可靠性培训教材FMEA课件.ppt

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1、2022/11/7,可靠性培训教材-FMEA,2022/9/27可靠性培训教材-FMEA,内 容,FMEA的背景知识FMEA的分析思想FMEA的分析流程FMEA举例设计FMEA及范例过程FMEA及范例FMEA总结,内 容FMEA的背景知识,第一部分 FMEA的背景知识,什么是FMEA？FMEA的其它几种叫法FMEA 的历史,第一部分 FMEA的背景知识什么是FMEA？,什么是 FMEA？,故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简记为FMEA）是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测

2、难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。,什么是 FMEA？故障模式影响分析（Failure Mode,FMEA的其它几种叫法,PFMEAPotential Failure Mode and Effects AnalysisPMEAProblem Mode and Effects AnalysisFMECAFailure Mode Effects & Criticality Analysis不要与FMA（ Failure Mode Analysis ）混淆Failure已经发生了从概率的观点看100%的事实聚焦于故障诊断用于生产和使用过程,FMEA的其它几种叫法PFMEA,FMEA 的

3、历史,二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，美国航天。1974年，MIL-STD-1629诞生，美国海军。1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的必要活动。七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA作为风险评估工具。八十年代中期，美国汽车工业采用过程FMEA。1991年，ISO9000 推荐1994年，QS9000 强制,FMEA 的历史二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，美国,第二部分 FMEA的分析思想,风险从何而来？如何描述风险？如何控制风险？FMEA的思路FMEA的效益,第二部分 FMEA的分析思想风险从何而来？,风险从何而来？,风险从何而来？模糊的作业标准 差的管理计划和标

4、准作业程序原材,风险来源归类,风险的发生是有概率的，但是是一定会发生的我们不可能消除所有的风险我们的目的是在有限的资源下最大可能地减少风险损失,风险来源归类风险的发生是有概率的，但是是一定会发生的设计上的,风险举例,条件：生产车间，同时进行大量金属板冲压操作强烈振动设计：材料、形状、布局、连接制造：方法、设备、工具、操作者,风险举例条件：生产车间，同时进行大量金属板冲压操作强烈振动,风险描述,风险的后果有多严重？风险发生的可能性有多大？能否提前发现风险？,风险描述风险的后果有多严重？,如何控制风险？,降低风险的危害程度提高健壮性，增强风险承受能力减少风险的发生几率消除风险发生的原因提前发现并控

5、制风险的扩散提前采取补救措施核心在于切断风险的传递链,如何控制风险？降低风险的危害程度提高健壮性，增强风险承受能,如何控制风险？,如何控制风险？强烈振动连接处松动泄漏油滴到地面上地面积油工人,小练习,2004年7月10日下午4点左右，北京市突降暴雨，短短三个小时，造成莲花桥地区深度积水1.5米，小车淹没水中，造成西三环交通瘫痪。请列出风险的传递链，并提出解决措施。,小练习2004年7月10日下午4点左右，北京市突降暴雨，短短,风险传递链,风险传递链暴雨排水能力不足严重积水车辆熄火阻碍交通交通瘫痪声,风险分析,产生风险的原因：暴雨排水能力不足排水不畅风险可能性：如此大的降雨十年一遇导致严重积累水

6、的降雨二年一遇风险后果：车辆损失交通瘫痪声誉损失,风险分析产生风险的原因：,风险控制,原为3台抽水泵，增加两台北京市60台机动抽水泵环卫工人负责下水表面清洁市政人员定期检查下水通畅性增加分流手段建立应急预案,风险控制原为3台抽水泵，增加两台,舆论焦点,为什么非要等到事后解决？为什么不能事先预防？,舆论焦点为什么非要等到事后解决？,FMEA是一种事先预防的行为,FMEA 分析的是潜在故障（Potential Failure），是可能发生但是现在还没有发生的故障。它是一种“事前预防”的行为“及时性”是FMEA的关键因素事先花时间对设计进行分析，事先低成本地进行修改减少未来更大损失的发生,FMEA是

7、一种事先预防的行为FMEA 分析的是潜在故障（Po,FMEA的思路,风险在那里？,设计缺陷过程问题使用问题服务问题,风险的原因是什么？风险的后果有多严重？发生几率有多大？当前控制措施是什么？,风险评价风险排序,要解决哪些风险？,控制措施是什么？,效果如何？,相对定量评价RPN风险1、风险2.,排在前面的资源允许的可以解决的,谁来做？什么时候做？,预计效果试验效果实际效果,FMEA的思路风险在那里？设计缺陷风险的原因是什么？风险评价,FMEA的效益,改进质量、生产率、可靠性和安全性改善企业形象，提高竞争力提高顾客的满意度减少招回的风险降低产品开发的时间和费用对减少风险的活动或措施进行存档和追踪,

8、FMEA的效益改进质量、生产率、可靠性和安全性,第三部分 FMEA的分析流程,第一步：确定FMEA的分析计划,第二步：成立FMEA的分析小组,第三步：确定分析的必要输入,第四步：实施FMEA,第五步：纠正措施的落实,第三部分 FMEA的分析流程 第一步：确定F,第一步 制定FMEA的分析计划,分析什么产品 ？,采用什么类型的FMEA ？,制定FMEA分析计划,第一步 制定FMEA的分析计划分析什么产品 ？采用什么类型的,采用什么类型的FMEA ？,设计上的缺陷,过程中的不足,“不正确”的使用,服务相关,风险来源,过程 FMEA (p-FMEA),应用 FMEA (a-FMEA),服务 FMEA

9、 (s-FMEA),采用什么类型的FMEA ？设计上的缺陷过程中的不足“不正确”,分析什么产品？,产品一般是具有层次性的：首先确定分析哪个层次然后确定分析哪个产品最后确定分析产品与其它产品的接口关系是否列入FMEA计划中？,分析什么产品？系统车身分系统门窗内装外装组件门内板玻璃窗密封,根据产品阶段制定FMEA计划,系统/方案设计,功能/概要设计,细节/详细设计,过程流程设计,加工制造,产品使用和服务,根据产品阶段制定FMEA计划系统/方案设计功能/概要设计细节,根据产品的特性制定FMEA分析计划,在一个阶段中，一般做不到所有的项目都要进行FMEA，一般要选择关键问题和重点问题进行分析。那么，关

10、键问题和重点问题是什么？结合经验判断：现场统计结果相似产品经验人的经验：结合6工具判断质量功能展开（QFD）原因和影响矩阵（C&E 矩阵）关键要素分析（R&R 矩阵）,根据产品的特性制定FMEA分析计划在一个阶段中，一般做不到所,C&E 矩阵,C&E 矩阵,FMEA 是一个永无止境的过程,我们不可能分析所有的方面:首先分析关键的方法其次分析重要的方法关键和重要特性是动态的第1次分析C&E300的，第二次分析C&E200的，.我们不可能解决已经发现的所有问题:第一次：解决RPN125的风险第二次：解决RPN80的风险第三次：.持续改进的需要不断地制定FMEA计划不断地扩展FMEA,FMEA 是一

11、个永无止境的过程我们不可能分析所有的方面:,第二步 成立FMEA小组,FMEA依赖于分析者的经验“头脑风暴”有助于解决实质问题FMEA需要各方面的权衡有助于控制措施的落实,第二步 成立FMEA小组FMEA依赖于分析者的经验,FMEA小组的组成,Team Leader如果是设计FMEA，就由设计人员担任好了认知能力、沟通能力、权衡能力聚焦！时间控制推荐的代表:设计研制者/ 作业者/ 管理者质量可靠性材料测试供应商,FMEA小组的组成Team Leader,FMEA 小组的原则,聚焦于某一问题，不要过于分散。,倾听！让别人把话讲完。,说话不要超过30秒。,仅仅讨论的是FMEA问题，避免激烈争执。,

12、每个人都参与其中。,问题发现了，解决它！是谁的责任并不重要。,FMEA 小组的原则聚焦于某一问题，不要过于分散。倾听！让别,第三步 确定FMEA的必要输入,分析对象的资料对于设计FMEA需要功能说明书，技术图纸，BOM表，可靠性模型报告，可靠性预计报告等；对于过程FMEA需要过程流程图、过程计划、C&E矩阵、设备说明书等。FMEA指导资料FMEA分析规范FMEA工作计划数据源资料故障模式手册FRACAS统计报告过去FMEA的分析报告其它数据来源,有没有FMEA软件？,第三步 确定FMEA的必要输入分析对象的资料有没有FMEA软,其它数据来源,尽可能多地收集其它数据同类产品的FMEA信息同类产品

13、的故障案例分析过去发生过什么故障、原因是什么、是怎么解决的、效果如何？常见的数据源：GJB/Z 299B标准列出了大部分电子产品的故障模式信息NPRD手册列出了很多机械零件的故障模式信息QC-900标准 列出了汽车各层次产品的故障模式手册,其它数据来源尽可能多地收集其它数据,第四步 实施FMEA,FMEA 常常借助于FMEA分析表格的形式实施：QS9000 FMEA 分析表MIL-STD-1629 FMEA分析表其它FMEA 分析表推荐的方式根据企业和产品的特点自定义FMEA 分析表FMEA的借助软件工具：FMEA 专业软件（推荐）Microsoft ExcelMicrosoft Access

14、,第四步 实施FMEAFMEA 常常借助于FMEA分析表格的形,QS9000FMEA 的分析表格,QS9000FMEA 的分析表格,简单说明,输入是什么？,输入如何出错？,能做些什么？,多坏？,频度？,多好？,简单说明输入是什么？输入如何出错？能做些什么？对输出的影响是,FMEA 流程（一）,确定分析对象,鉴别故障模式,故障影响,鉴别故障原因,严重度,发生度,检测度,风险顺序数,预先控制措施,接下页,FMEA 流程（一）确定分析对象鉴别故障模式故障影响鉴别故障,FMEA 流程（二）,接上页,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,

15、FMEA 流程（二）接上页是否要纠正？确定纠正措施确定责任人,故障模式分析,故障（Failure）不能完成预定功能的状态Surprise始料未及的状态故障模式（Failure Mode）故障现象的规范表述电阻：短路、开路、阻值超限故障模式的来源故障模式手册FRACAS数据库相关资料，例如GJB 299B（电子产品），NPRD（机械）分析和推断,故障模式分析故障（Failure）,典型的故障模式,典型的故障模式,故障影响分析,故障影响是指产品的每一个故障模式对产品自身或其他产品的使用、功能和状态的影响。 三级影响局部影响本地影响对上层影响对上层产品的影响对下一道工序的影响最终影响对顾客的影响故障

16、影响可用严重度分级,故障影响分析故障影响是指产品的每一个故障模式对产品自身或其他,QS9000-FMEA 的评价准则严重度,QS9000-FMEA 的评价准则严重度后果 判定准则：后,故障原因分析,故障原因自身的那些物理、化学或生物变化过程等直接原因其他产品的故障、环境因素和人为因素等引起的间接故障原因四类故障原因：设计相关制造过程相关使用相关服务相关故障原因可能是下级产品的故障模式,故障原因分析故障原因,QS9000-FMEA 的评价准则发生度,QS9000-FMEA 的评价准则发生度可能性 可能的失效,当前控制措施,已经采取了哪些控制措施控制措施的分类第一等：消除故障原因的措施第二等：降低

17、严重度的措施第三等：提前发现的措施第四等：说明书/手册,当前控制措施已经采取了哪些控制措施,QS9000-FMEA 的评价准则检测度,QS9000-FMEA 的评价准则检测度探测度 评价准则,风险顺序数 (RPN),FMEA用风险顺序数进行相对定量描述 RPN 是在你提供的信息基础上计算出来的数，要考虑 潜在的失败模式, 相关影响, 和当前在达到顾客之前工程探测失败能力 它是三个定量的数率的乘积，分别相对于影响，要因和控制： RPN = 严重度 X 发生率 X 探测力,风险顺序数 (RPN)FMEA用风险顺序数进行相对定量描述,风险顺序数（RPN）的更改判据,风险顺序数（RPN）作为更改判据，

18、例如：当RPN125时，必须更改当RPN64时，建议更改当RPN64时，不用更改风险顺序数（RPN）的阶段性不同的阶段控制不同的RPN值持续改进风险顺序数（RPN）不是绝对的严重度，发生率和探测力的范围可以根据具体情况确定,风险顺序数（RPN）的更改判据风险顺序数（RPN）作为更改判,三要素的规定,三要素的规定,第四部分 FMEA举例,设计FMEA（dFMEA）过程FMEA（pFMEA）,第四部分 FMEA举例设计FMEA（dFMEA）,第一节 设计FMEA,系统FMEA,成件FMEA,部件FMEA,第一节 设计FMEA故障模式故障影响故障原因问题问题的潜在后,汽车前门的设计FMEA,Lets

19、Step by step !,汽车前门的设计FMEALets,设计 FMEA 举例 （Step 1）,产品：左前车门 H8HX-0000-A 功能:上、下车 保护乘员免受天气、噪声、侧碰撞的影响 车门附加，如后视镜、门铰链、门锁、及门窗升降器等的固定支撑。 提供适当的表面处理项目 涂装及轻微的修整,设计 FMEA 举例 （Step 1）确定分析对象鉴别故障模,Step1.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 2）,车门内板下部腐蚀车门锁不紧车门打不开.,设计 FMEA 举例 （Step 2）确定分析对象鉴别故障模,Step2.,项目/

20、功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 3）,车门寿命降低，导致： 因漆面生锈，使客户对外观不满 损害车门内附加之功能,设计 FMEA 举例 （Step 3）确定分析对象鉴别故障模,Step3.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 4）,选择：车辆/系统能运行，但性能下降。顾客很不满意。严重度：7,设计 FMEA 举例 （Step 4）确定分析对象鉴别故障模,Step4.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 5）,车门内板之上

21、方边缘保护蜡喷涂太低蜡层厚度规定不足蜡的配方不当混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分车门板之间空间不够，容不下喷头作业,设计 FMEA 举例 （Step 5）确定分析对象鉴别故障模,Step5.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 6）,车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低（6）蜡层厚度规定不足（4）蜡的配方不当 （2）混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分（5）车门板之间空间不够，容不下喷头作业（4）,设计 FMEA 举例 （Step 6）确定分析对象鉴别故障模,Step6.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计

22、 FMEA 举例 （Step 7）,针对第一个故障原因：整车耐久性试验T-118/T-109/ T-301,设计 FMEA 举例 （Step 7）确定分析对象鉴别故障模,Step7.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 8）,针对第一个故障原因的预防控制措施：有很少的机会能找出潜在的原因检测度：7,设计 FMEA 举例 （Step 8）确定分析对象鉴别故障模,Step8.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 9）,针对第一个故障原因:RPN=7*6*7 =294,设计 FME

23、A 举例 （Step 9）确定分析对象鉴别故障模,Step9.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 10）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,FMEA计划约定，当RPN125时需要纠正。因此，第1,2,4故障原因需要纠正。,设计 FMEA 举例 （Step 10）接上是否要纠正？确定,Step10.,项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度,设计 FMEA 举例 （Step 11）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠

24、正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,确定纠正措施为：1.增加实验室加速腐蚀试验2.就蜡层厚度进行设计试验分析4.增加小组评价，利用正式量产喷蜡设备和特定的蜡,设计 FMEA 举例 （Step 11）接上是否要纠正？确定,纠正措施能改善RPN的哪些方面？,对于设计FMEA来说,(Y=Yes; N=No),纠正措施能改善RPN的哪些方面？对于设计FMEA来说纠正措施,Step11.,接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和,设计 FMEA 举例 （Step 12）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制

25、计划,结束,确定责任人和日期为：A.Tate车身工程师 8X，09，032. A.Tate车身工程师9X，01，154. 车身工程和装总部门8X，11，15,设计 FMEA 举例 （Step 12）接上是否要纠正？确定,Step12.,接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和,设计 FMEA 举例 （Step 13）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,重新评价：严重度、发生度和检测度。RPN效果为RPN(1)=28RPN(2)=28RPN(4)=21,设计 FMEA 举例 （Step 13）接上是否

26、要纠正？确定,Step 13.,接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和,设计 FMEA 举例 （Step 14）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,所有的RPN结果均小于125的预定要求。,设计 FMEA 举例 （Step 14）接上是否要纠正？确定,设计 FMEA 举例 （Step 15）,接上,是否要纠正？,确定纠正措施,确定责任人和完成日期,纠正措施效果判定,是否满足要求？,生成控制计划,结束,Control PlanAPQP设计更改单.存档,设计 FMEA 举例 （Step 15）接上是否

27、要纠正？确定,第二节 过程FMEA举例,我们要加工一个不锈钢洗盆。,第二节 过程FMEA举例我们要加工一个不锈钢洗盆。,过程流程图,制 造,过程流程图 制 造输出周期喂料以卷形材料投入l 切割,C&E 矩阵,关键输入已按总分数排序。 我们在最初的FMEA活动中将只考虑最前面的4项,C&E 矩阵关键输入已按总分数排序。,第一步：确定分析对象,我们在本例中仅分析切割工序的关键输入：切割速度让我们换一种方式，团队首先集中于FMEA的输入，而不是评分。评分工作在输入完成后进行。,第一步：确定分析对象工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当,第二步：确定故障模式,“切割速度”有哪些异常的方式？尽量列全了

28、。,第二步：确定故障模式工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当,第三步：确定故障影响,对下一道工序和/或最终顾客的影响最恶劣的可能影响,第三步：确定故障影响工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当,第四步：分析故障原因,一个故障模式可能有多个原因,第四步：分析故障原因工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当,第五步：分析当前控制措施,当前控制措施是在产生影响前的预防和检测手段预防和检测哪个更重要呢？,第五步：分析当前控制措施工序/关键输入故障模式故障影响故障原,第六步：过程评分,讨论：毛刺的严重度是7，损坏刀刃和材料的严重度是9，怎么填？在评分过程中，小组成员产生分歧怎么办？,第六步：过程评

29、分工序/关键输入故障模式故障影响SEV故障原因,第五步：采取适当措施然后重新计算RPN,采取措施后，应重新评价FMEA,第五步：采取适当措施然后重新计算RPN 采取措施后，应重新评,纠正措施能改善RPN的哪些方面？,对于过程FMEA来说,(Y=Yes; M=Maybe; N=No),纠正措施能改善RPN的哪些方面？对于过程FMEA来说纠正措施,第五部分 FMEA总结,FMEA的目的是什么？ 风险控制谁来做FMEA？ FMEA小组什么时候该做什么类型的FMEA？FMEA工作计划FMEA的输入是什么？产品资料/C&E矩阵/数据源FMEA的输出是什么？列出问题/纠正措施/控制计划FMEA的过程是什么？填写工作表,第五部分 FMEA总结FMEA的目的是什么？ 风险,控制,FMEA 模型,Prevention,检测,检测,检测,哪个是最好的情况？ 哪个是最坏的情况？,控制FMEA 模型影响外部顾客或下一工序原因故障模式工序材料,