潜在失效模式及后果分析(第四版).doc

潜在失效模式及后果分析（FMEA）参考手册第四版第一版，1993年2月第二版，1995年2月第三版，2001年7月，第四版，2008年6月版权所有1993, 1995, 2001, 2008克莱斯勒有限公司，福特汽车公司，通用汽车公司ISBN:978-1-60534-136-1第四版前言FMEA第四版是供克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方使用的参考手册，将其作为指南，在进行设计FMEA和过程FMEA开发中提供帮助。本手册不规定要求，旨在澄清与FMEA开发相关的技术问题。本手册等效于SAE J1739。FMEA参考手册第四版中的更改总结第四版FMEA手册中描述的DFMEA(设计FMEA) 和PFMEA（过程FMEA），包括了系统（总成）、子系统（分总成）、接口部分、零部件以及制造和装配过程中所有潜在失效模式的考虑。总的变化l 第四版中的表格更易阅读。l 增加了索引。l 使用符号来指明关键段落，并使用了视觉提示。l 提供了附加的示例和解释以提高手册的使用性，使之更贴近FMEA过程的开发。l 强化了管理者的支持、关注、评审FMEA和其结果的要求。l 定义和强化了对DFMEA和PFMEA之间连接关系的理解，定义了FMEA与其它分析工具的关联与联系。l 改进了严重度、频度、探测等级表，以便更利于实际分析和使用。l 介绍了当前工业中应用的交替法。l 添加的附录提供了示例表和FMEA的特例应用。l 对“标准表格”的聚焦已被一些可选择的方法所代替，这些方法代表了当前FMEA在工业中的应用。l 建议风险顺序数（RPN）不应作为唯一的、评价失效后果风险程度大小的方法。已修改了对改进的要求，包括一种附加方法，明确不推荐使用RPN的临界值。第章提供了基本的FMEA指南、对于获得管理者支持和确定一个开发和维护FMEA的步骤的需求，以及持续改进的要求。第章描述了DFMEA和PFMEA过程之间常见的FMEA方法的基本应用，这包括计划、策略、行动计划、寻求管理者支持的需要以及FMEA中的责任划分。第章主要讲了DFMEA（设计失效模式及后果分析），描述了分析的范围，如何使用方块图、DFMEA的不同类型、成立工作组、分析的基本程序、行动计划、RPN的取舍以及PFMEA与验证计划之间的联系。第章主要讲了PFMEA（过程失效模式及后果分析），描述了分析的范围、流程图的使用、成立工作组、分析的基本程序、行动计划、DFMEA与开发控制计划之间的联系。附录提供了一些DFMEA和PFMEA的示例表，以及确定设计和过程风险的不同应用和程序。供方质量要求特别工作组感谢以下各位及其所在的公司，在这版FMEA手册的编写过程中，他们倾注了大量的时间和精力：Michael Down, 通用汽车公司Lawrence Brozowski, 通用汽车公司Hisham Younis, 福特汽车公司David Benedict, 克莱斯勒汽车公司John Feghali, 克莱斯勒汽车公司Michael Schubert, 德尔福Rhonda Brender, 德尔福Gregory Gruska, 欧姆耐克斯Glen Vallance, 控制计划制定组Milena Krasich, BoseWilliam Haughey, ReliaTrain本手册的版权归克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有，保留所有权利。如需更多数量，可通过AIAG.联系。允许克莱斯勒、福特或通用汽车公司的供应链组织复制本手册中使用的表格。目录表 总体更改.第章.1 总的FMEA指南.1 简介.2 FMEA过程.2 手册的意图.3 手册的范围.4 对组织和管理的影响.4 关于FMEA的解释.5 跟踪和持续改进6第章.7 FMEA策略、计划和实施的概述7 简介8 基本结构8 途径8 确定工作组.9 确定分析的范围10 确定顾客.11 标识功能、要求和规范11 标识潜在失效模式12 标识潜在失效的后果.12 标识失效的潜在起因12 标识控制13 标识和评估风险.13 推荐措施和结果13 管理者的责任.14第章.15 DFMEA 设计失效模式及后果分析.15 简介.16 顾客的定义.16 小组的努力17 制造、装配和适用性的考虑17 设计FMEA的开发.18 前提18 方块图.18 参数图.21 功能要求.22 其他工具和信息来源.22 DFMEA示例.25 设计FMEA的表头信息（A-H项）.25 DFMEA表格的主体（a-n区域）.29 维护DFMEA.64 利用DFMEA.65 联系65 设计验证计划&报告（DVP&R）.66 PFMEA66第章67 PFMEA 过程失效模式及后果分析.67 简介.68 顾客的定义.69 小组的努力.69 设计的考虑69 过程FMEA的开发.70 前提.70 过程流程图及与PFMEA的联系.70 其他工具和信息来源.73 研究信息.73 PFMEA表格示例.75 过程FMEA的表头信息（A-H项）.75 PFMEA表格的主体（a-n区域）.77 维护PFMEA.110 利用PFMEA.110 联系.111 与DFMEA的联系.111 与控制计划的联系112附录.113 附录A：示例表.114 DFMEA表格.114 PFMEA表格.121 附录B：系统级FMEA.130 接口.131 交互作用.131 关系.133 设计FMEA的多种级别.133 附录C：另类风险评估.135 RPN的替代物.135 替代物：SO (SO).136 替代物：SOD, SD.136 附录D：替代分析技术.137 失效模式、后果及危害性分析（FMECA）.137 基于失效模式的设计审查（DRBFM）.137 故障树分析（FTA）.137 参考及建议阅读的读物140 索引141表格和图图.1 a 方块图示例.19图.1 b,c 方块图示例.20图.2 通用排气净化器的参数（P）图示例.21表.1具有最基本信息项的DFMEA表格示例.24表.3 潜在失效模式的示例.32表.4 潜在失效后果的示例.35表Cr1 推荐的DFMEA严重度评价准则.37表.5 潜在起因的示例.42表Cr2 推荐的DFMEA频度评价准则.46表.6 预防和探测设计控制的示例.51表Cr3 推荐的DFMEA/PFMEA预防/探测评价准则.54表.7 起因、控制和建议措施的示例.64图.7 DFMEA信息相互关系流程图.65图.1高级过程图到详细的过程流程图.71图.2 过程流程图的示例.72表.1具有最基本信息项的PFMEA表格示例.74表.2 PFMEA表格的工序/功能/要求栏示例，包括潜在失效模式.81表.3 失效后果的示例.85表Cr1 推荐的PFMEA严重度评价准则.88表Cr2推荐的PFMEA频度评价准则.93表.4 失效模式的起因和控制的示例.96表Cr3推荐的PFMEA探测度评价准则.100表.5 起因、控制和建议措施的示例.110图.5 PFMEA信息的相互关系流程.111DFMEA表A.115DFMEA表B.116DFMEA表C.117DFMEA表D.118DFMEA表E.119DFMEA表F.120PFMEA表A.122PFMEA表B.123PFMEA表C.124PFMEA表D.125PFMEA表E.126PFMEA表F.127PFMEA表G.128PFMEA表H.129图B.1 接口和交互作用.130图B.2 项目、功能和失效.132图B.3 DFMEA后果联系.134表C.1 RPN,SOD和SD之间的对照.136图D.1 DRBFM要素的示例. .138图D.2 FTA树形结构. .139155第章 通用FMEA指南第章通用FMEA指南第章 通用FMEA指南简介本手册介绍了潜在失效模式及后果分析（FMEA）这一专题，给出了应用FMEA技术的通用指南。FMEA过程FMEA是一种分析方法，用来确保在整个产品和过程的开发过程中已考虑并确定了潜在的问题（APQP 产品质量先期策划）。它最明显的结果就是对横向职能小组收集到的知识的记录。评定和分析的一部分工作是评估风险。要点是就设计（产品或过程）、功能审查、应用中的任何更改以及潜在失效导致的风险进行讨论。每个FMEA都应保证其关注了产品或装配中的每个零部件。应优先关注关键性的、与安全相关的零部件或过程。成功实施FMEA项目的最重要的因素之一是时间性。其含义是指FMEA是 “事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。为实现最大价值，FMEA必须在可能存在失效模式的产品或过程完成之前就做好。事先花时间很好的完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过程进行更改，从而最大程度地降低后期更改的危机。FMEA能够减少或消除实施可能会带来更大隐患的预防/纠正性更改的机会。在理想的情况下，设计FMEA应在设计的早期阶段就开始做，而过程FMEA应在研发和购买工装或制造设备之前就进行。FMEA在设计的每个阶段和制造开发过程中逐渐发展，也可用来解决问题。FMEA也可用于非制造领域。例如，FMEA可用来分析管理过程中的风险，或评估安全系统。通常，FMEA适用于产品设计和制造过程中的潜在失效，因为它有很明显的好处，且具有潜在的重要的意义。第章 通用FMEA指南本手册的目的本手册描述了FMEA的基本原则和实施，以及它如何融入产品和过程开发周期。这包括对这一过程的记录，以及如何将分析用来及时对产品进行必要的改进，或将其用在一个过程的早期和完全发展阶段。本手册也描述了这些分析的替代和支持方法，并提供了示例，阐明了它们各自的优点和局限性，讨论了如何进行分析以最大限度的改进可靠性或减少潜在的安全风险。本手册就如何标识、测量风险并划分风险顺序以减少失效效应的成本效率提供了一些指导。作为一种风险评估工具，FMEA被认为是识别失效的潜在后果严重度的一种方法，可为纠正措施提供输入以减少风险。在很多应用中，FMEA也包括对失效起因及相关失效模式发生的可能性的估算。通过为失效模式的可能性提供一种度量法，FMEA扩宽了分析的范围。为最大程度的降低风险，就要减少失效发生的可能性，增强产品或过程的可靠性。FMEA是改进可靠性的一种工具。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。 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。这可包括对规章要求的更改。情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所、实践或使用曲线图（包括工作循环、规章要求等等）。 FMEA的范围是新环境、场所或应用对现有设计或过程的影响。1 此处提到的FMEA也可称为失效模式效应及危害性分析（FMECA），它包括了对风险的量化。第章 通用FMEA指南手册的范围本手册提出的分析方法适用于任何产品或过程。但是，本手册将集中讨论汽车行业及供应商中的普遍应用。对组织和管理的影响FMEA在任何公司都是一项重要的活动。由于FMEA的编制是影响整个产品实现过程的多学科的活动，就需要认真策划、尽全力去完成。这一过程需要相当长的时间，对所要求的资源的保证也是必不可少的。指定一名流程所有者以及高级管理层的承诺对于FMEA的编制是很重要的。虽然FMEA的原则是相同的，但基于公司的规模和结构，其完成途径会有所不同：l 范围包括室内生产的FMEA和多层供方做的FMEA。l 若适用，强调设计和过程FMEA。l 将FMEA过程作为APQP过程的组成部分来完成FMEA。l 部分工程技术审查。l 部分产品或过程设计的定期审核和批准。FMEA由多功能（或横向职能）小组来完成。小组的规模取决于设计的复杂性及公司的规模和组织。小组的成员必须具有相关的专业知识，有足够的时间，并得到管理者的授权。一个综合培训计划应包含以下内容：l 管理概述l 用户培训l 供方培训l 推进者培训最终，管理者对FMEA的编制和实施负责。第章 通用FMEA指南关于FMEA的解释FMEA是管理风险和支持持续改进的组成部分。因此，FMEA变成了产品和过程开发的一个关键部分。产品质量先期策划（APQP）确定了这一开发过程中的五个关注的基本领域：l 计划并确定项目l 产品设计与开发l 过程设计与开发l 产品和过程确认l 反馈、评估和纠正措施APQP参考手册将DFMEA作为产品设计与开发这一章中的活动，而将PFMEA放在过程策划与开发章节。无论是编制DFMEA还是PFMEA，都是指导工作组开发能满足期望的产品和过程设计的过程。FMEA分析不应被看作单独的事件，而应作为补充产品和过程开发的一项长期承诺，确保对潜在失效进行评估，并采取措施来减少风险。持续改进的一个重要方面是保留从过去的学习中获得的知识，这些知识通常是在FMEA中获取。建议组织利用先前对类似产品和过程设计的分析，将其作为下一个项目和/或应用的起点。在描述一个项目时，FMEA中使用的语言应尽可能精确（例如，实效模式，或起因），不超过或经推测可能超出工作组对于失效模式的理解水平。要进行有效的标识和降低风险，关键是要陈述清楚、术语精确、关注实效。第章 通用FMEA指南跟踪和持续改进采取有效的预防/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，如果没用积极有效的预防/纠正措施，其价值将是非常有限的。工作组的领导层（有代表性的是工作组的领导/主任工程师）负责确保所有的建议措施都已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。工作组领导/主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：l 对设计、过程及相关记录进行评审，以确保建议的措施得到实施，l 确认更改已纳入到设计/装配/制造文件中，l 评审设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划。第章 策略，计划，实施第章FMEA概述策略，计划和实施第章 策略，计划，实施简介无论是设计FMEA还是过程FMEA开发，都使用相同的途径来强调：l 潜在产品或过程失效以满足期望l 潜在后果l 失效模式的潜在起因l 当前控制的应用l 风险等级l 降低风险在做FMEA文件之前，工作组必须确定工程的范围，收集有效的FMEA开发过程所需的现有信息。基本结构本手册中推荐了一些FMEA格式，其意图是组织信息的收集，显示相关的FMEA信息。基于组织的需要和顾客的要求，特殊的FMEA格式可能会有所不同。从根本上说，使用的格式应强调：l 被分析的产品或过程的功能，要求，可交付性，l 功能要求不能满足时的失效模式，l 失效模式的影响及后果，l 失效模式的潜在起因，l 预防失效模式起因的措施和控制，l 预防失效模式再次发生的措施。途径FMEA的开发没有单一或唯一的过程，但它们都有以下的共同点。第章 策略，计划，实施确定工作组如先前提到的，FMEA的开发是多学科（或横向职能）小组的责任，组员都具有必要的相关知识，这包括专业知识和对FMEA过程的了解。推荐由工作组来进行FMEA的开发，以确保来自所有受影响的功能性领域的输入和合作。FMEA工作组的领导应选择有相关经验和必要授权的组员。除了设计和过程工程师，以下给出了一些附加资源的示例：FMEA开发主题相关资源或专业知识范围项目管理者，顾客，负责综合的人员功能，要求和期望顾客，项目管理者，负责综合的人员，服务运营，安全，制造和装配，包装，物流，材料潜在失效模式过程或产品可能失效的方式顾客，项目管理者，负责综合的人员，服务运营，安全，制造和装配，包装，物流，材料，质量失效的影响及后果对于组织的过程或下游顾客而言顾客，项目管理者，负责综合的人员，服务运营，安全， 潜在失效的起因顾客，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析，设备制造者，维护潜在失效的发生频率顾客，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析，统计分析，设备制造者，维护现行的控制预防的应用制造和装配，包装，物流，材料，质量，设备制造者，维护现行的控制检测的应用顾客，制造和装配，包装，物流，材料，质量，维护推荐措施的要求顾客，项目管理者，负责综合的人员，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析，统计分析，设备制造者，维护第章 策略，计划，实施确定分析的范围分析的范围确定了FMEA分析的界限，它基于FMEA开发的类型，如系统FMEA、子系统FMEA或零部件FMEA，确定了哪些内容应包括，哪些内容应排除。在FMEA开始前，必须确定、清楚了解要评审什么，知道在分析中要排除什么与要包括什么同等重要。必须在过程的开始就确定分析范围，以确保方向和聚焦点一致。如下的方法可帮助工作组确定FMEA分析的范围：l 功能模式l 方块图l 参数（P）图l 接合图l 过程流程图l 关联矩阵图l 图表l 材料清单（BOM）系统FMEA一个系统是由多个子系统组成。作为系统的示例有：底盘系统，传动系统或内饰系统。系统FMEA关注的是系统与其他系统，子系统，外部环境和顾客要求的所有连接接口和相互作用。子系统FMEA子系统FMEA是系统FMEA的子集。例如前悬挂系统就是底盘系统的子系统。子系统FMEA关注的是子系统零部件之间的接口和相互作用，以及与其它子系统和系统之间的相互作用。零部件FMEA零部件FMEA是子系统FMEA的子集。例如刹车片是制动系统的零部件，而制动系统又是底盘系统的子系统。注意：以后任何对分析范围的调整都可能要求改动工作组的结构和成员。第章 策略，计划，实施确定顾客FMEA过程主要考虑四种顾客，进行FMEA分析时都应考虑在内：l 最终顾客：将使用产品的人员或组织。影响最终顾客的FMEA分析可包括耐久性等等。l 原始设备制造商，装配和制造中心（工厂）：进行制造操作（如冲压和动力总成）和汽车装配的场所。要进行有效的FMEA分析，关键在于强调产品与其装配过程之间的接口。l 供应链上的制造厂：加工、制造或装配生产材料或部件的供应商的场所。在这儿制造产品和维修件，装配，进行热处理