TS16949标准之FMEA培训教材.ppt

潜在失效模式及后果分析 POTENTIALFAILUREMODEANDEFFECTSANALYSIS FMEA培训教材 内容 概要系统FMEA设计FMEA过程FMEA练习 墨菲定律 如果做某件事有两条或多条途径 并且其中一条会产生灾难性后果 然而总会有人误入这一条途径推论为 1 如果某事能导致错误 这种错误必将会发生 2 当某事导致错误时 可能会造成巨大损失 3 失效最终与最简单的原因相关 潜在的失效模式及后果分析 FMEA 溯源 1950年 美国GROMAN飞机制造公司提出 用在操作杆上 60年代初用于航天 70年代用于三大汽车公司 80年代被美国军方确认为军方规范 MIL STD 1629A 什么是失效模式及后果分析 是一种识别产品或过程中的潜在失效 以便在失效影响到顾客之前采取纠正措施的分析工具 FMEA目的 A 认可并评价产品 过程中的潜在失效以及该失效的后果 B 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施C 将全部过程形成文件注 FMEA都关注设计 无论是产品设计或者过程设计 FMEA的基本思想 早知道 就不会 早知道做好防震设计就不会造成大楼倒塌早知道改进电力输出设计就不会造成全台大停电早知道不滥砍滥伐就不会造成泥石流早知道做好桥梁维护就不会造成高屏大桥倒塌有些早知道是必需的 有些就不会是不允许发生的有效运用FMEA可减少事后追悔 FEMA的基本思想 我先 所以没有 我先看了天气预报所以没有淋成落汤鸡我先评估金融大楼高度所以没有影响飞机安全我先设计电脑防火墙所以没有被黑客入侵有些我先是必需的 有些所以没有是预期可避免的有效运用FMEA可强化事先预防 FMEA的指导原则 遇到疑难问题时 请记住FMEA的目的是使顾客免受损失 一定要尽力保护顾客利益 2009年8月23日凯美瑞 CAMRY 和雅力士 YARIS 车辆召回制造商 广汽丰田召回时间 2009 08 25至2010 08 24涉及数量 407503辆 缺陷情况 电动车窗主控开关触点间短路产生的高温使开关的树脂部分熔损 操作时有卡滞感 车窗无法正常升降 可能后果 由于主控开关局部熔损 导致开关出现卡滞感等无法正常使用的现象 继续使用 会出现局部熔损 极少部分会导致车门内饰板熔损 维修措施 对召回范围内的凯美瑞 CAMRY 和雅力士 YARIS 车辆的电动车窗主控开关的零件进行免费更换 改进措施 2008年11月10日 零部件制造商对电动车窗主控开关润滑脂涂抹方式方式变更 减少润滑脂的涂抹量 广汽丰田汽车有限公司生产的凯美瑞 CAMRY 车辆从2008年11月21日起全部使用润滑脂涂抹方式变更后的电动车窗主控开关 而雅力士 YARIS 车辆从2008年12月1日起全部使用润滑脂涂抹方式变更后的电动车窗主控开关 投诉情况 截止至2009年7月31日 市场索赔2465件 其中60件发生开关局部熔损现象 5件门内饰板发生熔损现象 其余的2400件为卡滞感或者是动作不正常 本次案件中 未出现车辆火灾和人员伤亡事故 FMEA的益处一 FMEA通过以下措施减少顾客遇到失效的情况A 指出为了防止失效 需要在哪方面采取措施B 针对顾客的要求和期望确定失效C FMEA是预防性的 不是反应性的 应当尽量避免失效 而不是等着顾客提出申诉 二 可以为减少诉讼 担保纠纷和召回等情况 办法是 A 防止失效及其所造成的后果 B 重点处理可引起责任诉讼的失效 三 可以帮助解决问题和采取纠正措施 办法是 A 记录过去存在的问题 B 预见因设计变更或特定操作条件而带来的问题 C 提供纠正措施记录 D 为实施整改措施提供支持 四 可以全面改善质量 办法是 A 重点满足顾客要求 B 促进不断进行改进 C 协助评价设计备选方案 D 协助进行产品开发 E 将设计问题文件化 FMEA的益处 五 可以全面改善质量 办法是 重点满足顾客要求 促进不断进行改进 协助评价设计备选方案 协助进行产品开发 将设计问题文件化 六 可以缩短设计周期 办法是 尽早将问题摆上桌面 协助制订测试计划 组织各个小组进行讨论 FMEA的益处 图1 FMEA过程顺序 子系统 功能要求 功能 特性或要求是什么 会是什么问题 无功能 部分功能 功能过强 功能降级 功能间歇 非预期功能 后果是什么 有多糟糕 起因是什么 发生的频率如何 怎样能得到预防和探测 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 标准 程序或指南的更改 FMEA实施 基本情况在进行FMEA时有三种基本的情形 每一种都有其不同的范围或关注焦点 情形1 新设计 新技术或新过程 FMEA的范围是全部设计 技术或过程 情形2 对现有设计或过程的修改 假设对现有设计或过程已有FMEA FMEA的范围应集中于对设计或过程的修改 由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况 情形3 将现有的设计或过程用于新的环境 场所或应用 假设对现有设计或过程已有FMEA FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响 FMEA实施 人员要求虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人 但是FMEA的输入应是小组的努力 小组应由知识丰富的人员组成 如设计 分析 试验 制造 装配 服务 回收 质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师 FMEA由责任单位的工程师开始启动 责任单位可能是原设备制造厂 OEM 即生产最终产品 供方或分承包方 即使产品 过程看起来完全相同 将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的 因为每个小组的环境是不同的 因而各自的评分必然是不同的 也就是说 评分是带有主观性的 建议根据FMEA的质量目标 见附录A和附录B 对FMEA文件进行评审 包括管理评审 跟踪采取有效的预防 纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪 对这方面的要求无论怎样强调也不算过分 措施应传递到所有受影响的部门 一个经过彻底思考 周密开发的FMEA 如果没有积极有效的预防 纠正措施 其价值将是非常有限的 责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的强调 FMEA是动态文件 应始终反映最新水平以及最近的相关措施 包括开始生产以后发生的 责任工程师有几种方法来确保建议的措施得到实施 包括但不限于以下几种 a 对设计 过程及图样进行评审 以确保建议措施得到实施 b 确认更认更改已纳入到设计 装配 制造文件中 c 对设计 过程FMEA FMEA的特殊应用及控制计划进行评审 潜在的失效模式及后果分析FMEA的类别 系统FMEA常见的FMEA过程FMEA设计FMEA 系统FMEA 一种分析工具 用于识别系统失效模式 并确定应采取的改进措施 大系统中还可能包含子系统 对每一级系统都可进行FMEA 系统FMEA 为帮助示意系统 子系统和部件FMEA的含义 以下提供两个示例 如图F1 关于接口和交互作用 和图F2 关于项目 功能和失效模式 例1 接口和交互作用 图F1接口和交互作用 FMEA小组负责确定相关FMEA的范围 图F1的示例表明小组已确定了在进行系统FMEA时必须考虑的子系统A B C和D 以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境 接口子系统之间通过接口直接连接 图F1示意了子系统之间的接口 子系统A与子系统B接触 连接 B与C接触 C与D接触 A与D 且B与D接触 环境也与图F1中列出的每一个子系统相连接 这就要求在进行FMEA时要对 环境接口 加以考虑 注 每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中 交互作用一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化 在图F1中 任何接口系统间都可能发生交互作用 例如 子系统A加热 会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量 而且子系统A还向环境释放热量 交互作用还可能通过 环境 的传递发生在 非接触 子系统之间 例如 如果环境湿度很大 子系统A和C是不同的金属 由非金属组成的子系统B隔开 由于环境的湿度 子系统A和C之间仍然会发生电解反应 因此 非接触子系统之间的交互作用在预测上会相对难一些 但却很重要 应加以考虑 设计FMEA 元件 Design设计components元件elements设计要素 设计FMEA着眼于元件及设计要素的物理失效模式 设计FMEA为设计过程提供支持 它以如下的方式降低失效 包括产生不期望的结果 的风险 为客观地评价设计 包括功能要求及设计方案 提供帮助 评价为生产 装配 服务和回收要求所做的初步设计 提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性 为完整和有效的设计 开发和确认项目的策划提供更多的信息 根据潜在失效模式后果对 顾客 的影响 开发潜在失效模式的排序清单 从而为设计改进 开发和确认试验 分析建立一套优先控制系统 为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式 为将来分析研究现场情况 评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考 如获得的教训 DFMEA的作用 生产品设计开发初期 分析产品潜在失效模式与相关产生原因提出未来分析阶段注意事项 建立有效的质量控制计划 设计FMEA之目的 更高一层系统 汽车制造商 最终使用者 都是DFMEA所要考虑的对象 但最主要的是针对最终使用者 本设计可能产生的失效模式的影响 DFMEA考虑的重点 除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验 否则 由一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的 设计FMEA是一份动态的文件 应 在一个设计概念最终形成之时或之前开始 在产品开始的各个阶段 发生更改或获得更多的信息时 持续予以更新 在产品加工图样完工之前全部完成 考虑到制造 装配需求已经包容在内 设计FMEA针对设计意图并且假定该设计将按此意图进行生产 装配 制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和 或其原因 机理不需 但也可能包括在设计FMEA当中 当这些未包含在设计FMEA当中时 它们的识别 后果及控制应包括在过程FMEA当中 DFMEA的实施 设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷 但是它的确需要考虑制造 装配过程的技术 身体的限制 例如 必要的拔模 斜度 表面处理的限制 装配空间 工具的可接近性 钢材淬硬性的限制 公差 过程能力 性能 设计FMEA还应考虑产品维护 服务 及回收的技术 身体的限制 例如 工具的可接近性 诊断能力 材料分类符号 用于回收 典型的设计考虑 设计目的 顾客要求 顾客期望 产品要求 制造 装配要求 什么是设计期望什么是设计不期望 能够被指定或测量 某些不能解释 想想在你们公司从什么文件 资料定义这些 质量功能展开与顾客接触竞争对手分析知名产品质量可靠性要求制造要求 DFMEA的第一步 期望特性的定义越明确 就越容易识别潜在的失效模式 案例 主体 门内板 外型 窗户 内部 玻璃 门锁 密封条 门 系统 子系统 部件 如果产品组成比较复杂 将其分解成为小的系统 识别初级和二级的功能 系统 子系统和零部件框图 灯罩A 开 关C 灯泡总成D 极板E 电池B 弹簧F 2 4 3 1 5 5 系统名称 闪光灯工作环境极限条件温度 20 160F耐腐蚀性 规范B冲击 6英尺下落外部物质 灰尘湿度 0 100RH可燃性 1 不连接 滑动 2 铆接3 螺纹连接4 卡扣连接5 压紧连接 不属于此FMEA 设计FMEA 潜在失效模式及后果分析 设计FMEA 见图形16页 8 核心小组列出有权确定和 或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名 建议所有参加人员的姓名 部门 电话 地址等都应记录在一张分发表上 9 项目 功能填入被分析项目的名称和其他相关信息 如编号 零件级别等 利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平 在初次发布 如在概念阶段 前 应使用试验性编号 用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能 包括该系统运行环境 规定温度 压力 湿度范围 设计寿命 相关的信息 度量 测量变量 如果该项目有多种功能 且有不同的失效模式 应把所有的功能单独列出 10 潜在失效模式所谓潜在失效模式是指部件 子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目 功能栏中所描述的预期功能的情况 如预期功能失效 这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果 对于特定的项目及其功能 列出每一个潜在的失效模式 前提是这种失效可能发生 但不一定发生 推荐将对以往TGW 运行出错 研究 疑虑 报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点 只可能出现在特定的运行条件下 如热 冷 干燥 粉尘等 和特定的使用条件下 如超过平均里程 不平的路面 仅在城市内行驶等 的潜在失效模式应予以考虑 失效模式 尽可能的思考 在所分析的汽车 系统 部件上会出现那些的故障 没有剎车 空调不冷 照明不亮 典型的失效模式可包括 但不限于 裂纹变形松动泄漏粘结氧化断裂不传输扭矩打滑 不能承受全部扭矩 无支撑 结构的 支撑不足 结构的 刚性啮合脱离太快信号不足信号间断无信号注 潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述 不必与顾客察觉的现象相同 潜在失效后果 11 潜在失效后果是指失效模式对功能的影响 就如顾客感受的一样 查阅历史和类似地FMEA报告 保修资料 抱怨报告 使用情况报告 市场收回及其它文件 确定历史上失效模式的影响 典型的失效后果 噪音运行不稳外观不良不稳定间歇运行泄漏 粗糙无法运作不适的异味运行减损发热定期的不符合 如果影响了安全或违反了政府法规 就应如实讲清 严重度 S 12 严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度评价等级 要减少失效严重度级别 只能通过设计变更来实现 严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系 严重度分为1 10级 对那些超出小组成员经验和知识的评级 如当顾客是组装厂或最终用户时 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 设计FMEA的严重度分级表 级别 13 用于区分产品特性的重要程度 与严重度打分相关 例如 安全性 关键 重要 潜在失效起因 机理 14 指设计薄弱或设计缺陷的迹象 起因 机理设计FMEA小组应基于两个假设考虑失效原因 失效模式由设计缺陷造成 零件的制造和装配在工程规范之内 失效模式由制造装配的缺陷所引起 但这种制造和装配错误是由于设计缺陷造成的 即设计缺陷可造成组装过程的失误 典型的失效原因 规定的材料不正确设计寿命估计不足压力过大润滑能力不足维修保养说明不适当 错误演算法不适当软件规范错误表面加工规范错误流程规范错误规定的摩擦材料不当过热规定的公差不当 典型的失效机理 屈服疲劳材料不稳定蠕变磨损腐蚀化学性氧化电位移 频度 15 频度是指失效原因 机理预计发生的可能性 分1到10级 预防措施可降低发生频度 当频度数等于1时 设计失效模式不可能发生 a 设计可以包容期望的制造 组装变差 b 常规控制方法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 现行设计控制 16 要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 或者降低其出现的几率 探测 在项目投产之前 通过分析方法或物理方法 探测出失效的起因 机理或者失效模式 如果可能 最好的途径先采用预防控制 假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部分 它可能性会影响最初的频度定级 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 探测度 17 从那些严重度和频度数高的失效模式 原因着手确定设计控制 当确定探测度时 只考虑那些在工程规范发放前已经采用的控制技术 对那些用于探测失效模式的技术用 D Detect 标明 而对那些用于探测和预防失效模式原因的技术用 P Prevent 标明 探测度评价准则 风险顺序数 RPN 18 RPN的计算方法是 RPN S O DRPN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 风险顺序数评估方法 1 当RPN大于100时 必须采取措施降低 2 当严重度大于8时 必须采取措施降低 3 当上述1 和2 不满足时 选取RPN前四位采取措施进行降低 建议措施 19 对RPN和S高分值的 应考虑采取措施 通过改进设计 改善严重度 建议措施的目的在于降低频度 严重度或探测度 建议措施 降低严重度频度探测度 可考虑的措施改变设计改变设计或改进工程规范增加或改进设计评估技术 可达到的目的根除或降低失效模式的严重度预防原因或降低频度改进发现原因或失效模式的能力 措施的确定一般说来 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 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 任何措施都应当验证 以确定正确性和有效性 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 频度和探测度 潜在过程失效模式和后果分析过程FMEAP FMEA 专有信息 FMEA 控制计划 过程能力等 可视为专有信息 在未事先征得管理部门同意之前 不得向部门以外的任何人透露 也不得向顾客透露有关信息 ProcessFMEA过程FMEA 是过程设计小组采用的一种分析方法 用于识别由于制造或装配过程的失效而导致的潜在产品失效模式 并确定所应采取的纠正措施 正式程序着眼于顾客利用工程经验判断和可靠的数据 PFMEAisfocussedontheProductPFMEA关注对产品的影响 ProcessFMEA过程FMEA 以下情况需进行PFMEA 或至少评审过去的PFMEA theprocessisnew是新的过程theproductisnew orhasneverbeenmadewiththisprocess新产品 或从未用本过程加工的产品anexistingprocesschanges原有的过程发生变化customerrequirementsordesireschange顾客要求或希望发生变化 何时进行PFMEA thecompetitive business orlegalenvironmentchanges竞争环境 业务环境或法律环境发生变化PPAPconditionsapply需提交PPAPactualfailuresoccur发生实际失效 过程FMEA 如何作PFMEA16步工作步骤 1 成立小组并制订计划 绝不能由个人单独进行PFMEA 因为 由个人进行会使结果出现偏差进行任何活动 都需要从不同的组织取得信息应指定一个人 如组长 保管FMEA表格应将小组成员的姓名和职责填入FMEA表格 2 绘制过程流程图 运用正规的过程流程图辨别四种作业类型辨别关键特性 过程流程图 3 列出每个操作的功能 功能系指该操作所起的作用说明功能为 动词 宾语 修饰词例如 零件成型 在线端压接端子 零件弯曲成型基本功能和辅助功能都要考虑 4 列出质量要求 acustomerwantordesire顾客的希望或要求couldseriouslyaffectcustomerperception有可能严重影响顾客的看法couldleadtoacustomercomplaint有可能导致顾客投诉 5 列出可能的过程失效模式 由于过程未达到要求而导致的产品缺陷 瑕疵等不良状态失效模式体现在产品上几种典型失效模式直径超差漏装密封垫切破线皮部件方向错焊剂不足焊剂过量未充满飞边注 假设来料没问假设产品设计能够满足客户需求 6 列出每一失效模式的所有可能后果 后果是失效模式的衍生事件可能影响最终用户中间用户法规下序顾客抱怨是非常有用的信息来源后果可能为功能完全丧失质量或性能降低设备受损员工受伤停线失效的后果通常表现为从对顾客的直接影响到最终影响等一系列连锁反