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研发中心培训教材 过程失效模式及后果分析 过程控制计划 ProcessFailureModeandEffectsAnalysis ProcessControlPlan讲师 王明 1 课程安排 培训目的质量体系简介什么是FMEA如何进行PFMEA开发 编制工艺流程图 PFMEA 控制计划 作业指导书之间的关系 2020 3 21 2 今天的目标 了解什么是FMEA了解FMEA的历史介绍FMEA的原因和目的 功用和结构如何进行PFMEA开发 风险分析 风险降低 了解并能解释过程流程图 PFMEA和控制计划是如何关联的了解PFMEA和控制计划必须是动态的 有效的 2020 3 21 3 什么是质量体系 质量管理 质量体系 为实施质量管理制定的组织机构 职责 程序 过程和资源的系统 质量管理 全面管理职能的一部分 是确定和实施质量方针 2020 3 21 4 质量体系要求 目的确定质量体系对内外部供应商的生产和服务零件及材料的要求确保顾客满意从符合要求开始 持续减低变差和浪费 使最终用户 供应商和OEM受益保留技术的储备 2020 3 21 5 质量体系要求是什么 1 描述你做的工作 2 描述你的工作怎样影响质量 3 描述你的工作流程和每项工序的操作指导书 4 详细说明程序 操作指导书放置的位置 5 详细说明程序确保所使用的文件是最新 最有效的程序和 或操作指导书 6 描述设备的标定 校准系统 7 描述当出问题时 你将如何做 8 描述你如何处理不合格品 9 描述你进行过什么培训 10 详细说明质量方针 2020 3 21 6 什么是FMEA为什么它很重要 2020 3 21 7 Customersatisfactionmeans Neverhavingtosayyou resorry 顾客满意意味着 决不要说对不起 2020 3 21 8 失效发现得太迟的后果 2020 3 21 9 了解FMEA 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配设计就不会造成整个城市大停电早知道不滥垦滥伐就不會造成土石流 早知道做好桥梁维护就不會造成大桥倒塌 有些早知道是必需的 有些就不会是不允许发生的 核能电厂 水库 卫星 飞机 有效运用FMEA可减少事后追悔 2020 3 21 10 我先 所以沒有 我先看了气象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行安全 我先设计电脑防火墙所以没有被骇客入侵 有些我先是必需的 有些所以沒有是预期可避免的 有效运用FMEA可强化事先预防 核能电厂 水库 卫星 飞机 了解FMEA 2020 3 21 11 TheHistoryoftheFMEAFMEA的历史 美国 国家航空和宇宙航行局 航空和太空旅行 核工业 首次在福特的汽车行业大会上介绍FMEA 在德国标准化 在汽车行业使用 在其他分支工业使用 进一步开发系统FMEA 在汽车行业普遍使用 GlobalPurchasing SupplyChain Page12 一项系结构化的分析工具 意在 认识和评价过程的潜在失效和后果根据客户风险优先分配资源确保潜在失效模式和原因得到考虑记录团队的认识并分析什么可能出错 什么是FMEA FMEA是先期质量策划中评价潜在失效模式及其起因与后果的一种分析工具 用来识别并帮助消除产品 过程的潜在失效模式 2020 3 21 13 特別注意 FMEA自身並不是問題的解決者 它通常與其他問題解決的工具聯合使用 FMEA提出問題解決的時機並不是解決問題 什么是FMEA 2020 3 21 14 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对新员工进行培训保留技术储备 2020 3 21 15 根据在APQP中的不同阶段 FMEA主要有DFMEA和PFMEA两种 即设计FMEA和过程FMEA 设计FMEA 针对产品与规范本身 是产品设计开发的分析技术 主要是设计工程师和其多功能小组应用 主要驱动力 消除失效并通过稳健的设计减低严重度实现产品零缺陷的目标 过程FMEA 针对产品的制造过程 是过程设计开发的分析技术 主要是过程 制造 工程师和其多功能小组应用 主要驱动力 通过对所有潜在失效的识别了解过程 目的在于制定消除潜在失效起因的建议措施 实现过程零缺陷的目标 零缺陷要求列出所有已知失效模式 FMEA的类型 2020 3 21 16 PFMEA过程失效模式和影响分析 PFMEA的主要目的 消除或减少制造风险 1帮助分析新的 更改的 或需要改进的 制造和装配过程 2确保已知的和潜在的制造 装配过程失效模式和影响都得到了考虑 3确定过程缺陷 提出可能的原因 针对原因提出控制措施 4消除或降低生产不可接受产品的频率 5增强对不可接受产品的可探测度 6确定关键特性和重要特性 以便编制完整的过程控制计划 7建立过程改进 风险降低 的优先顺序 8提供过程开发文件 为今后开发制造 装配过程提供指导 2020 3 21 17 怎样进行PFMEA编制 2020 3 21 18 PFMEA的编制 关注潜在过程失效模式和其原因主要动力是通过寻找所有潜在失效来了解过程目的在于制定建议的措施 消除潜在失效的起因利用对过程的认知和过程历史数据 寻找并帮助消除潜在过程失效模式的方法利用可得到的历史数据 类似可借鉴的零件和过程 或过程设计开发知识或研究数据等对于零缺陷的要求 所有潜在失效模式必须列出 2020 3 21 19 可编辑 Page20 PFMEA的编制 按流程图 微观 复制所有的过程步骤 采用流程所使用的一致的序号和名称针对每一步 问 什么会出错 对比在过程流程图中规定的产品 过程特性问 如果出错会发生什么 确定产品 过程特性失效对满足顾客要求有哪些什么影响 问 如果出错 影响有多大 参考AIAG手册严重度表问 怎么会出错 列出所有可能造成产品 过程特性未或未被正确制造的原因问 这些失效原因发生有多频繁 参考AIAG手册发生频度表问 这些失效模式是如何探测的 参考AIAG手册探测度分级表 2020 3 21 可编辑 Page21 PFMEA样表 2020 3 21 P FMEA表头 1 8 项目 1 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 2 汽车的年型和车型 非汽车零件时用产品替代 核心小组 3 FMEA跨部门评估小组名称 部门过程责任 4 整车厂商 OEM 部门和责任小组 关键日期 5 FMEA计划完成日期 APQP进度计划安排日期 FMEA编号 版本 6 用于追溯FMEA的内部编号与版本编制人 7 FMEA编制人的姓名 电话及所属公司日期 8 原始稿编制日期 修订号和日期 2020 3 21 22 製程失效模式分析頁次 of 作业特性的失效会有哪些形式 影響程度有多嚴重 失效模式的原因是什么 其發生的機率有多少 对失效原因采取预防或防错吗 探测的能力有多大 依RPN值高低決定優先改善順序 失效模式的后果是什么 GlobalPurchasing SupplyChain Page23 可编辑 Page24 团队组建多功能小组成员来自各个级别的人员 如客户 产品设计 过程设计 生产线等确定小组组长获得领导支持 ProcessFMEA开发思路 过程定义过程流程图识别过程中每一工步的目的 采用 动词 名词 形式 团队组建多功能小组 成员来自各个级别的人员 如客户 产品设计 过程设计 生产线等 确定小组组长 获得领导支持 详细阐述失效模式 后果及原因采用头脑风暴的方式阐述所有失效模式选择和定义重要的失效模式定义失效模式的后果识别第一层原因 不建议使用5 why 2020 3 21 识别风险顺序数 识别各个分险 严重度S 频度数O 探测度D 伤害性风险 严重度S 9 10 设计风险SO 频度数和严重度数的乘积 RPN 风险顺序数 严重度数 频度数和探测度数的乘积 根据S SO 和RPN进行风险分析确定少数关键 重大的失效模式 更改产品 过程设计 降低严重度 伤害性风险与设计风险 更改产品 过程设计 降低频度数 采用防错技术 提高可探测性 降低不可探测度数 提高在线检测技术和不合格品控制 提高可探测性 降低不可探测风险 变更过程控制计划 改进加工工艺 工装刀具 采取降低风险的行动 2020 3 21 25 团队组建 多功能小组 成员来自各个级别的人员 如客户 产品设计 过程设计 生产线等 确定小组组长 获得领导支持 PFMEA 团队组建 2020 3 21 26 PFMEA 团队组建 27 过程定义过程流程图识别过程中每一工步的目的 采用 动词 名词 形式 PFMEA 过程定义 2020 3 21 28 什么是过程流程图 为什么它很重要 PFMEA 过程定义 2020 3 21 29 过程流程图 过程分析的第一步就是要开发一个过程流程图 过程流程图有宏观 Macro 和微观 Micro 两种 宏观的过程流程图只是列出各个工序流程 微观的过程流程图需详细到各个工步 即各重要动作 Action 过程流程图描述为达到某个目标的相关活动 Activities 过程流程图提供工艺流程 先后顺序和功能 Function Verb Noun 的信息 过程分析能帮助关注改进活动 过程流程图使用一些符号来代表各个工序 工步的类型 受控的参考文件和数据过程输入和 或输出增值工序 工步选择或判断工序 工步 PFMEA 过程定义 2020 3 21 30 过程流程图的重要性 通常它是过程的第一 景象 提供代表过程方向的物流图形用于PMFEA 控制计划 模具布局 工作场地平面图等的基础 所有过程都应被包括 如进料 标识 发运 检查 返工 报废 在制品流转 外包工序等 PFMEA 过程定义 2020 3 21 31 微观流程图示例 例如 护板装配是635底座装配工艺流程的一个工序 我们列出这个工序的各个工步 即微观的流程图 微观的活动 宏观的描述 装护板 将护板取出 对护板进行检查 护板放置到底座上 操作工拿出5颗螺钉 将螺钉放置到护板上 操作工将螺钉打紧 PFMEA 过程定义 2020 3 21 32 详细叙述各个流程的作用 用动词 名词的方式 进行这样的分析是为后面用头脑风暴的方法来分析失效模式做准备 PFMEA 过程定义 GlobalPurchasing SupplyChain Page33 详细阐述失效模式 后果及原因采用头脑风暴的方式阐述所有失效模式选择和定义重要的失效模式定义失效模式的后果识别第一层原因 不建议使用5 why PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 34 2020 3 21 35 失效模式关系的理解 O D 频度数探测的能力 通过设计更改可以降低严重度数 失效模式和失效原因 失效模式的根源 失效起因 不正确的动作或该要做的动作被遗漏了 失效模式 问题 失效后果 S 严重度 通过设计更改可以降低频度数 通过采用防错技术 加强检查 测试 不合格品控制 来探测失效原因与模式 降低探测度数 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 36 动力 Energy 阻力 Resistance 动作 Action 结果 Result 平衡的动力与阻力 及正确的动作 完美的结果零动力或无穷大的阻力 无动作过多的动力或过小的阻力 过量的动作过小的动力或过多的阻力 过少的动作不一致的 erratic 动力或阻力 不一致的动作不均衡的 uneven 动力或阻力 不均衡的动作动力频率太慢或阻力不断增加 太慢的动作动力频率太高或阻力不断减小 太快的动作 实施任何一个动作的运行机理 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 37 例子 拾取零件 流程图描述 在仓库里拾取零件 1 流程图 1 StepFunction Action 2 拾取零件 动 名词 3 失效模式 FMEA工作表 没有拾零件 拾太多的零件 拾太少的零件 不一致地拾零件 不均衡地拾零件 拾得太快 拾得太慢 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 潜在失效模式 10 动作 Micro levelStep GlobalPurchasing SupplyChain Page38 填入FMEA工作表 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 GlobalPurchasing SupplyChain Page39 研究每一工步的失效模式 动作 动词 名词 OK PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 GlobalPurchasing SupplyChain Page40 潜在失效后果 11 潜在失效后果是指失效模式对顾客的影响 顾客泛指指下道工序 后续作业 OEM装配工厂 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后果清单 有助于跨功能小组的思考 头脑风暴法 失效起因 机理 15 失效起因 机理主要从设备 人员 物料 方法 环境几个方面考虑 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 41 以分析潜在失效模式为起点 分析失效原因及后果 PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 42 现行过程控制 17 现行过程控制不是指组织即将使用的措施 而是指当前正在使用的控制措施 控制措施既可用来探测失效原因 也可探测失效模式 控制措施有预防型和探测型两种控制方式 探测型控制措施通常是用来探测失效模式 而预防型控制措施通常是预防失效原因发生 预防型控制措施 针对失效原因 不会影响探测度数的评定 只有探测型控制措施才有探测度评定 探测型措施通常包括 人工的或自动的检测 电子传感器 检查清单 checklists PFMEA 详细阐述失效模式 后果及原因 2020 3 21 43 识别风险数 识别各个分险 严重度S 频度数O 探测度D 伤害性风险 严重度S 9 10 设计风险SO 频度数和严重度数的乘积 RPN 风险顺序数 严重度数 频度数和探测度数乘积 根据S SO 和RPN进行风险分析确定少数关键 重大的失效模式 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 44 所有的失效模式都有三个风险评估要素 严重度 问题 后果对顾客的影响有多大 S频度 失效原因预计导致失效模式发生的频率 O探测度 当前控制措施对失效模式的探测能力 D PFMEA 识别风险数 2020 3 21 45 严重度 S 12 严重度 针对后果 问题严重度是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度评价 严重度对应的是 后果 一般只有设计变更才能改变后果的严重度 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 严重度分为1 10级 对一个失效模式 选择后果最大计算RPN 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人员的意见 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 46 可编辑 Page47 理解严重度 应考虑以下几个方面 下道工序后续作业最终用户产品的操作性安全政府法规 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 建議的PFMEA嚴重度評估標準 2020 3 21 48 理解频度 16 频度 16 频度是指失效原因 机理预计发生的频度 分1到10级 预防措施可降低发生频度 PFMEA 识别风险数 频度评级表 2020 3 21 49 理解探测度 18 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起因得到发现的可能性 在做探测度评定时 假设失效模式已经发生控制措施可考虑如下 检查和测试程序 不合格品控制程序 防错技术 统计过程控制 过程控制计划等分为1到10级 更好的检验措施能提高失效模式的探测能力 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 50 檢驗類型 A 防呆法B 量具測量C 人工檢驗 建議的PFMEA偵測度評價標準 2020 3 21 51 风险顺序数RPN 19 RPN的计算方法是 RPN Smax O Dmin Smax对应该失效模式对顾客最严重的失效后果 即最大的严重度 O该失效原因导致失效模式发生的频率 Dmin对应最好的探测措施 即最小的探测度 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 52 RPN用于对失效模式风险等级排序 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 RPN在1 1X1X1 到1000 10X10X10 之间 高风险值 您的公司 您的客户 或购买用你生产的零件组装的车辆的购买者有高风险 PFMEA 识别风险数 风险顺序数RPN 19 2020 3 21 53 可编辑 Page54 例子 RPN的计算 PFMEA 识别风险数 2020 3 21 采取降低风险的行动 PFMEA 采取降低风险的行动 更改产品 过程设计 降低严重度 伤害性风险与设计风险 更改产品 过程设计 降低频度数 采用防错技术 提高可探测性 降低不可探测度数 提高在线检测技术和不合格品控制 提高可探测性 降低不可探测风险 变更过程控制计划 改进加工工艺 工装刀具 2020 3 21 55 RPN降低战略 每一产品的APQP计划应包括降低PFMEA分析过程中找出的高风险的战略 RPN降低战略举例找出10个高RPN项遵循建议的整改行动直到每个RPN降低 再对下一个高RPN采取行动持续循环该过程 RPN RPN RPN PFMEA 采取降低风险的行动 2020 3 21 56 建议措施 20 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检验 这种做法虽然费时 但增加客观性 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 PFMEA 采取降低风险的行动 2020 3 21 57 减少或杜绝 失效原因的 发生频度 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 防错的控制体系 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 PFMEA 采取降低风险的行动 建议措施 20 续 2020 3 21 58 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出错的传感器限位开关和停机