潜在失效模式与后果分析(FMEA).ppt

潜在失效模式与后果分析（FMEA）,2015年3月,事先我所以没有。事先我看了天气预报，所以没有被淋成落汤鸡；事先我给电脑安装了防火墙，所以没有被黑客入侵；事先我做了详细的工作计划与分析，所以保质保量完成了领导交办的工作；有些事先是必需的！有些所以没有是可预期避免的！有些保质保量是顺理成章的！有效运用FMEA可强化事先预防！,FMEA简介,事后处理的费用法则,FMEA概述,设计失效模式及影响分析（DFMEA）,1,2,3,4,过程失效模式及影响分析（PFMEA）,FMEA与组织的持续改进,目录,FMEA概述,设计失效模式及影响分析（DFMEA）,1,2,3,4,过程失效模式及影响分析（PFMEA）,FMEA与组织的持续改进,过渡页,FMEA的起源与发展,50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广；60年代中期用于美国航天工业（阿波罗计划）；1974年用于美国海军（1629号军标）；1985年IEC公布了FMEA标准:IEC812，这个标准被我国等同采用为GB7826-87：系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序；1993年，美国三大汽车公司编写了FMEA参考手册，2001年7月第三版；1994年，美国汽车工程学会SAE发布了SAEJ1739-潜在失效模式及后果分析标准。,FMEA的定义,故障模式影响分析（PotentialFailureModeandEffectsAnalysis，简记为FMEA）是一种系统化的团队活动，用于：分析评估产品/过程的潜在故障模式及影响对这些故障进行排序确定其优先等级确定可以消除或减轻故障的措施,FMEA的定义,FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动，并将全部过程形成文件；FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充；,FMEA的相关概念,失效：对象在给出的条件和规定期间内不能发挥被要求功能的情况：无功能部分功能或功能降级间歇功能非预期功能潜在的失效模式：是指过程可能发生的不满足过程要求或设计意图的形式或问题点，是对某具体工序不符合要求的描述。它可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序失效模式的后果。严重度（S）：指一给定失效模式最严重的影响后果的级别，是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。,FMEA的相关概念,顾客：一般指“最终使用者”，但也可以是随后或下游的制造或装配工序，维修工序或政府法规。“失效后果”：指失效模式对产品质量和顾客可能引发的不良影响，根据顾客可能注意到或经历的情况来描述失效后果，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阐述，如噪声、异味、不起作用等；“失效的原因/机理”：指失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述，针对每一个潜在的失效模式在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效起因。如果起因对失效模式来说是唯一的，那么考虑过程就完成了。否则，还要在众多的起因中分析出根本原因，以便针对那些相关的因素采取纠正措施，典型的失效起因包括：焊接不正确、润滑不当、零件装错等；,FMEA实施的要点,认真对待和付诸行动；依靠集体协作，发挥和综合每个人的智慧；FMEA是“事前的行为”，不是“事后的行为”；FMEA是动态的，不能一劳永逸。,FMEA的类别,系统、设计、过程FMEA之间的关系,系统FMEA,设计FMEA,过程FMEA,因此不必在设计FMEA中列出制造(过程)的故障模式,FMEA在设计开发过程中位置,1策划,2产品设计和开发,3过程设计和开发,4产品和过程确认,生产,概念提出和批准,项目批准,样件,试生产,投产,计划和确定项目,产品设计和开发验证,过程设计和开发验证,产品和过程确认,反馈评定和纠正措施,设计FMEA,过程FMEA,FMEA的两个阶段,新的更改的设计,评价,方框图,设计FMEA,过程FMEA,过程,产品过程特性,过程流程图,PFMEA,DFMEA,设计FMEA和过程FMEA的联系,产品设计的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性，由于产品设计中没有适当考虑制造中技术与操作者体力的限制，可能造成失效模式的发生；产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施；PFMEA应将DFMEA作为重要的输入，对DFMEA中标明的特殊特性，也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。,FMEA的管理原则,每一个设计或过程功能/模式，对“失效的结果”分析应能量化失效模式没有纠正导致的风险。,FMEA的团队组成与作用,设计部门：讨论对重要故障模式设计改善。技术部门：讨论对重要故障模式，发生频度较高的故障模式的工程改善。生产部门：讨论对重要故障模式的重点管理方法。检查部门：讨论对重要故障模式的重点管理方法及对检知较难故障模式的检出方法。品质部门：讨论重要故障模式的市场对策。业务部门：讨论使顾客彻底了解使用时的使用条件，保全条件及注意事项的方法。,FMEA的线路图,准备功能框图或过程流程图,确认任务或活动,用头脑风暴考虑所有可能的问题和忧虑,确认失效模式和原因,FMEA的开发步骤,FMEA的输入步骤,FMEA的分析步骤,确认现行控制,建立频度,确认探测方法并建立探测度,确认后果并建立严重度,输入信息到FMEA表格,完成FMEA分析,使用排列图：根据需求选择需改进之处,针对改进的目的完成FMEA分析,修订最初的FMEA,是评定FMEA,符合FMEA目标吗？,否,FMEA的表格顺序,识别风险顺序,识别风险顺序,严重度S针对后果/问题：严重度是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度评价；严重度对应的是“后果”；一般只有设计变更才能改变后果的严重度；严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系，对高严重度的关注，起到引导资源作用；严重度分为1-10级，对一个失效模式，选择后果最大计算RPN；对那些超出小组成员经验和知识的评级，(如当顾客是装配厂或最终用户时)，应向设计FMEA人员、设计工程师和顾客咨询；当为内部顾客时，小组应听取下游作业人员的意见。,识别风险顺序,频度O针对后果/问题：频度是指失效原因/机理预计发生的频率，分1到10级；预防措施可降低发生频度。,识别风险顺序,探测度D：评估在零件离开制造现场前，现行控制方法对失效模式或失效起因得到发现的可能性；在做探测度评定时，假设失效模式已经发生；控制措施可考虑如下：检查和测试程序、不合格品控制程序、防错技术、统计过程控制、过程控制计划等；分为1到10级。更好的检验措施能提高失效模式的探测能力。,识别风险顺序,风险顺序数（RPN）的计算方法是：RPN=SmaxODminSmax对应该失效模式对顾客最严重的失效后果，即最大的严重度；O该失效原因导致失效模式发生的频率；Dmin对应最好的探测措施,即最小的探测度；RPN用于对失效模式风险等级排序；应采取措施降低RPN；不管RPN数值的大小，当失效模式的严重度数高时，就应特别引起重视；RPN在1（1X1X1）到1000（10X10X10）之间。,FMEA概述,设计失效模式及影响分析（DFMEA）,1,2,3,4,过程失效模式及影响分析（PFMEA）,FMEA与组织的持续改进,过渡页,D-FMEA概要,设计变更,修订确认,设计,性能程度等,可靠性安全性等,详细设计中间设计基本设计,图纸,解析水平,机能构造的展开,故障模式,构件,子系统,系统,故障等级,对策方案,故障模式的原因把握,故障模式的影响把握,故障模式的影响把握,重要度评价,对策树立,潜在的故障模式的预测,草案,FMEA,设计FMEA,何时进行设计FMEA?,设计FMEA是APQP(产品质量先期策划）中“产品设计和开发”阶段的产物,在分析了顾客要求和形成初始概念之后进行设计FMEA,当还有时间修改设计时！,设计FMEA,以下情况需进行设计FMEA（或至少评审过去的DFMEA）,是新的设计,在原设计基础上修改,应用条件或环境发生变化,顾客要求或希望发生变化,竞争环境、业务环境或法律环境发生变化,有设计责任且需提交PPAP（生产件批准程序）,发生实际失效,设计FMEA,设计控制的三种方法：,防止起因/机理或失效模式/后果的出现，或减少他们的出现频率（预防）；,查处起因/机理并导致找到纠正措施（探测）；,查明失效模式（探测）。,设计FMEA,框图,开关C,极板E+,灯罩A,灯泡总成D,电池B,弹簧F-,1,2,3,4,4,5,5,系统名称：闪光灯,连接方法：,1、不连接2、铆接3、螺纹连接4、卡扣装接5、压紧装接,结构分析,剖析系统/产品的结构组成分解成最简单及经济的单元系统.子系统.零部件资料来源：图纸.设计要求书.产品规范物料明细表,结构分析,系统结构图,系统System,SE1,SE2,SE3,SE1.1,SE1.2,SE2.1,SE2.2,SE2.3,SE3.2,SE2.2.1,SE2.2.2,SE3.1,结构分析,例：桌上电脑的结构分析,设计FMEA,表格,采取的措施,现行设计控制,级别,项目功能,责任目标完成日期,建议措施,风险顺序数,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),潜在失效后果,潜在失效模式,潜在失效模式及后果分析,（设计FMEA）,FMEA编号：,页码：第页共页,编制人：,FMEA日期（编制）：（修订）,设计责任：,关键日期：,系统,子系统,零部件：,年型/车型：,主要参加人：,1,7,5,9,10,11,12,13,潜在失效的起因/机理,14,15,16,17,RPN,18,19,20,措施结果,RPN,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),21,22,2,3,6,8,4,表格说明,1,FMEA编号：FMEA文件编号，以便查询、索引,2,系统、子系统或零部件的名称及编号,3,设计责任：整车厂、部门和小组,4,编制人：负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所属部门,5,年型/车型：设计所影响的预期的年型及车型,8,6,7,关键日期：FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过计划的生产设计发布日期,FMEA日期：编制FMEA原始稿的日期及最新修订日期,主要参加人：有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名,表格说明,9,项目/功能：,填入被分析项目的名称和编号注明被分析项目的所有功能及工作条件使用尽可能简明的文字描述，定义准确,功能描述为：动词+宾语+修饰词,例如,使线芯绝缘保证端子在插接件内位置正确防止管脚被压碎,10,表格说明,潜在失效模式：,列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不是一定发生。指明工作环境考虑范围包括项目本身、低一级和高一级。特殊环境条件下的失效模式也应当考虑。使用规范化的专业术语,典型的失效模式如：断裂、变形、松动、泄露、腐蚀、短路等。,失效=未达到质量要求,无功能,功能不足,功能过强,常用的有两大类失效：类失效、类失效。类失效，指的是不能完成规定的功能，如：突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短路、断路、击穿、泄露、松脱等等。渐变型：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、失去光泽、褪色等等。类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放等等。,10,潜在失效模式：,10,潜在失效模式（示例）：,表格说明,11,潜在失效后果：,指失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。,根据（内、外）顾客可能发现或经历的情况描述失效后果（许多失效模式有不止一种后果）明确说明是否会影响到安全性或与法规不符必须考虑系统、子系统和零部件之间存在的相互影响作用（连锁反应）,表格说明,12,严重度数（S）,指潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响的严重程度。,严重度仅适用于后果,严重度级别数值的减少只能通过修改设计来实现,可自定评分表,推荐的DFMEA严重度评价准则,13,级别（重要程度）,表格说明,用于对零件、子系统或系统的产品特性分级（例如：关键、主要、重要和重点）,用适当的字母或符号在DFMEA中注明并在建议措施中记录，是特殊过程控制的依据。,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,指明失效模式发生的原因或作用机理,是产品设计所固有的,与产品的使用有关,列出每个失效模式的所有可以想象到的失效起因和机理,许多失效模式是多种原因造成的,失效通常是由一连串的原因造成的，从直接原因到根本原因（原因链）,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,简明扼要、完整地将起因/机理列出来,典型的失效起因如：,规定的材料不对设计寿命估计不当应力过大润滑不足维修保养说明不当环境保护不够计算错误等,典型的失效机理如：,屈服、疲劳材料不稳定蠕变、磨损腐蚀等,考虑“可预见的产品误用”情况,20A保险丝,10A保险丝,表格说明,15,频度数（O）,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多个失效起因/机理是降低频度数的唯一途径,需考虑,类似零部件或子系统的维修档案及维修服务经验？零部件是否为以前使用的零部件或子系统还是与其相似？相对先前水平的零部件或子系统所做的变化有多显著？零件是否全新？零件是否与原来有根本不同？零部件的用途有无变化？有哪些环境改变？针对该用途是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数？,推荐的DFMEA频度评价准则,表格说明,16,现行设计控制,能够确保设计充分性的任何技术,失效模式如同疾病设计控制则象医生采取的诊断方法（医生喜欢采取预防措施）,设计控制有三种类型：,（1）消除失效产生的原因（2）查明失效的原因（3）检测失效模式,表格说明,17,不易探测度数（D）,指在零部件、子系统或系统投产之前用现行设计控制方法对潜在失效起因/机理及后续的失效模式探测能力的评价,为了减小D值需不断改进设计控制方法,推荐的DFMEA探测度评价准则,表格说明,18,风险顺序数（RPN）,RPN是对设计风险性的度量,RPN=SOD,S:严重度数（110）O：频度数（110）D：不易探测度数（110）,关注RPN较高的项目,表格说明,19,建议措施,根据RPN的排序，提出建议采取措施以减小风险顺序数,更改设计,RPN,S,O,D,更改设计,改进设计确认/验证,如没有建议措施应填写“无”,表格说明,20,责任目标完成日期,明确执行“建议措施”的组织和个人以及预计完成的日期,21,采取的措施,简要记载已具体实施的措施和生效日期,表格说明,22,纠正后的RPN,当明确了纠正措施后，估算并记录下纠正后的严重度数、频度数和不易探测度数，重新计算并记录RPN,有可能重新排序,有可能需要进一步改进,跟踪,设计主管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,FMEA文件应永远体现最新的设计水平及最新采取的有关措施，包括生产后发生的设计更改和措施,DFMEA应在设计发布之前完成,动态文件,示例,FMEA概述,设计失效模式及影响分析（DFMEA）,1,2,3,4,过程失效模式及影响分析（PFMEA）,FMEA与组织的持续改进,过渡页,P-FMEA概要,工程,工程设计、改进,产品功能、性能、质量作业容易性设备,解析水平,工程解析与功能展开,不良模式,工程,产品(System)后加工,不良等级,对策案,不良模式的原因把握,不良模式的影响把握,重要度评价,对策树立,潜在的不良模式的预测,FMEA,P-FMEA案例,过程FMEA,何时进行过程FMEA?,过程FMEA是APQP(产品质量先期策划）中“过程设计和开发”阶段的产物,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设计,当还有时间修改产品及工艺设计时！,在DFMEA之后,过程FMEA,以下情况需进行过程FMEA（或至少评审过去的PFMEA）,是新的过程,新产品，或从未用本过程加工的产品,原有的过程发生变化,顾客要求或希望发生变化,竞争环境、业务环境或法律环境发生变化,需提交PPAP（生产件批准程序）,发生实际失效,过程FMEA,PFMEA的原则,PFMEA不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷,要考虑有关产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品能满足顾客的要求,过程FMEA,PFMEA,表格,共有22项内容组成,过程流程图/风险评定,产品/过程参数,DFMEA文件,过程FMEA,表格,采取的措施,现行过程控制,级别,过程功能要求,责任目标完成日期,建议措施,风险顺序数,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),潜在失效后果,潜在失效模式,潜在失效模式及后果分析,（过程FMEA）,FMEA编号：,页码：第页共页,编制人：,FMEA日期（编制）：（修订）,过程责任部门：,关键日期：,项目名称：,年型/车型：,主要参加人：,1,8,7,6,5,4,3,2,9,10,11,12,13,潜在失效的起因/机理,14,15,16,17,RPN,18,19,20,措施结果,RPN,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),21,22,表格说明,1,FMEA编号：FMEA文件编号，以便查询、索引,2,项目：所分析的过程名称、编号,3,过程责任：整车厂、部门和小组（还包括供方）,4,编制人：负责FMEA准备工作的工程师的姓名电话和所属部门,5,年型/车型：过程所影响的预期的年型及车型,8,6,7,关键日期：FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过计划开始生产的日期,FMEA日期：编制FMEA原始稿的日期及最新修订日期,主要参加人：有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名,表格说明,9,过程功能/要求：,简单描述被分析过程或工序（如车、焊接）尽可能简单描述被分析过程或工序的目的若过程包含有不同失效模式的操作应独立列出基本功能和辅助功能都要考虑列出顾客的希望或要求,功能描述为：动词+宾语+修饰词,例如,零件成型零件弯曲,10,表格说明,潜在失效模式：,典型的失效模式如：断裂、变形、毛刺、弯曲、安装调试不当、短路、等。,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。,可能是下一道工序的潜在失效模式也可能是上一道工序潜在失效的后果,假设这种失效可能发生，但不是一定非得发生。,假定提供的零件/材料是合格的,表格说明,11,潜在失效后果：,指失效模式对顾客的影响，顾客可以是下一道工序或工位、代理商和/或车主。,对最终使用者，失效后果一律用产品或系统的性能来描述，如：噪声、不起作用、不稳定等如果顾客是下一道工序或工位，失效的后果应以工艺/工序性能来描述，如：无法紧固、无法钻孔、不匹配、损坏设备等。,表格说明,12,严重度数（S）,指潜在失效模式发生时对顾客影响的严重程度。,严重度仅适用于失效的后果,如果顾客是装配厂或产品使用者，严重度的评价应与设计工程师及装配厂的过程工程师共同商讨。,推荐的PFMEA严重度评价准则,13,级别（重要程度）,表格说明,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（例如：关键、主要、重要和重点）,如果在PFMEA中确定了某一级别，应通知设计主管工程师，因为可能会影响有关确定控制项目标识的工程文件,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,指明失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述。,失效的许多起因不是相互独立的、唯一的，需明确哪些起主要作用，哪些容易控制。,典型的失效起因如：,扭矩不正确过大、过小焊接不正确电流、时间、压力不正确热处理不正确时间、温度有误零件漏装或错装,操作者错误,表格说明,15,频度数（O）,指某一特定失效起因/机理发生的频率,频度的分级数着重在其含义而不是数值,如果能从类似的过程中获取数据则可以用统计数据来确定频度数,推荐的PFMEA频度评价准则,表格说明,16,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。,三种过程控制方法：,（1）阻止失效起因/机理或失效模式/后果的发生，或减小其发生的概率（2）查明起因/机理并找到纠正措施（3）检测失效模式,防错夹具,SPC,优先使用第一种控制方法,表格说明,17,不易探测度数（D）,指在零部件离开制造工序或装配工位之前，假设失效已发生，然后评价所用现行过程控制方法阻止该部件发送出去的能力,频度数（O）,不易探测度数（D）,随机抽查,统计抽样检查,推荐的PFMEA探测度评价准则,检验类别：A.防错B.量具C.人工检验,表格说明,18,风险顺序数（RPN）,RPN=SOD,S:严重度数（110）O：频度数（110）D：不易探测度数（110）,关注RPN较高的项目,特别注意,表格说明,19,建议措施,根据RPN的排序，提出建议采取措施以减小风险顺序数,R