pfmea潜在失效模式分析

编制 刘连贵 工艺技术人员岗位技能培训教材 PFMEA 目标 本课程结束时 学员应能 1 了解编制PFMEA的目的是什么 2 能了解并熟知何为PFMEA 3 能组织小组成员完成一份PFMEA的编制 4 当审核其他供应商时 能识别需要审核PFMEA的项目和要求 目录 1 什么是PFMEA 2 为什么要实施FMEA 3 采取措施行动的跟踪4 PMFEA概述5 运用PMFEA的宜处6 顾客的定义7 PFMEA的开发时机8 PFMEA的开发准备9 PFMEA的开发实施要点10 怎样完成一份PFMEA 1 什么是PFMEA PFMEA可以描述为一组系统化的活动 其目的是 1 发现和评价过程中潜在的失效及后果 2 找到能够避免或减少这些潜在失效发生的控制措施 3 将上述整个过程文件化 作为过程控制计划的输入 它是对制造过程的策划及完善 以明确必须做什么样的过程才能满足产品设计和顾客的要求 是在样品或批量制造的策划阶段 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 2 1 FMEA的发展历史 FMEA起始于60年航空航天工业项目 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规程 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 2008年6月发布了第四版 2 为什么要实施FMEA 1 由于持续改进产品和过程是企业普遍的趋势 所以使用PFMEA作为专门的技术应用 以识别并帮助减少潜在的隐忧一直是非常重要的 对客户投诉的研究结果表明 从公司这么多年的生产来看 全面实施PFMEA能够避免许多投诉事件的发生 2 适时性是成功实施PFMEA的最重要因素之一 它是一个 事发前 的行为 而不是 后见之明 的行动 为达到最佳效益 PFMEA必须在过程失效模式发生前被纳入过程策划中 3 事先花时间适当地完成PFMEA分析 能够更容易 低成本的对过程进行修改 从而减轻事后修改带来的危机 4 PFMEA能够减少或消除因进行预防 纠正而带来更大损失的机会 PFMEA小组应该有充分的沟通或整合 2 为什么要实施FMEA 1 由于持续改进产品和过程是企业普遍的趋势 所以使用PFMEA作为专门的技术应用 以识别并帮助减少潜在的隐忧一直是非常重要的 对客户投诉的研究结果表明 从公司这么多年的生产来看 全面实施PFMEA能够避免许多投诉事件的发生 2 适时性是成功实施PFMEA的最重要因素之一 它是一个 事发前 的行为 而不是 后见之明 的行动 为达到最佳效益 PFMEA必须在过程失效模式发生前被纳入过程策划中 3 事先花时间适当地完成PFMEA分析 能够更容易 低成本的对过程进行修改 从而减轻事后修改带来的危机 4 PFMEA能够减少或消除因进行预防 纠正而带来更大损失的机会 PFMEA小组应该有充分的沟通或整合 3 采取措施行动的跟踪 1 采取有效的预防 纠证措施 以及针对这些行动的跟踪是必须的 2 应该和所有被影响的单位和部门沟通措施行动 3 一个彻底周祥考虑和充分开发的PFMEA 如果没有实际且有效的预防 纠证措施 则其价值将是无效的 4 承担过程设计责任的工程师有许多方式来确保哪些措施已经被实施 包括但不限于 a 过程和图样 以确保建议措施已经被实施 b 确认该项的变更已编入装配 制造文件中 c 评审PFMEA的应用以及控制计划 4 PFMEA概述 1 PMFEA主要是由负责制造过程的工程师 小组用的一种分析技术 用来保证在可能的范围内已充分地考虑到 并指明各种潜在的失效模式及相关的起因 机理 2 PMFEA以其最严密的形式总结了小组过程设计时的设计思想 包括 根据以往的经验和过去的错误 对一些项目的分析 这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划中正常经历的思维过程 并使之规范化 3 PFMEA为一份动态文件 不是一成不变的 有可能在过程开发过程中会有多个版本的PFMEA文件 4 PMFEA概述 4 项目组对评价准则和分级规则应意见一致 即使因为个别过程的分析作了修改也应一致 PFMEA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 产品和过程特性最终确定 过程和监控作业指导书 包括检验指导书 的编制 5 运用PMFEA的宜处 1 有助于确定过程的功能和要求 2 有助于确定潜在的失效过程的失效模式 3 评审潜在失效对顾客的影响 4 确定潜在的制造或装配过程失效的起因 以及为频度减少或失效情况探测而关注的控制过程变量5 确定出在重点过程控制上的变量 6 展开潜在失效模式的等级表 然后建立一个预防 纠正措施的优先系统 7 将制造或装配过程的结果编制成文件 以供后人参考 8 最重要的一点就是 避免后续设计者犯同样的错误 6 顾客的定义 PFMEA中 顾客 的定义 一般是指 最终使用者 即外部最终顾客 但也可以是后续或下工序制造或装配作业 服务工作以及政府法规 例 1 铣磨粗倒角尺寸超差0 1mm 则顾客就是做精雕的工序 会影响精雕效率或产生未雕到等异常2 精磨片整板划痕 则顾客就是抛光工序3 清洗不干净镀膜后有印子 则顾客就是水晶光电或其他客户4 清洗液含有毒有害物质 则顾客就是国家法规 7 PFMEA的开发时机 1 PFMEA 在过程可行性分析阶段和生产工装准备到位之前开始 并考虑所有过程工序 产品特殊特性 也就是说在整个过程策划中PFMEA是不断完善和更新的 2 在下列情况应通过PFMEA开发 新技术 新过程 新的生产设备或更改的生产场所 对已有的过程 含已有PFMEA 的修改 将现有的过程 含已有PFMEA 用于新环境 新场所或其它方面的应用 3 当工艺局部调整时可在原PFMEA文件中作高风险类的项目控制开发 8 PFMEA的开发准备 组成FMEA小组 可为多功能小组 并明确各成员职责 项目组长 召集人 职责 负责召集 召开FMEA例会 负责FMEA分析及拟定对策 审定FMEA活动计划 协调各组员及相关部门完成改善事项 确认FMEA执行效果 组员及相关部门职责 过程的讨论确认 如制造流程 PFMEA内容确认等 潜在发生原因的分析 应站在各职能角度充分探讨 提出现行过程控制方法 拟定改善措施 经小组确认后执行改进措施 改善后的RPN值评价及有效性评价 保存上述活动的文件和记录资料 8 PFMEA的开发准备 各成员收集与过程有关的数据资料 如过程流程图 重点工序过程功能要求 产品特殊特性 相关过程控制的记录数据 以往的过程失效模式 以往的过程开发经验 售后失效模式及PPM值 PFMEA活动的各 度 的评价准则 各种必要的表格等 围绕顾客需求 公司质量目标 项目特点 以往经验 小组应形成PFMEA的质量目标 作为推动设计改进和过程防错的主要目标 PFMEA工具 在开展PFMEA时 应采用各种问题的解决方法和调查工具 包括 头脑风暴法 柏拉图 因果图 鱼刺图 回归分析 散布图 试验设计 DOE 其它方法 9 PFMEA的开发实施要点 1 PFMEA的开发以小组讨论会议方式进行 由项目组长按项目进度日程召集各成员依据PFMEA实施 2 潜在的失效模式是指可能发生的设计错误 不满足过程要求的形式 它可能是引起下一道工序的潜在失效模式 也可能是上一道工序潜在失效的后果 在PFMEA准备中 前提是假定提供的零件或材料是合格的 所有的公差在合理的范围之内 如超差1 3会有什么失效 3 按照过程特性列出工序的每一项潜在失效模式 前提是这种失效可能发生 但不一定发生 失效模式应以规范化术语简洁描述 以回答 过程怎样不满足要求 顾客 含下工序 认为的拒收条件是什么 4 在样品或批量的生产策划中 及早对新过程或修改的过程进行评审和分析 能够促进预测 解决或监控潜在过程问题 9 PFMEA的开发实施要点 5 PFMEA假定所设计的产品会满足设计要求 设计缺陷所产生的潜在失效模式也可能包含在PFMEA 它们的后果及避免措施由DFMEA来涵盖6 PFMEA不是依靠产品设计变更来克服过程缺陷的 但它要考虑与已策划的制造或装配过程有关的产品设计特性 以便最大限度地确保产品能满足顾客的要求和期望 7 PFMEA应该从整个过程的流程图开始 流程图应该确定与每个作业有关的产品 过程特性 如果可能的话 还应该包括从相应的DFMEA来确定某些产品影响后果 用于PFMEA准备工作的流程图的复件应附于PFMEA文件中 10 怎样完成一份PFMEA 1 项目填入本过程所分析的系统 子系统或产品的名称和编号 即产品名称和图号例 项目 25 4 0 8JGS1或工序名称2 产品规格 产品类型填入将使用的 正被分析的或受到此设计所影响的 预期的产品规格 产品类型 如果已知的话 例 产品规格 产品类型福建新三捷 25 4 0 8JGS13 过程责任填入负责本过程的部门名称或供方名称 例 试制线或品保部等 10 怎样完成一份PFMEA 4 关键日期 填入PFMEA初次预定完成的日期 该日期不应超过计划的生产设计发布的日期 也就是说量产前必须完成所有分析策划及采取的措施 生产质量稳定的产品 产品的质量是策划出来的 因此一定要做好PFMEA分析及试验 例 如监控片要求在16年3月要进行批量生产 那么关键日期则定在3月前 在这之前应验证所采取的措施是否完成 而且必须要全部完成 5 PFMEA编号用于查询和识别PFMEA的编号 如果某一个产品与前一个产品的PFMEA是一致的话可以借用这个PFMEA编号 例 GK A231 16 02 10 怎样完成一份PFMEA 6 页码 第 页 共 页 一份PFMEA的顺序及总页数7 编制人填入负责PFEMA准备工作的负责人姓名 此人一般是工艺工程师 例 王顺安8 FMEA日期此日期被定义为编制PFMEA原始稿的日期及最新的修订日期 例 2012年4月5日编制2012年9月10日修订 10 怎样完成一份PFMEA 9 核心小组 列出有权确定或执行责任的部门和个人姓名 即参加PFMEA分析过程的责任部门和个人的姓名及联系电话等 通常要有多个部门有经验的人员参加 包括但不限于 包装 制造 设计 分析 试验 可靠性 材料 质量 服务和供方 也可包括操作者及特邀代表 供方或顾客代表 如果参加人员太多 可附表10 过程 功能要求 填入被分析的制造过程功能名称 简单说就是写工序名称及本工序的加工目的 用尽可能简明的文字来说明被分析制造的功能要满足设计意图的功能 应与参考文件使用同样的术语 如果制造过程有多种功能要求 且有不同的失效模式 应将所有制造过程功能要求单独列出 10 怎样完成一份PFMEA 例 棒材 保证后续加工尺寸余量 平面磨 保证崩点及裂纹 倒棱 保证产品规格要求 研磨 保证无划痕抛光生产顺利 清洗 保证产品镀膜后无印子 等 11 潜在失效模式 将过程中可能发生的未能达到预期功能要求的情况列出 过程工程师 小组应该要能提出并回答 a 过程 产品怎么不能满足要求 b 若不考虑工程规范 顾客 最终使用者 后续作业或服务 会提出什么建议 将相似过程的比较和顾客对类似规格的投诉情况的研究作业为出发点 过程工程师 小组应对设计的目的也必须要了解 10 怎样完成一份PFMEA 例 但不仅限于下列几种 棒材崩点裂纹 线切割线痕 粗磨划痕 精雕未雕到 精磨厚度散差大 脏污 表面不干净 抛光主平面条纹 清洗不干净 标签贴错 屏敝袋漏气等 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PFMEA分析 10 怎样完成一份PFMEA 12 潜在失效后果潜在失效后果是指失效模式对顾客 包含下序 的影响 对顾客影响的失效后果 一律用产品和系统的性能来描述 如果发生失效 会出现什么情况 其潜在后果是什么 这些问题需要从顾客的角度予以描写 对最终顾客的影响如 有鬼影 照片不清晰 照片失真 投诉等 例如 但不限于 镀膜后有印子 顾客不满意 光谱不良 表面发蒙 光圈不良 倒棱偏大 漏倒 外形偏小 报废 废弃等 10 怎样完成一份PFMEA 对下一道序作业 后续作业 地点的影响如 但不限于 精雕无法定位 或放不进组合吸盘 有污染 研磨整板划痕 余量过大 精雕效率太低 切割翘曲过大 研磨惊裂 无法接合 配合 损坏设备 危害操作者 报废或过度加工 导致工具过度磨损等 10 怎样完成一份PFMEA 13 严重度 S 填入附表1中所描述的严重度等级 评估一给定失效模式对顾客影响的严重程度 评价指标以 1 10 级评价 严重度是对一个已假定失效模式的最严重的评价等级 当严重度的级别为 1 时 不应再作分析 如果受失效模式影响的顾客是制造厂 装配厂或产品使用者 严重度的评价可能超出了本过程工程师 小组的经验或知识范围 应与DFMEA工程师和 或后续制造厂或装配厂的过程工程师进行协商 讨论 严重度值的下降只有通过设计更改或对该过程重新设计才能实现 10 怎样完成一份PFMEA 附录1过程FMEA的严重度等级 注 严重度级别与 有对应关系 10 怎样完成一份PFMEA 14 级别 对所有安全 关键 重要或主要特性填入按顾客要求或自定的特殊特性符号 所有的特殊特性都必须在失效模式及后果分析阶段予以确定 如果在PFMEA中鉴定了某一分类 要通知负责设计的工程师 因为它们可能会影响有关控制项目标识的工程文件 例 久隆关键及安全项符号为 重要项符号为 顾客安全法规项为 克莱斯勒为 10 怎样完成一份PFMEA 15 失效的潜在起因 机理 续 典型的失效起因包括 但不限于 标准条测量不正确 偏大 偏小 条料放置不正确 翘料或有杂物 量具不精确或不适宜 清洗时间不够 设置时间短 警报器失效 研磨压力不正确 清洗液浓度不正确 精雕机主轴磨损 研磨盘平度超标 机器设置不正确 程序设计不正确等 10 怎样完成一份PFMEA 16 频度 O 按附表2填入频度 频度被定义为具体起因 机理发生的概率或可能性 它以过去的现场记录 类似的产品或经验 售后PPM值作为依据 只有通过设计更改或设计过程更改 如设计检查表 设计评审 设计指南 来预防或控制该失效模式的起因 机理才能降低频度数 确定失效起因 机理在过程实施中发生的机率 频度在分级时 采用项目小组的评价方法 用 1 10 级来估计频度的大小 频度级别数是在PFMEA范围中的一个比较的等级 可能无法反映出真实发生的可能性 10 怎样完成一份PFMEA 附录2过程FMEA的频度等级 10 怎样完成一份PFMEA 17 现行过程控制 是对尽可能阻止失效模式或失效起因 机理的发生 或者探测将发生的失效模式或失效原因 机理的控制的描述 填入能确保过程适当性的现行过程验证 确认活动 为阻止失效模式的发生 以及探测将发生的失效因素而采用的现行控制方法 如设计验证 确认 预防措施 防错技术 统计过程控制等 也可以是加工后评价的过程控制 也可在某目标作业进行 也可在后续作业进行 10 怎样完成一份PFMEA 17 现行过程控制 是对尽可能阻止失效模式或失效起因 机理的发生 或者探测将发生的失效模式或失效原因 机理的控制的描述 填入能确保过程适当性的现行过程验证 确认活动 为阻止失效模式的发生 以及探测将发生的失效因素而采用的现行控制方法 如设计验证 确认 预防措施 防错技术 统计过程控制等 也可以是加工后评价的过程控制 也可在某目标作业进行 也可在后续作业进行 预防 预防失效起因 机理或失效模式的出现以减少它们发生的频度 探测 探测失效或失效的起因 机理 并引导至纠措施 典型过程控制如 但不限于 开机前的预防检查 SPC 测量 防误措施 首件验证 运行前确认设置 过程中的检查等 10 怎样完成一份PFMEA 18 探测度 D 按附表3填入探测度的可能性概率 探测度被定义为所提出的过程控制方法找出过程控制的任何缺陷或潜在失效起因的能力 对按现行过程控制方法 在实施运行之前 探测出发生的失效模式的能力定级评估 评价指标用 1 10 级评价探测的相对级别 为了取得较低的探测数值 计划的过程控制需要不断地改进 不要擅自推断 因为频度低 探测度也低 这是错误的理解 一定要评审过程控制以找出不常发生的失效模式的能力或预防它们在过程中进一步蔓延的能力 随机质量抽查不大可能去探测某一孤立存在的缺陷 也不应该影响探测度等级 以统计原理为基准的抽样检查是一种有效的探测度控制 适当的在设计开发过程中加入预防控制是最好的 并且愈早愈好 10 怎样完成一份PFMEA 附录3过程FMEA的探测度等级 10 怎样完成一份PFMEA 10 怎样完成一份PFMEA 19 风险顺序数 RPN 风险顺序数被定义为严重度 频度数 探测度的乘积 S O D RPN RPN是过程控制风险性的度量 RPN取值在1 1000之间 小组有责任确定什么是高风险顺序数 并采取相应的措施 优先对高风险项采取措施 以降低RPN值 安全项的RPN值应小于40 否则应采取措施来降低 切记不能过分的为追求40而忽略应该分析的所能达到的真实的RPN 10 怎样完成一份PFMEA 20 建议措施 为预防 纠正措施的工程评审应该对高严重度 高RPN值和其它被指定的项目视为首要注意方向 任何纠正措施的意图是要减少严重度 频度和探测度 在一般的实施中 不论RPN值大小如何 当严重度为9或10时必须要特别注意 以确保通过现行的设计措施 控制或过程控制或预防 纠正措施已经满足了该风险