PFMEA65621015.ppt

PotentialFailureModeandEffectAnalysis 潜在失效模式及后果分析 课程目标 在课程结束时 学员可以 了解FMEA的作用和目的理解FMEA的实施要点 何时 谁 如何 使用FMEA 减少产品风险 了解FMEA与其他核心工具的联系 什么是FMEA FMEA 失效 故障 模式及后果分析虽然许多技术人员早已在他们的设计或制造过程中应用了FMEA这一分析方法 但首次应用FMEA技术则是在六十年中期航天工业的一项革新 FMEA其它的分类 AFMEA 应用FMEA SFMEA 服务FMEA PFMEA 采购FMEA SFMEA DFMEA PFMEA FMEA的作用和目标 FMEA的目标是 1 认可并评价产品 过程中潜在的失效及其后果 2 确定能够避免或减少这些潜在失效发生的措施 PFMEA的益处是 1 帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果 2 指明相应的起因 机理 3 降低或消除失效出现的机会的措施 4 指明潜在的设计 制造或装配过程失效的原因 5 指明过程变差 如果受控 可降低失效出现的频度或提高失效的探测度 6 帮助对纠正措施进行优先排序 7 对类似设计 制造过程作有用的FMEA分析参考 8 设计 过程FMEA的实施记录 FMEA的特点 FMEA的特点是 1 失效还未发生 可能发生 但不是一定要发生 2 时机 在设计或过程开发阶段前开始 3 FMEA分析的文件 记录专用表格 作为动态文件使用 按照过程 产品 服务寿命周期期间要求更改4 核心 预防 5 对潜在失效模式的风险和后果进行评定 6 指导贯穿整个过程 产品和服务周期 FMEA的实施 及时性 它是一个事前的行为 而不是一个事后的行为 事先花时间很好地进行综合的FMEA分析 能够容易 低成本地对产品或过程进行修改 从而减轻事后修改的危机 FMEA能够减少或消除因修改而带来更大的机会 适当地应用FMEA是一个相互作用的过程 永无止境 FMEA是一个动态的文件 FTA是一种事后行为 是对产品 过程已经发生的失效模式分析其产生的原因 评估其后果采取纠正措施的一种活动 类似项目的FTA是FMEA的重要的输入参考资料 FMEA的实施 FMEA是 由下至上 进行分析FTA FailureTreeAnalysis 是 由上至下 进行分析 失效链 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刮伤 水箱冷却液泄漏 冷却系统过热 发动机气缸损坏 汽车停驶 FMEA FTA FMEA与控制计划 FMEA和控制计划是帮助产品 过程和服务有关信息的两个主要工具 QFD DFMEA PFMEA 控制计划 行动计划 SFMEA 树形排列 方式展示项目 功能和失效模式 可以帮助小组更直观地分析系统 子系统和部件 在系统等级上描述趋于一般性 而在子系统和部件上的描述则更具体 起动机总成功能 在使用寿命期限内及各种环境下 起动发动机并让顾客感觉舒适 潜在失效模式 空载电流大于65A 起动机早期失效 负载1转速低于1650r min 负载2转速低于850r min 起动机异响 电枢总成功能 将电磁功率转化为机械功率输出进而使起动机完成启动发动机的工作 潜在失效模式 电枢甩线 起动机早期失效 电机总成噪声大 子系统N 1 子系统N 导向筒功能 滑动和传递输出功率 异常时保护起动机潜在失效模式 单向器打滑 起动机早期失效 单向器回位迟缓 部件M 部件M 1 系统等级 子系统等级 部件等级 FMEA第四版 FMEA 在资金还没有投放前关注预防FMEA过程的真正价值 驱动 零 缺陷 关注顾客对产品的要求和防错 不放过任何过去的经验教训 对新员工进行培训 保留技术储备 FMEA第四版 FMEA过程步骤建立小组定义范围定义顾客识别功能 要求和规范识别潜在失效模式识别潜在影响识别潜在原因识别控制识别与评估风险建议措施与结果管理者职责 FMEA第四版 管理者职责管理者应负责FMEA过程 管理者对资源的选择和应用 以及确保有效的风险管理过程 包括时间安排 负有最终职责 管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持 消除障碍 总结经验教训 5 6 2 1评审输入 补充管理评审输入应包括实际的和潜在的外部失效及其对质量 安全或环境的影响分析 FMEA第四版 DFMEA 关注于产品设计方式 尽量消除潜在的失效 是产品设计开发的分析工具 在设计概念最终确定之前开始 并在生产设计发布之前基本完成 PFMEA 关注于产品制造方式 尽量消除潜在的失效 是过程设计开发的分析工具 在可行性论证阶段或之前启动 或在生产工具装备之前启动 在正式生产前基本完成 FMEA第四版 DFMEA与PFMEA的联系 这种联系存在于DFMEA和PFMEA分析过程中识别出的特性之间 另一个联系存在于DFMEA的潜在设计原因与PFMEA的过程失效模式 DFMEA失效模式或PFMEA失效模式可能导致相同的产品潜在影响 在这种情况下 设计失效模式的影响应当在DFMEA和PFMEA的影响和严重度等级里反映出来 FMEA第四版 DFMEA与PFMEA的联系 DFMEA应当包括所有在制造或装配过程中可能发生的 且由设计所导致的潜在失效模式和原因 这种失效模式可以通过设计变更来减少 当这些失效模式没有在DFMEA分析中得到减少 则这些失效模式的识别 影响和控制应当转交并包括在PFMEA中 PFMEA会把与策划的制造 装配过程相关的产品设计特性考虑在内 尽可能的保证产品达到顾客的需求和期望 输入内容 2 1DFMEA2 2可靠性和装配性2 3设计验证2 4设计评审2 5样件制造控制计划2 6工程图2 7工程规范2 8材料规范2 9图样和规范更改2 10新设备 工装和设施要求2 11产品 过程特殊特性2 12量具和试验设备要求2 13小组可行性承诺和管理者支持 输出内容 3 1包装标准 规范3 2产品 过程质量体系评审3 3过程流程图3 4场地平面布置图3 5特性矩阵图3 6PFMEA3 7试生产控制计划3 8过程指导书3 9MSA计划3 10初始过程能力研究计划3 11管理者支持 过程设计和开发 过程设计和开发过程的输入和输出 3 3过程流程图负责工艺开发的工程师根据分析制造过程 在初始过程流程图基础上完成 过程流程图 并用 过程流程图检查清单 进行检查 过程流程图 有助于对整个过程进行分析 而不是分析过程中的个别步骤 还有助于在进行PFMEA和制订控制计划时 把注意力集中在过程上 对风险高的过程进行FMEA分析 3 5特性矩阵图特性矩阵图是用来显示过程参数和制造工位之间关系的分析技术 推荐采用 负责工艺开发的工程师负责制定特性矩阵图 方法是对零件尺寸或特性进行编号 同时对每一制造工序也进行编号 制造关系越多 特性控制越重要 例如 特性矩阵图 S I S I S 3 6过程FMEA以工艺开发的工程师为主及项目小组相关人员参加 根据产品及工艺特点 分析出可能的潜在缺陷 并根据其严重度和风险顺序采取措施 考虑PFMEA时 应着重考虑特殊特性的过程 但有可能在考虑本过程时 反馈到其他过程应追加的控制措施 或者反馈到DFMEA的修改 工艺开发工程师完成 过程FMEA 并用 FMEA检查单 进行检查 过程FMEA是动态文件 当发现新的失效模式时需要对它进行评审 更新 FMEA与控制计划 FMEA和控制计划是帮助产品 过程和服务有关信息的两个主要工具 过程流程图 PFMEA 控制计划 产品更改 信息反馈 RPN降低 作业指导书 S O D降低 关于过程失效模式及后果分析 PFMEA DFMEA与PFMEA关系 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可装配性问题 由于产品设计中没有适当考虑制造中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 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作为重点分析的内容 制造与装配过程FMEA PFMEA的准备工作 DFMEA的工作不包含在PFMEA中 PFMEA有可能成为DFMEA中对可制造性和装配性问题的补充 应该反馈到DFMEA中 PFMEA的准备可以包括 建立小组 必须的资料 过程流程图 过程特性矩阵图 动作风险分析 现有类似过程FMEA资料 现有类似过程FTA 特殊特性明细表 过程规范 PFMEA表格 填写表头开始PFMEA1 过程功能要求2 潜在失效模式 制造与装配过程FMEA 2 潜在失效模式 潜在的过程失效模式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 由于过程设计中对技术与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 可能是引起下一道工序潜在模式 也可能是上一道工序潜在失效后果 对应特定工序列出每一失效模式 假设失效可能发生 制造与装配过程FMEA 过程失效模式的种类 不能完成规定的功能 如 零件超差 错装 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 过大的噪声 振动 过高的温度 粉尘 刺眼的光线等 过程失效模式分析 过程潜在失效模式的表现 过程失效模式的事例 零件变形 钻孔偏心 铸件气孔 铸件壁厚不均 铸件金属不足 铸件组织疏松 锻件裂纹 淬透层厚度不足 零件表面硬度不适宜 过硬或过软 零件表面光洁度低 外观粗糙等 因设备 工装设计中的问题而引起制造 装配过程的失效原则上也应包括在PFMEA中 制造与装配过程FMEA 3 潜在失效后果 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 顾客的定义是广义的 失效模式的后果还包括对过程本身有关组成的影响 如对操作者与设备 对环境的影响 可以是 噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外观不良 异味 不稳定 工作减弱 运行间歇 热衰变 泄漏 不符合法规如果顾客是下一道工序或后续工序 工位 失效的后果应用过程 工序性能来描述 例如 无法紧固 不能配合 无法钻孔 攻丝 不能连接 无法安装 不匹配 无法加工表面 引起工装过度磨损 损坏设备 危害操作者 制造与装配过程FMEA 4 严重度 S 严重度是实效模式发生时对顾客的影响后果的严重程度的评价指标 严重度仅适用于失效的后果 当一个失效模式有若干个可能的后果 严重度将列出危害程度最大的那个后果的严重度分数 要减少失效的严重度级别数值 只能通过修改设计或工艺过程来实现 制造与装配过程FMEA 5 级别 本栏目可用于对那些可能需要附加的设计或过程控制的部件 子系统或系统的产品特殊性的分级 如关键 主要 重要 重点 还可用于突出高优先度的失效模式 以便在小组认为有所帮助时或部门管理者要求时进行工程评价 6 PFMEA 潜在失效的起因与机理 失效起因 机理是指失效模式发生的原因 一个失效模式可能的原因都应考虑到 上一道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因 下一道工序的失效模式可能是上一道工序的失效模式的后果 误操作 人的误操作 机器的误操作 是失效模式的可能原因之一 制造与装配过程FMEA 典型的失效起因可包括但不限于 扭矩不当 过大或小焊接不当 电流 时间 压力测量不精确热处理不当 时间 温度浇口 通风不足润滑不足或无润滑零件漏装或错装磨损的定位器磨损的工装定位器上有碎屑损坏的工装不正确的机器设置不正确的程序编制应只列出具体的错误或故障情况 如操作者未安装密封件 不应使用含糊不清的词语 如操作者错误 机器工作不正常 制造与装配过程FMEA 7 频度 O 频度是指某一失效起因 机理出现的可能性大小的评估 频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料 如过程的CPK值 PPK值 故障率等 失效模式及其影响分析 发生度隐含的PPK值等级 10 可能的失效率 100 1000pcs Ppk 0 55等级 5 可能的失效率 2 1000pcs Ppk 1 0等级 1 可能的失效率 1 67 制造与装配过程FMEA 8 现行过程的预防控制9 现行过程的探测控制 过程控制方法第一种方法 防止失效原因 机理的发生 或减少其发生的可能 第二种方法 找出失效的原因 机理 从而找出纠正措施 第三种方法 查明失效模式 10 探测度 D 探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前 采用上述的第二种过程控制方法找出失效模式原因 机理 和第三种过程控制方法找出失效模式的可能性大小 制造与装配过程FMEA 11 风险顺序数 RPN RPN S O D 不管RPN多大 只要S偏高时 就要引起特别注意 12 建议措施及责任 降低S 通过修改设计 包括产品与过程设计 才能实现 减少O 需要改进产品与过程的设计 减少D 需要改进探测方法 提高检测力度 虽然能一定程度降低D 但一般说来是不经济的 效果较差的控制方法 应尽量避免采用随机抽样和100 检验的方法 推荐的带有PpK值的PFMEA频度评价准则 FMEA第四版 PFMEA风险顺序数 RPN RPN 严重度x发生频度x探测度小组讨论时 RPN值可以成为有效的工具 RPN使用的限制需要被理解 本手册不推荐使用RPN阀值来决定是否需要采取措施 FMEA第四版 PFMEA风险顺序数 RPN 下面哪一种情形对顾客造成的风险更大 FMEA第四版 替代 SO SxO 有些组织会选择主要侧重于严重度和发生频度 SO指数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 FMEA第四版 替代 SOD SD 有些组织会选择使用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 探测度等级的非算术结合 举例 SOD 严重度S 7发生频度O 3探测度D 5SOD等于735举例 SD 严重度S 7探测度D 5SD等于75 FMEA第四版 替代 SOD SD SOD和SD也应当和RPN一样 经过小组讨论使用 仅仅根据SOD来定义优先级也和RPN一样是有不足之处的 如SOD为711的失效模式 它的等级会比SOD为599的失效模式高 FMEA第四版 FMEA也可用于非生产制造领域 如 设备维护过程物流过程应急计划过程开票过程 PFMEA 要降低探测度级别最好采用防失误 防错的方法 一般情况下 改进探测控制对于质量改进而言既成本高昂 又收效甚微 增加质量控制检验频度不是一个有效的预防 纠正措施 只能做暂时的手段 而我们所需要的是永久性的预防 纠正措施 在有些情况下 为了有助于 对失效的 探测 可能需要对某一个零件进行设计更改 为了增加这种可能性 可能需要改变现行的控制系统 但是 重点应放在预防缺陷上 也就是降低频度上 而不是缺