汽车面板fmea培训讲义

1,汽车板体系审查培训教材,潜在失效模式及后果分析付才建 副厂长Failure Mode and Effects Analysis,鞍钢集团西昌钢钒公司热轧厂2015.10,2,基本概念,失效：产品/过程失去本身功能。失效模式：产品/过程失效时所表现的形式。失效模式分析：对已出现的失效模式进行分析，是一种事后行为。潜在失效模式分析：对可能要发生的失效模式进行分析，是一种事前行为。失效链：当一个潜在失效模式发生时，在没有任何措施情况下，将引起下序或相关序连锁失效事件发生，称之为失效链。,3,什么是FMEA,定义：是一种表格化的分析技术，是在产品设计阶段和过程设计阶段对构成过程的各工序进行逐一的分析（1）找出潜在失效模式，（2）分析其后果，评估风险，（3）从而预先采取措施，（4）减小失效模式的严重程度，降低可能发生的概率，（5）有效地提高产品质量和可靠性，确保顾客满意的系统化活动。从定义可知：FMEA进行的时机（产品、过程设计）FMEA的对象（子系统、工序）FMEA的任务（）、（）,4,为什么进行FMEA,可以早期识别问题，以便确定最佳设计方案。可以识别特殊特性。为制定设计试验大纲和控制计划提供可靠的依据。FMEA输出给控制计划编织工艺、检验文件是一种事前行为，体现预防为主的思想分析方法：从局部入手，分析对总成的影响,如 何 进 行 FMEA？ 流 程 图,后果是什么？,有多么严重？,起因是什么？,发生的频率如何？,怎样能预防和探测？,探测能力有多强？,采取什么措施？设计更改 过程更改 特殊控制 标准、程 序或指南的更改,可能会有什么问题？,功能、特性或要求是什么？,6,FMEA分类,DFMEA设计FMEA 什么时候进行DFMEA： 新产品设计时，设计方案初步确定，产品功能确定后开始进行。 在产品设计的各阶段，当设计有变化时，修订DFMEA。 设计图纸完成前，全部结束。PFMEA过程FMEA什么时候进行PFMEA：过程可行性分析阶段或之前进行PFMEA。所有新的工艺或更改的过程或工艺，老产品（的过程）用于新环境时，必须进行PFMEA。,7,工业化生产是要尽可能持续地改进产品的过程的质量，FMEA是一种识别并帮助最大程度地减少潜在隐患的专门技术。成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。其含义是指“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必须在产品或过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。,FMEA实施,8,事先花时间很好地完成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。应在所有FMEA小组间提倡交流和协作。图1描述了进行FMEA的顺序。这并不是简单地填写一下表格，而是要理解FMEA的过程，以便消除风险并策划适宜的控制方法以确保顾客满意。,FMEA实施,9,系统项目过程,功能要求,图. FMEA过程顺序,设计中的潜在失效模式和后果分析（设计FMEA）,FMEA,11,建立DFMEA工作小组：工艺技术、设计、质量、制造等方面人员。收集必要的资料设计意图质量功能展开图已知的产品要求、制造要求、装配要求类似的DFMEA资料准备DFMEA表格,DFMEA准备,12,设计 FMEA的标准表,功能,潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）,FMEA编号： 共 页，第 页编制人 ： FMEA日期（编制） （修订）,系统 子系统,产品名称： 设计责任 年产品型号 ： 关键日期 年核心小组 等,(4),(1),(10),(9),(8),(6),(7),(3),(5),(2),(13),(14),(15),(16),(17),(18),(19),(20),(22),(21),(11),(12),13,1）FMEA编号 填入FMEA文件编号，以便查询。 注：1-22项的举例。2）系统、子系统或产品的名称及编号 注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。下面给出了一些说明，具体示例见附录F。,14,3)设计责任 填入部门和小组。如适用，还包括供方的名称。 4)编制者 填入负责编制FMEA的工程师的姓名、 电话和所在公司的名称。 5)型号/项目 填入所分析的设计将要应用和/或影响的产品项目名称。6)关键日期 填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划开始生产的日期。,15,7)FMEA日期 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期 （如下图）。8)核心小组 列出有权确定和/或执行任务的个人姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话）,16,填入被分析项目的名称和编号。用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能 。项目产品有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。产品的特殊特性项目。,(9)项目/功能,17,所谓潜在失效模式是指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（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往运行出错、研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘等）和特定的使用条件下的潜在失效模式应予以考虑。,（）潜在失效模式,18,典型的失效模式可包括，但不限于： 变形 强度 硬度 粘结 氧化 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。,（）潜在失效模式,19,潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响，包括内外部顾客。典型失效后果：用顾客的感受来描述。典型的失效后果可能是但不限于以下情况： 噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外观不良 断裂 不稳定 工作减弱 裂纹 不符合法规,(11)潜在失效的后果,20,严重度是定义失效模式严重的影响后果的级别指数。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。打分法：级评价准则：见下表,(12）严重度（S）,21,推荐的散装材料DFMEA严重度评价准则,22,定义：指失效模式重要性等级(特殊特性或关键、主要、重要、重点） ，当顾客不要求时，由小组确定符号。特殊产品或过程特性符号及其使用服从于特定的公司规定。突出对高优先度的失效模式进行工程评定。要注意符号的一致性：DFMEA、PFMEA和控制计划，工艺文件，作业指导书，检验文件都要标注。,（13）等级,23,所谓失效的潜在起因是指设计薄弱部分的迹象，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/或失效机理。起因/机理应尽可能简明而全面的列出，以便有针对性地采取补救的努力。应用5个Why方法追问，找到根本原因。典型的失效起因可包括但不限于： 规定的材料不正确 设计寿命设想不足 应力过大,润滑能力不足 维护说明书不充分 算法不正确,(14）失效的潜在起因/机理,24,维护说明书不当 软件规范不当 加工规范不当 典型的失效机理包括但不限于： 屈服 化学氧化 疲劳 电移 材料不稳定性 蠕变 磨损 腐蚀,规定的磨擦材料不当 过热 规定的公差不当,(14）失效的潜在起因/机理,25,26,定义：指一个具体的失效原因，使失效发生的可能性大小的概率指数。通过设计更改或过程更改来预防或控制失效模式的起因/机理是可能导致发生率降低的唯一途径。评价方法：级 。评价准则：见下表。,(15）发生率（O）,27,推荐的散装材料DFMEA发生率评价准则,28,定义：指目前已经采用的防止失效模式发生的过程控制方法，防止不合格流入下序现行控制方法三种情况（引用现行控制方法的顺序）预防失效模式发生阻止失效原因发生或降低发生率例如采用有效的防错技术，自动定位，自动控制，自动限位，行程开关，SPC，连续监控查明失效原因，确定纠正措施例如初始过程能力分析，找出变差的特殊原因，因果图，排列图查明失效模式：最终检验100抽检 或者两类过程控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。,（）现行过程控制,29,探测度亦称检查水平。定义：用线性控制方法能检查出失效模式的可能性。评价指标：级。评价准则：见下表。,(17）探测度（D）,30,推荐的DFMEA探测度评价准则,31,定义：对设计风险的度量。RPNSOD1000RPN接受的一般原则：必须采取措施企业本身定是否采取措施可不采取措施顾客不要求时，由小组确定RPN值。当，必须采取措施，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。,（）风险顺序数RPN,32,定义：建议本工艺应采取的措施，其目的是降低S，O，D。一般措施原则：降低S：修改产品设计，如结构、材料；修改工艺方法。降低：修改过程设计，如工艺方法，工艺参数；修改控制方法。降低D：增加控制手段；加大控制力度。一般措施方法：防错技术监视过程，SPC，参数监控检验分析思路：重点放在预防缺陷发生，而不是缺陷探测。RPN高时，首先看现行控制方法是否充分，如果充分，应改变工艺参数或工艺方法以降低RPN；如果不充分，可以增加控制力度。,（）建议措施,33,20）建议措施的责任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。21）采取的措施 在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。 22）措施的结果 在确定了预防/纠正措施以后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步措施的话，重复该项分析。焦点应永远是持续改进。,制造和装配过程潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）,FMEA,35,PFMEA准备,建立PFMEA工作小组；收集必要的资料过程流程图特性矩阵图类似PFMEA的资料类似失效模式分析资料特殊过程特性明细表类似工序的工序能力指数Cpk准备PFMEA表格,36,PFMEA的标准表,功能,潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）,FMEA编号： 共 页，第 页编制人 ： FMEA日期（编制） （修订）,系统 子系统,产品类别 过程责任 年品种 关键日期 年核心小组 等,37,过程指工序，功能指工序的目的。如初炼、精炼、连铸、初轧、精轧等。列出所有工序，当顾客不要求时，只列特殊性工序和重点工序 。尽可能简单地说明或描述过程或工序的目的。（2）要求过程的要求应明确描述，有量化要求尽量填入。,（1）过程功能,38,定义：指工序可能发生的不能满足过程功能要求或不能满足设计意图的形式。在准备FMEA时，应假定所接收的材料是正确的。失效模式分类：规定工艺有缺陷，不能完成规定功能工艺参数不正确控制手段不适宜工艺方法不正确按工艺操作产生非预期功能如何分析失效模式“产品为什么被拒收”思考方法。典型的失效模式：用产品特性来描述 ，了解设计意图也是必要的。按照子系统、系统或过程特性，列出特定工序的每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。以对类似过程的比较和对顾客（最终使用者和后续工序）对类似产品的索赔研究为起点。潜在失效模式用规范化或技术术语来描述。,（3）潜在失效模式,39,指失效模式发生后对顾客的影响，包括内外部顾客。典型失效后果：用顾客的感受来描述。对外部顾客用产品的性能来描述，对下序用过程（工艺）性能来描述。 如达不到性能指标、损坏设备、危害操作者等；,（4）潜在失效后果,40,严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。打分法：级评价准则：见下表,(5）严重度（S）,41,PFMEA散装材料严重度的评价准则,42,定义：指失效模式重要性等级(特殊特性或关键、主要、重要、重点） ，当顾客不要求时，由小组确定符号。特殊产品或过程特性符号及其使用服从于特定的公司规定。突出对高优先度的失效模式进行工程评定。要注意符号的一致性：DFMEA、PFMEA和控制计划，工艺文件，作业指导书，检验文件都要标注。,（6）等级,43,所谓失效的潜在起因是指失效是怎样发生的，依据可以纠正或可以控制的原则予以描述。尽可能的列出可归结到每一失效模式的每一个潜在起因。起因对失效模式来说是唯一的，也就是说如果纠正该起因对该失效模式有直接影响，那么这部分FMEA考虑的过程就完成了。失效的许多起因往往并不是相互独立的，要纠正或控制一个起因，需要考虑诸如试验设计之类的方法，来明确哪些起因起主要作用，哪些起因最容易得到控制。典型的失效起因可包括但不限于： 测量不精确 热处理不当时间、温度 浇口/通风不足,(7）失效的潜在起因/机理,44,润滑不足或无润滑 零件漏装或错装 磨损的定位器 磨损的工装 定位器上有碎屑 损坏的工装 不正确的机器设置/不正确的程序编制应只列出具体的错误或故障情况（如操作者未安装密封件）；不应使用含糊不清的词语（如操作者错误、机器工作不正常）。,(7）失效的潜在起因/机理,45,46,定义：指一个具体的失效原因，使失效发生的可能性大小的评价指标。通过设计更改或过程更改来预防或控制失效模式的起因/机理是可能导致发生率降低的唯一途径。评价方法：级 。评价准则：见下表。,(8）发生率（O）,47,推荐的散装材料PFMEA发生率评价准则,48,推荐的带有 Ppk的PFMEA发生率评价准则,49,定义：指目前已经采用的防止失效模式发生（或预防要因发生）的过程控制方法，防止不合格流入下序现行控制方法三种情况（引用现行控制方法的顺序）阻止失效模式发生阻止失效原因发生例如采用有效的防错技术，自动定位，自动控制，自动限位，行程开关，SPC，连续监控查明失效原因，确定纠正措施例如初始过程能力分析，找出变差的特殊原因，因果图，排列图查明失效模式：最终检验100抽检 或者两类过程控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。,（9）现行过程控制-预防,（10）现行过程控制-探测,识别（探测）失效的要因发生或失效模式的发生，以指导采取及时的纠正和防范措施。典型的探测控制方法：,51,探测度亦称检查水平。定义：加工的零件离开工位前，用线性控制方法能检查出失效模式的可能性。评价指标：级。评价准则：见下二表。,(11）探测度（D）,52,推荐的PFMEA探测度评价准则,53,检验类别：A.防错 B. 量具 C.人工检验,推荐的散装材料PFMEA探测度评价准则,55,定义：对工艺设计风险的度量。RPNSOD1000RPN接受的一般原则：必须采取措施企业本身定是否采取措施可不采取措施顾客不要求时，由小组确定RPN值。当，必须采取措施。,（2）风险顺序数RPN,56,定义：建议本工艺应采取的措施，其目的是降低S，O，D。一般措施原则：降低S：修改产品设计，如结构、材料；修改工艺方法。降低：修改过程设计，如工艺方法，工艺参数；修改控制方法。降低D：增加控制手段；加大控制力度。一般措施方法：防错技术监视过程，SPC，参数监控检验分析思路 RPN高时，首先看现行控制方法是否充分，如果充分，应改变工艺参数或工艺方法以降低RPN；如果不充分，可以增加控制力度。,（3）建议措施,57,14）建议措施的责任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。15）采取的措施 在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。 16）措施的结果 在确定了预防/纠正措施以后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步措施的话，重复该项分析。焦点应永远是持续改进。,FMEA应用总结,1.评估FMEA易发生的问题 表头 -信息完整不应该有空白的栏目 -零件号和版本号 -小组成员过程步骤/功能/要求 -包括相关的规范要求和操作描述失效模式 -所有条件都被考虑 -与过程保持一致 -没有栏目“错位”，如：原因和影响后果被误认为失