FMEA培训资料潜在失效模式及后果分析.ppt

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1、潜在失效模式及后果分析,目录,1、概念导入；2、设计FMEA；3、过程FMEA。,我们无时不在运用FMEA,FMEA：潜在失效模式及其后果分析；对可能发生的缺陷或问题及其不良影响进行事前分析，并试图找到防止缺陷和问题发生的措施，用此措施来指导和控制我们达到目标！这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化，文件化。,多算胜，少算不胜，而况于无算乎？”孙子兵法 始计篇,2008年7月第四版,尺寸,温度、压力、模具,Potential Failure Mode and Effects Analysis,设计FMEA（DFMEA）,xxq,Potential Fa

2、ilure Mode and Effects Analysis,DFMEA主要是由“负责设计的工程师/小组”采用的一种分析技术应评估最终产品以及与之相关的零部件、子系统和系统以其最严密的形式总结了一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计组的设计思想,Potential Failure Mode and Effects Analysis,顾客的定义,DFMEA中“顾客”的定义为：-不仅仅是指“最终使用者”，还包括负责车型设计或更高一级装配过程设计的工程师/小组，以及在生产过程中负责制造、装配和售后服务的工程师要求对所有新的部件、更改的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行DFMEA,Pote

3、ntial Failure Mode and Effects Analysis,小组努力,FMEA可成为促进有关部门之间充分交换意见的催化剂DFMEA是一份动态文件，应在一个设计概念最终形成之时或之前开始，并在产品加工图样完成之前全部结束DFMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷,Potential Failure Mode and Effects Analysis,DFMEA的开发(手册的说法）,DFMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始框图的复制件应伴随FMEA过程,Potential Failure Mode and Effects Analysis,零件框图实例：,为了

4、确定DFMEA的范围，在应用到部件、子系统或系统DFMEAs中时，小组应考虑以下方面：a、产品界面有什么过程，匹配部件或系统？b。产品的功能和特性会影响其它部件或系统吗？C、有需要执行产品预期功能的其他部件或系统提供的输入吗？d、在连接的部件或系统中产品功能包含失效模式的预防和探测吗？,Potential Failure Mode and Effects Analysis,新增参数（P)图帮组开发DFMEAP图的解释：参数图是帮助小组理解有关设计功能的物理特性的结构工具。小组在分析设计的预期输入（信号)和输出（响应和功能）的同时，也分析那些会影响性能的受控和不受控因素。产品的输入和输出，即产品

5、预期或非预期功能，对于识别错误情况、噪音因素和控制因素是十分有用的。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,P图实例：,DFMEA的准备,设计意图：产品期望做什么和期望不发 生什么的一个清单。应考虑 产品的应用环境和法规要求框图：说明系统间/子系统间/零件间的逻 辑关系：连接、能量/信息等历史信息：类似产品的DFMEA具体的FMEA表格内容如下：,Potential Failure Mode and Effects Analysis,表头,FMEA编号系统、子系统或零部件的名称及编号设计责任编制者车型年/车辆类型关键日期：指FMEA初次预定完成

6、的日期，该日期不应超过计划的生产设计发布的日期FMEA日期核心小组,Potential Failure Mode and Effects Analysis,项目/功能,填入被分析项目的名称和编号用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能如果该项目有多项功能，且有不同的失效模式，应把所有功能都单独列出,系统 FMEA-接口和交互作用,环境,子系统D,子系统A,子系统B,子系统C,接口与交互作用,上图中，任何接口系统间都可能发生交互作用。如：子系统A加热，会导致D、E通过各自的接口也获得热量，而且A还向环境释放热量。交互作用还可能通过环境的传递发生在“非接触”的子系统之间。如：如果环境

7、湿度很大，AC是不同金属，由非金属B隔开，但由于环境的湿度，AC之间仍然会发生电解反应。,系统FMEA项目、功能和失效模式,SFMEA与DFMEA,SFMEA不是一种新的FMEA方法。根据组织的产品特点，可能有几个级别的SFMEA，也可能没有SFMEA。针对自行车（系统）、车架（子系统）功能的DFMEA就是SFMEA，针对“下部前车管”功能的则是DFMEA。,项目与功能,期望的功能：系统/子系统/零件的作用运行环境条件：在什么样的条件下工作设计可靠性、寿命、耐久性目标非期望的功能：如果有，列出法规要求应尽可能给出可度量的要求应把所有的功能单独列出项目功能要求和失效模式 a.强烈建议将要求和功能

8、分开列出 b.不同的要求对应不同的失效模式如图：,FMEA要求,FMEA练习,功能列出产品的功能清单以小组为单位选择手机或其零件（如机盖、电池），或你们小组定义的产品尝试建立一个功能清单的检查单,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效模式,是指系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式对一个特定项目及其功能，列出每一个潜在失效模式只可能在特定的运行环境条件下以及特定的使用条件下发生的潜在失效模式也应考虑应用规范化、专业性的术语来描述,潜在失效模式,A、不能完成规定的功能突发型：断裂、塑性变形、碎裂、失稳、短路、断路、击穿、泄漏等渐变

9、型：磨损、腐蚀、龟裂、老化、变 色、热衰退、蠕变、低温脆变、性能下降、渗漏、退色、失去 光泽、信号弱,潜在失效模式,B、产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放、烫伤、冻伤、触电、光对眼的伤害等 还包括对儿童：误食、机械伤害等当可能存在这类失效时，应确认是否已有限制要求，如没有，是否应加以补充,潜在失效模式,硬件：断裂、弯曲、腐蚀、松动、粘结、裂纹、短路、泄漏、渗漏、滑落、氧化、生锈、支撑不够、信号不足、堆积、外观不良、客户不满意、影响美观、不能紧固、异色、雨水进入汽车、不稳定状态、保存期太短散装材料：过厚/过薄、酸性或碱性过强、过暗或过亮、过粘、功能损失、时强时弱、不可显示

10、、配合性差、无法粘住、剥落、碎屑,潜在失效模式,标准化：组织应运用对产品的经验定义各种缺陷，以实现术语规范，确保小组人员对缺陷理解一致；并有利于缺陷统计。历史资料：组织在长期的生产过程中所积累的经验应按缺陷或起因/机理进行分类统计。,FMEA练习,编制失效模式定义表，书面描述以下内容：失效模式名称失效模式的表现/定义发现的时机/人（制造者、检验人员、下道工序、顾客等）关联功能（含上级系统）,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效后果,是指失效模式对系统功能的影响要根据顾客或经理可能发现的情况来描述失效的后果（顾客可以是内部或外部）应记住

11、不同级别系统、子系统和零件之间还存在系统层次上的关系,潜在失效的后果,考虑以下方面：对完成功能的影响对上级系统和系统内其他零件的影响对所有顾客的影响（包括使用成本）对法规的影响对营销方案/的影响对可制造性/可装配性的影响,失效链,汽车长时间使用-环境条件水箱密封老化-失效模式水箱渗漏-直接后果发动机过热-中间后果发动机损坏-中间后果汽车停驶-最终后果,Potential Failure Mode and Effects Analysis,严重度（S）,是潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标要降低严重度只能通过修改设计来完成,严重度评价准则,散装材料DFM

12、EA,严重度评价理解,FMEA小组应对评价准则和分级规则达成一致意见。组织可对准则进行修改，不推荐修改9和10的准则。严重度的定级可以通过修改设计、使之补偿或减轻失效的后果来降低。如：“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。“车辆/项目”在用于其他产品时，可理解为“最终产品/生产产品”。如电视机/显示器、电脑/接线端子等。910：与安全/法规有关,58：与性能/功能有关 24：与外观和感觉有关严重度为1的失效模式不应进行进一步的分析。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,级别,是指产品特性分级应用适当的方式进行

13、标识每一个在DFMEA中标识的特性均应在PFMEA中有特殊的过程控制,级别特殊特性,特性：产品或零件的尺寸、性能、外观、重量等可定义的固有的特征。特殊：一种是与安全和/或法规有关，即该特性影响安全和/或法规；一种是该特性的波动会影响到产品或零件的基本性能，但不会影响到安全和/或法规。符号：在级别这一栏内，填上代表特殊程度的 符号。如关键：KC；重要：SC重要产品特性 KPC；重要过程特性KCC.,福特的特殊特性识别规则,SCs 和 HICs 不局限于零件的特性。过程参数对于零件的特性同样重要。过程参数必须被识别为SCs 和HICs，同时必须通过控制计划监控和管理。关键特性CC或倒三角只能由福特

14、设计和发布活动识别，同时必须在福特图纸和/或工程规范规定。供应商，无论是否是FSS，不得在其DFMEA/PFMEA上识别任何CC特性。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效的起因/机理,是指一个设计薄弱部分的迹象，其作用结果就是失效模式应列出所有可以想象的失效起因/机理应简明扼要、完整的将起因/机理列出来，使相应的起因能采取适当的纠正措施,失效的潜在起因与机理,对DFMEA而言，失效的潜在起因与机理是指可能存在的设计薄弱部分。不要把产品的工作环境作为分析目标，要分析产品内在的原因。查找原因的方法：失效链、因果图、排列图、五个为什么、小

15、组经验等。类似产品的FMEA资料非常重要。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,失效的潜在起因与机理,A、与制造和装配无关的原因：材料、尺寸、公差、连接方式、说明书、计算、可靠性目标、空间等还有？机理：屈服、疲劳、氧化、磨损、蠕变、腐蚀、材料不稳定等还有？,失效的潜在起因与机理,B、与制造和装配有关的技术与体力的限制：材料处理、公差、重量、装配空间小、零件数量、维修等误操作：正反面、左右件/孔、对中困难对变差过于敏感：产品的稳健性不好还有？,失效的潜在起因与机理,常见的原因包括但不限于：不正确的制定材料不适当的设计寿命假设应力过大不充分的润滑

16、量不适当的维护指导书不正确的算法,不正确的维护指导书不适当的软件规范不适当的表面加工规范不适当的运行规范过热不适当的公差,Potential Failure Mode and Effects Analysis,频度（O）,是指某一特定失效起因/机理出现的可能性通过设计更改来消除或控制一个或更多的失效起因/机理是降低频度数的唯一途径应运用一致的频度分级规则。所谓的“设计寿命的可能失效率”是根据零部件、子系统或系统在设计的寿命过程中预计发生的失效数确定的。,频度（发生率）评价准则,散装材料DFMEA,频度评价准则,频度:某一起因/机理在设计寿命内出现的 可能性.相对性:频度的级别数只具有相对意义,

17、不 是绝对数.改变:变更设计或改变设计过程(设计检查 表、设计评审、设计导则）可以降 低频度数。,评价频度要考虑的问题,类似产品的维修经验；设计零件与过去零件的差别；产品的用途有无变化；变化有多大？产品的使用环境有无变化；变化有多大？针对新的用途与环境，是否进行了工程分析（如可靠性）？是否采取了预防性措施？,现行设计控制,现行控制：指已被或正在被同样或类似的设计所采用的措施。现行设计控制有两种类型：预防与探测。预防性控制措施可能影响频度的定级，探测性的措施直接影响探测度的定级。确认了预防性措施后，应评审频度数的定级是否需要变化,预防性设计控制措施,预防：防止失效的起因/机理或失效模式 出现，或

18、者降低其出现的几率。预防措施的例子：成熟的设计准则、设计评审、设计检查表、可靠性分析、实体仿真等,探测性设计控制措施,探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。探测起因/机理：台架试验、实验设计、回归分析等。探测失效模式：道路试验、整车试验、耐久性试验、寿命试验、破坏性试验等。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,探测度（D）,是指在零部件、子系统或系统投产之前，用第二种现行设计控制方法来探测潜在失效起因/机理的能力的评价指标，或者用第三种设计控制方法探测后续的失效模式能力的评价指标,探测度评价准则,散

19、装材料DFMEA,探测度评价的理解,探测度：对设计控制措施中最佳措施发现失效起因/机理及后续失效模式的能力。相对性：与严重度和频度一样。降低：改变设计控制措施。如改进设计确认和验证活动。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,关于风险评估,不使用RPN阀值本手册不推荐使用RPN阀值来决定是否采取措 示例：如果顾客在下面不合理使用100这个阀值，供应商则应当对RPN为112的特性B采取措施,在这个例子中，特征B的RPN更高，但还是应当先处理A，因为他的严重等级为9，尽管A 的RPN为90，低于阀值。使用阀值的另一个问题，没有一个要求强制采取措施的

20、RPN值另外，建立阀值可能会促使小组成员产生错误行为：即小组成员花时间去试图求证一个低发生频度或探测度等级的数值，以期降低RPN,关于风险评估,替代RPN的可选方法SO（SXO)有些组织会选择主要侧重于严重度和发生频度。SO知识是严重度和发生频度等级的产物。通过使用这个指数，小组可以采取预防措施来降低“O”的数值，从而降低SO。此外，该指数还能改进那些有最高SO数值的后续探测度。SOD,SD 有些组织选择使用SOD或SD。SOD是严重度，发生频度和探测度等级的非算术结合。SD是严重度和发生探测度等级的非算术结合。例：,SOD和SD也应当和RPN一样，经过小组讨论使用。仅仅根据SOD来定义优先等

21、级也和RPN一样有不足之处，如SOD 599应优先于SOD 711,采取措施的原则,严重性：当严重度是9或10时，必须予以特别注意：确保现行的控制措施和纠正/预防措施已针对了这种风险。顾客风险：在可能给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以通过消除、减弱或控制起因来避免失效在顾客处发生。顺序：严重度 频度 探测度,Potential Failure Mode and Effects Analysis,建议措施,应首先对最关键的项目采取纠正措施任何建议措施的目的都是为了减少频度、严重度及探测度三者中的任何一个或所有数值：-增加设计确认/验证工作只能减少探测度-要降低频度只能通过修改

22、设计来消除或控制一个或多个失效模式的起因/机理来实现-只有修改设计才能使严重度减少,Potential Failure Mode and Effects Analysis,责任,负责建议措施执行的组织和人员及预计完成的日期,Potential Failure Mode and Effects Analysis,采取的措施,当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日期,Potential Failure Mode and Effects Analysis,措施后的RPN,明确纠正措施后，估算并记录措施后的RPN值所有新的RPN都应评审,Potential Failure Mode and Ef

23、fects Analysis,跟踪,负责设计的工程师应负责所有建议措施已被实施和落实负责设计的工程师应保证找出了所担心的问题以及建议措施的实施,DFMEA的效果跟踪,可通过对以下内容的评审确保DFMEA的内容得到有效实施：评审设计评审、验证和确认计划；评审产品图样和规范；评审过程FMEA和控制计划；评审生产现场指导文件。,有效FMEA的特点,所有的特殊特性都被讨论到；SOD的评价具有一致性；“高”有明确的定义；对高的项目，已充分考虑预防/纠正措施；已考虑“防错”；采取措施后重新计算了SOD、RPN；如果采取措施后，RPN仍然很高，在控制计划和作业指导书中必须特别注明；持续改进可以降低RPN，F

24、MEA是动态文件。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,过程FMEA（PFMEA）,Potential Failure Mode and Effects Analysis,简介,PFMEA是由“负责制造的工程师/小组”采用的一种分析技术以其最严密的形式总结了工程师/小组进行工艺过程设计时的设计思想,Potential Failure Mode and Effects Analysis,顾客的定义,“顾客”：一般是指“最终使用者”，但也可以是后续的或下游制造或装配工序，以及服务工作要求在所有新的部件/过程，更改的部件/过程及应用或环境有变化的原

25、有部件/过程进行PFMEA,Potential Failure Mode and Effects Analysis,小组努力,希望负责过程的工程师能够直接地、主动地联系所有相关部门的代表PFMEA是一份动态文件，应在生产工装准备之前，在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造工序PFMEA假定所设计的产品会满足设计要求,Potential Failure Mode and Effects Analysis,小组努力（续）,PFMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷的，但它要考虑与计划的制造或装配过程有关的产品设计特性参数，以保证产品能满足顾客的要求和期望FMEA有

26、助于新机器或设备的开发,Potential Failure Mode and Effects Analysis,PFMEA的开发,PFMEA应从整个过程的流程图/风险评估开始过程流程图/风险评估的复制件应伴随FMEA过程如果可能的话，还应根据相应的DFMEA确定某些产品影响后果,Potential Failure Mode and Effects Analysis,表头,FMEA编号项目过程责任编制者车型年/车辆类型关键日期：初次FMEA预定完成的日期，该日期不应超过计划开始生产的日期,Potential Failure Mode and Effects Analysis,过程功能/要求,简述

27、被分析的过程或工序尽可能简单的说明该工序或过程的目的如果过程包括许多具有不同失效模式的工序，可以把这些工序作为独立过程列出项目功能要求和失效模式 a.强烈建议将要求和功能分开列出 b.不同的要求对应不同的失效模式如图：,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效模式,是指过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意图的形式，是对某具体工序不符合要求的描述在FMEA准备时，应假定提供的零件/材料是合格的根据零件、子系统、系统或过程特性，对应特定的工序，列出每一个潜在失效模式,10潜在失效模式,&过程失效模式是零件被拒收的理由零件特性不符工程规范过

28、程不能滿足其目的或功能I零件特性是零件的一种特点如尺寸、大小、形狀、位置、安裝位置、组织、硬度、外观、涂覆、反光性等。例如工程图纸上的尺寸，或是在工程技术要求的硬度。一般说，过程失效模式可分类如下：制造：尺寸的(超公差)，肉眼能看出装配：零件遗失、装配位置不正确接收/检查：购入的零件在接收时拒收的原因试验/检查：接受坏的零件，拒收发的零件,潜在失效模式-查阅资料,尽量提出潜在的失效模式，考虑每一过程步骤的输入与入输出操作时的失效模式可能是一个上游的失效模式的結果。潜在的关键特性已在设计FMEA中列出，则也予列上潜在失效模式应按其严重程度排队，并按下降次序排好。!在这一操作时拒收零件原因的说明，

29、应以零件特性的术语来说明，不要填入无关大局的失效模式。3零件孔中心错位零件松动零件有毛刺零件漏泄零件有裂紋零件方向错误零件变形零件有刀痕零件腐蝕零件有砂眼,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效后果,是指失效模式对顾客的影响（顾客可以是下道工序、后续工序或工位、代理商和/或车主）应依据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果对最终使用者来说，失效的后果应一律用产品或系统的性能来描述；如果是下一道工序或后续工序，失效的后果应用过程/工序性能来描述,潜在影响/不良影响,!填入相应说明,鉴定失效模式对于-下游作业-最终客戶-车辆性能-司机

30、安全-政府规定遵守的-车辆安全运行3下一作业：在作业#20不能钻孔以后作业：在作业#70不能将部件定向以后作业：不能将部件装入高一层次的组件零件：零件功能部分丧失车辆：车辆运行受损客戶：客戶受过大噪声干扰政府规定：可能不符F/CMVSS#108,PFMEA严重度评价准则,散装材料PFMEA,Potential Failure Mode and Effects Analysis,级别,是用来对需要附加过程控制的零部件、子系统或系统的一些特殊过程特性进行分级,Potential Failure Mode and Effects Analysis,潜在失效起因/机理,是指失效是怎么发生的，并依据可以

31、纠正或控制的原则来描述针对每一个失效模式，列出每个可以想到的失效起因列表时应明确记录具体的错误或误操作情况，而不是用一些含糊不清的词语,Potential Failure Mode and Effects Analysis,分析透彻每一失效模式的潜在原因,查阅以前的过程FMEA,更改事项报告与其他有关文件,列出所有已知的历史原因。考虑零件如何会失效(即零件失效模式-零件为什么会在该作业时剔除)在每一作业中那种过程特性可能引起零件失效模式,如设计、材料、方法、操作者与环境之类的变异源。,2)考率具有差异的进货源,差异的进货源,例如可以包括外购的零部件零件/材料，或來自以前作业的零件/材料。查阅上

32、游作业的过程FMEA結果上游作业的失效模式可是下游作业失效模式的原因考率差异的进货源鉴別那些可能引起失效模式并需要补救措施的变异来源。以可以修正或控制的过程参数说明原因不要使用如“操作人员错误”、“机床工作不良”或“裝配不当”之类的词语，这些词语是含糊的，不是用可以修正或控制的过程特性來被表示的。,Potential Failure Mode and Effects Analysis,频度（O）,是指具体的失效起因/机理发生的频率如果能从类似的过程中获取数据，那么可以用统计数据来确定频度的级数。,PFMEA频度评价准则,散装材料PFMEA,Potential Failure Mode and

33、Effects Analysis,现行过程控制,是对尽可能阻止失效模式的发生，或者探测将发生的失效模式的控制的描述可以考虑对过程控制/特性：-阻止失效起因/机理或失效模式/后果的发生，或减少其出现率-查明起因/机理并找到纠正措施-查明失效模式,Potential Failure Mode and Effects Analysis,探测度（D）,是指在零部件离开制造工序或装配工位之前，采用第二种现行过程控制方法找出失效起因/机理的可能性的评价指标；或者用第三种控制方法找出后序发生的失效模式的可能性的评价指标,PFMEA探测度评价准则,散装材料PFMEA,Potential Failure Mod

34、e and Effects Analysis,风险顺序数（RPN）,不使用RPN阀值本手册不推荐使用RPN阀值来决定是否采取措,Potential Failure Mode and Effects Analysis,建议措施,应首先对排列在最前面的问题和最关键的项目采取纠正措施如果失效模式的后果会危害制造/装配人员，就应采取纠正措施为了减少失效发生的可能性，需要修改过程和/或设计只有修改了设计和/或过程，才能减少严重度为了增加探测的可能性，需要修改过程和/或设计,Potential Failure Mode and Effects Analysis,责任,负责建议措施的组织和个人，以及预计完成

35、的日期,Potential Failure Mode and Effects Analysis,采取的措施,当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日期,Potential Failure Mode and Effects Analysis,措施后的RPN,重新估算RPN值所有措施后的RPN都应评审,Potential Failure Mode and Effects Analysis,跟踪,负责过程的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已妥善地落实FMEA是动态文件，应体现最新的设计水平，还应体现最新的有关纠正措施，包括产品投产后的设计更改和措施,感谢您接受本次培训！,如果您对本次培训有任何建议或意见，请向您的培训师提出，我们将认真的考虑您所提出的任何疑问，以不断改进我们的培训质量！,