潜在失效模式分析

潜在失效模式及影响分析FMEA(第四版）,马勇强CCAA注册QMS审核员IATF注册TS16949审核员,2020/5/14,2020/5/14,2,课程目的：1.DFMEA和PFMEA的基本应用2.两种类型FMEA中的基本要素和它们的内在联系3.如何作有价值的FMEA,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,3,第一章：FMEA通用指南,失效（Failure）：实体全部或部分失去了完成其功能的能力。其中实体是指产品、过程或系统。潜在失效：有可能发生有可能不发生的失效。,一.失效及损失,失效现象,2020/5/14,5,失效,在規定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。,在規定条件下,产品参数值不能维持在規定的上下限之间,产品在工作范围內,导致零组件的破裂、断裂、卡死、損坏現象,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,6,产品失效出现在哪里?,在生产和使用的每个阶段,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,7,谁的问题?,客户,以上所有的环节,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,8,第一章：FMEA通用指南,失效给企业带来的后果,失效的损失程度,2020/5/14,9,第一章：FMEA通用指南,失效损失比例1:10:1000,生产制造阶段发生的失效,设计开发阶段发生的失效,售后阶段发生的失效,尽早发现并消除失效是减少损失的最佳选择！,第一章：FMEA通用指南,质量的代价,不符合的代价:符合的代价索赔培训重新设计测试返工、报废设计评审、验证、确认召回车辆实验设计官司质量功能配置销售丢失市场失效模式分析失去工作做到符合项的代价很高，但不符合项的代价更是无法预见。,2020/5/14,11,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,12,集体讨论：一次培训会有哪些失效?这些失效是什么原因造成的？采取哪些措施防止失效？请大家看一下为保证一次成功的约会所作的FMEA分析,第一章：FMEA通用指南,50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗）1974年用于美国海军。（1629号军标）1985年IEC公布了FMEA标准:IEC812，这个标准被我国等同采用为GB7826-87：系统可靠性分析技术，失效模式和效应分析(FMEA)程序,2020/5/14,13,第一章：FMEA通用指南,二.FMEA应用和发展,QS-9000质量体系要求美国汽车工业行动集团（AIAG）VDA6.1质量体系审核德国汽车汽车工业联合会（VDA）ISO/TS16949质量管理体系要求国际汽车特别工作组（IATF）均将进行FMEA分析作为质量管理体系的重要内容。,2020/5/14,14,第一章：FMEA通用指南,FMEA在APQP中的地位和作用,2020/5/14,15,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,16,二.FMEA过程潜在失效模式及影响分析（PotentialFailureModeandEffectsAnalysis）是一种系统化的可靠性定性分析方法。通过对产品/过程各组成部分进行事前分析，发现、评价产品/过程中潜在的失效模式及起因/机制，查明其发生的可能性及对系统的影响程度，以便采取措施进行预防。,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,17,第一章：FMEA通用指南,风险评估是评估与分析的一部分，它的重点是对有关设计（产品和过程）、功能和应用变更的评审，对潜在失效可能带来的风险进行讨论,2020/5/14,18,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,19,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,20,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,21,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,22,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,23,lFMEA是对产品或过程设计正式的形成文件的系统分析：lFMEA由负责产品设计和过程设计的工程师于早期设计过程中完成；lFMEA确定了潜在的失效模式和初步的措施，以避免那些潜在的失效的产生；lFMEA是“事前的行为”而不是“事后的行为”；事先花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机；lFMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会；l适当地应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境,第一章：FMEA通用指南,三.FMEA的作用,2020/5/14,24,第一章：FMEA通用指南,四.FMEA的应用情况,情况1：用于新产品设计、新技术应用和过程设计时。FMEA覆盖了全部产品设计、技术应用和过程。情况2：用于现有的设计或过程修改时。FMEA的范围集中于对设计或过程更改的部分。情况3：用于将现有设计或过程用于新的环境、场所时。FMEA的范围集中于新环境或场所对现有设计或过程的影响。对设施的预测性维护也可使用FMEA对行政管理过程的风险分析也可使用FMEA,2020/5/14,25,第一章：FMEA通用指南,五.FMEA的参与者,虽然FMEA原则是相同的，但实施方法会根据公司规模和架构而变化：范围应涵盖公司以及多个层级供应商的FMEA。适用时，覆盖设计FMEA和过程FMEA。使FMEA过程成为APQP过程的一个不可缺少的部分。是工程技术评审的一部分。是产品和过程设计例行审定和批准的一部分。,2020/5/14,26,第一章：FMEA通用指南,FMEA由多功能小组开发，小组规模会根据设计的复杂性和公司规模大小而有所不同。小组成员要有相关的技术知识，足够的时间，以及管理者批准的权限。应实施一个综合性的培训方案，包括对管理者、使用者、及供应商和辅导员的培训。管理者应负有开发并维护FMEA的责任。典型的FMEA多功能小组成员包括：产品工程师制造工程师质量工程师操作人员供应商代表顾客代表管理层,2020/5/14,27,第一章：FMEA通用指南,2020/5/14,28,设计质量制造共同评审服务可靠性顾客,第一章：FMEA通用指南,FMEA说明,FMEA是风险管理和持续改进的一部分。因此，FMEA成为了产品和过程开发的关键部分。先期产品质量策划（APQP）过程明确了开发过程的5个关键阶段：策划和定义项目产品设计和开发过程设计和开发产品和过程确认反馈，评估和纠正措施,2020/5/14,29,第一章：FMEA通用指南,FMEA说明,APQP参考手册把DFMEA作为时间计划表里的产品设计和开发部分的一个活动，把PFMEA作为过程策划和开发部分的一个活动。DFMEA或者PFMEA的开发均有助于工作小组实现预期的产品开发和过程设计。FMEA分析并不是一个独立的事件，而是一个长期的努力。它对产品和过程开发起着补充作用，以确保潜在的失效模式得到评估，和相应的措施得以实施来降低风险。,2020/5/14,30,第一章：FMEA通用指南,FMEA说明,持续改进的一个关键方面就是从过去的教训中积累知识，而这些教训通常被收集在FMEA里。所以，我们建议组织可以利用过去相似的产品和过程设计的分析，把它作为下一个项目或应用的起点。FMEA内用来描述项目的语言（比如：失效模式，或原因）应当尽可能的明确，而对于失效会有哪些影响，不要扩展或推断超过小组成员的理解水平。清楚的陈述、简明的术语以及关注实际影响，才是有效识别和降低风险的关键。,2020/5/14,31,第一章：FMEA通用指南,跟踪和持续改进,采取有效预防/纠正措施以及针对这些措施的适当跟踪是需要的，但不能过分强求。应当同所有与纠正措施相关连的机构进行沟通。一个考虑彻底周详、充分开发的FMEA如果没有积极的且有效的预防/纠正措施，则其价值是有限的。小组领导成员（通常是小组领导人，或者首席工程师）应负责确保所有的建议措施都得到了实施，或妥善处理。FMEA是一个动态的文件，它应当始终反映产品和过程设计的最新状态，以及最新的相关措施，包括量产后的措施。,2020/5/14,32,第一章：FMEA通用指南,跟踪和持续改进,小组领导人/首席工程师有多种方式来确保建议的措施得到了实施，其包括，但不限于：评审设计、过程和相关记录，来确保建议措施得到了实施。确认将变更编入设计/装配/制造的文件中。评审设计FMEA/过程FMEA，特殊FMEA应用，以及控制计划。,2020/5/14,33,第一章：FMEA通用指南,FMEA的特点：降低维修费用，减少召回定性的，评分带有主观性一种事前行为结构化的方法强调措施的跟踪一个循环的过程一种多方论证的产物-有专人负责-结合集体的智慧,2020/5/14,34,第一章：FMEA通用指南,第二章：FMEA概述策略、策划和实施,2020/5/14,35,2020/5/14,36,不论是设计FME还是过程FMEA，它的开发都可使用以下共同的方法来处理：潜在的产品或过程对达到期望的失效潜在后果失效模式的潜在原因现行控制的应用风险等级风险降低在FMEA文件开始前，小组必须定义项目范围，收集有效和有效率地进行FMEA开发过程的必要信息。,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,一.FMEA的基本结构,2020/5/14,37,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,2020/5/14,38,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,FMEA的流程：,二.建立小组,如前所述,FMEA的开发应由多方论证(跨职能)小组负责,小组成员应具备必要的专业学科知识，这包括专门辅导技能和FMEA过程的知识。建议使用小组方式来实施FMEA开发过程，确保所有受影响的职能领域的足够的输入与协作。FMEA小组领导人应当挑选有相关经验，并且经过授权的小组成员。除了设计和过程工程师之外，下面列出的是额外资源的例子：,2020/5/14,39,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,三.定义范围,明确FMEA分析的边界，它根据FMEA的类型（即：系统、子系统、零部件）来界定，明确包括和不应包括的内容。在开始FMEA之前，必须清楚的明白需要评估的究竟是什么。下面的方法可以帮助界定FMEA范围：功能模式框（边界）图参数（P）图接口图过程流程图关联矩阵示意图材料清单（BOM）,2020/5/14,40,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,系统FMEA：一个系统FMEA由多个子系统组成。系统示例包括：底盘系统，内饰系统等等。系统FMEA主要处理系统、子系统、环境与顾客之间的所有接口与相互作用。子系统FMEA：子系统FMEA是系统FMEA的子集。如前悬挂系统就是底盘系统的子集。子系统FMEA主要处理子系统内零部件之间的所有接口与相互作用，及于其它子系统或系统的相互作用。零部件FMEA：零部件FMEA是子系统FMEA的子集。例如：刹车片是刹车总成的零部件之一，刹车总成又是底盘系统的一个子系统。,2020/5/14,41,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,四.定义顾客,在FMEA过程中有四类主要顾客，这四类都需要被列入FMEA分析的考虑范围：最终用户：使用产品的人员或组织。FMEA分析对最终用户的影响可能包括，例如：耐用性。OEM组装和制造中心（工厂）：OEM的制造过程（如：冲压、动力），以及汽车组装发生的场所。产品与装配过程的接口处理对FMEA的有效分析非常重要。,2020/5/14,42,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,供应链制造：材料和部件的制造、组装、装配的供应商场所，包括：生产件和服务件的制造、装配，以及诸如热处理，焊接，涂漆，电镀或其它表面处理的过程；可以是任何后续操作/下游操作，或者下一层的制造过程。政府法规机构：制定要求并监督安全与环境规范符合性的政府代理机构。这些要求和规范可能影响到产品和过程。了解这些顾客，将有助于更加充分有效地定义功能、要求和规范，也有利于帮助确定失效模式带来的相关影响。,2020/5/14,43,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别并理解与定义范围相关的功能、要求和规范。其目的在于阐明项目设计目的和过程目的，这可以针对功能的每个属性和每个方面帮助确定潜在失效模式。,识别功能、要求和规范,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别潜在失效模式,失效模式可定义为产品和过程未满足设计目的或过程要求的方式或状态。假设失效可能发生但也可能不会发生。简明且易于理解的失效定义是很重要的，因为它可使分析集中在关注点上。潜在失效模式应当用专业的技术术语来描述，不要描述成顾客可感知到的现象。如果某单一的要求被识别了大量的失效模式，则说明此定义的要求不够简洁。,2020/5/14,45,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别潜在影响,失效的潜在影响是指顾客可感知的失效模式的影响，可以将其描述为顾客可能的觉察或感受。这里的顾客可以是内部顾客，也可以是最终用户。潜在影响的确定包括失效影响分析，和后果严重性的分析。,2020/5/14,46,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别潜在原因,失效潜在原因是描述失效是如何发生的；它应被描述为可以纠正、控制的事情。失效的潜在原因可能显示出一个设计不足，它的后果就是失效模式。原因及其导致的失效模式之间是有直接联系的（也就是说，如果有原因发生，失效模式就会发生）。在识别失效模式的根本原因时，要尽可能的详细，便于确定适当的控制和措施计划。如果有多个原因，就要对每个原因进行独立分析。,2020/5/14,47,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别控制,控制是指预防或探测失效原因或失效模式的活动。在识别控制活动时，重要的是应明确哪里出了问题，原因是什么，怎样来预防或者发现问题。控制适用于产品设计或制造过程。注重预防的控制将会带来丰厚的回报。,2020/5/14,48,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,识别与评估风险,FMEA的重要步骤之一就是风险评估。评估包括三个方面：严重度、发生频度、探测度。严重度是评估失效对顾客影响的等级。发生频度是指一个失效原因可能的发生频率。探测度是评估产品和过程控制对失效原因或失效模式探测能力。组织需要明白顾客对风险评估的要求。,2020/5/14,49,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,建议措施与结果,建议措施的目的在于降低整体风险和失效模式的发生可能性。建议措施目的是降低严重度、发生频度，探测度。为了确保采取了适当的措施，可以采用下面方式，包括但不限于：确保达成了设计要求（包括可靠性）评审工程图和工程规范确认并入装配/制造过程评审FMEA、控制计划和操作指导完成建议措施的职责和时间安排应当被记录。一旦措施完成、获得结果，应当重新评估并记录严重度、发生频度和探测度的等级。,2020/5/14,50,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,管理者职责,管理者应负责FMEA过程。管理者对资源的选择和应用，以及确保有效的风险管理过程（包括时间安排）负有最终职责。管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持，消除故障，总结经验教训。,2020/5/14,51,第二章：FMEA概述策略、策划、实施,DFMEA设计失效模式及影响分析PotentialDesignFailureModeandEffectsAnalysis(DFMEA),2020/5/14,52,第三章：DFMEA,DFMEA的目的,为客观评价设计、包括功能要求及设计方案提供帮助评价对制造、装配、服务、回收要求所作的最初设计提高在设计/开发过程中已考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的可能性（概率）为全面和有效的设计、开发和确认项目的策划，提供更多的信息。,2020/5/14,53,第三章：DFMEA,DFMEA的目的,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。,2020/5/14,54,第三章：DFMEA,DFMEA的概述,DFMEA中顾客的定义：1）最终使用者2）OEM组装和制造中心3）供应链制造4）政府法规机构,2020/5/14,55,第三章：DFMEA,DFMEA的概述,谁来做：负责产品设计的工程师/多方论证小组体现了小组在任何设计过程中正常经历的思维过程。小组努力的结果,2020/5/14,56,第三章：DFMEA,DFMEA的概述,DFMEA针对设计意图并假定该设计将按照此意图进行生产和装配。制造过程中的潜在失效模式将在后续FMEA中进行考虑和分析。,2020/5/14,57,第三章：DFMEA,DFMEA概述,可制造性、可装配性、可维修性的考虑DFMEA应当包括所有在制造或装配过程中可能发生的、且由设计所导致的潜在失效模式和原因。这种失效模式可以通过设计变更来减少（如：防止零件错误装配的设计特性防错）。当这些失效模式没有在DFMEA分析中得到减少，则这些失效模式的识别、影响和控制应当转交并包括在PFMEA中。DFMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但它会把制造和装配过程中的技术、物理限制考虑在内。,2020/5/14,58,第三章：DFMEA,DFMEA概述,例如：必要的拔模（斜度）有限的表面处理能力装配空间（工具的可达性）有限的钢材强度公差/过程能力/性能产品投入使用后，DFMEA还应考虑产品服务性和可回收性便利的维修工具简便的诊断方法材料分类标志（回收用）材料/化学品，是否满足环保要求,2020/5/14,59,第三章：DFMEA,DFMEA关注的是将要发送到最终顾客(使用者)的产品的设计。对一个产品设计有效分析的首要任务是：建立小组，确定范围，建立描述产品功能和要求的框图或者参数图。产品特性的清晰完整的定义，会更加有助于潜在失效模式的识别。DFMEA表格是用来记录分析结果（包括所有的建议措施和职责）。DFMEA过程可以根据顾客或组织的产品开发过程来安排。,2020/5/14,60,第三章：DFMEA,前提条件,DFMEA应当开始于信息的建立以理解被分析的系统、子系统或零部件，并定义它们的功能要求和特性。为了确定DFMEA的范围，小组应当考虑下面适用于零部件、子系统或系统DFMEA的问题：产品与什么过程、配合件或系统接口？产品的功能和特性是否会影响到其它零部件或系统？产品实施预期功能是否需要来自其它零部件或系统的输入？产品的功能是否能够预防/探测与其连接的零部件或系统的潜在失效模式？以下章节介绍了一些可能适用的用来帮助小组开发DFMEA的工具。,2020/5/14,61,第三章：DFMEA,框（边界）图,产品框图显示的是产品零部件之间的物理、逻辑关系。有不同的方式和格式来创建框图。框图显示了在设计范围内零部件与子系统的相互作用。这个相互作用包括：信息、能量、力或液体的流。框图的目的在于理解对系统的要求或输入、基于输入或所实施的功能产生的活动、以及交付物或输出。见图III.1aIII.1bIII.1c此图是由代表产品的主要零部件的框和连线组成，这些线反映产品零部件间如何关联或接口。参数（P）图III.2,2020/5/14,62,第三章：DFMEA,功能要求,DFMEA过程里的另一个步骤就是编辑设计的功能要求和接口要求，它包括下面分类：一般：此类考虑的是产品目的和产品的整体设计目的。安全性政府法规可靠性（功能寿命）装载和工作循环：顾客产品使用表安静操作：噪音、振动、刺耳声（NVH）液体保持人体工程学外观包装和发运服务可装配性的设计可制造性的设计,2020/5/14,63,第三章：DFMEA,其它工具和信息源,其它工具和信息源可以帮助小组解决定义设计要求，包括示意图、图纸等材料清单（BOM)关联矩阵图法接口矩阵质量功能展开（KDF)质量与可靠性历史这些工具的使用，是受到工程经验和历史数据的支持。它们可以帮助综合定义要求和功能。现在，可以填写DFMEA表格了！,2020/5/14,64,第三章：DFMEA,DFMEA实施流程,1.组织小组；2.DFMEA功能框图；3.列出每一个零件、部件、子系统的失效模式；4.确定失效模式的等级（关键、重要、一般）5.优先关注关键零件特性；,2020/5/14,65,第三章：DFMEA,DFMEA实施流程,6提出改进和预防措施建议；7.填写DFMEA表格；8.小组评审；9.评审后提交,2020/5/14,66,第三章：DFMEA,DFMEA示例,样表里显示的是车前门总成。产品有下面几个功能要求：可以出入汽车使汽车乘员有和谐安全的环境：o温度（舒适）o噪音（舒适）o侧面碰撞（安全）车门硬件的固定，包括：o镜子o铰链o门锁o摇窗器为外观处理提供适合的表面o涂漆o软内饰保持车内门板的完整最终DFMEA包括对所有这些要求的分析。样本包括要求分析的一部分：“保持车内门板的完整”。,2020/5/14,67,第三章：DFMEA,设计FMEA表头,2020/5/14,68,底盘系统子系统共6页，第1页零部件:钢板弹簧B设计职责：产品开发部C编制人：王伟H车型年/项目2007FM6431D关键日期：2006.03.01EFMEA日期（原始）2006.0222(修订)2006.07.14F核心小组：王伟底盘工程师、李浩服务工程师、韩东制造工程师G,FMEA编号:FM2035A,第三章：DFMEA,设计FMEA表头,表头应清楚的说明FMEA的关注点，以及文件开发和过程控制中的相关信息。FMEA编号（A)：输入用以识别FMEA文件的字母、数据。用于文件控制。系统、子系统、或零部件名称与编号（B)：输入受分析的系统、子系统、或零部件名称与编号。（参见定义范围）系统FMEA的范围一个系统可以看作是由各个子系统组成的。如：底盘系统、传动系统、内饰系统等。系统FMEA的要确保组成系统的各自系统间所有接口和交互作用以及该系统与车辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。,2020/5/14,69,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,子系统FMEA的范围一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。因此，子系统FMEA要确保组成子系统的各部件间的所有的接口和交互作用都要覆盖。,2020/5/14,70,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,部件FMEA的范围部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA，例如，螺杆是前悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。,2020/5/14,71,第三章：DFMEA,设计FMEA表头,设计职责（C）：输入负责设计的OEM、组织、部门或小组；适用时，输入供应商组织名称。车型年/项目(D):输入将使用或者受分析的设计影响的预期车型年和项目（如果知道）。关键日期（E）：输入FMEA最初的预定完成日期，它不能超过计划的生产设计发布日期。,2020/5/14,72,第三章：DFMEA,FMEA日期（F）：输入FMEA的完成日期，以及最近的修订日期。核心小组（G）：输入负责开发DFMEA的小组成员联系方式。编制人（H）：输入编制DFMEA的负责工程师的姓名、联系方式以及工程师的所属组织。,2020/5/14,73,第三章：DFMEA,第三章：DFMEA,潜在失效模式及影响分析(设计FMEA)系统子系统FMEA编号：A页码：第1页共1页零部件：B设计职责：C编制人：H车型年/项目：D关键日期：EFMEA日期(编制)：F（修订）核心小组：G,DFMEA的开发,DFMEA的第一步,2020/5/14,75,期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式,第三章：DFMEA,案例,2020/5/14,76,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,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,a:项目/功能/要求(a1-a3)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）。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。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。可以另外添加“要求”一栏，来进一步细分失效模式分析。,2020/5/14,77,第三章：DFMEA,DFMEA的开发,简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功能，应分别列出。可靠性：是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称失效。功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？设计要求？设计意图？一个零部件（或子系统/系统）的功能往往是多项的。这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。,2020/5/14,78,第三章：DFMEA,示例：激光笔功能框图,2020/5/14,79,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(b）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。应列出每一个潜在的失效模式,这种失效可能发生，但不一定发生；应采用头脑风暴、保修记录等做为输入。应当予以考虑潜在失效模式可能只在特定的运行条件（比如热、冷、干燥、灰尘环境等），和特定的使用状态下（超过平均里程、不平的路段、仅在市内行驶等）发生。潜在失效模式也可能是上级子系统或系统的潜在失效模式的原因，或者是一个下级零部件的失效模式导致的影响。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。示例！（表III.3),2020/5/14,80,第三章：DFMEA,DFMEA的开发,对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式。“潜在”是指可能发生也可能不发生；失效就是丧失功能。而失效模式就是失效的表现形式。应用规范化、专业化的术语来描述失效模式。常用的有两大类失效：类失效、类失效。,2020/5/14,81,第三章：DFMEA,示例：失效模式的种类,类失效，指的是不能完成规定的功能，如：突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短路、路、击穿、泄露、松脱等等。渐变型：磨损、腐蚀、龟裂、老化、变色、热衰退、蠕变、低温脆变、性能下降、渗漏、失去光泽、褪色等等。类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放等等。,2020/5/14,82,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(C）潜在失效的影响潜在失效的影响定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。要根据顾客可能发现或经历的来描述失效的后果；顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户；如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。采用“失效链”加以分析示例！（表III.4),2020/5/14,83,第三章：DFMEA,示例：失效链,2020/5/14,84,第三章：DFMEA,2020/5/14,85,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(d）严重度(s)严重度是指对一个特定失效模式的最严重的影响后果的评价等级。严重度是在单个FMEA范围内的一个相对级别。不建议更改严重度为9和10的评级标准。严重度数值定级为1的失效模式不应进一步的分析。推荐的DFMEA严重度评价准则,2020/5/14,86,第三章：DFMEA,2020/5/14,87,第三章：DFMEA,2020/5/14,88,第三章：DFMEA,严重度评价理解,FMEA小组应对评价准则和分级规则达成一致意见。组织可对准则进行修改，不推荐修改9和10的准则。严重度的定级可以通过修改设计、使之补偿来减轻失效的后果来降低。如：“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。“车辆/项目”在用于其他产品时，可理解为“最终产品/生产产品”。如电视机/显示器、电脑/接线端子等。910：与安全/法规有关；58：与性能/功能有关；24：与外观和感觉有关。,2020/5/14,89,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(e）分类本栏目可以用来标出高优先级别的失效模式及其相关原因。是指产品特性分级应用适当的方式进行标识一个在设计记录中指定的特殊特性，但没有在DFMEA里识别出与这个特性相关的设计失效模式，则被认为是一种设计过程中的不足。作为分析的结果，小组可以利用此信息来识别特殊特性。每一个在DFMEA中标识的特性均应在PFMEA中有特殊的过程控制,2020/5/14,90,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(f)失效模式的潜在原因/机制这部分信息可以被分为多栏，也可以合并成一个单独栏失效的潜在原因是对设计过程如何允许失效发生的说明，应被描述成可以纠正、控制的问题。潜在失效原因可能是一个设计或过程不足的显示，其结果就是失效模式。尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机制。,2020/5/14,91,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,研究失效可能的原因与机制，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。失效原因/机制：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机制，以便于对症下药采取纠正措施。,2020/5/14,92,不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气温的变化、湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。,注意,注意,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,潜在失效的起因/机制的分析途径现有的类似产品的FMEA资料；应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因；应用“五个为什么”；应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析，应用排列图、相关分析、试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因；应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因与机制；充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析；,2020/5/14,93,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,2020/5/14,94,第三章：DFMEA,示例：五个为什么,失效模式：门锁扣不上。为什么？因为：锁舌与锁座错位。为什么？因为：车门下沉。为什么？因为：门铰链变位。为什么？因为：固定门铰链的框架变形。为什么？因为：框架刚度不足。,2020/5/14,95,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,失效的潜在起因与机制的分类：A、与制造和装配无关的原因：材料、尺寸、公差、连接方式、说明书、计算、可靠性目标、空间等。还有？机制：屈服、疲劳、氧化、磨损、蠕变、腐蚀、材料不稳定等。还有？,2020/5/14,96,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,B、与制造和装配有关的技术与体力的限制：材料处理、公差、重量、装配空间小、零件数量、维修等。误操作：正反面、左右件/孔、对中困难。对变差过于敏感：产品的稳健性不好。还有？,2020/5/14,97,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,常见的原因包括但不限于：不正确的制定材料；不适当的设计寿命假设；应力过大；不充分的润滑量；不适当的维护指导书；不正确的算法；,2020/5/14,98,不正确的维护指导书；不适当的软件规范；不适当的表面加工规范；不适当的运行规范；过热；不适当的公差。,第三章：DFMEA,表III.5与表III.3的原因举例,在识别失效潜在原因时，对特定的失效原因要使用简洁明了的描述，比如：特定的螺栓电镀会产生氢脆。不能使用模棱两可的用词，例如：设计薄弱、不恰当的设计。案例（表III.5)案例DFMEA,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,如何做DFMEA,(g)发生频度（O）频度是指某一特定的起因/机制的发生的可能性。此原因会在设计寿命内导致失效模式的发生。级别数具有相对意义，而不是绝对的数值。通过设计变更或设计过程变更（如设计检查表、设计评审、设计导则）来预防或控制失效模式的起因/机制是可能影响频度数降低的唯一途径。潜在失效起因/机制出现频度的评估分为1到10级。在确定此值时，应以以前类似产品内外部失效的原始数据为基础。,2020/5/14,100,第三章：DFMEA,在确定估计值时，可以考虑下面问题：相似零部件、子系统或系统的服务历史和现场经验如何？此项目是否是沿用或类似于先前版本项目？此项目与先前版本项目的变更有多大？项目是否完全不同与先前版本项目？项目是否是全新的？应用变化或者环境变化如何？是否有用工程分析（例如：可靠性）来估计此应用的预期可比较的发生率？是否有预防控制？,2020/5/14,101,第三章：DFMEA,2020/5/14,102,表Cr2推荐的DFMEA发生频度评估标准,第三章：DFMEA,第三章：DFMEA,案例,DFMEA,如何做DFMEA,(h）现行设计控制现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那些措施（如设计评审，失效与安全设计（减压阀），数学研究，台架/实验室试验，可行性评审，样件试验，道路试验，车队试验）。要考虑两种类型的设计控制：预防：防止失效的起因/机制或失效模式出现，或降低其出现的机率。探测：在项目投产之前，通过分析方法，探测出失效的起因/机制或者失效模式的存在。注：最好的途径是采用预防控制。,2020/5/14,104,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,现行设计控制的种类：防止起因或机制的发生或减少频率查出原因/机制，采取措施查明失效模式优先运用第一种方法，其次用第二种方法，最后用第三种方法。用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。,2020/5/14,105,第三章：DFMEA,预防控制标杆分析研究失效安全设计设计和材料标准（内部和外部）文件从相似设计中学到的最佳实践、经验教训等的记录模拟研究概念分析，建立设计要求防错,2020/5/14,106,第三章：DFMEA,探测控制文件评审样件试验确认试验模拟研究设计确认试验设计包括可靠性测试使用相似零件的原型表III.6显示了表III.5原因的预防与探测控制,2020/5/14,107,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,(i)探测度（D）探测度是与设计控制中所列的最佳探测控制相关的等级。每个控制方法均对应一个可探测等级。探测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别。是指现行设计控制探测到失效起因/机制或后续失效模式的可能性。现行设计控制探测度的建议方法是，假定失效已经发生，然后评估现有设计控制探测此失效模式的能力。表Cr3推荐的DFMEA/PFMEA预防/探测评估标准,2020/5/14,108,第三章：DFMEA,2020/5/14,109,(j)风险顺序数（RPN）,决定措施的优先级别当小组完成以上FMEA步骤后，就需决定是否还要进一步采取措施降低风险，选取最佳的优先措施。小组最先关注的应当是严重度最高的失效模式。当严重度等级达到9或10，小组必须确保该风险已经通过现有设计控制或者推荐措施（在FMEA内有记录）得到处理。严重度小于8的失效模式，小组应当考虑有最高发生频度或探测度等级的原因，关注已识别到的信息，商讨一个方法，并确定如何最优的排列风险降低顺序以最好地服务于组织和顾客。,2020/5/14,110,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,风险评估；（）风险顺序数（RPN）帮助决定优先措施的方法之一就是使用风险顺序数：RPN=严重度（S）X发生频度（O）X探测度（D）在单独的FMEA范围内，数值可以在1到1000之间变化。,2020/5/14,111,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,RPN高的含义：组织对“高”的定义会受组织资源和对风险的认识的影响有些顾客会定义“高”，如规定某一个具体的数值。持续改进，降低RPN值产品改进的目的之一。,2020/5/14,112,第三章：DFMEA,2020/5/14,113,第三章：DFMEA,2020/5/14,114,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,（）建议的措施应首先针对高严重度，高RPN值和小组指定的其它项目进行预防/纠正措施的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：严重度、频度和探测度。通常无论RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须予以特别注意，以确保现行的设计控制或预防/纠正措施针对了这种风险。建议措施的主要目的是通过改进设计、降低风险、提高顾客满意度。,2020/5/14,115,第三章：DFMEA,第三章：DFMEA,VDA推荐的采取措施的原则,O频度S严重度D探测度,如何做DFMEA,应考虑但不限于以下措施：修改尺寸或公差修改材料规范试验设计修改试验计划只有设计更改才能导致严重度的降低。只有通过设计更改消除或控制失效模式的一个或多个起因机制，才能有效降低频度。增加设计验证确认只能降低探测度。,2020/5/14,117,第三章：DFMEA,第三章：DFMEA,总的来说:预防措施（降低发生率）比探测措施更好。只有设计更改能够降低严重度等级。例如：对轮胎的要求是“在使用时保持适当的气压”，“气压快速流失”的失效模式影响严重度比起“完全瘪气”轮胎的失效模式影响严重度来到低。通过设计更改去除或控制一个或多个失效模式的原因/机制，从而降低频度发生等级。如防错、修订尺寸公差、修订设计压力、替换薄弱零部件、修订材料规格等。通过防错、增加设计验证、设计确认来降低探测度等级。如无建议措施则在栏里输入“无”，最好注明理由，特别是在严重度高的情况下。,第三章：DFMEA,表III.7原因，控制与推荐措施示例,如何做DFMEA,（）职责及目标完成时间填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。负责设计的工程师/小组领导人应当确保所有的建议措施都已实施或受到妥善处理。（）措施结果这部分包含的是措施的实施结果，及对S、O、D和RPN的影响。（）采取的措施在措施实施后，填入实际措施的简要说明以及实际完成日期。,2020/5/14,120,第三章：DFMEA,2020/5/14,121,第三章：DFMEA,如何做DFMEA,DFMEA检查清单DFMEA示例,2020/5/14,122,第三章：DFMEA,维护DFMEA,DFMEA是一个动态文件，任何按要求作出的设计变更或更新都应当经过评审，推荐措施的更新结果（起作用的和不起作用的）应当包括在后续DFMEA内。DFMEA的持续维护还应包括对DFMEA的评分等级做定期的评审。要特别关注发生频度和探测度等级，尤其当改进是通过产品变更，或设计控制的改进来实现的时候，更显重要。此外，当现场有问题发生时，应当对等级作出相应的调整。,2020/5/14,123,第三章：DFMEA,利用DFMEA,如果一个新项目或新应用在功能上和当前产品相似，那么只要经顾客同意，可以使用统一的DFMEA。将一个基本上充实的基准DFMEA作为起始点，就可以最大几率的利用过去的经验和知识。如果有轻微差异，小组应当识别并着重于这些差异所带来的影响。,2020/5/14,124,第三章：DFMEA,联系,2020/5/14,125,边界（框）图，参数图等,DFMEA,设计验证计划和报告（DVPR），PFMEA等,第三章：DFMEA,2020/5/14,126,第三章：DFMEA,练习,根据上述描述的案例,请针对你所熟悉的产品进行DFMEA分析。,2020/5/14,127,第三章：DFMEA,潜在过程失效模式及影响分析PotentialProcessFailureModeandEffectsAnalysis(PMEA),2020/5/14,128,第四章：PFMEA,PFMEA概述,PFMEA可以辅助降低制造过程开发中的失效风险，它通过以下方式实现：识别并评估过程功能和要求识别并评估产品和过程的潜在失效模式，以及它们对过程和顾客的影响识别制造过程或装配过程的潜在原因识别过程变量，注重降低发生频度的过程控制，或增加失效条件的探测度为预防/纠正措施和控制建立一套优先顺序级系统,2020/5/14,129,第四章：PFMEA,PFMEA概述,PFMEA是一个动态文件，它应当：在可行性论证阶段或之前启动。在生产工具装备之前启动。考虑从单个零部件到总成的所有制造操作。包括工厂内所有可能影响制造和装配操作的过程，例如：发运，接收，材料运输，存储，传送或标签。,2020/5/14,130,PFMEA概述,PFMEA开发的前提：PFMEA假定所设计的产品能够满足设计意图。但小组也许会识别能够消除或降低过程失效模式的发生频度的设计机会。例如：为零件增加一个特性，就可以消除夹紧定位或错误装配的可能。应当把这些信息告知设计负责工程师，供其考虑和可能的实施。PFMEA假定从上一工序接受的产品（材料）是合格的。PFMEA假定操作人员不存心违反操作规程。PFMEA一般认为机械、设备满足它们的设计目的。,2020/5/14,131,第四章：PFMEA,PFMEA概述,PFMEA中顾客的定义：1）最终使用者2）下游的制造或装配工序、维修工序3）政府法规,2020/5/14,132,第四章：PFMEA,PFMEA概述,谁来做：负责制造/装配的工程师/小组包括但不限于，设计、装配、制造、材料、质量、服务、供应商、以及后续装配领域。PFMEA应当起到一个催化剂的作用，刺激受影响区域的相互交流，从而促进小组方法。体现了小组在任何制造过程策划中正常经历的思维过程小组努力的结果,2020/5/14,133,第四章：PFMEA,PFMEA的开发,1.组织小组；2.制定过程流程图，并进行风险评定；3.列出每一个步骤、过程可能出现的失效模式；4.确定失效模式的等级（关键、重要、一般）5.优先关注关键零件特性；,2020/5/14,134,第四章：PFMEA,PFMEA实施流程,6.提出改进和预防措施建议；7.填写PFMEA表格；8.小组评审；9.评审后提交。,2020/5/14,135,第四章：PFMEA,PFMEA的开发,前提条件PFMEA开始之前，应当收集信息以便于理解受分析的制造和装配的操作，并定义它们的要求。过程流程图是对PFMEA的主要输入。流程图的作用是，在制造系统设计时，帮助建立分析范围。,2020/5/14,136,PFMEA的开发,过程流程图与PFMEA的联系过程流程图描述的是产品在整个过程中；从来料到出货的流程。它包括制造装配过程中的每个步骤，以及它们相关的输出（产品特性，要求，交付物等）和输入（过程特性，变差来源等等）。过程流程的细节取决于过程开发的讨论阶段。初始流程图通常被认为是高层级的过程图，需要更为详细的分析来识别潜在的失效模式。,2020/5/14,137,2020/5/14,138,高层级过程图,PFMEA的开发,PFMEA的继续开发，是通过识别每个过程/功能的要求来实现的。要求是指每个操作/步骤的输出，并且与产品要求有关，它描述了每个过程/功能应当实现的目标，为小组识别潜在失效模式提供了一个基础。为了确保持续性，我们强烈建议由同一个跨职能小组开发过程流程图，PFMEA和控制计划。图表IV.2过程流程图示例：,2020/5/14,139,2020/5/14,140,如何做PFMEA,依据：产品过程流程图PFMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的过程流程图开始。PFMEA所要分析的系统、子系统或零部件的过程应和过程流程