FMEA在质量改进中的应用_(1)

引言引言 2 第一章第一章概述概述 3 第一节 FMEA 产生的背景 3 第二节 FMEA 的含义与意义 4 第二章第二章FMEA 的实施的实施 7 第一节 FMEA 实施的前提 7 第二节 FMEA 的质量特性 8 第三节 FMEA 实施的起点 终点和负责人 9 第四节 FMEA 的作业程序 13 第五节 FMEA 分析 15 第三章第三章 FMEAFMEA 表格表格 17 第一节 系统 FMEA 17 第二节 系统 FMEA 的分析步骤 18 第三节 设计 过程及服务 FMEA 表格 18 第四章第四章 FMEAFMEA 与其它质量改进工具的关系与其它质量改进工具的关系 18 第一节 事故树分析 18 第二节 控制计划 18 第三节 试验设计和质量功能展开 18 结束语结束语 18 参考文献参考文献 18 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 2 页 共 37 页 引言引言 人类社会正在出现一个消费者导向的时代 全球经济已由卖方市场转向买方市场 随着全球化统一市场的形成 我国企业不得不走出封闭的环境迎接世界市场的竞争 企业来自竞争对手的压力越来越大 市场需求不仅多样化和个性化 消费者对质量和产 品可靠性的要求也越来越高 使质量成为制造业的核心竞争力量 产品安全与责任在消费者意识高涨的今天 已倍受各界重视 各国消费者保护法都 规定 从事设计 生产 制造商品或提供服务的企业经营者 应确保其提供的商品或服 务 无安全或卫生上的危险处 亦规定从事提供服务的企业经营者 连带负赔偿责任 生产者必须充分了解自己产品特性及使用者的使用环境条件及方法 在设计之初就要将 使用安全的因素考虑在内 如何进行有效的管理与设计 防止产品危害 提高产品质量 是目前企业界十分关注的一个问题 FMEA Failure Mode and Effect Analysis 即失效模式与效应分析是一项主要的可 靠性设计审查工具 FMEA 侧重于对产品失效的预防 使设计人员能够预知可能出错的 零件 从而采取预防措施 随着计算机技术的应用 FMEA 作为可靠性设计中的一种有 效 系统的故障分析法 使其对产品的故障分析与诊断变得更为迅捷 当前形式下 企 业竞争的焦点集中在交货期 T 质量 Q 成本 C 服务 S 环境 E 等方面 质量和成本是企业竞争的焦点 如何保证产品质量 同时降低返修率避免不必要的费用 是每个制造企业都非常关注的问题 FMEA 在企业中的实施 正是顺应了提高质量 降 低成本的需求 因此 对 FMEA 在产品质量改进中的应用进行研究 具有重要的意义和 巨大的价值 本论文详细介绍了 FMEA 具体实施的步骤 并举例说明企业在实施 FMEA 过程中的问题 本论文主要内容包括 1 FMEA 的含义和作用 2 FMEA 的实施步骤 3 系统 FMEA 表格的制作 4 FMEA 与其他质量改进工具的关系 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 3 页 共 37 页 第一章第一章概述概述 第一节 FMEA 产生的背景 著名的质量管理专家朱兰博士指出 二十一世纪是质量世纪 质量管理发展经 历了 质量检验阶段 QI 统计质量管理阶段 SQC 到现今的全面质量管理阶段 TQM 质量已成为各国制造业研究的核心 质量定义中的需要包括 性能 适用性 可用性 可靠性 维修性 安全性 环境要求 经济性和美学功能 随着消费者对产品 质量要求越来越高 对产品的安全性和可靠性越来越重视 制造企业纷纷关注可靠性工 程研究 尤其是对产品故障的预防 以求在提高可靠性的同时 最大限度的降低返修费 用 一 可靠性工程的含义 可靠性工程是系统工程的一个分支 是以保证产品成功地完成规定功能所作的各项 工作总体 可靠性工程是一项多次反馈的工程过程 其高可靠性指标的实现涉及人力 物力 财力和技术 管理 生产水平 可靠性工程有如下几个阶段 一 可靠性论证阶段 二 可靠性设计阶段 三 生产阶段的可靠性工作 四 可靠性实验和验证评定 五 使用可靠性 六 可靠性管理 二 可靠性设计的定义和内涵 从质量管理和质量工程实施的经验来看 可靠性设计 生产过程质量稳定性管理和 产品质量检验是三个关键环节 产品可靠性设计决定了产品的 先天 质量 是质量工 程最核心的环节 良好的可靠性设计是实现产品优质 低消耗的关键 事半功倍 可靠 性设计差的产品 即使花费很大气力和费用来提高产品可靠性也是很困难的 事倍功半 先进工业化国家一般用质量工作 50 的工作量投入可靠性设计 在产品研制开发领域 五 六十年代发展起来的可靠性设计一直占据主导地位 它 从最初的单纯产品功能维护到 R M 可靠性与维修性 直至目前的 R M S 可靠性 维修性 保障性 在电子 机械等领域发展相当迅速 并取得了很大的成功 美国军 方在海湾战争中展现出的武器高性能稳定性与返修率 就是长期对可靠性设计的研究与 应用的成果 可靠性设计是将可靠性指标转化为技术参数 公差和方案的技术过程 可靠性设计 阶段又包括 提高系统固有可靠性的设计 防止可靠性退化的设计和设计评审三部分 三 FMEA 与可靠性的关系 可靠性与维修性都是产品固有的属性 研究可靠性是使产品少发生故障或加大产品 故障间隔时间 研究维修性是产品发生故障后 用尽可能短的时间排除故障 恢复正常 工作状态 可靠性与维修性研究的结果是提高有效性 维修性主要是在产品设计阶段决 定的 若产品不进行维修性设计 定型后可能付出很大代价而收效很小 设计人员在产 品设计时就需要考虑和了解 一 失效形式和失效后的修理方法 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 4 页 共 37 页 二 设计 生产 调试中的问题 三 维修中的困难 质量学家与可靠性工程师们曾经通过对企业的运作系统进行危险的全面查找 以消 除风险 提高产品的可靠性 最终发现控制风险的重点应放在对一切风险 缺陷 失效 的预防上 日本著名的质量专家石川馨指出 质量是制造出来的 而不是检验出来的 在质量工作中重点是预防质量问题的发生 而不是完全依靠事后的检查 那么如何才 能有效地 预防失效 呢 FMEA Failure Mode and Effect Analysis 失效模式与效应分 析 就是一种常用的方法 也是目前公认的行之有效的方法 它是可靠性设计评审阶段 的常用方法 设计评审是在设计结束后 组织有关专家 领导与设计师 对设计进行评 定 审查 以确保设计的可行性 先进性 经济性 可靠性 安全性 维修性 首次正式应用 FMEA 技术是在 20 世纪 60 年代中期 是航天工业的一项革新 经历 不断的完善与发展 到 90 年代 出于对产品质量预防的迫切要求 在国际上 许多知 名企业对失效分析都作了以下规定 一 在产品研制个阶段 例如在完成概念与初步设计之后 要进行设计结构失效 模式的分析 在生产设计之后 要进行过程加工失效模式的分析 二 供应商提供详细 FMEA 资料 这些资料应该能主导设计审查与过程分析 以反映供应商设计与过程失效分析的结果及处理措施 三 失效分析的报告 除了数据失效分析之后 还要记载试验条件 失效模式 失效原因与样板的数量 随着可靠性工作的积极推展 以及可靠性技术的深入和运用 企业对产品 FMEA 的 分析也就逐渐受到重视 加上目前 ISO9000 及 QS9000 的引入 各母公司对供应商应执 行 FMEA 制度的要求更有所规范与依据 第二节 FMEA 的含义与意义 随着科学技术日趋精良 各项设备 产品的结构愈复杂化 使用环境变得更加严酷 对产品的修复性 使用性 安全性与可靠性要求也就愈来愈引起人们的重视 在实际的 设计与生产过程中 由于设计能力 制造工艺 人为因素与检测方法等因素将引起产品 故障不断发生 进而影响产品的功能与质量 要提高产品的可靠性 在可靠性设计之后 就要对其进行设计评审 即对产品进行失效分析 以制定正确的预防措施 FMEA 是英文 Failure Mode and Effects Analysis 的缩写 其含义为失效模式及效应 分析 FMEA 是依据由质量目标所制定的技术文件 根据经验分析产品设计与生产工艺 中存在的弱点和可能产生的缺陷 以及这些缺陷产生的后果与风险 并在决策过程中采 取措施加以消除 失效模式与效应分析 FMEA 并不是革新性的概念 它的提出是基 于质量改进的需要 是一项可靠性工程技术 作为一项事前预防性的分析工作 在设计 与制造确定之前用来探讨失效的因果关系 这种方法由产品低层零件组发生失效 评估 对其上层系统的影响 并检讨改进方法 减低失效发生几率 籍以在早期找出失效原因 与预防措施 提高产品可靠性 它的目的可总结如下 一 认知及评估系统 产品 过程 设计或服务等的已知和潜在失效 二 确认能消除或降低潜在失效发生的纠正措施 三 文件化 档案化 经过确认失效原因 引入纠正或预防措施 再把相关 程序或工作书标准化 其实也是 PDCA 管理循环的表现 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 5 页 共 37 页 从 FMEA 的定义及目的可知 FMEA 是制造 设计 工程师用来在最大范围内保证 自己在设计或制造过程中能充分考虑并指明潜在失效模式及相关后果的起因或机理的分 析方法 FMEA 以其最严密的形式总结了工程师进行工艺过程设计 零部件 子系统和 系统设计 时的设计思想 这种系统化的方法与一个工程师在任何制造计划过程 设计 过程 中正常经历的思维过程是一致的 并且被规范化 文件化 在系统 产品 设计 服务或工艺过程设计之前应用 FMEA 技术具有如下作用与意 义 一 FMEA 分析与质量的预防为主的原则相一致 最好的控制是在问题发生之前 而不是问题发生之时或之后 预防性控制是同有效的计划一起开始的 从准确 的预测 决定正确的策略 到建立有效的标准都要有控制的观点 运用控制的 方法 预防性控制的原则就是要把问题消灭在发生之前 二 FMEA 分析与质量的经济性原则相一致 图 1 1 是质量成本构成图 从图 1 1 中可以看出 预防成本和鉴别成本随合格率的提高而不断增加 相反 内 外部故障成本随着合格率的提高而不断降低 质量成本就是这两部分叠加 的结果 两条曲线的交点叠加值所对应的就是质量成本最低点 称适宜的质量 成本 FMEA 分析在产品 工艺 设计中根据潜在失效模式对 顾客 的影响 对其进行排序列表 进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统 为实 现质量成本的最优化 提供更多的信息 三 FMEA 是企业内员工的知识和经验的综合应用 由过程 FMEA 的工作流程图可 以看出 FMEA 是一项很繁杂 很细致的工作 它涉及到生产设计中的每个指 标 包括尺寸的确定 寿命试验的制定等等项目 也涉及到生产加工 装配过 程中的每道工序的定位 装夹 加工方式等等内容 因而 开展 FMEA 得依靠 集体协作 必须综合每个人的智慧 需要有设计 制造 装配 售后服务 质 量可靠性等各方面的专业人才 FMEA 可以成为促进有关部门间充分交换意见 的催化剂 从而提高集体的工作水平 四 所有的 FMEA 最后都要求制作 FMEA 表 它是 FMEA 分析结果的书面总结 因而 FMEA 为设计部门 生产规划部门 生产部门 质保部门等有关技术部门 提供了共享的信息资源 另一方面 FMEA 为以后同类产品进行设计提供了不 可多得的借鉴资料 合 格 品 单 位 成 本 内外故障成本 预防 鉴别成本 适宜质量水平 合格率 质量 成本 图 1 1 质量成本构成图 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 6 页 共 37 页 综上所述 不断追求产品质量是企业不可推卸的责任和发展的推动力 应用 FMEA 技术来识别并消除潜在隐患 对质量的改进有着举足轻重的作用 事先花时间很好地进 行综合的 FMEA 分析 能够简单 低成本地对产品或过程进行修改 从而减少或消除因 修改而代来更大损失的机会 而随着企业对 FMEA 的重视与日俱增 FMEA 将被质量管 理者应用到各个领域 第四节 FMEA 的类型 总体说来 由于 FMEA 不同领域 不同目的的使用 可大致分为以下四种 FMEA 一 系统FMEA 用于在早期构思设计阶段分析系统和子系统 系统 FMEA 着重分 析由系统缺陷引起的与系统功能相联系的潜在失效模式 它包括对一个系统与其 他系统间的相互作用以及系统的单元间的相互作用的分析 系统 FMEA 的输出有 以危险优先序数 RPN 排列的潜在失效模式清单 系统功能清单用以检测系统功能潜在失效模式 用以清除产品失效模式原因或减低其发生率的设计措施清单 系统 FMEA 的益处有 帮助选择最佳系统设计 帮助产生失效模式发生频度等级 用以估计特定的系统设计方案能否达到 其可靠性目标 增加系统潜在的问题发现的可能性 鉴别由系统与其他系统间相互作用与 或子系统相互作用所引起潜在的系统 失效模式 帮助确定要不要硬件冗余 二 设计FMEA 用来在产品交付生产前分析产品 重点分析由设计缺陷引起的产 品潜在失效模式 设计 FMEA 的输出有 潜在产品失效模式的清单 潜在关键特性与重要特性清单 用以清除产品失效模式原因或减低其发生率的设计措施清单 为正确的检验 检测方法所定义的参数清单 设计 FMEA 的益处 建立设计改进措施的优先次序 为产品设计变更的理由建立文档以指导将来产品设计的发展 为全面的产品设计鉴定试验程序提供信息 帮助鉴别潜在的关键特性和重要特性 帮助早在产品开发期间就鉴别潜在产品失效模式 使全面考虑产品失效模式及其高一级组件影响的过程更周全 帮助鉴别潜在的安全问题 以便拟定产品设计措施来消除这些问题 三 过程FMEA 用来分析制造或装配过程 重点分析由制造或装配过程缺陷引起 的潜在产品失效模式 过程 FMEA 的输出 按危险优先序数排列的潜在产品失效模式的清单 潜在关键特性与重要特性的清单 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 7 页 共 37 页 对有关键特性与重要特性的产品采取的建议措施清单 用以消除产品失效模式的原因或降低其发生率 过程能力无法改善时 改进产品缺陷检测的过程措施清单 过程 FMEA 的益处 帮助分析新的制造与装配过程 可以对潜在制造与 或装配过程失效模式及其影响考虑更周全 鉴别过程缺陷 以便工程师集中力量进行控制从而减少生产不合格产品的 发生或集中力量于提高对不合格产品检测的方法 鉴别关键特性与重要特性 并帮助制定全面的制造控制计划 建立过程改进措施的优先次序 将过程变更的理由编成文件 以指导将来的制造 装配过程的发展 四 服务FMEA 用于在服务到达顾客前对服务进行分析 重点分析由系统或过 程缺陷引起的失效模式 服务 FMEA 的输出 按危险优先序数排列的潜在失效的清单 任务或过程的潜在关键特性和重要特性清单 过程或任务潜在瓶颈的清单 清除失误措施的清单 应用系统 过程各项功能的清单 服务 FMEA 的益处 帮助分析工作流程 鉴别任务缺陷 鉴别关键和重要任务 帮助建立控制计划 建立改进措施的优先次序 将过程变更的理由编成文件 以指导将来的服务 第二章第二章 FMEA 的实施的实施 第一节 FMEA 实施的前提 为保证 FMEA 实施结果的正确性 在应用 FMEA 之前至少要理解并遵循如下四个 前提 一 所有的问题都不等同 并非所有的问题都是同等重要 工人们愿意遵循并解决的是最低的要求和当前 面临的问题 换句话说他们是因为事情不可再拖延才去做 只有明确指出并说 明真实情况 工人们才会意识到造成诸多琐碎问题的原因有多么严重 柏拉图 原则 FMEA 的目的就是找出这些问题原因并在第一时间解决 二 明确谁是顾客 在了解实施 FMEA 的责任之前 必须明确顾客的定义 传统意义上 顾客是指 最终用户 而在 FMEA 中 下游部门以及流水线或服务的下一道工序也可以被 视为顾客 Ford 1992 某些时候 操作本身也可以是自己的顾客 三 明确功能的内涵 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 8 页 共 37 页 必须清楚究竟要明确的是谁的功能 目的和目标 否则一切调查结果都是白费 所有的努力都同一问题在不同环境下的重新定义而已 如果必要的话 应当抽 出时间组织相关人员进行针对功能属性 目的和目标的讲解与探讨 四 以预防为导向 在实施 FMEA 时有一个常见的问题 即认为除非是为了支持连续改进计划 否 则 FMEA 的实施应该只以满足顾客与 或市场需求为目的 而不必深入或扩展 这种短浅的见解将使得改进的精神被弃而不顾 顾客与市场需求是动态变化的 FMEA 的实施必须以预防为导向 随时紧跟环境的变化 才能得到好的结果 第二节 FMEA 的质量特性 顾客的满意度与产品与服务的质量是息息相关的 FMEA 的任务就是通过永无止境 的质量改进 消除 减少失效 错误 成本等 提高顾客满意度 为了达到这个目标 要使用一些质量指标 这些指标 有时又称质量显示值 关键 或显著特征 数量众多 有的还不常见 找出这些指标的关键是能在产品到达顾客之前查出质量问题 或能检测出顾客对产 品或服务的不满意度 确认这些指标的最佳时期即产品的设计阶段 以下是与 FMEA 相 关的定义 关键特性 Critical Characteristics 指那些需要满足政府法规条例或产品服务 安全操作的特性 这些特性必须用图表或程序进行明确 或者用 FMEA 表格 总体说来 关键特性的定义取决于 法庭判决 规定产品责任 立法机关 形成正式法律法规 行业标准 行业中普遍接受的实践经验 顾客要求 顾客的需求 期望和要求 内部工程要求 历史数据或前沿技术 或生产与服务经验 重要特性 Significant Characteristics 指那些必须要收集的有关过程 产品或 服务的质量特征的数据 这种特性取决于顾客与供应商的一致意见与 FMEA 小组的意见 当供应商的独家设计被采用时 供应商与顾客质量计划小组必须合力确定那些将影 响质量要求和顾客期望的内在特性 在服务 FMEA 中 可以通过调研 QFD Quality Function Deployment 质量功能展开 倾听顾客的意见 所有的重要特性都应在可行性 研究阶段确定 重要指示 Key Indicators 指那些关于工艺的快速的反馈测量值 以便立即纠正 质量问题 也从根源上对问题进行了定义 并对质量问题中顾客不满意度的进行定量与 定性分析 将特性按检测时间来分有三类 提前性特性 可以在产品或服务到达顾客之前被检测和分析的质量特性 居中性特性 可以在产品或服务已被发出但在到达顾客前被检测与分析的质 量特性 后效性特征 可以在产品或服务在早已完成或发出后检测并用于分析顾客的 满意度的质量特性 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 9 页 共 37 页 第三节 FMEA 实施的起点 终点和负责人 由定义可知 FMEA 是一种通过消除或减少已知或潜在问题来令顾客满意度最大化 的方法 要做到这一点 FMEA 应开展得越早越好 没有必要提前进行全面的信息了解 FMEA 的信念是 用你已掌握的做到最好 FMEA 应该在有关人员掌握到一定信息 通常来自 QFD 后即开始 实施者没有必 要等待全部信息 因为永远不可能拥有全部的信息 因此一旦拥有了最初的一些信息 就应着手建立一部分系统条件与设计定义 图 2 1 显示了准备 FMEA 的早期活动 具体来说 一项 FMEA 任务应开始于 当新的系统 设计 产品 工艺或服务被设计时 当现有系统 设计 产品 工艺或服务以任何原因有所更改时 当引进的设计 过程要用于新用途或新环境时 考虑改进现有系统 设计 产品 工艺或服务时 对于系统 FMEA 应在系统功能确定后 但在特定硬件选定之前 对于设计 FMEA 应在产品功能确定后 但在设计批准并投产前 对于生产过程 FMEA 在有了产品草图时 对于新产品开发程序 建议的 FMEA 时间安排如下 建议的时间安排 第一项任务前数月 系统 FMEA设计 FMEA生产过程 FMEA TBD 44开始 43 47更新开始 36 32完成更新开始 21完成更新 13完成 TBD 当系统设计方案确定时 FMEA 还有助于为连续改进勾勒出路线图 这样 FMEA 的起点就可以定在构思概念 与制成品完成或开始服务之间的任意一点 图 2 2 正是这样的路线图 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 10 页 共 37 页 确认设计措施 了吗 质量计划小组 供应商质量协助 供应商顾客产品工程责任担保 供应商质量系 统 原始公差 设计设计 FMEA 重要特性 维修率目标 维修成本目标 行业问题 企业问题 可行性分析可行性分析 工艺 检验流程图 过程过程 FMEA 车间计划 以往质量保证分析 先前的统计研究 试验设计 鱼骨图 产品可以生产 装配和检测 吗 有工程变动需求吗 供应商的质量系 统符合吗 过程的预防措 施确认了吗 制造控制计划制造控制计划 质量系统 程序 重要过程 产品特性 样本大小 频度 检验方法 措施计划 统计方法 过程潜在性研究过程潜在性研究 统计培训 实施 永无止境的改进 选出用于 SPC 的过程特 性了吗 变量控制图可用于所有 重要特性吗 操作和 SPC 程序足 以进行控制计划吗 处理行业 企业问 题的原因 FMEA 图 2 1 FMEA 与各计划的相互关系 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 11 页 共 37 页 图 2 2 FMEA 与产品工程路线图 FMEA 开始实施后 实施小组将建立一个动态的文档 出于改进永无止境的质量管 理哲学 FMEA 永远不会有真正意义上地完成 FMEA 文档是一个动态改进工具 相对 于静态 因为除了项目的初始阶段 它都会使用信息来改进系统 设计 产品 过程 或服务 而这些信息随时应实际需要不断的更新 图 2 3 为设计的革新 概念设计概念设计 质量如何被设计到系统中去 质量如何被设计到系统中去 按顾客的要求制定规范 FMEA 试验设计 经典方法或田口方法 发展发展 怎样使检测更完善 怎样使检测更完善 增强可靠性 FMEA DOE 选择更有效的检测方法 有效检测有效检测 如何进行检测 如何进行检测 样本的选定 检测方法的选择 确定检测时间 使用正确的可靠性检测方法 确认加速检测法可行性 过程过程 如何控制并改进过程 如何控制并改进过程 FMEA 统计过程控制 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 12 页 共 37 页 何时可以结束 FMEA 了呢 答案是只有当系统 设计 产品 过程或服务已基本完 成与 或废止时 具体说来 当全部硬件都已明确定位 并且设计已宣告完成时 系统 FMEA 就可以 结束了 制定生产下达日期后 设计 FMEA 即可结束 过程 FMEA 的结束是在明确与 评估完全部操作并在控制计划中注明全部关键特性与重要特性以后 服务 FMEA 的结束 顾客要求 要求 需要 期望技术 技术能力 R D 系统设计系统设计 革新 设计设计 革新 过程设计过程设计 革新 成果 确认 QFD 基准管理 市场调研 保证与意见 其他来源 A 实施一项 FMEA 评价方法 评价系统结构 确定必要条件 实施一项 FMEA 进行设计复查 确定明确的设计构架 评估设计能力 找出关键特性 确定检验方式 实施一项 FMEA 完成可行性复查 找出显著特性 制定控制计划 统计过程控制 检验计划 调查计划 制定过程计划 设备控制 操作者技能 工序能力 可行性分析前提 绘图 设计 FMEA 以前的或类似的 FMEA 供应商 FMEA 供应商规格标准 工艺流 程图 例证以及其他信息 分析 组织 FMEA 小组 复检已定义的功能 复检自身 供应商工艺过 程 明确实现质量必要前提 定义并测量可行性和工序 能力 建立控制计划 复检标准规格的必要条件 建立核查的必要条件 建立特殊工艺过程 A 图 2 3 设计的革新 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 13 页 共 37 页 是在定义并评估系统设计与单个任务 以及在控制计划中注明显著特性后 FMEA 可以半途而废吗 如果可以 怎么做 什么时候做 严格来说是可以的 具 体做法则视组织与顾客或供应商的关系而定 有不同的指导方针 没有明确并通用的指 导方针 但对于具体组织和行业有各自特定的条例 方法 例如 核工业留存的记录是 从制造阶段到产品使用后就结束 而在汽车工业的某些指导方针则要求只要该型号产品 还在生产 FMEA 就不能结束 一般来说 FMEA 应贯穿于整个产品生命期 FMEA 的推行是一项非常耗时的工作 但相比其他的方法 是非常值得的 实施 FMEA 时 60 80 的时间用于找到问题 了解问题 把被分析的事件区分优先次序这 三项 剩余时间的分配则视情况而定 FMEA 的推行及其表格制作没有特定的长度和时间限制 视具体环境 目标 项目 复杂度而定 一份合理的 FMEA 表格大约 A4 大小 半小时即可完成 FMEA 是一项小组工作 不能由个体完成 小组成员应针对于具体的项目合理正确 地选取 不能一个小组通用 也不能固定成公司专门的 FMEA 小组 具体问题所需的信 息与知识是具有特色的 有针对性的 正因为如此每个 FMEA 推行小组的组织一定要遵 循跨部门 功能交叉 多学科的原则 以确保信息源 任何情况下都不允许由单个人员 设计或过程工程师 负责完成 FMEA 个人可能 完成所有的 FMEA 表格 但所填内容将受个人见解的影响 存在偏颇 如果时间限制不允许逐个对每个问题进行全组性讨论 可以由 FMEA 小组负责人先 将一部分失效问题展示给组员 再进行全面讨论 任何情况下都绝不允许由任何组员独自完成失效研究 即使小组事后会进行讨论 具体而言 由负责系统 产品或制造 装配的工程师领导该 FMEA 工作小组 所有受影 响的领域都应派出负责设计或过程的工程师代表参加讨论 组员的安排按项目目标的需 要进行 包括设计 制造 装配 质量 可靠性 维修 采购 测试 供应及其他主题 的专家 在系统 产品与过程设计成熟时 成员会有变动 FMEA 小组应有五到九人 另外 全部成员在参与时应具有主人翁精神 典型的小 组成员包括 系统工程师 必不可少 可靠性工程师 检测工程师 市场部代表 设计工程师 必不可少 其他可参与人员有 质量工程师 材料工程师 采购部门代表 维修工程师 第四节 FMEA 的作业程序 实施 FMEA 必须遵循系统的 科学的方法 才能促进各种 FMEA 方案的有效推行 总的来说 实施 FMEA 有如下八步 一 组织 FMEA 推行小组与头脑风暴 确保适合的参与者 即小组必须是跨部门 多学科的 同时小组成员必须乐于奉献 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 14 页 共 37 页 小组成立并上任后 要着手排列所需改进的问题的优先次序 在讨论中可提 出如下问题 系统 设计 产品 过程或服务有问题吗 是什么样的问题 在特 定条件下有何表现 有顾客与 或供应商参与吗 如果顾客与 或供应商找到失效 就可以定下工作方向 如果是生产商独立进行连续改进 则可运用如下方法寻找 工作方向 头脑风暴法和鱼骨图等 小组工作首先要进行产品定义 根据系统设计资料 了解系统 产品 设计 服务等的功能零组件组成结构 工作原理 使用环境 零组件特点与材质 从过 程设计资料 了解生产过程的装配 加工与检验方法 上述资料若不易采集 也 可利用同类型或相近产品的资料做某些假设 在以后的试验或使用过程中逐步充 实 修改即可 二 绘制功能方块图与 或工艺流程图 功能方块图适用于系统和设计 FMEA 工艺 流程图更适用于过程和服务 FMEA 功能方块图与工艺流程图描述系统中 产品各组件之间 设计或服务中的功 能联系 其作用在使分析者了解各组件功能信号在传递时 其输出与输入的逻辑 关系 其中 功能方块图着重于对系统和设计的讨论 而工艺流程图着重于讨论 工艺过程和服务 三 确定优先次序 在小组了解问题之后 就可以着手切实的分析 常用的问题 有 什么部分重要 小组应从何处开始改进 四 搜集数据 搜集有关失效的数据并将其正确合理的分类 从这一步 小组开始 填写 FMEA 表 所找到的失效即该 FMEA 的失效模式 同时 确定系统 设计 过程 服务所有潜在的失效模式 确定它们对产品所需要完成任务的影响 五 分析 利用数据解决问题 数据是用于获取信息从而获取理论知识的 最终 理论知识用来进行决策 FMEA 分析方法可以是定性的也可以是定量的 如 FMEA 本身是 FMA 失 效模式分析 与 FEA 失效效应分析 的合称 其特点即是建立产品每个零组件 的所有失效模式 即一个零件有多个失效模式 在此基础上 再去分析上一层 的各种失效模式 是一种定性的分析方法 采取此法对故障进行分析时 无须很 多数据和复杂公式进行计算 主要采用归纳法 分析者容易掌握 因而被广泛应 用 FMECA 是 FMEA 和 FCA 失效关键性分析 的综合 称作失效模式 效 应与关键性分析 因此 FMECA 比 FMEA 多一项关键性分析 具有定量分析的特 点 在实际任务中可根据定量分析的大小 确定失效模式的重要程度 以集中力 量解决产品的重大品质问题 小组可以采用的具体分析方法有 头脑风暴法 鱼骨图分析法 QFD DOE SPC 另一项 FMEA 数学模型 模拟 可靠性分析以及任何小组 成员认为适合的方法 这一步获得的信息用于填写 FMEA 表中失效的潜在影响 现有控制措施等 项 以及讨论严重度 发生频度和检测水平的估量值 具体的分析程序将在第三 章介绍 六 研究的结果 对每一失效模式确定其检测方法和补救措施 该步中的信息用 来量化严重度 发生频度 检测水平和 RPN 危险优先序数 并填写 FMEA 表中相应的表栏 七 证实 评估 测量结果 记录结果后 评估改进方案是否成功 评估一般采用以 下三个基本问题 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 15 页 共 37 页 情况比先前有好转吗 情况比先前更糟糕吗 情况没有改变吗 八 全部再做一遍 不管前七步结果如何 遵循 FMEA 的重要哲理 连续改进 FMEA 推行小组都应继续改进 实施 FMEA 的长期目标是完全消除每一个失效 故障 短期目标是若不能 消除失效 也要将其最小化 当然 这些目标能否实现还要视其与组织 成本 顾客和竞争需要的关系 第五节 FMEA 分析 FMEA 分析是 FMEA 实施过程中最重要的步骤 它要从系统组成零件列表中或加 工工艺流程中确定产品设计项目或过程项目 其基本思路为 划分分析对象 确定某一 对象的分析内容 研究分析结果及处理措施 制作 FMEA 分析表 FMEA 分析的工作流 程图如图 2 4 所示 图 2 4 FMEA 的工作流程图 以过程 FMEA 为例 其工作流程可详细说明如下 一 缺陷的名称 即潜在失效模式 是指过程可能发生的不满足过程要求和设计意图 的形式 这一步要求根据零件的工艺特性 对特定的工序列出每一个潜在失效模式 前提是这种失效可能发生 但不一定非得发生 确定这些缺陷时 应查看一下同类 产品或工艺以前的 FMEA 表格 以及生产加工过程中或用户使用过程中经常出现 的质量问题 还应考虑到在使用一段时间后 仍在使用寿命内 出现的质量问题 例如 弯曲 粘和 毛刺 断裂等 二 潜在失效后果 是指失效模式对顾客的影响 顾客可以是下一道工序 代理商或 最终顾客 例如站在下一道工序操作者的立场上看 失效的后果有无法安装 不配 合 损坏设备等 作为顾客可能注意到或经历到的情况有 噪音 外观锈蚀 工作 不正常等 缺陷的名 称 潜在失 效后果 失效严重 度评估 缺陷产生 的原因 缺陷产生 的频度 缺陷的检 测水平 建议纠正 措施 想象中可能产生的缺陷 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 16 页 共 37 页 三 严重度 S 严重度是潜在失效模式对顾客的影响后果的严重程度的评价指标 如果顾客是下一道工序 应站在操作者的立场上评价 严重度仅适用于评估失效的 后果 一般严重度评估分为 1 至 10 级 评价准则可参考表 3 1 四 缺陷产生的原因 即潜在失效起因 机理 是指失效是怎么发生的 并依据可以纠 正或控制的原则来描述 针对每一个潜在失效模式 在尽可能广的范围内 列出每 个可以想到的失效原因 不论缺陷是何种类 只有找到原因 才能找出解决的措施 失效的许多起因并不是相互独立的 唯一的 要纠正或控制一个起因 需要考虑诸 如试验设计方法等 以便针对那些相关的因素采取纠正措施 典型的失效起因包括 扭矩过大 焊接不正确 零件漏装或错装等 五 失效的发生频度 O 是指具体的失效起因 机理发生的频度 频度的等级数着重 在其含义而不是数值 评价准则和分级规则应意见一致 参考表 3 2 的评价准则 六 检测水平 D 指在现行的过程控制中 零部件离开制造工序或装配工位之前 缺 陷有可能被发现并阻止失效发生的可能性 这些控制方法可以是像防错夹具之类的 过程控制方法 或者统计过程控制 推荐评价准则如表 3 3 评价的基础是 产品 未达到用户手中 缺陷已经存在 能否及时地发现缺陷的存在 或缺陷越容易被发 现 其消除的可能性越大 风险越小 由图 2 5 可以看出 在实际操作中 愈早发 现失效 成本愈低 图 2 5 失效成本与时间的关系 七 计算危险优先序数 RPN 和建议纠正措施 危险优先序数 RPN 严重度 S 失效产生频度 O 检测水平 D 危险优先序数是 FMEA 分析中的一个重要 参数 RPN 越大 说明所产生缺陷的影响越大 当失效模式按 RPN 值排出先后次序后 应首先对排列在最前面的事和最关键的项 目采取纠正措施 如果失效模式的后果会危害制造 装配人员 就应采取纠正措施 通 过消除或控制其起因来阻止失效模式的发生 或者明确规定适当的操作人员保护措施 FMEA 分析的最终目的就是要采取措施 消除缺陷 降低危险优先序数 对提出相 应措施的工作进行跟踪和了解 具体来说 FMEA 的目的和相应措施有 一 消除缺陷产生的原因或减少缺陷出现的概率 因此必须更改设计或更改工序 二 减轻缺陷的严重性 因此必须对零件的结构设计作更改 三 在缺陷到达用户手中之前或者零部件及总成品出厂前 提前发现缺陷的概率 0 200 400 600 800 1000 元件测试功能板测试系统测试售后服务 成本 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 17 页 共 37 页 第三章第三章 FMEAFMEA 表格表格 FMEA 是一种表格化的系统方法 通过帮助工程师的思维 以确定失效模式及其影 响 制定规范的 FMEA 表格对 FMEA 的实施有事半功倍的作用 本章以系统 FMEA 的 具体实施步骤 举例讲述 FMEA 表格的填写方法 第一节 系统 FMEA 系统 FMEA 的编写需要一系列步骤 包括概念设计 细节设计与发展 检查与评 估 其典型的操作流程在图 2 3 已有显示 此阶段的设计是一个革新过程 包含了各种 技术与方法的应用 以求最后得到有效的系统输出 其分析结果将成为设计 FMEA 的输 入 进而转变为生产过程 装配 零部件与 或服务 FMEA 的输入 如图 3 1 图 3 2 图 3 3 示 图 3 1 图 3 2 图 3 3 所假想的三栏 失效模式 影响 原因 相当于 FMEA 表格 上的同样栏目 有效系统 FMEA 的实现主要通过系统工程 产品开发 研发 R D 或以上各项 的综合运用 这一阶段的重点在于 一 将操作需要转化为对系统性能的描述以及尽可能完整的系统结构描述 在完 成过程中要进行功能分析 合成 优化 定义 设计 检验和评估过程 二 结合相关技术参数 并确信物形 功能和项目界面能互相兼容以优化系统的 定义与设计 三 在工程实施中会涉及可靠性 维修度 工程技术支持 人为因素 安全 保 险 结构完整性 生产力和其他相关特性 系统 FMEA 的目标是定义操作性 即有效性和性能 因素与经济性因素 以及具体问题中如何权衡两者的取舍关系 为达成目标 系统 FMEA 必须以实际 的顾客需要 需求和期望为基准来考虑问题 一般可以从质量功能展开 QFD 结果或内部改进需求中获取信息 不管采取哪种方法 实施系统 FMEA 首要的步 骤应直接针对所涉及问题 提出一套解决方法并进行可行性研究 其目的是找出 建立和评估可选的技术方法和功能基线 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 18 页 共 37 页 图 3 1 系统 设计 过程 FMEA 的相互关系 系统系统 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 具体失效问题失效的影响失效的原因 设计设计 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 失效的原因 产生于系统 FMEA 与系统 FMEA 的影响一致 设计失效模式 的新根源 过程过程 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 问题的原因来 自设计 FMEA 与设计 FMEA 的影响相同 过程失效模式 的具体根源 注释 系统 FMEA 的失效模式为设计与过程 FMEA 提供了很多重要资料 尽管结果相同 系统 FMEA 中原 因会成为设计 FMEA 的失效模式 同时反过来成为它们自己的原因 并在最终成为过程 FMEA 的失效模式 必须注意的是 制造过程中的失效模式不必列在设计 FMEA 的清单中 图 3 2 系统 安装和零件 FMEA 的相互关系 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 19 页 共 37 页 系统系统 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 具体失效问题失效的影响问题的原因 安装安装 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 失效的原因来 自系统 FMEA 与系统 FMEA 的影响一致 装配失效模式 的新根源 零件零件 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 失效的原因来 自装配 FMEA 与装配 FMEA 的影响相同 装配失效模式 的具体根源 注释 系统 FMEA 的失效模式为安装与零件 FMEA 提供了很多重要资料 尽管结果相同 系统 FMEA 中原 因会成为安装 FMEA 的失效模式 同时反过来成为它们自己的原因 并在最终成为零件 FMEA 的失效模式 系统系统 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 具体失效问题失效的影响失效的原因 设计设计 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 失效的原因 来自系统 FMEA 与系统 FMEA 的影响一致 设计失效模 式的新根源 服务服务 FMEA 失效模式失效模式影响影响原因原因 失效的原因 来自设计 FMEA 与设计 FMEA 的结果相同 过程失效模 式的具体根 源 注释 系统 FMEA 的失效模式为设计与服务 FMEA 提供了很多重要资料 尽管结果相同 系统 FMEA 中原 因会成为设计 FMEA 的失效模式 同时反过来成为它们自己的原因 并在最终成为服务 FMEA 的失效模式 图 3 3 系统 设计和服务 FMEA 的关系 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 20 页 共 37 页 第二节 系统 FMEA 的分析步骤 系统 FMEA 的完成有两个前提 第一是建立合理的表格 第二是确立合理 指导方针 以往的系统 FMEA 的表格并不通用 也没有标准化 每个公司依据自 己方案的需要确定其系统 FMEA 表格的形式 自 1993 年 7 月 1 日起 汽车工业 行动团 AIAG 出版了标准表格与方法 本节讲述系统 FMEA 表中普遍使用的 表格形式 指导方针仍由各公司依据组织 产品 顾客意见制定 图 3 4 为最常用的系统 FMEA 表 该表分为三部分 第一部分是 1 到 9 栏 属于表格介绍 这几栏并非缺一不可 但它们为系统 FMEA 增加了信息 为制作 FMEA 文档提供重要依据 第二部分由 10 到 23 栏组成 它们反映了任何 FMEA 都不可或缺的项目 因而被视为该 FMEA 的主体部分 栏目间的顺序可以改变 也可增加项目 但不可删减 第三部分包括 24 道 25 栏 这几栏可以缺省 反 映了系统 FMEA 文档编写小组的职权与责任 其中的签名被认为是 FMEA 实施 计划的结束 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 10111213141516171819202122 同意签名 负责人签名 19 风险 优先序数 23 修正 的RPN 采 取措施后 重估严重程 度 发生频 度 与检测 水平的等级 将修正的 等级填入右 栏 如没有 措施 则任 其空白 120 13 对每 一失效模 式 评定其 最严重的影 响 等级填 入第13栏 用系统 FMEA严重 程度评分表 16 估计在系统的 设计寿命内 因某一 原因而失效的累计数 如无法估计发生频 度等级填入10 14 关键特性 18 估计 目前检测方 法能检出失 效模式的可 能性 如能列出几 个控制措 施 填入最 低的等级 用过程FMEA 的检测水平 评估表 填入所采取 措施的简单 说明及其完 成日期 8535240 填入为降低 严重程度 发生 频度 与 或检 测水平等级 中的一种或 几种建议设 计措施 填入 系统设计 部门 系统设计 工程师 目标完成 日期 从方框图确定每一单 元能否引起失效模式 如何引起 典型的 原因为 不能操作 过早操作 间隙操作 操作不能停 对下一元件失去信 号 6 填入将用来 检测系统失 效模式的分 析方法 试 验或技术 如无已知方 法 则填 现未确定 填入系统 功能 用 动词 名词 格式 填 入以知的 与每一功 能有关的 公尺要求 与限制 填入系统 功能的潜 在失效模 式 以 功能丧失 或功能 的反面来 说明失效 模式 对每一失效 模式列出其 后果 对其他系 统 对产品 对顾客 对政府规 定 8 措施的结果 采取的措施 SODRPN DRPN 建议的措施 负责方面 人与完成日 期 其它有关方面 编制人 系统功能 潜在失效 模式 失效的潜在 影响 S 失效的潜在原因 O 检测方法 系统职责 型号 产品 FMEA修正日期 人员职责 工程交付日期 第 页 共 页 潜在失效模式及效应分析 系统FMEA 系统 名称 相关的供应商 FMEA编制日期 23 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 9bbd2b5654e9bf24060b8fadef90952f pdf 第 23 页 共 37 页 下面进行各栏的详细讲解 1 系统识别 确认系统的名称 或系统在 FMEA 中的编号 2 系统职责 负责系统设计的机构 部门的名称 2A 人员职责 有时需要注明负责系统设计的人员名称 3 其他有关方面 受系统设计影响或与之有