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失效模式与后果分析 第一章 总指南 FMEA FMEA是三大汽车厂商克莱斯特 福特和通用公司的作为帮助供应商做设计开发过程的参考手册 FMEA的背景和历史 1957年 美国 波音 马丁 将FMEA的思想用于战斗机操作系统的设计分析 1963年 美国国家航空航天局正式将FMEA技术用于航天工业 阿波罗计划 1974年 MIL STD1629FMECA 故障模式 影响和严重性分析 发行 1976年 美国国防部将FMEA用于领导军队服务的研发及后勤工作 1977年 首次在Ford的汽车行业大会上介绍 并开始在汽车行业推广FMEA技术 80年代初 FMEA技术进入微电子行业 1988年 美国联邦航空局发布咨询通报要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA 1991年 ISO 9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计 1994年 FMEA成为QS 9000的认证要求 FMEA过程的概念 FMA 故障模式分析 FMEA 失效模式与后果分析 FEA 故障影响分析 组合 FMEA是作为风险评估方面的一种工具 FMEA被认为是一种识别失效潜在后果的严重度以及为减轻测量和减轻风险提供输入的一种方法 在许多应用中 FMEA也包含了失效要因发生可能性和导致的后果的评估 为降低风险 失效发生的可能性的降低将提高产品或过程的可靠性 所以FMEA也是一种可靠性提高方面的工具 FMEA的目的 越到后阶段 纠正问题的成本就越高 DFMEA PFMEA FMEA是通过跨功能小组 CFT 在存在潜在失效模式的产品或过程实施前 识别产品或过程中的潜在失效模式和后果 评估 分析其风险程度 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施 排除或降低因失效发生而产生的风险 从而提高产品或过程的可靠性 FMEA参考手册明确了设计FMEA DFMEA 是产品设计开发中的一项活动 过程FMEA PFMEA 是过程设计和开发中的一项活动 FMEA的应用范围 失效模式与后果分析 第二章 策略 策划和执行概述 FMEA 暂略 失效模式与后果分析 第三章 设计失效模式和后果分析 DFMEA 暂略 失效模式与后果分析 第四章 过程失效模式和后果分析 PFMEA PFMEA目的 过程FMEA是指过程失效模式和后果分析 也称为PFMEA 过程FMEA是在产品的制造和装配过程中采用的一种FMEA技术 其通过以下方式保证已充分地考虑和指明工场内所有能影响制造和装配的过程 包括材料的航运 接受 运输 仓储 搬运或标识 中各种潜在的失效模式及相关的起因 机理 并就此采取必要的预防措施 以达到降低风险的目的 在生产工装开始前启动 识别和评价过程功能和要求 识别和评价潜在产品和过程相关的失效模式以及潜在失效对过程和顾客造成的后果 识别制造或装配过程的潜在失效要因 识别聚焦于降低发生率或提高探测度的过程控制的过程变量 确保纠正 预防措施和控制的优先系统的建立 PFMEA例表说明 表头 PFMEA表头应能清晰识别PFMEA的重点 例如PFMEA编号 范围识别 设计责任 完成日期等 表头一般应该包含以下要素 A PFMEA编号 为了便于文件控制 必须填入一个用于识别PFMEA的文件的编号 在赋予PFMEA编号时要考虑能识别该PFMEA对应的产品 或规格 必要时能识别该PFMEA对应的顾客 且该编号具有唯一性 B 项目 填入所需分析过程的系统 子系统或零部件的名字 汽车供应链的上游企业中一般填写该PFMEA所对应的产品名 PFMEA例表说明 表头 C 过程职责 输入具有过程设计职责的OEM 组织和部门或团体 必要时 也要填入供方组织的名称 汽车供应链的上游企业一般填写负责该过程设计的公司名称和部门 D 年代款式 项目 填入将使用或将分析过程影响的年代款式和项目 如果知道的话 是指在汽车行业中经常用到的年代款式 例如 本田CIVIC2011款等 汽车供应链的上游企业一般不作填写 PFMEA例表说明 表头 E 关键日期填入PFMEA的初始日期 但不能超过预期的生产日期的开始时间 如果是供方组织 日期不能超过顾客要求的PPAP提交日期 是指PFMEA初版的完成日 PFMEA必须在产品或过程正式实施前完成 所以其初始完成日期不能超过预期的生产日期 同时作为汽车行业供应链的上游企业 必须在车载顾客要求PPAP的提交日期前完成初始PFMEA F FMEA日期 原始的 填入PFMEA完成的原始日期和最新修改日期 最初填写PFMEA的初版完成日期 之后随着PFMEA的动态更新 填写最新修改日期 PFMEA例表说明 表头 G 核心小组填入负有PFMEA开发职责的小组成员 联系信息 如名字 组织 电话号码和Email 可作为补充文件附在一起 为了保持以往的经验 在PFMEA修订及类似产品的PFMEA开发中 最好由原跨功能小组 CFT 成员参与讨论 评审 所以PFMEA中需要填写CFT成员姓名 必要时将联系信息作为补充文件附在一起 例如CFT成员中有非本公司人员 OEM 供方 时 F 编制填入负责编制PFMEA的工程师 小组领导的组织的名字和联系信息 为了便于文件管理 PFMEA过程中需要明确编制部门 编制人员及批准人员 PFMEA例表说明 表单 FMEA参考手册例举了8种样式的表单 各表单的表头项目基本一致 只是因管理着重点不同对表头项目的排序进行了调整 使用者可以根据自身的需要进行选择使用 下表为PFMEA表C的格式 可以更好的表达预防控制与发生率排序之间的关联 本次教育将针对该表进行说明 FMEA第四版重要变更点 与第三版相比 FMEA第四版改善了严重度 发生率 探测度级别表以便在真实分析和使用时更有意义 PFMEA例表说明 表单 过程步骤 功能 要求 填入过程步骤 工程名 或具体操作 例如 刻槽工程 碰焊工程等单一操作工程 当该过程步骤包含复数操作 且有多项失效模式时 最好填入各具体操作 例如 电镀工程包含前期准备 滚筒 混合瓷球等 酸处理 电镀 中和 清洗等操作 各操作不满足要求时都会产生单项或多项失效模式 所以在过程步骤中只填写电镀不是很适合 最好填入各具体操作 电镀 滚筒投入 电镀 镍电镀等 注意事项 过程步骤的先后排序和所用的术语应与过程流程图的保持一致以确保可与其他文件 控制计划 作业指导书 的可追溯性和联系 返修和返工操作也可以包含在内 PFMEA例表说明 表单 过程步骤 功能 要求 列出与所分析的每一个过程步骤或具体操作相对应的过程功能 过程功能描述操作的目的或意图 如果给定的操作有多个过程功能 则每一个都应排列在表中以帮助研究相关失效模式 列出所分析的过程步骤 操作的每一个过程功能的要求 要求是符合设计意图或其他顾客要求的规定过程的输入 如果给出的功能有多种要求 为了便于分析 各与失效模式相关的要求都应该列在表上 注意事项为了确定潜在的失效模式 应正确定义要求事项 PFMEA例表说明 表单 潜在失效模式 根据过程要求对特定的操作列出潜在失效模式 假设失效发生但不一定发生 因此使用措辞 潜在 是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 在准备PFMEA时 应假定提供的零件 材料是合格的 PFMEA一般不考虑零件 材料 当历史数据表明进货零件质量有缺陷时 小组可做例外处理 PFMEA假定设计是完善的 如果发现设计更改的机会 应返回DFMEA跨功能小组 失效模式应该用技术术语进行描述 PFMEA例表说明 表单 潜在失效模式 PFMEA跨功能小组可根据以往发生的社内异常统计分析报告 社外反馈内容等输入信息 以及采用头脑风暴法来进行不断提出并回答以下问题 以验证潜在失效模式的完整性 过程或产品可能不满足基准要求的现象是什么 无论基准如何规定 顾客 产品使用者 后工序 可能拒收的现象是什么 潜在失效模式 变形 尺寸不良 开路 短路可焊性不良 耐溶剂性不良混入 异品相违等 PFMEA例表说明 表单 失效模式的潜在后果 潜在失效的后果是指失效模式对系统功能的影响 用顾客感受的语言来描述 失效后果应从具体的系统 子系统 零件之间的关系来考虑 要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果 顾客既可能是内部的顾客也可能是外部最终用户 可以是下道工序 后续工序或工位 经销商或车主 如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性 要清楚地予以说明 PFMEA例表说明 表单 严重度 严重度是对给定的失效模式的潜在后果中最严重后果的级别 严重度是单一的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才能够实现 就算进行了设计更改 FMEA参考手册不推荐修改级别为9和10的潜在失效模式的严重度数值 关注适用的法律法规的变更 若有不符合法律法规要求时 应将该失效模式的严重度提高至级别9或10 等级为1的失效模式不应再进一步分析 同一失效模式产生几种潜在后果的场合 潜在后果需要在PFMEA中罗列 但严重度选择其中后果最严重的级别 如果受失效模式影响的顾客是装配厂或产品的使用者 严重度的评价可能超出了PFMEA小组的经验或知识范围 在这种情况下 应咨询DFMEA小组成员或顾客设计人员意见 PFMEA例表说明 表单 严重度评价表 PFMEA例表说明 表单 严重度评价表 PFMEA例表说明 表单 分类 级别 主要为了突出高优先权的失效模式 例如 特殊 关键 重要 次要等 也可用于标识公司规定的或顾客要求的产品 过程的特殊特性 FMEA参考手册对本栏的记录内容不予标准化 PFMEA例表说明 表单 失效的潜在要因 具体描述失效是怎么产生的 描述时应注意 潜在要因的描述应具体化 不能使用模糊的语言 以便于采取针对性措施 应尽可能列出每一失效模式的所有潜在要因 以便于采取相应的措施 降低失效带来的风险 在CFT小组讨论失效的潜在要因时 不应考虑原材料或外购零部件的原因 假设原材料 外购零部件是合格的 当历史资料指出原材料或外购零部件质量确实存在缺陷时 可判定为例外 PFMEA例表说明 表单 现行过程控制 预防 描述在现行过程中为了防止失效潜在要因或失效模式的发生 或降低其发生的频度而采取的措施 例如 在生产开始前实施的日常点检在生产开始前实施的首件检查SPC控制图的运用 在不符合发生前进行纠正 新规顾客登录时的双重确认防错措施 现行过程控制 预防 是一种在失效发生前实施的事前预防行为 预防措施的制定不能改变失效模式的严重度 但可对发生率重新评估以验证预防措施的有效性 PFMEA例表说明 表单 发生率 是指在1到10等级范围内评估失效潜在要因的发生可能性 失效潜在要因A 潜在失效模式 失效潜在要因B 每生产1000件产品 失效可能发生件数 发生率 在FMEA范围内的发生率排序值是一个相对值 而不是一个绝对值 不一定反映该失效发生的实际可能性 一般情况下CFT小组应按FMEA参考手册中提供的发生率 频度 表的描述来判定该失效的发生率等级 但若有从类似过程获得的统计资料 该资料也可用于判定该失效的发生率等级 现行过程控制预防措施有 现行过程控制预防措施无 每生产1000件产品 失效可能发生件数 发生率 PFMEA例表说明 表单 FMEA参考手册推荐的发生率 频度 表 PFMEA例表说明 表单 现行过程控制 探测 描述探测 识别 失效潜在要因或失效模式的方法 例如 过程中的抽检方法增加抽检频度增加抽检数量过程完成品的全检 人工或检测设备的安装 增加出货检查抽检 现行过程控制 探测 是一种在失效发生后实施的行为 增加检测频度不是一种有效的永久性纠正 预防措施 推荐使用防错措施 PFMEA例表说明 表单 FMEA参考手册推荐的探测度 PFMEA例表说明 表单 FMEA参考手册推荐的探测度 PFMEA例表说明 表单 FMEA参考手册推荐的探测度 PFMEA例表说明 表单 RPN 评估失效模式所产生风险的优先系数 RPN 严重度 S 发生率 O 探测度 D 值 1 10 值 1 10 值 1 10 对于单个失效模式的RPN评估值范围可以在1到1000之间 第四版的变更点 与第三版相比 第四版中追加了以下相关的内容 不推荐为了确定是否需要采取措施而设定RPN阀值的做法 RPN阀值只是一种分析工具 只是一个参考值 优先级别的选取应当建立在对严重度 发生率 探测度的综合分析上 不推荐完全依照RPN值是否超过阀值来决定采取措施的优先级别 PFMEA例表说明 表单 RPN 对变更点的举例说明 例如 评估结果如下 按RPN值大小顺序来判定需采取对策的优先顺序 B项目RPN值112 A项目RPN值90 B项目优先采取对策 设定一个RPN阀值 当RPN评估值大于或等于该阀值时 判定为需优先采取对策 例如设定RPN阀值为110 项目BRPN值112 110 所以B项目优先采取对策 当严重度是9或10时 只要识别的失效模式的后果可能会对最终用户或现场操作者造成伤害的 不管RPN值是多少必须考虑使用预防或纠正措施来消除 减轻或控制失效原因或必须规定操作的防护措施 不推荐为了确定是否需要采取措施而设定RPN阀值的做法从第四版的以上要求可以判定A项目需优先采取对策 通常做法第三版 变更要求第四版 PFMEA例表说明 表单 建议措施 任何建议措施的目的是为了降低该失效模式的严重度等级 该失效模式 包括潜在要因 的发生率及探测度的等级 建议措施的优先顺序 降低严重度等级 降低发生率等级 降低探测度等级 当严重度为9或10时 不论其RPN值是多大 都必须予以特别关注 以确保现行的设计措施 控制或过程预防 纠正措施针对了这种风险 对于严重度为8或以下的失效模式 小组应考虑有最高发生率的或探测度的要因 建议措施的重点在于预防缺陷的发生 降低发生率等级 而增加质量控制检验频度 降低探测度等级 不是一个有效的永久纠正 预防措施 要降低探测度级别最好采用防失误 防错的方法 PFMEA例表说明 表单 职责 目标完成日期 填入负责完成每项建议措施的个人或组织的名称 包括目标完成日期 过