FMEA基础知识入门.ppt

1,课程目的,理解FMEA在APQP中的作用；FMEA介绍；提供实际运用FMEA的技术指南；使学员在公司实施QS-9000中，会有效地运用FMEA；,2,FMEA概要介绍,FMEA是一组系统化的工作，其目的是：发现、评价产品/过程中潜在的失效及该失效的后果；确定能够消除或减少这些潜在失效的控制措施；将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入。FMEA的发展历史：FMEA起始于60年代航空航天工业项目。1974年美海军用于舰艇装备的标准舰艇装备的失效模式和后果分析实施程，首先将它用于军事项目合约。1970年晚期，汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。1980年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生，使FMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。并由开始的500多家公司扩展到其供应商。1993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的，美汽车工业行动集团组织采用、编制了FMEA参考手册。2001年7月发布了FMEA第三版。,3,FMEA概要介绍,QS-9000中关于FMEA的要求：小組活动应该包括：特殊特性的开发和最终确定(见附录C)；失效模式及后果分析的开发和评审；制定措施，优先減少风险大的潜在的失效模式；控制计划的制定与评审。4.2.3.5过程失效模式及后果分析(过程FMEA)过程失效模式及后果分析应考虑所有特殊特性，应努力改进过程，以防止发生缺陷，而不只是找出缺陷。如某些顾客提出对过程失效模式及后果分析进行评审和批准要求，应在生产件批准前，满足顾客的要求(参见第二部份)。参见潜在失效模式及后果分析参考手冊。,4,FMEA概要介绍,FMEA的应用：设计FMEA：针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。主要是设计工程师和其小组应用。过程FMEA：针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。主要是过程(制造)工程师和其小组应用。程序/项目FMEA：针对程序/项目，程序/项目开发设计的分析技术。FMEA的实施：应该是“事前”行动，而非“事后”工作;即，D-FMEA在设计(图纸、规范)完成之前，P-FMEA在过程设计确定之前。全面的事先FMEA分析，可容易、经济地进行早期更改。即对产品规范/过程方案和控制进行较容易、低成本地修改，减轻事后修改的浪费，和对进度的影响。FMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。,5,设计FMEA,本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊特性，并对这些特性进行优先分级。APQP-由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持,6,设计FMEA,第2阶段(设计开发)输出设计责任行为决定了第2阶段输出D-FMEA设计评审设计验证计划和报告（DVPR）样件制造样件控制计划,工程图纸、工程规范、材料规范图纸和规范更改新设备、工装和设施要求对重要/关键产品和过程特性的认同量具/试验设备要求小组可行性承诺,7,APQP过程中D-FMEA所处的阶段,8,设计FMEA,目的设计的分析技术，有助于对设计要求/方案进行分析评价、改进；确定潜在失效模式、其影响，量化严重度，并按其对“顾客”影响分级；分析可能的所有原因,找出/确定对这些因素的控制，量化频度和探测度。进行排序,提出建议措施，进而建立改进设计和开发试验的优先控制系统，降低失效的风险。确定潜在的产品特殊特性和初始过程特性。为建议和跟踪降低风险的措施提供了公开的讨论形式；为将来分析现场情况、评价设计的变更和开发更先进的设计提供参考。有助于对制造、装配要求的初始设计确定；,9,设计FMEA,对于D-FMEA，“顾客”为：国家法律、法规(如，安全、排放、噪音等)最终使用者，车型设计工程师/小组，总成、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组总成、部件、零件制造和装配过程,10,设计FMEA,D-FMEA开展的时机：新的零部件；更改的零部件；应用/环境有变化的零部件；在开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时、不断修改，在产品图样、规范发放前结束。改进设计、或对设计重新评估。在D-FMEA中，不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制。相反地，应当充分考虑制造过程本身的限制因素，考虑可制造性和装配性。如拔模斜度、装配工具可接近性。,11,设计FMEA的输入,由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持,12,设计FMEA的其它输入,跨功能小组在开展设计FMEA时，以下内容应参考：维护时工具的可接近性、诊断能力、材料处置回用；保修信息；顾客抱怨、退货资料；纠正和预防措施；类似产品的设计FMEA；APQP第一阶段输出，即第二阶段输入和任何其它相应输入。,13,设计FMEA,项目管理职责确保：负责设计的跨功能小组进行了设计FMEA。D-FMEA符合顾客批准的方法。(如，AIAG的FMEA手册)在进行D-FMEA的过程中考虑了多种因素，包括：重大质量问题研讨市场使用件召回情况用户工厂的意见同类产品的FMEATGW、保修资料等,14,设计FMEA,D-FMEA的输出:潜在设计失效模式。潜在关键设计要求。设计问题：曾经受到制造和装配作业挑战的设计问题。新设计要求：尚无制造或组装作业的经验。设计验证计划和报告(DVP*开发/采用新的技术，以发现原因。,47,现行设计控制和不易探测度(16-17),当未知原因存在时，评估技术只能着眼于发现失效模式。希望通过发现失效模式来发现这一未知原因。同样有二种可能途径。失效模式已发现已知原因导致失效模式，那么通过改变设计根除原因或降低频度。如果原因未知，需作进一步的分析以找出原因，并作纠正措施。失效模式尚未发现。为了增加发现失效模式的可能性，必须：确保所采用的设计评估技术能够发现失效模式增加样本容量采用/开发新的技术,48,现行设计控制和不易探测度(16-17),不易探测度(19)不易探测度打分与所列的最佳的探测性控制有关，且是针对该D-FMEA中的相对打分。列出与潜在设计评估技术相对应的、在零件开发生产前失效模式的不易探测度数。确定现行设计控制能否发现相关原因。如果能够发现，那么频度会受到影响。为降低不易探测度，通常现行的验证和/或确认技术必须改进；探测性控制在设计开发过程中越早越好。,49,现行设计控制和不易探测度（16-17）,不易探测度(17)不易探测度分级指南,50,风险顺序数(RPN)(18),RPN的计算方法是：RPN=SEVOCCDETRPN用于对失效模式排序。优先对高RPN项采取纠正措施，以降低RPN值。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。,51,D-FMEA:措施(21-26),对于预防/纠正措施的工程评价应首先针对高SEV、高RPN值、和其它小组确定的项目。其目的是依次降低SEV、OCC、DET。建议措施(21)*通过改进设计改善严重度。*建议措施的目的在于降低频度、严重度或不可探测性。建议措施,52,D-FMEA:措施(21-26),通常，当SEV为9或10，无论RPN多少，应特别关注以确保制定有设计控制或预防/纠正措施。任何情况下，若确定的潜在失效模式会危害到最终用户时，应考虑预防/纠正措施以消除、减低、或控制其原因。在下列情况下，考虑措施：RPN值太高(不管是对小组达成的共识，还是对顾客的强制要求而言)。失效模式的严重度大于8。频度太高(由小组认可,或为顾客强制规定)。如对某个具体原因没有建议措施，请在本栏内加注说明。,53,措施(21-26),确定措施提出建议措施是一个创造性过程。小组人员应当不加约束地考虑各种建设性措施。一般说来，一个建议措施应当针对一个失效原因。在措施不确定时，应当通过试验设计对小组人员提出的各种措施作系统性试验。应对每一个失效模式作研究，并针对原因提出建议性措施，以降低RPN数任何措施都应当验证，以确定正确性和有效性。仅设计更改可降低SEV，仅通过设计更改消除或控制一个或多个失效模式的原因/机理才可降低OCC，仅通过增强设计确认/验证才可降低DET。,54,措施(21-26),责任和完成日期(22)确定责任部门和个人，确定完成日期采取的措施(23)简述措施和生效日期纠正后的RPN(24-27)重新计算纠正措施执行后的风险顺序数，并进行评估。(如：严重度、频度和不易探测度)。关注的焦点始终是持续改进！,55,过程FMEA内容,基础过程开发改进模式过程失效模式和影响分析P-FMEA输出P-FMEA的建立表头信息（1-8）标识（9-18）潜在失效模式（11）潜在影响、严重度和分级（12-14）,潜在影响、严重度和分级（12-14）失效原因和发生频度（15-16）现行过程控制和不易探测度风险顺序数（RPN）（19）采取的措施（20-26）风险评价可靠性FMEAP-FMEA,56,过程开发和改进的基本模式,过程验证,编制作业指导书,编制控制计划,开展P-FMEA,生产工艺流程图,持续改进,57,P-FMEA过程失效模式和影响分析,P-FMEA的主要目的：是在新车型或零件项目的制造策划阶段，对新过程或修改的过程进行早期评审和分析，以便促进预测、解决或监控潜在的过程问题，减少制造风险。P-FMEA建立的时机：在可行性分析之前或之时；在生产工装准备之前；顾客：最终用户、后续制造或装配作业、服务操作、法规建立P-FMEA时，要假定设计的产品会满足设计要求，因设计缺陷产生的失效模式不需包含，但也可包含，它们的影响及避免措施由D-FMEA来解决。,58,P-FMEA：1.确定过程的功能作用和要求，帮助分析新/更改(或改进的需要)的制造和装配过程；2.确定潜在的与产品和过程相关的失效模式；3.评价潜在失效对顾客的影响。确定相应的关键特性和重要特性，并明确标示；4.确定潜在的制造或装配过程失效的起因，确定失效条件的降低发生频度或不可探测度的控制变量；5.确定过程控制中的过程变量；6.编制潜在失效模式分级表，然后建立过程改进的优先顺序，和所考虑的预防/纠正措施优选体系；7.文件化制造或装配过程控制。为今后开发制造或装配过程提供过程开发指导。,P-FMEA过程失效模式和影响分析,59,P-FMEA过程失效模式和影响分析,注：P-FMEA是以下方面的输入：控制计划的编制。初始过程能力研究计划的编制。产品和过程特殊特性的最终确定。过程和监控作业指导书(包括检验指导书)的编制。,60,P-FMEA的输入：,编制P-FMEA，多功能小组可应用的数据和参考文件：过程FMEA/3rd-AIAG参考手册特性矩阵以往SPC记录保修信息顾客抱怨和产品退回/招回数据资料纠正或预防措施过程流程图、现场布置图、操作描述系统和/或设计FMEA类似产品和过程的PFMEA,61,P-FMEA,62,P-FMEA输出,过程/零件潜在失效模式的清单。潜在关键特性和重要特性清单。消除或减少产品失效模式出现频次的过程改进措施清单。提供全面的过程控制策略。,63,P-FMEA的建立,创造性P-FMEA是一个创造性的工作，需要采用跨功能的小组。在开展以下工作时，需要调查、分析和发挥创造力：确定潜在失效模式、其影响和原因提出建议措施以降低失效模式的风险量化严重度、频度和不可探测度,64,过程FMEA的建立,工具在开展过程FMEA时，应采用各种问题解决方和调查工具，包括：脑力风暴(BrainStorming)因果图(Fishbone)试验设计（DOE）柏拉图（Pareto)回归分析(散布图ScatterChart)其它方法,65,P-FMEA的建立,小组中有位FMEA经验的协调人是很有帮助的，除非责任工程师有FMEA和小组协调经验；要考虑从单个零件到总成的所有制造工序，及每一步作业；P-FMEA应从整个过程流程图开始，该流程图应确定与每个工序有关的产品/过程特性；分析失效模式、原因/机理仅针对目前的过程（工序）；若可能还应根据相应的D-FMEA确定某些产品影响后果；下列是建立P-FMEA的例子：,66,过程FMEA,67,P-FMEA表头(1-8),FMEA编号(1)用于追溯FMEA的内部编号项目(2)根据过程所属的的系统、子系统或零部件进行分类，包括名称和编号。过程责任者(3)整车厂商(OEM)、部门和责任小组编制(4)FMEA编制人的姓名、电话及所属公司,年型/车型(5)汽车的年型和车型(非汽车零件时用产品替代)关键日期(6)FMEA计划完成日期，APQP进度计划安排日期。初始日期不能超过PPAP提交日期FMEA日期(7)原始稿编制日期、修订号和日期核心小组(8)FMEA跨部门评估小组名称、部门,68,过程FMEA的建立,标识(9)可自左至右或自上而下地完成FMEA。过程功能/要求(9)简单描述被分析的过程或工序（如车/钻/功丝/焊接/装配）。尽可能简单说明该过程/工序的目的，包括系统/子系统/零件的设计信息（度量/可度量的），列出相应的工序编号。若包含许多具有不同失效模式的操作，可将操作列为独立的过程。小组应评审适用的性能、材料、过程、环境、和安全标准。可增加一列：产品特性编号/说明有助于系统地分析所有特性的失效模式。备注：在“过程功能”和“PCID/说明”栏所需添入的内容与工艺流程文件相同。,69,过程FMEA的建立,70,潜在失效模式(10),所谓潜在失效模式是指过程可能发生的不能满足过程或设计要求的状况。是对某一作业可能发生的不符合性的描述。失效状态是以作业为单元进行。只有以作业为审查单元时，才能把失效模式与产品和过程特性相联系。上游作业中的失效模式应在那层进行表述。在确定失效模式时，试问：在这个作业过程中，什么情况下产品特性不能得到满足？即使不考虑工程图纸的要求，顾客会提出什么样的异议？,71,潜在失效模式(10),跨功能小组应讨论先前作业的失效模式，并假定先前的失效模式不带入本作业。建立新产品的失效模式清单，是一种创造性和预防性的工作，分析、评价各种可能发生的情况。对现存产品而言，可从产品或作业的质量记录中列出符合实际的失效模式清单。可从标准表格中选出失效模式，以强调统一性。此表可用作那些具有较长的描述失效模式的字首。表格可以根据产品零件族而产生。检查工序可不考虑进行FMEA分析。,72,潜在失效模式(11),表4.1:典型的失效模式,73,P-FMEA,74,P-FMEA,75,潜在影响、严重度和分级(11-13),失效模式的潜在影响(11)潜在影响是指失效模式对顾客的影响。顾客泛指指下步作业、后续作业、装配厂、最终用户和政府法规。当顾客是后续作业时，这种影响应描述为过程的具体表现。(如：粘着于模具、损坏夹具、装配不上，危害操作者等等)当顾客是最终用户时，这种影响应描述为产品或系统的具体表现。(如：外观不良、噪音太大、系统不工作等)。可建立通常的潜在失效模式影响清单，有助于跨功能小组的思考(脑力风暴)。若失效模式可能影响安全或导致违反法规，需清楚描述。,76,潜在影响、严重度和分级(11-13),表4.2部分通常的潜在影响清单确定这种影响需要了解产品，以及设计工程师的参与同类产品/零件的DFMEA和DFMEA文件是有用的参考资料。,77,潜在影响、严重度和分级(11-13),严重度(12)严重度仅针对“影响”。一般只有针对系统/子系统/零件的设计变更才能改变影响的严重度。严重度分为1-10级，对一个失效模式，严重度打分是针对指定的失效模式，对顾客影响程度最为严重的评价。即对影响最大的进行打分。严重度为9、10级的评分准则不要修改。1级不用进一步分析。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员的意见。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。分级(13)用于区分另部件、子系统、系统特性(例如：关键、主要、重要、重点),78,表4.3严重度评级,79,P-FMEA,80,P-FMEA:失效原因和频度(14-15),潜在失效原因/机理(14)列出失效模式的潜在原因(如：装备不当、轴承故障、设定不当)。表4.4一般原因列出小组所知道的实际原因。不要太笼统(如：作业员错误)，而要具体。,81,P-FMEA:失效原因和频度(14-15),频度(15)：频度是指失效原因/机理预计发生频度，分1到10级；对失效原因/机理的预防措施或控制可降低发生频度；“可能的失效率”是根据过程实施中预计发生的失效来确定的；OCC可以是相对打分，可以不反映实际的发生频度。若可从类似的过程中获得数据，可用统计数据来确定频度的级数。,82,P-FMEA:失效原因和频度(14-15),表4.5失效频度分级表：,83,P-FMEA:当前过程控制和不可探测度(16-17),当前过程控制(16)指在产生过程FMEA时，对类似过程或已知的经采用的过程控制方法。两种方法：1）防止失效原因/机理或失效模式发生，或降低其比率或频度；2）探测失效原因/机理或失效模式，且导致纠正措施。不可探测度(17)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模式的原因得到发现的可能性。分为1到10级。检验能提高失效模式或失效原因的探测能力。,84,P-FMEA:当前过程控制和不可探测度(16-17),表4.6不可探测度分级表：A-防错法B-检测C-人工检验,85,P-FMEA:风险顺序数(RPN)(18),RPN的计算方法是：RPN=SEVOCCDETRPN用于对失效模式排序。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。,86,P-FMEA:措施(19-26),建议措施(19)提高可探测度：这一方法是允许失效模式的出现，对一旦出现的失效进行剔除，而不能根除原因。例如象下列产品检验体系：连续检查体系作业员在工作前对上道过程的产品进行检验。自我检查体系作业人员在把零件发放给下道工序前，作100%的检查。这种方法相对少费时，但因为“太熟悉”而影响检验质量。,87,P-FMEA:措施(19-26),减少或杜绝(失效模式的)出现这类方式从短期看，成本较高，但长期看更经济更理想。包括：产品的重新设计重新设计产品，使不良状况不可能发生或很难发生。过程的重新设计重新设计过程，使不良状况不可能发生或很难发生。很多情况下需要改变工装，省却或简化过程步骤。防错的检验体系在不合格产品产生现场应用某种控制，以探测和根除可能导致不合格生产的原因。,88,P-FMEA:措施(19-26),防错控制常规控制方法终止操作，防止严重不合格品的继续出现。常规警告方法通过传感装置提醒作业人员异常过程。接触方法以传感装置通过对产品形状或尺寸探测异常。例如：只能通过机器或装置正确上料装配夹具探测某个零件特性是否表现的传感器限位开关和停机固定数值方法以某种运转、重量等的具体固定数值探测异常情况。运转步骤方法以检查的需运转的偏变差探测异常情况。,89,建议措施(19)(续),确定措施一个创造性过程。小组人员应当不加约束地考虑各种建设性措施。一般说来，一个建议措施应当针对一个失效原因。在措施不确定时，应当通过试验设计对小组人员提出的各种措施作系统性试验。应考虑对每一个失效模式作研究，并提出建议性措施，以降低RPN数。任何措施都应当验证，以确定正确性和有效性。,90,P-FMEA:措施(19-26),责任和完成日期(20)确定责任部门、负责人，确定完成日期采取的措施(21)简述实际采取的措施和生效日期纠正后的RPN(23-26)重新计算纠正措施执行后的风险顺序数(严重度、频度和不可探测度)。,91,系统FMEA,小组负责界定相关FMEA的范围。图示表明小组在相应的环境条件下，界定出A、B、C、D四个子系统组成系统，系统FMEA必须考虑的范围。,系统,下列两示图表示了系统的含义：系统FMEA显示的接口和交互作用,92,系统FMEA,系统FMEA接口：系统通过接口直接连接，图中显示，子系统A接触(连接)子系统B、子系统B接触子系统C、子系统C接触子系统D、子系统A接触子系统D、子系统B接触子系统D。环境与每个子系统也接触，这就要求在完成FMEA时，要考虑环境接口。每个子系统应该有其包括其相关系统FMEA的接口。系统FMEA交互作用：图中系统间的交互作用，可在任何接口系统处发生。（如，A发热通过相应的接口导致B和D获得热，且A对环境也产生热。）交互作用也可通过环境对非接触系统传输。（如，若环境高湿度，A和C为不同的金属，被非金属B分隔。A和C可通过环境潮气发生电解作用。）对于非接触系统的交互作用比较困难预测，但却是重要的，且应该被考虑的。,93,系统FMEA,项目、功能和失效模式：该图用树状结构描述了项目、功能和失效模式，以帮助小组形象化了解系统、子系统和零件。在系统这一层次，相比子系统和零件（零件通常描述最详细具体、精确），描述更趋于全面、概要。对于系统、子系统和零件的树状结构描述如下：项目：设计目标（设计目标的陈述是很有帮助的）功能1：失效模式A失效模式B功能1：失效模式A失效模式B,94,系统FMEA-项目、功能和失效模式,设计目标：1)最少3000小时免维护使用,及10,000小时的设计寿命。2)达到成年男性99.5百分点舒适3).等等.功能：-使用容易潜在失效模式：驾驶困难蹬踩困难功能：-提供可靠的交通工具潜在失效模式：链条频繁断车胎要求定期维护功能：-提供舒适的交通工具潜在失效模式：座位位置乘坐不舒服,自行车,功能：-为车座支撑提供稳定支架。潜在失效模式：支撑不良车座支撑偏斜功能：-外观悦目潜在失效模式：外表(光泽)质量偏差油漆斑点,功能：-提供结构支撑潜在失效模式：结构失效偏斜功能：-为正确的支架几何形状提供尺寸控制潜在失效模式：支架安装点的长度太长支架安装点的长度太短功能：-支架总成生产方式(焊接)潜在失效模式：,车架上梁,车架,车把手总成,前轮总成,后轮总成,链轮总成,车座