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制程潜在失效模式和影响分析讲义PotentialFailureModeandEffectsAnalysis ThirdEdition 深圳市南晟德管理顾问有限公司 南晟德QS TS项目部 专业求实严谨诚信 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后果 找到能够避免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概要 FMEA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 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概要介绍 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 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 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过程失效模式和影响分析 P FMEA建立 更新的时机 新的 更改的零部件 在各个开发阶段中 当产品 过程设计有变化或得到其它信息时 改进产品 过程设计时 D FMEA要及时反映最新的产品更改级别 和最新的相关实施措施 客户投诉时对于新产品 过程开发 其进度时间应在可行性分析之前或之时 在生产工装准备之前 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 P FMEA 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 确定潜在的与产品和过程相关的失效模式 评价潜在失效对顾客的影响 确定相应关键特性和重要特性 并明确标示 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 确定过程控制中的过程变量 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 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 P FMEA制订准备 成立CFT小组P FMEA的输入资料准备 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 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 CFT小组应是 产品 制程设计人员生产 品质技术人员生产现场 有丰富生产经验的员工客户投诉处理人员 PFMEA建立工具 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 P FMEA过程分析 PFMEA 输入 输出 P FMEA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 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 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 P FMEA的输出 P FMEA标准表格填写说明 表1 表26 过程FMEA 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 初始日期不能超过试生产日期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 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 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 过程FMEA建立 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 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 潜在失效模式 11 表4 1 典型的失效模式 P FMEA P FMEA 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 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 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 表4 3严重度评级 P FMEA 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 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 P FMEA 失效原因和频度 14 15 表4 5失效频度分级表 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 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 P FMEA 风险顺序数 RPN 18 RPN的计算方法是 RPN SEV OCC DETRPN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 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 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 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 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 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