是靠過(guò)程控制來(lái)克服設(shè)計(jì)中潛在的缺陷，但的確要考慮制造裝配過(guò)程中技術(shù)的體力的限制，例如 必要的拔模(斜度) 受限制的表面處理 裝配空間工具可接近 受限制的鋼材硬度 公差能力,設(shè)計(jì)FMEA,12,設(shè)計(jì)FMEA的開(kāi)發(fā),主管設(shè)計(jì)工程師擁有許多用于設(shè)計(jì)FMEA準(zhǔn)備工作的文件。 設(shè)計(jì)

6、FMEA應(yīng)從列出設(shè)計(jì)希望做什么及不希望做什么開(kāi)始，如設(shè)計(jì)意圖。顧客需求(正如由QFD之類活動(dòng)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(lái)。,13,設(shè)計(jì)FMEA應(yīng)從所要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的框圖開(kāi)始。給出了框圖的示例 框圖說(shuō)明了分析中包括的各項(xiàng)目之間的主要關(guān)系，并建立了分析的邏輯順序。 用于FMEA的準(zhǔn)備工作中這種框圖應(yīng)伴隨FMEA過(guò)程。,設(shè)計(jì)FMEA,14,圖1,15,圖2,16,圖3,17,18,定義,失效 : 在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時(shí)間)不能完成既定功能。 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。 產(chǎn)品在工作范圍內(nèi), 導(dǎo)致零組件的破裂、斷裂

7、、卡死等損壞現(xiàn)象。,19,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(jì)出專用表格。 下面介紹這種表格的具體應(yīng)用，所述各項(xiàng)的序號(hào)都相應(yīng)標(biāo)在表上對(duì)應(yīng)的欄目?jī)?nèi)，完成的設(shè)計(jì)FMEA表格的示例見(jiàn)附錄B：,20,1) FMEA編號(hào) 填入FMEA文件編號(hào), 以便查詢。 2）系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的名稱及編號(hào) 注明適當(dāng)?shù)姆治黾?jí)別并填入所分析系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的 名稱、編號(hào),21,3) 設(shè)計(jì)責(zé)任 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。 （誰(shuí)負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計(jì)） 4）編制者 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。,22,5) 年型/車型 填入將使用和/或正被分析

8、的設(shè)計(jì)所影響的預(yù)期的年型及車型（如果已知的話） 6) 關(guān)鍵日期 填入FMEA初次預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過(guò)計(jì)劃的產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)布的日期。 7) FMEA日期 填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期 8) 核心小組 列出有權(quán)確定和/或執(zhí)行任務(wù)的責(zé)任部門和個(gè)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）,23,項(xiàng)目/功能,填入被分析項(xiàng)目的名稱和其他相關(guān)信息（如編號(hào)、零件級(jí)別等） 用盡可能簡(jiǎn)明的文字來(lái)說(shuō)明被分析項(xiàng)目滿足設(shè)計(jì)意圖的功能，包括該系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境（規(guī)定溫度、壓力、濕度范圍、設(shè)計(jì)壽命）相關(guān)的信息 如果該項(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,

9、24,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（如預(yù)期功能失效）。這種潛在的失效模式可能會(huì)是更高一級(jí)的子系統(tǒng)或系統(tǒng)的潛在失效模式的起因或者是更低一級(jí)的部件的潛在失效模式的影響后果 只可能出現(xiàn)在特定的運(yùn)行條件下（如熱、冷、干燥、粉塵等）和特定的使用條件下（如超過(guò)平均里程、不平的路面、僅在城市內(nèi)行駛等）的潛在失效模式應(yīng)予以考慮 一般的失效模式包含下列各項(xiàng), 但不限于此: 裂紋、變形、松弛、泄漏、粘結(jié)、生銹氧化、折斷 、不能傳遞扭距 失效模式應(yīng)表述為 “物理的”或者技術(shù)上的定義，而不是對(duì)于顧客可感受的特征,25,潛在失效后果,顧

10、客察覺(jué)在功能特性上失效模式的后果 常見(jiàn)的失效后果包括: 噪音、漏氣、操作費(fèi)力、電動(dòng)窗不作用、剎車不靈、跳動(dòng)、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、 產(chǎn)生臭氣、 外觀不良、違法法規(guī)等。,26,圖4,27,圖5,28,嚴(yán)重度 （S）,嚴(yán)重度是一給定失效模式最嚴(yán)重的影響后果的級(jí)別 嚴(yán)重度的評(píng)估分為1到10級(jí)。嚴(yán)重度數(shù)值的降低只有通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn) 例如，“安全帶”可以減輕車輛碰撞的嚴(yán)重程度,29,表2.推薦的DFMEA嚴(yán)重度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,30,分級(jí),產(chǎn)品特殊特性的分級(jí),31,潛在失效的起因/機(jī)理,潛在失效起因是指一個(gè)設(shè)計(jì)薄弱部分的跡象，其作用結(jié)果就是失效模式。 盡可能地列出每一失效模式的每一個(gè)潛在起因和/或

11、失效機(jī)理,32,潛在失效的起因/機(jī)理,一般失效原因包括下列, 但不局限於此： 錯(cuò)誤的原物料規(guī)格 不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)壽命假設(shè) 超過(guò)壓力 潤(rùn)滑能力不足 軟件規(guī)范不合適 公差規(guī)定不合理,33,典型的失效機(jī)理包括, 但不局限于此 化學(xué)氧化 金屬疲勞 原物料材質(zhì)不穩(wěn)定 磨損 腐蝕,潛在失效的起因/機(jī)理,34,圖6,35,頻度（0）,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)的可能性發(fā)生機(jī)會(huì): 通過(guò)設(shè)計(jì)變更或者設(shè)計(jì)過(guò)程變更（如建立設(shè)計(jì)檢查單，設(shè)計(jì)指南，設(shè)計(jì)評(píng)審等）來(lái)預(yù)防或控制失效模式的起因/機(jī)理是影響頻度數(shù)降低的唯一的途徑。 潛在失效起因/機(jī)理出現(xiàn)頻度的評(píng)估分為1到10級(jí)，在確定這個(gè)估計(jì)值時(shí)，需要考慮

12、下列問(wèn)題：,36,相似零件或子系統(tǒng)的服務(wù)歷史和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)? 是否類似于前一等級(jí)的零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)? 相對(duì)于前一等級(jí)的零件或子系統(tǒng), 改變的程度大小? 零件與前一等級(jí)零件, 基本上是否有差異? 零件是否為全新的產(chǎn)品?零件使用條件是否改變? 作業(yè)環(huán)境是否改變? 是否有適當(dāng)?shù)念A(yù)防控制措施？ 是否運(yùn)用工程分析（如可靠性）去估計(jì)？,頻度（0）,37,圖7,第三版FMEA,38,現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制,現(xiàn)行控制是指已被或正在被同樣或類似的設(shè)計(jì)所采用的那些措施（如設(shè)計(jì)評(píng)審，失效與安全設(shè)計(jì)（減壓閥），數(shù)學(xué)研究，臺(tái)架/試驗(yàn)室試驗(yàn)，可行性評(píng)審，樣件試驗(yàn)，道路試驗(yàn)，車隊(duì)試驗(yàn)） 要考慮兩種類型的設(shè)計(jì)控制： 預(yù)防：防止失效的起因

13、/機(jī)理或失效模式出現(xiàn)，或者降低其出現(xiàn)的幾率 探測(cè)：在項(xiàng)目投產(chǎn)之前，通過(guò)分析方法或物理方法，探測(cè)出失效的起因/機(jī)理或者失效模式,39,圖8,40,不易探測(cè)度 （D）,現(xiàn)行設(shè)計(jì)/過(guò)程控制條件下發(fā)現(xiàn)潛在起因/機(jī)理的能力和探 測(cè)失效模式的能力,41,圖9,第三版FMEA,42,風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN）,風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度數(shù)(S), 頻度數(shù)(0), 不易探測(cè)度數(shù)(D)等級(jí)的乘積。 RPN = (S) (0) (D)是一項(xiàng)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)指針, RPN取值在1至1000之間。當(dāng)RPN較高時(shí), 設(shè)計(jì)小組應(yīng)提出糾正措施來(lái)降低RPN值。,43,建議措施,應(yīng)首先針對(duì)高嚴(yán)重度，高RPN值和小組指定的其它項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)防/糾正措施的

14、工程評(píng)價(jià)。任何建議措施的意圖都是要依以下順序降低其風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別：嚴(yán)重度、頻度和探測(cè)度。 如：-修改設(shè)計(jì)幾何尺寸和/或公差； -修改材料規(guī)范； -試驗(yàn)設(shè)計(jì)（尤其是存在多重或相互作用的起因時(shí)或其它解決問(wèn)題的技術(shù)）；和 -修改試驗(yàn)計(jì)劃 只有設(shè)計(jì)更改才能導(dǎo)致嚴(yán)重度的降低。只有通過(guò)設(shè)計(jì)更改或者設(shè)計(jì)過(guò)程更改消除或控制失效模式的起因/機(jī)理才能有效地降低頻度。增加設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證措施將僅能導(dǎo)致探測(cè)度值的降低。由于增加設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證不是針對(duì)失效模式的嚴(yán)重度和頻度的，所以該種工程措施是不太期望采用的,44,圖10,45,20) 責(zé)任（對(duì)建議措施） 填入建議措施的負(fù)責(zé)單位或個(gè)人, 和預(yù)定完成的日期 。 21) 采取的措施 完成糾正措施后, 填入簡(jiǎn)短的執(zhí)行作業(yè)或生效日期 22)糾正后的RPN 在確定了預(yù)防/糾正措施以后，估計(jì)并記錄嚴(yán)重度、頻度和探測(cè)度值的結(jié)果。計(jì)算并記錄RPN的結(jié)果,DFMEA - 不推薦把RPN定義閥值來(lái)確定是否采取措施- 強(qiáng)調(diào)了DFME