FMEA制作教程.ppt

FMEA,失效模式和后果分析,2,中国古代名言能规于,能防于.,没有预兆,还没有成为事实,计谋和策略,思考和谋划,计,未兆,虑,未然,3,产品设计/过程设计/过程控制的责任DFMEA的分析方法PFMEA的分析方法设备维护FMEA简介DFMEA/PFMEA检查提问表,FMEA的基本概念定义和特点FMEA的发展历史FMEA在产品实现中的作用可靠性基础知识FMEA基本概念可靠性和产品质量失效的浴盆曲线及FMEA的贡献失效分析的几种类型,课程大纲,4,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,并分析其可能的失效后果，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。,FMEA是一项以顾客需求为导向、确保顾客满意的产品策划和谋略活动。,FMEA所关注的都是设计，无论是产品设计还是过程设计。是产品/过程设计思路、方案和方法的一次评审过程。,FMEA旨在发现潜在的失效模式、评价失效后果、拟定消除或减少潜在失效发生机会的措施。,FMEA运用系统的方法(结构与功能系统、制造流程系统)来研究提高产品的质量特性和可靠性指标。,5,FMEA的特点,6,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。,7,FMEA在产品实现中的作用,FMEA是APQP活动输出的重要的质量计划，为实验设计和控制计划的制订提供依据。,FMEA通过对造成失效模式的原因和机理的分析研究，提出切断失效原因产生根源的措施，或提出识别和寻找失效原因的手段，或提出查明失效模式的方法。这些措施、手段或方法将被体现和落实在实验设计和控制计划中。,8,FMEA在产品实现中的作用,特殊特性是基于满足顾客要求，特别关注的一类产品特性，这类特性涉及法律法规、关键的尺寸、与相关件的配合、提供产品功能、外观要求的外观特性、与形成产品特性相关的过程特性、加工过程中不易控制的产品/过程特性。通过对产品功能的描述，寻找产品潜在失效的模式，分析各种失效给顾客造成的潜在危害性，并对危害的严重程度给予量化。这种量化的结果给予我们对产品特性和过程特性的分级提供了科学的依据。,9,FMEA在产品实现中的作用,设计评审将讨论和评估FMEA分析的潜在风险、FMEA提出的设计方案和方法，设计评审将针对FMEA中发现的薄弱环节、存在问题、失误或错误、控制方法的不足，提出建设性的措施，并进一步落实责任者和实施日期记录于FMEA。通过FMEA的分析和设计评审，为产品/过程设计的开展和更改铺平道路，为过程控制提供管理措施。,10,FMEA在产品实现中的作用,ISO/TS16949要求：组织应采用多方论证方法进行产品实现的准备工作,包括:特殊特性的开发/最终确定和监视；潜在失效模式及后果分析的开发和评审，包括采取降低潜在风险的措施；控制计划的开发和评审注：多方论证方法通常包括组织的设计、制造、工程、质量、生产和其它适当的人员。,11,FMEA在产品实现中的作用,FMEA的实施是一项事前的活动，而非事后的行为；不是寻找差错，而是通过对失效原因的分析：设计差错、制造差错、使用差错，提出优先采用预防的设计/过程控制的思想方法。通过对产品规范/过程方案和控制方法进行比较和修改，减少事后错误的发生、修改的浪费和对进度的影响。,12,FMEA在产品实现中的作用,ISO/TS16949要求：产品设计输入信息的利用：组织应有一个过程，将从以往设计项目、竞争对手分析、供方反馈、内部输入、外部数据及其他相关来源获取的信息推广应用于当前和未来有相似性质的项目。,13,FMEA在产品实现中的作用,FMEA评估了失效模式的严重度、频度和探测度，计算了风险顺序数，并对已分析的失效模式进行排序，这就为产品设计和过程设计中解决问题的优先顺序提供参考，为质量改进路径提供方向，为制订质量目标提供依据。频度反映了产品某一失效模式发生的机率，即当前同类产品/过程的质量水平，提高产品质量目标，应瞄准产品和过程的合格率水平。,14,FMEA在产品实现中的作用,ISO/TS16949要求：对影响产品质量的岗位,组织应对新上岗或调整工作的人员提供岗位培训。包括合同制人员和代理工作人员。应将不符合质量要求给顾客带来的后果告知对质量有影响的工作人员。作业指导书从正面描述了过程的要求，而FMEA从顾客的立场反面向作业者预警了不合格产品及其原因。,15,FMEA在产品实现中的作用,FMEA是一份动态文件，随着产品开发、过程开发、过程控制的成熟和发展，对产品和过程认识的不断深入，FMEA也将随之得到更新和提高。FMEA的分析开发工作将贯穿于整个产品周期。为维护FMEA的先进性，应落实后续活动的时机（更改的识别：例如8D/PRR）和责任者。,16,是指研究对象丧失规定功能的状态。对不可修复的产品/设备（零件）而言是失效；对可修复产品/设备（零件）而言是故障。是指研究对象失效的表现形式，这种失效可能发生也可能不发生，如材料的弯曲、断裂；零件的变形；电器的短路；液压机的泄漏、机器手动作滞后、是指某种潜在失效模式模式会对顾客带来的后果。外部顾客，主机厂、最终用户；内部顾客，项目组相关人员、生产流程后续工序。,对设备FMEA而言，人操作设备，运行的对象是产品，设备失效会造成产品失效，也可能会对人/设备本身带来后果。,FMEA的基本概念,失效：,潜在失效模式：,潜在失效后果：,17,产品在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力。指产品质量具有时间特征，是经得起时间考验的质量。条件常指使用条件、维护条件、环境条件和操作条件，是约束产品质量的外部条件，是比较产品质量的前提。通过实验，产品的各项规定的性能指标都已达到，则定义该产品完成规定功能，否则定义该产品丧失规定功能。在设计中把产品丧失功能的状态称为产品发生“故障”或“失效”。该项性能指标的临界值就是“故障判据”或“失效判据”。由于产品发生故障带有偶然性，所以可靠性定义中的“能力”具有统计学上的意义，表示能力的指标有可靠度、平均寿命、失效率等。,可靠性的概念,可靠性：,规定的时间：,规定的条件：,规定的功能：,能力：,18,一组固有特性满足顾客和其他相关方要求的能力其中包括性能特性、专门特性、时间性和适应性等。性能特性用性能指标表示，通过测试可作出评价；产品交付的时间特性和产品对顾客的适应性也可由顾客作出直观的结论；专门特性包括可靠性、维修性和保障性。是不确定性的概念，产品故障是随机事件，无法通过仪器设备测量判定，在产品未使用到寿命终了之前，真实的寿命和可靠性无法定论，只能经过统计分析和评估。所以，产品可靠性是产品性能随时间的保持能力。,产品质量和可靠性,产品质量：,产品可靠性：,19,失效的浴盆曲线,使用寿命,设计的故障率,经FMEA控制后的故障率,(t),早期故障,偶然故障,耗损故障,原设计浴盆曲线,经FMEA控制后的浴盆曲线,t,20,其特点是失效率高，但随着工作时间的增加，失效率迅速降低。这一时期产品失效原因大多是由于原材料不均匀和制造工艺缺陷等引起的。若加强在生产过程中加强对原材料控制，加强质量管理，提高操作人员技术水平和责任心，那就可大大减少早期失效的产品。使产品失效率达到偶然失效期的失效水平的时间称为交付使用点。为尽快达到交付使用点，厂方常采用合理的筛选技术和加负荷试验，或其他方法，将这些有缺陷、不可靠的产品尽早暴露出来，使剩下来的产品有较低的失效率。一旦达到交付使用点的失效率水平，产出就可以出厂，交付使用。,失效的浴盆曲线,早期失效期：,21,又称随机失期。这是产品的最好的工作时间。其特点是失效率低且稳定，可看作常数。在这一时期内产品失效常常是由多种因素（内在的和外在的）造成，而每种因素都不太严重，因此失效纯属偶然。在这一阶段要尽力做好产品的维护和保养工作，使这一时期尽量用足，否则更新点会提前到来。它是由于材料老化、疲劳、磨损而引起失效。其特点是失效率急速增加，大部分都会失效。这时应替换的要替换，该维修的要维修，不可存有侥幸心理，以免酿成大祸或措手不及，影响正常生产。,失效的浴盆曲线,偶然失效期：,耗损失效期：,22,通过设计FMEA排除设计不当，通过过程FMEA减低加工缺陷，有效的现行控制使早期的故障曲线趋于平坦。通过设计FMEA对功能失效的分析,提出提高产品可靠性指标的设计控制方法，使产品的故障率降到一个较低的水平。通过对产品使用FMEA的分析，提供产品耗损的失效机理，为产品的维护保养控制提出控制方法。使耗损失效期的故障曲线趋于平坦。,FMEA对各个失效期的贡献,早期失效期：,偶然失效期：,耗损失效期：,23,FMEA是一种事前行为，FMA是一种事后行为。产品组生命周期的FMA是FMEA的补充的完善；类似项目的FMA是FMEA的重要的输入参考资料。FMEA是“由下至上”进行分析，FTA（故障树分析）是“由上至下”进行分析。,失效分析的几种类型（按方法）FMEA、FMA、FTA、SFMEA,24,故障树：表示组成产品各相关部分的失效模式、或外界事件、或它们的组合导致产品的一种给定失效模式的逻辑图。它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中个事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”，输出事件是输入事件的“果”。故障树分析FTA：以失效树的形式进行故障分析的方法。,故障树分析,25,顶事件：故障树分析中所关心的结果事件，而结果事件是故障树分析中其它事件或事件组合所导致的事件。顶事件位于故障树的顶端，顶事件明显地影响系统的技术性能、经济性、可靠性、安全性或其他所要求的特性。底事件：导致其他事件的原因事件，底事件至少有两个，必须通过同一逻辑门到达顶事件失效树符号：与门表示仅当所有事件发生时，输出事件才能发生。或门表示至少有一个输入事件发生时，输出事件就发生。非门表示输出事件是输入事件的对立事件。,故障树分析,26,故障树的建立：从顶事件开始，由上而下循序渐进逐级进行。分析顶事件。寻找引起顶事件发生的直接的必要的充分的原因。将顶事件作为输出事件，将所有直接事件作为输入事件，并根据这些事件的实际逻辑关系用适当的逻辑门相联系。分析每一个与顶事件直接相联系的输入事件，如果该事件还能进一步分解，则将其作为下一级的输出事件。重复上述步骤，逐级向下分解，直到所有的输入事件不能再作分解或不必再作分解为止，这些输入事件即为故障树的底事件。,故障树分析,27,脱胶,压机故障,模具温度偏差,压机压力偏差,保压时间偏差,模具位置偏移,导向轨磨损,压机振动偏差,喷胶作业偏差,胶量分布不匀,滞留时间偏差,固化剂偏低,粘合剂偏差,粘度偏差,储存时间过长,储存温度偏差,储存湿度偏差,喷枪堵塞,喷枪压力低,喷射方向偏差,喷射轨迹紊乱,模具调整偏差,模温机故障,进出油口错误,油量/油压不足,油中含杂质,仪表显示偏差,面料夹紧偏差,工序作业偏差,模温测量偏差,面料厚度偏差,模具调整偏差,喷胶量偏差,储存偏差,供方配制偏差,模具调整偏差,骨架厚度偏差,案例脱胶失效树,应构建骨架厚度失效故障树。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,28,将若干相关构件和相关的生产过程作为一个系统，由每一系统单元可能失效的功能导出对相邻单元功能的影响，确定不同系统单元功能间的逻辑关系，以便能在系统FMEA中分析潜在的失效及其后果和原因，提出有效的控制方法。,传统的FMEA只考虑各构件的缺陷，未系统地考虑所有构件之间的功能关系；只考虑单个过程的潜在失效，未系统的整个生产过程，例如工装设备的设计制造。,系统FMEA,29,实施系统FMEA的五个步骤,第一步,第二步,第三步,第四步,第五步,系统单元与系统结构,功能与系统结构,失效模式分析,风险评估,优化措施,30,传动轴,传动器壳体,主轴/从动轴,第5档齿轮,传动轴总成,中间轴,油封,润滑材料,滚珠轴承轴承座,滑动油封,轴承座-曲轴,常数齿轮（第五档）,花键轴,齿轮体,轴承座-主轴,啮合,传动器壳体-轴承盖,滚珠轴承-驱动轴,案例传动轴系统结构树,31,传动器保证有利于环境并无故障运行，保证在五个档位上的扭矩变换/转速变换,润滑材料*与各种材料有化学相容性,油封*无渗漏地密封油室,输入轴总成通过油封达到符合功能的密封,传动器壳体油室密封保证传动器的稳定,传动器壳体-轴承盖（驱动侧）安装油封,轴承座把力从齿轮啮合（常数齿轮）传到滚珠轴承内环上,滑动油封确保油封上的油膜结构,滑动油封的特性符合磨损率要求,滑动油封设计数据*直径RZ硬度圆度公差滑动面宽度耐化学腐蚀性无加工螺旋线,花键轴保证扭矩的传递,常数齿轮（第五档）,轴承座/-曲柄轴轴承座/,齿轮体,轴承座/主轴,啮合,案例传动器系统结构及功能树图,加粗斜体下划线者：与过程系统FMEA交互,32,传动器未保证有利于环境并且功能可靠地运行,润滑材料*并非与所有材料均有化学相容,油封*未在静态和动态时无渗漏地密封油室,输入轴总成通过油封未达到符合功能的密封,传动器壳体油室未密封未保证传动器的稳定,传动器壳体-轴承盖（驱动侧）未符合功能/无间隙地安装油封,轴承座-滚珠轴承未把力从齿轮啮合（常数齿轮）传到滚珠轴承内环上,滑动油封未确保油封上的油膜结构,滑动油封的特性滑动面磨损滑动面腐蚀,有加工螺旋线滑动油封设计数据*直径不符要求RZ不符要求硬度不足不耐化学腐蚀,花键轴未保证扭矩的传递,常数齿轮（第五档）,轴承座/-曲柄轴轴承座/,齿轮体,轴承座/主轴,啮合,案例传动器系统机构的失效功能树,33,车顶饰件,天窗机构加强框,空调出风口,灯具加强框,灯具,线束,天窗机构,手柄,车身,5,4,13,空调系统,遮阳板,1,2,3,7,9,16,10,14,11,12,安全气囊,8,15,连接方式1.前后缘接触式,两侧嵌入密封条,(泡钉)压紧、ABC柱吻接2.压紧接触（间接）3.卡脚嵌入4.粘合5.铆接6.粘接7.粘接压合8.不接触9.压紧接触（间接）,车顶饰件系统名称:车型:车顶饰件系统零件：1.车顶饰件；2天窗机构加强框；3.灯具加强框；4.吸音块,吸音块,6,车顶饰件功能框图,34,1）列出组成本系统零件的内部功能，吸音块的衰减噪音功能、车顶饰件的装饰功能、2）下一级零件与本系统零件有连接界面的，其输出功能通过本系统零件内部功能的作用后的输出功能。例如：天窗机构的采光和空气交流功能通过车顶天窗加强框的固定空间和滑道才能起作用。应列出这些功能。3）下一级零件与本系统零件有连接界面的，但其功能，通过其它下一级零件内部功能的作用后的输出功能（例如线束提供导电功能通过灯具输出照明功能）；或下一级零件与本系统有直接/间接的接触界面，该零件输出的功能不通过本系统零件内部功能的作用（例如遮阳板遮盖阳光的直射、手柄提供助力支撑功能、灯具提供的照明功能），是间接功能，可不列入本系统功能分析，连接界面的连接功能，在分零件中分析，连接功能的失效可能导致该零件的功能。,运用功能框图分析功能,35,产品设计FMEA过程设计FMEA过程控制FMEAFMEA的衍生：模具（设备）设计FMEA设备（保养）FMEA物流控制FMEA,失效分析的几种类型,36,从注塑成型常见失效矩阵看FMEA的应用,过程策划中的设备选型,模具设计中的设计控制,产品设计中确定原材料规范,过程设计问题,过程控制问题,模具设计问题,过程控制问题,过程控制问题,37,按市场的要求（自然语言）设计全新的产品；按主机厂的要求（产品功能）设计全新产品；按实物测绘设计产品；在原有产品的基础上对产品作部分更改；按部分数模完成数模完整的产品；选择和确定产品的材料标准和测试方法；确定产品的标准和测试方法等。,产品设计的责任,38,确定产品特殊特性；选择工艺方法和工艺路径；确定过程特殊特性；原材料的展开：根据原材料标准选择原材料、根据工艺和产品特性选择辅助材料；尺寸链的展开与公差分配；工装、模具和检具的设计；作业现场生产线设计；包装设计等。,过程设计的责任,39,对原材料的质量进行控制；对各加工过程进行控制（设备/工装、操作者、作业方法（人机工程）、作业环境等）；对检验过程进行控制；对返工、返修过程进行控制；对外包过程进行控制（需要时）；对内部的搬运和储存进行控制；对包装作业进行控制；对运输过程进行控制；对产品使用过程进行控制。案例,过程控制的责任,40,启动DFMEADFMEA完成的关键日期持续完善启动PFMEA持续完善PFMEA完成的关键日期概念产品产品设计过程产品设计过程设计批量生产设计设计完成设计验证确认验证确认启动,FMEA的分析时机,41,产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生，所以应充分考虑制造过程本身的限制因素；DFMEA不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制，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。,DFMEA与PFMEA,42,过程设计FMEA研究的对象是过程要素的设计：工艺路线、工艺方法、设备选择和设计、模具工装设计、过程参数设计、测量系统设计、环境影响考虑等；过程控制FMEA研究的对象是对过程设计输出的各要素提出风险最小的监控方法和措施。,过程设计FMEA和过程控制FMEA,43,产品设计FMEA研究的对象是基于顾客的质量需求，对实现产品功能设计的途径展开分析：材料设计、结构设计、部件与零件设计、尺寸与公差设计等;分析和说明产品设计的潜在失效模式及其原因和机理；有助于对设计要求、设计方案进行分析评价；有助于确定制造、装配要求的初始设计方案；确保潜在失效模式及其影响(对系统/整车运行)在设计和开发过程中得到考虑，并揭示设计缺陷；为设计试验、开发项目的策划提供更多的信息；,DFMEA目的,44,确定潜在失效模式及其影响，并按其对“顾客”影响分级,分析可能的所有原因,确定对这些因素的控制。对失效的风险进行排序,提出建议和措施，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,并拟定产品特殊特性。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。,DFMEA目的,45,国家法律、法规(如，安全、排放、噪音)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,DFMEA的顾客,46,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质量功能展开产品功能框图,DFMEA的输入,47,潜在设计失效模式潜在关键设计要求、设计方法设计问题：类似产品尚未解决的设计问题设计验证计划和报告(DVP&R)改进设计，或更改原有设计。,DFMEA的输出,48,项目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。年型/车型汽车的年型和车型(非汽车零件时用产品替代)核心小组设计FMEA小组名称、部门和电话设计责任整车厂商(OEM)、部门和责任小组关键日期FMEA完成日期,DFMEA表头设计,49,FMEA编号用于追溯FMEA的内部编号编制人FMEA编制人的姓名、电话及所属公司FMEA日期原始FMEA编制日期修订日期FMEA的修改日期页码FMEA文件的本页码和总页码,DFMEA表头设计,50,功能、特征或要求,会有什么问题无功能部分功能功能过强功能降级功能间歇非预期功能,有多糟糕,起因是什么,后果是什么,发生频率如何,怎样预防和探测,该方法在探测时有多好,能做些什么设计更改过程更改特殊控制采用新程序或指南的更改,跟踪评审确认控制计划,FMEA的分析流程,51,期望功能的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式,DFMEA项目/功能,52,功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？体现设计意图，满足顾客的质量需求，功能与可靠性有关。可靠性：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称失效。运用质量功能展开/功能框图识别产品功能；利用工程图纸/工程规范上识别归纳功能，每个质量特性必然会与一个或几个定义的功能相关；功能可以用动词+名词描述；例如：夹紧铁框；储存液体；支撑护罩等等在进行DFMEA之前，编制“零件功能表”，归纳这些信息；,（定义与识别方法）,DFMEA项目/功能,53,给出完成功能的重要的条件如大气温度、湿度、大气压、道路、灰尘和腐蚀介质等与环境有重要关系的正常工作条件，如变速箱的润滑系统要求给出设计要求的质量特性如各档速比、传递的扭矩、功率、工作温度，等等都应尽可能给出可度量的（即定量的）要求给出设计要求的产品寿命如寿命（公里数）、失效率、平均故障前时间，等等分析要求最终顾客的要求、直接顾客和中间顾客的、可制造性和可装配性的要求许多产品对维修性、服务和后勤保障性还有要求，也应列入功能之中。（维修要求：平均修复时间）,DFMEA项目/功能,（功能分析）,54,一个产品在产生满足顾客期望的功能的同时，有时还会产生顾客非期望的功能。这些非期望的功能常常与安全及政府法规的符合性相关。（安全功能、环保功能）诸如：噪音、振动、电磁干扰、环境污染、能源消耗、材料回收循环等。在FMEA表中填入被分析项目名称、功能和编号，零件有哪些作用？一个零部件（或系统，或子系统）的功能往往是多项的，这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。,（功能分析）,DFMEA项目/功能,55,识别顾客质量需求,质量需求重要度评判,建立质量需求和产品功能关系矩阵,构建产品功能树,建立质量需求和质量特性关系矩阵,建立产品功能和质量特性关系矩阵,计算功能权重,计算质量特性权重,DFMEAQFD功能分析流程,价值分析与价值工程,失效模式后果分析,评价严重度,56,案例质量需求-功能矩阵,57,安全地控制车辆,控制刹车输入,转换输出信号,放大输入信号,转输信号,转换输入信号,接收驾驶员,转换输出信号,手和刹车相连,脚和刹车相连,刹车功能树,58,案例质量特性-功能矩阵,59,构建顾客质量需求和需求功能关系矩阵，从顾客对产品的要求出发，探讨实现顾客要求的产品功能，以及它门之间的对应关系，为研究失效对顾客的影响，即失效的后果提供依据。通过对顾客质量需求重要度的赋值、需求功能相关度的定量分析，计算需求功能的权重，为失效后果严重度的评价提供依椐。构建顾客质量需求和产品质量特性关系矩阵，将顾客需求进一步转化为满足顾客要求的表现形式产品质量特性，并由此验证顾客要求满足的充分度。通过对产品质量特性的定量分析，计算各产品质量特性的权重，为识别产品特殊特性提供依椐。,DFMEAQFD功能分析流程,60,构建原材料和产品质量特性关系矩阵，为制定原材料的规范提供信息，并为原材料的失效分析和控制方法提供依据。构建过程/过程特性和产品质量特性关系矩阵，识别过程对产品质量特性的影响程度，明确过程特性和产品质量特性的对应关系，计算过程特性的的权重，为识别过程特殊特性提供依椐。,DFMEAQFD功能分析流程,61,是指由于设计，系统、子系统或零部件可能发生的不能满足功能要求或设计意图的状况。是对某一设计特性可能发生的不符合性的描述,该描述是有形的、技术性的并尽可能是可度量。对特定运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等)，以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平路、频繁启动停止行驶)发生的潜在失效模式也应考虑。可能是高级系统、子系统的潜在失效模式的起因，也可能是低级系统、零部件潜在失效模式的后果。(失效链),DFMEA潜在失效模式,62,“潜在”是指可能发生也可能不发生。建立新产品的失效模式清单，定义失效模式，是一种创造性和预见性的工作，审查各种可能发生的情况。可从现有产品和类似设计的质量记录中,获得实际的失效模式。对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式应用规范化、专业化的术语来描述失效模式。常用的有两大类失效：类失效、类失效。运用头脑风暴、系统图失效链分析法分析失效模式。,DFMEA潜在失效模式,63,环境条件根源模式伴生模式中间模式最终模式最终模式,道路不平引起运行中车辆振动和扭转,水箱支架断裂,水箱后倾,水箱与风扇碰撞,水箱冷却水管被风扇括伤,水箱中冷却液泄露,发动机气缸损坏,冷却系统过热,汽车停驶,产生异响,案例水箱支架潜在失效模式(失效链),失效链中，上一个失效模式是下一个失效模式的起因，下一个失效模式是上一个失效模式的后果。,最有效的方法是切断根源模式,64,类失效模式，指的是不能完成规定的功能，如：突发性：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变型、失稳、短路、断路、击穿、泄漏、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。类失效模式，指的是产生了有害的非期望的功能，如：噪音、振动、电磁干扰、有害排放，等等。,(种类),DFMEA潜在失效模式,65,案例报警器盒盖零件功能表,66,案例报警器盒类失效模式：期望的功能与车顶产生色差装饰功能装饰面与盒盖分离装饰功能运行中盒盖脱落装载功能在装配过程中盒盖脱落装载功能报警器盒类失效模式：非期望的功能在车厢内产生异味在车厢内产生有害物质容易燃烧,67,潜在的失效后果，是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政府法规。失效后果是指对系统功能的影响，就象顾客感受的情况一样。站在顾客的角度发现或经历的情况来描述失效的后果（顾客可能是内部顾客，也可能是外部最终顾客）失效后果分析：要运用失效链分析方法，搞清直接后果、中间后果和最终后果。查阅历史和类似的FMEA报告、保修资料、抱怨报告、使用情况报告、市场收回及其他文件，确定历史上失效模式的影响。,DFMEA潜在失效后果,68,失效后果可以从以下几个方面考虑：对完成规定功能的影响；对上一级系统完成功能的影响对系统内其他零件的影响对顾客满意的影响对安全和政府法规符合性的影响对整车系统的影响。典型的后果举例:噪音工作不正常不良外观工作不稳定间歇工作粗糙失去功能异味性能衰退等。,DFMEA潜在失效后果,69,为了对失效模式的后果之严重程度进行评估，把后果的定性描述作成某种数量化的评价，以便于工程中的交流，从而产生了对严重度进行打分的办法。严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计方案来实现。严重度的评分采用110分。,DFMEA严重度,70,评价准则,DFMEA严重度,71,指出产品特性的重要性，如特殊、关键、主要、重要等。凡是识别为特殊特性，需要特殊过程控制的应以适当的符号在此栏目中表注，使用顾客规定的符号。当严重度8时，应确认为特殊特性，当严重度为58，而频度3时，可确认为重要特性。,DFMEA重要程度分级,72,研究失效可能的原因和机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。失效原因和机理：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。描述应简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机理，以便于对症下药采取纠正措施。不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气温的变化湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在的，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。,注意,DFMEA潜在失效的起因与机理,73,与制造、装配无关的原因（当制造与装配符合工程规范的情况下，发生了失效）（例如材料选择不正确）分析潜在失效原因/机理可以采取以下途径：现有类似产品的FMA资料；应用失效链，找出直接原因、中间原因和最终原因；应用五个为什么，例如：门锁扣不上。为什么？锁舌与锁座错位。为什么？车门下沉。为什么？门铰链变位。为什么？固定门铰链的框架变形。为什么？框架刚度不足。,DFMEA潜在失效的起因与机理,74,应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析，应用排列图、相关分析、试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因。应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因和机理。充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析。与制造装配有关的原因（例如尺寸链计算错误）指由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上或操作者体力上的限制与难度，以及容易产生误操作而引起的潜在失效。也就是与产品设计中可制造性与装配性有关的问题。纯属制造与装配过程有关的问题，原则上由PFMEA来进行。,DFMEA潜在失效的起因与机理,75,典型的起因有：材料选择不当、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。典型的失效机理有：屈服、疲劳、材料不稳定、蠕变、磨损、腐蚀等。,DFMEA潜在失效的起因与机理,76,频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性的大小的评估。当频度数等于1时，设计失效模式不可能发生：设计可以包容期望的制造/组装变差常规控制方式可以保证产品按设计意图生产。当频度数等于10时，失效模式几乎一定发生。按可能性大小给出110的评定分。评分的依据要参考类似零部件的资料，以及相对改动的程度。,DFMEA频度（O）,77,频度的估计可以参考以下资料：类似零件或子系统的维修资料设计的零件与过去零件的差别使用条件是否变化有关新设计或修改设计的工程分析资料通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一出路。,DFMEA频度（O）,78,评价准则,DFMEA频度（O）,79,指开展设计FMEA时已经用于相同或相似设计中的控制方法；典型的设计控制有：工程计算材料试验设计评审台架试验可行性评审各种设计验证方法样件制造与试验道路试验车队试验等设计控制需要同时考虑失效模式的原因和失效模式本身。用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。,DFMEA现行设计控制,（第二版）,80,把设计控制按优先采用的顺序，分成三种，形象地比喻为三道防线防止起因或机理的发生或减少频率查出原因/机理，采取措施，在只知失效模式，而对造成该失效模式的原因/机理不清楚的情况下，找出找出造成该失效模式的潜在原因/机理。查明失效模式，在不清楚潜在的失效模式情况下，找出可能的失效模式。优先使用第（1）种方法，其次第（2）种方法，最后第（3）种方法。,DFMEA现行设计控制,（第二版）,81,要考虑两种类型的设计控制预防防止失效的起因/机理或失效模式出现，或降低其出现的几率。探测在项目投产之前，或通过分析风范或通过物理方法，探测出失效的起因。机理或者失效模式。如果可能，最好的途径是先采用预防措施；假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部分，它可能会影响最初的频度定级；,DFMEA现行设计控制,（第三版）,82,探测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。设计控制如果使用单栏表格，应使用下列前缀：在所列的每一个预防控制前加上一个字母“P”在所列的每一个探测控制前加上一个字母“D”一旦确定了设计控制，评审所有的预防措施以决定是否有需要变化的频度数。,DFMEA现行设计控制,（第三版）,83,设计分析技术(发现原因)开发测试技术(发现原因或失效模型/模拟(如：有限因素分析法)模式)公差积累(如：几何尺寸公差)供应商零件资格测试材料配合性(如：膨胀系数)试验设计设计评审破坏性试验小量试产试验设计确认技术用类似零件的模型测试样件测试整车设计验证测试产品/过程确认(PPAP)“产品寿命”确认测试,DFMEA现行设计控制,（第三版）,84,是对设计控制方法有效性的评估探测度是指零部件子系统、系统在投产前，用第（2）种方法来探测潜在的失效原因/机理（设计薄弱部分）的能力，或用第（3）种设计控制方法探测可发展为后续的失效模式能力的评价指标。评估探测度时首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因/机理；其次应评价其检出失效模式的有效性；正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性。,DFMEA探测度,85,评价准则,DFMEA探测度,86,案例报警器潜在失效后果,若要降低阻燃特性的严重度，只有更改设计采用根本不燃的材料。,若要减低盒盖脱落的严重度，只有更改盒盖与底座的联接方式。,87,案例报警器盒盖潜在失效的起因与机理,88,案例报警器盒盖现行设计控制（第三版）,若要降低底座卡脚结构设计不当的探测度，可采用设计计算和设计验证试验。,89,RPN潜在失效的风险评估，RPN=（S）（O）（D）用它来表示设计风险的度量，RPN的数值11000之间；RPN值为解决问题的优先顺序提供参考；当RPN值相近的情况下，应优先注意S大的失效模式，以及S和O都较大的失效模式；若RPN值很高，设计人员必须采取纠正措施；不管RPN值多大，只要S高时，就要引起特别注意。,DFMEA风险顺序数（RPN）,90,对失效模式风险评估结果，由小组讨论决定是否要采取措施，采取哪些措施；采取措施针对降低严重度、频度和探测度；首先应对RPN值高的项目采取措施；措施是针对产品设计的措施：产品设计的FMEA中的措施不应包括在制造、装配过程的措施；不能依赖过程检验的强化措施；,DFMEA建议措施及责任,91,降低严重度（S）：只有通过修改设计，使失效模式改变或不出现，例如：试验设计、修改试验计划、修改设计、修改材料性能等；降低频度（O）：只有通过修改设计，消除失效原因或减少其原因发生；降低探测度（D）：应采取更有效的设计控制方法，由第三种控制方法改变为第二种控制方法，由第二种控制方法改变为第一种控制方法，也可以采用增加设计确认和验证活动的措施。,DFMEA建议措施及责任,92,任何建议措施都应有具体的负责人和规定的完成日期，小组和主管设计人员要对此负责到底；措施未达到预期效果的应考虑计划本身的科学性和实施的符合性，必要时可开展新一轮措施的研究；DFMEA是一动态文件，它应体现最新的设计思想，随着设计的修改和过程的完善，PFMEA也要进行不断的修订与完善，包括投产后发现问题而采取的设计修改而进行新的FMEA。,DFMEA跟踪,（措施结果）,93,（左前车门）设计FMEA,94,帮助分析新/更改(或改进的需要)的制造和装配过程。确保存在的和潜在的制造和/或装配过程失效模式和影响都得了考虑。确定过程缺陷，提出可能的原因，针对原因提出控制措施。消除或降低生产不可接受产品的频率。增强对不可接受产品的可探测度。,PFMEA目的,95,确定关键特性和重要特性，以便编制完整的过程控制计划。建立过程改进的优先顺序。提供过程开发文件，为今后开发制造和装配过程提供指导。PFMEA是以下质计划的输入：控制计划初始过程能力研究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),PFMEA目的,96,特性矩阵以往SPC记录保修信息顾客抱怨和产品退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（人机工程）系统和/或设计FMEA类似产品PFMEA,PFMEA输入,97,过程/零件潜在失效模式的清单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方法,PFMEA输出,98,最终顾客：汽车使用者/产品服务的使用者/政府法律法规直接顾客：主机厂/配套厂/下一道工序中间顾客：配套厂/下游工序,PFMEA顾客的定义,99,PFMEA假定所设计的产品能够满足设计要求。PFMEA不依靠改变设计来克服过程中的薄弱环节。,注意,PFMEA前提,100,阅读过程流程图：识别各个过程的输入和输出，分析并分解过程要素，识别潜在的变差源；简要描述被分析的过程/工序名称；尽可能短地说明该工艺过程/工序的功能（对过程和产品的要求）；如果该过程可能包括多项不同的失效模式时，则应将这些工序单独列出，如：把中间轴装入变速箱箱体；把变速箱盖装上变速箱箱体，等。运用QFD中零件设计质量与制造过程质量展开、制造过程与生产要素质量展开矩阵图识别过程功能/要求。,PFMEA过程功能/要求,101,车顶总成生产过程,发泡,切片,复合板组合,制作加强毡,骨架成型,喷胶,面料粘结,水切割,灯框铆接,后整理,PU板滚胶,案例车顶总成生产过程结构树,102,案例车顶内饰面料粘结过程分析过程功能要求：将面料复盖并夹持在带胶的骨架上，送入预热的模具中，在液压机规定的压力下保持规定的时间，将粘合后的车顶从模具中取出。粘合面料的车顶表面无凹凸不平桔皮、起壳脱胶等缺陷。操作员初次运行前，调整上下模具在XYZ方向的相对位置监控喷胶后骨架的滞留时间将面料复盖并夹持在带胶的骨架上将复盖面料的骨架放置在下模的正确位置设定/监控液压机压力、保压时间；控制液压机的闭合起动设置进出油温、监控油加热器的加热状态、控制介质油量状态监控模具的温度，初次运行/运行中模温的确认将粘合后的车顶从模具中取出，放置在周转架上目测车顶表面的粘结质量，对缺陷采取返工作业对可疑车顶进行标识,103,操作员作业前按作业指导书点检设备的完好性作业后清理模具、设备和场地按作业指导书要求记录过程模具表面光洁，无渗油缺陷；进出油口与油加热器连接正确完好，无渗漏现象；运行中在XY方向无上下模具滑移现象；Z向定位距离满足规范液压机显示压力和时间的设置和运行状态，在按钮驱动下模具闭合提供压力，模具闭合后提供持续稳定的压力；停机时的自锁安全保护装置油加热器显示相关的过程参数：进出油温的设置和运行温度、油量状态、加热状态等测温仪接触模具表面被测区域，显示模具当前温度，要求精确到1带胶骨架骨架表面光顺、胶附着量满足规范且分布均匀面料面料无纺织和整染的疵点、厚度均匀满足规范、克重满足规范、色泽满足规范等,104,脱胶,压机故障,模具温度偏差,压机压力偏差,保压时间偏差,模具位置偏移,导向轨磨损,压机振动偏差,喷胶作业偏差,胶量分布不匀,滞留时间偏差,固化剂偏低,粘合剂偏差,粘度偏差,储存时间过长,储存温度偏差,储存湿度偏差,喷枪堵塞,喷枪压力低,喷射方向偏差,喷射轨迹紊乱,模具调整偏差,模温机故障,进出油口错误,油量/油压不足,油中含杂质,仪表显示偏差,面料夹紧偏差,工序作业偏差,模温测量偏差,面料厚度偏差,模具调整偏差,喷胶量偏差,储存偏差,供方配制偏差,模具调整偏差,骨架厚度偏差,案例脱胶失效树,应构建骨架厚度失效故障树。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,105,是指过程可能发生的不能达到过程功能要求或过程设计意图的问题的表现形式。是对具体工序不符合要求的描述；所谓潜在是指可能发生，也可能不发生；一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在失效问题；由于过程设计中对于技术和体力的能力考虑不足而造成的失效，或容易产生误操作的问题也是考虑的范围。,PFMEA潜在的失效模式,106,过程失效模式可能是下一道工序失效模式的起因，也可能是上一道工序潜在失效的后果；对应特定工序列出每一失效模式（假定失效可能发生）。运用头脑风暴和你的工程经验识别潜在的失效模式。,PFMEA潜在的失效模式,107,过程失效模式的两种类型类：不能完成规定的功能如：零件超差，错装。类：产生了非期望功能如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生有害气体、过大的噪音、振动，过高的温度、粉尘、刺眼的光线等等。,PFMEA潜在的失效模式,108,过程失效模式的识别在考虑过程潜在失效模式时，经常使用“零件为什么会被拒收”的思考方法。例1焊接过程零件被拒收可能因为“焊不透”、“焊接后零件变形”，等等；例2一个箱体与箱盖装配后被拒收的潜在原因是“不密封”、“漏装零件”、“未注润滑剂”等等。对于试验、检验过程两种可能的失效模式：接受不合格的零件；拒收合格的零件。,PFMEA潜在的失效模式,109,过程潜在失效模式的表现（实例）零件变形钻孔偏心锻件裂纹铸件气孔，铸件壁厚不匀，铸件金属不足，铸件组织疏松淬火层厚度不足，零件表面硬度不适宜零件表面光洁度低，外观粗糙。,PFMEA潜在的失效模式,110,上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式可能是上游工序失效模式的后果。因势利导，设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的失效，原则上应包括在PFMEA中；也可以由设备、工装的FMEA来实施。应编制一份失效模式清单，并给予定义。,PFMEA潜在的失效模式,111,潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影响。顾客是广义的，包括：最终顾客、直接顾客（下一道工序）、中间顾客（下游工序）失效模式的后果，应采用顾客关注和感受的词汇来描述，如操作者眼睛受伤害；零件破损将机器损伤外观不良，无法装配，等等。,PFMEA潜在失效后果,112,对最终顾客来说，失效的后果