失效模式及其影响分析.ppt

FAILUREMODEandEFFECTSANALYSIS失效模式及其影响分析,1INTRODUCTIONTOFMEA,Car2:NoMajorBreakdowns非主要的破损Fewfailures很少失效,Car1:FrequentBreakdowns频繁地破损Manyminorcomponentsfailures许多的小部件失效,Areliabilityprogram?Whynecessary?一个可靠性的计划？为什么必须？,Theeffectofatoolatediscoveredfailure失效发现得太迟的后果,CustomerSatisfaction顾客满意,Customersatisfactionmeans:Neverhavingtosayyouresorry!顾客满意意味着：决不要说对不起！,质量工程工具,工具应用1设计评审设计质量保证2七种QC工具数据分析/问题求解3新七种QC工具业务过程管理,QFP4统计过程控制(SPC)进行改进5实验设计(DOE)质量突破6质量功能推展(QFD)满足客户的要求7失效模式及其影响分析确保安全的设计与工艺过程,WhatisaFMEA?,Astructured,disciplinedprocesstosystematicallyandcomprehensively,identifyanddocumentpotentialproblemsandweaknessesinadesignorprocesssothatdesignchangescanbemadeorothercorrectiveactionstakentopreventactualoccurrenceoffailure,一个结构化和专业化的过程，它能系统和综合地找出并记录在设计和工艺过程中潜在的问题和缺点并由此作出设计改变或采取其它的改正措施以防止失效的实际发生,FMEA对工艺过程及设计改变的影响,设计开始,开发,生产放行,生产,时间,工程改变的数量,传统方法,FMEA方法,FMEA的类型,类型别称说明产品FMEA设计FMEA*侧重于产品自身,评估系统,D-FMEA部件及元素工艺FMEA生产FMEA*侧重于制造工艺过程,评估P-FMEA工艺过程的每一步应用FMEA下游的客户*侧重于客户的工艺过程制造FMEA*主要倾向于你的产品与客户的工艺过程的兼容性服务FMEA*侧重于领域服务*关心可靠性,产品应用,可维护性,FMEA的目的,失效模式及其影响分析(FMEA)是用来提高产品的可靠性(考虑使用,环境,寿命等等.)(所采购的)零件的质量(包括零件隐藏的功能)产品的可再现性(减少组装中的产品质量下降和维修)生产工艺过程的可再现性(加工,运输等等)集中关注于技术问题将成熟栅格图与风险管理相联系!,风险的类型,市场风险在合适的时间推出适合的产品技术风险达到产品的规格质量,可再现性项目风险项目的组织,团队方面,资源,市场风险,技术风险,项目风险,计划,产品规格,技能,能力,FMEA的使用,A.可靠性工程-可靠性的提高.B.可再现性的分析-制造过程中较少的检修与废品.-关键时刻的质量改进.C.生产工艺的分析-较少的检修与废品.-工艺过程控制点的确定.-工艺过程的交付.A与B处在发展阶段.C处在工作准备阶段.,100:1,10:1,1:1,产品设计,工艺过程设计,生产,改进产品,回报,低显现率/效益,高显现率/效益,时间,500:1,概念设计,质量杠杆,用FMEA法研究可靠性,前提:产品能执行其正常功能问题:使用时间和环境对每个部件的影响是什么可能性:a.磨损,b.生锈,c.材料失效,d.弄脏,e.因加载而变形(蠕变)f.老化,g.工艺过程的失效.对产品功能的影响是什么?,用FMEA法进行可再现性分析,前提:测试工具:例如FOR/ppm行动:将行动作为工艺过程质量控制(P.Q.C.)的结果分析:集中关注于在生产工艺过程中造成的并已被注意到的失效,2PROCESSFMEA,应用于生产工艺过程中的FMEA,分析的主题:-流程图及生产工艺过程的概貌集中关注:-操作员的作业-错误(偏差)的材料-工艺过程-设备-运输-储存,RPN2=SO2D2,控制,原因1,RPNn=SOnDn,控制,原因1,工艺FMEA的开发:概述,工艺步骤,目的,RPN1=SO1D1,控制,原因1,失效模式,后果,严重性,S,发生,On,检测,Dn,工艺FMEA的步骤,5个步骤:建立工艺流程分析该工艺过程建立每一个操作的目的以及可能的失效模式确定该工艺中的弱点确立所应采取的行动和责任,步骤1-建立工艺流程,考虑:制造的规程系统结构:-制造策略(手动/自动,等)-技术,工艺过程及设备-生产线和厂房布置-供应商,运输,物流系统操作,控制和维修系统环境条件测试及质量控制将组装工艺过程变为一张:工艺流程图,工艺流程图(举例),安装零件,处理工艺,粘结零件,调整工艺,测试,安装组件,处理工艺,安装零件,测试,工位1,工位2,工位3,工位4,工艺流程图(举例),设备,光笔载具,光笔载具,按压工具,光笔载具,安装夹具,电动螺丝起子,攻螺纹器,LDGU切割/,镶嵌机器,光笔载具,焊接设备,栅格安装调节,机,粘结机和,切割设备,安装驱动元件并,安装弹簧夹,安装并紧固柔,性组件,剪掉LDGU引线,并将LDGU装入,光笔外壳内,将驱动元件和LDGU,焊到柔性组件上,将LDGU围上栅格并加以粘结,安装支架和电线,弹簧,组装工艺过程,FailureModeandEffectAnalysisChart,步骤2-工艺分析,审核:该工艺/操作的目的是如何通过设计者/工程师来实现的.工作条件是什么*静态的*动态的,步骤3-建立每一步操作的目的和可能的失效模式,改工艺步骤的目的是什么?有哪些可能的偏差?(失效模式)偏差对可再现性的影响是什么?(后果)偏差的原因是什么?(原因),材料,人,工艺过程,工艺原因-结果调查,产品的功能,产品的功能,产品的功能,潜在的原因,潜在的失效,潜在的后果,潜在的失效模式,失效意味着发生下列一种或几种情况-不能执行/产生功能-不能满足设计意图-不能满足客户的期望-发生令人讨厌的事，例如投影机发出噪音-出现应用问题,例如错误的应用失效可能出现,但不是必然发生可用“实际的”或技术的术语,而不是以客户所认可的症状来描述采用集体的献计献策来确保其充实完整,例如:腐蚀的有裂纹的变形的氧化的泄漏的断裂的畸形的压扁的不粘的污染的,FailureModeandEffectAnalysisChart,后果(工艺FMEA),每一种失效模式可能对下列某些或所有对象产生令人讨厌的副作用1.终端用户(产品)2.下游的工艺过程(下一道操作)3.局部的工艺过程以上的所有三种影响在任何的工艺FMEA中应该予以考虑,严重性(工艺-FMEA),等级程度对终端用户对下游/局部工艺过程的影响的影响1微小*不被注意到*无后果2低*很少被注意到*无影响/有限的后果3*对两者影响有限4中等*客户不满意*可能需要返工5*降低性能*可能需要计划外的返工6*性能损坏*可能损坏设备7高*客户不满意*可能造成严重的破坏8*失去子系统功能*可能需要较多的返工可能危害机器/操作工9很高*出现安全问题*生产线停工10*违背政府的有关*生产人员的安全受威胁条规,严重性是指对所产生后果的严重程度的评估,FailureModeandEffectAnalysisChart,失效的潜在原因,按照对某些可修正的或可控制的东西的描述,失效模式可能会怎样发生采用集体的献计献策或故障树分析(FTA),列出每一种可以了解的，归因于每一种失效模式的失效原因原因应该是具体的,象“操作员失误”或“机器问题”之类是不十分明确的原因的例子原因可以或不可以互相不可兼容-假如根除一个原因会对失效模式产生直接的影响,那么这个原因被称为是对应于该失效模式的不可兼容的原因-当原因之间互相不可兼容,实验设计可以用来找出根本原因(较小贡献者)或那些可以被容易控制的原因,故障树举例,出现率(P-FMEA),等级程度基于SPC基于失效率1细微的CpK1.671.3350ppm3低CpK1.00250ppm41000ppm5中等CpK严重性x发生x检测=RPN=SxOxD1需要采取纠正行动但也有例外;,SxOxD,RPN125,SOD描述行动?1011失效不可能触及使用者1101频繁的很小，可检测的失效1110使用者偶尔会遇到很小的故障10101严重而且频繁的失效11010使用者频繁地遇到很小的故障10110使用者遇到严重的故障101010出麻烦了!,步骤5-产生行动并负起职责,1.亟待改进的方面:-改变设计-使用寿命试验-与供应商接洽-在生产工艺过程中建立控制点等等2.谁负责3.何时完成,RPN可以接受?,纠正的行动,做,新的RPN1,可以接受?,结束,Yes,No,No,Yes,RPN可以接受?,纠正的行动,做,新的RPNn,可以接受?,结束,Yes,No,No,Yes,纠正行动的选择,不可能有效的推荐的选择*增加检查*Poka-yoke(有安全装置的)*额外的测试*工艺的改变*额外的校核*设计的改变*重新培训操作员*自动化*重写SOP*计算机化*采用机器人,纠正行动优先权的体系,任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失效的严重性，失效的发生,失效的检测或以上全部三项来提高RPN的等级.重点应以预防为主,也就是说减少失效的发生.如果预防没有可能，那么应采用下列的优先权体系:1.预防或排除潜在的原因2.检测,尽早在产品的使用寿命周期内进行:最佳在设计阶段次佳在大规模生产之前其次在装运之前作为最后的手段在现场,但在灾难性的失效之前3.减小影响,也即减低失效的严重性通常,减低上述三项中的任何一项-O,S,D-需要对工艺和/或设计进行改变/改进,FMEA,是不是*结构化的*一个供展览的样品*系统化的*一个数字游戏*严密的*一个猜想游戏*综合的*一项文件编制的练习*科学的*一项自我安慰的训练*一门学科.*预防性的.*针对客户的.*一个团队的努力.*一项具交叉功能的训练.*一份生动的文件.*一个连续的工艺过程*一项单件的生产的训练,RealLifeFMEAExercise,3PRODUCTD-FMEA,工艺FMEA与产品D-FMEA,*P-FMEA(工艺FMEA)虽不依赖于产品设计的改变来克服工艺的缺点,但它得考虑某产品的设计特点*D-FMEA(产品FMEA)虽不依赖于工艺过程的控制来克服设计的缺点,但它得考虑制造工艺过程中的技术/实际局限性(即工艺产能).,工艺FMEA与产品D-FMEA,*因此诸如“操作员没有正确地嵌装好电阻”和“供应商运载了错误的零件”的原因在D-FMEA中可以不考虑,但如果存在着与设计有关的因素影响电阻的嵌装或导致运输/装运的问题,那么这些因素必须加以考虑.,设计FMEA,一个D-FMEA始于一张功能模块图或材料清单设计FMEA能采用下列两种方法中的一种:1.元件自底向上法这种方法只有当某一设计已经存在时才可能采用.它用来调整设计中的每一个元件。,设计FMEA,2.功能模块法(从上向下的)这种方法有助于设计者选择优化的子系统或组件.它在设计决定的过程中发挥着作用对于大且复杂的系统，有选择的功能模块法可以被采用在功能模块图的每个水平上选择对FMEA最敏感的子系统的组件,产品的功能,考虑:产品规格系统结构:-不同的元素及其特点,性能职责及功用-元素间的联系系统操作，控制及维修系统的环境条件使用者的方式功能，子系统和部件的建立:=功能树,产品的功能树,产品的基本功能,功能A,功能B,功能C,功能D,功能Aa,功能Ab,功能Ca,功能Cb,功能Aba,功能Abc,功能Caa,功能Cab,功能Cac,影响(D-FMEA),必须考虑影响的三个层次:1.终端用户的影响2.下一个较高层次的影响3.局部影响以下例子将有助于区分三种类型的影响:,阀,引擎系统,动力系统,轿车,被评估下一个较终端用户的零件高的层次,影响描述举例说明终端用户影响轿车性能的影响;有噪声的;客户所观测到和/或经历的颠簸的;不能在高速下运行下一个较高层次的影响对引擎的影响过热;振动局部影响对阀本身的影响损坏,材料,使用,产品,产品原因-结果的调查,产品的功能,产品的功能,产品的功能,失效的严重性(D-FMEA),等级程度影响1微小*对产品性能无明显的影响*使用者可能不会注意到失效3低*客户能注意到性能有的轻微的损害*导致客户稍微有些烦恼5中等*导致一些客户不满意*客户能注意到产品性能降低*性能逐渐的变坏7高*较高程度的客户不满意*子系统的功能失效,例如引擎损坏10很高*有安全的问题*与政府的条规不符,失效的发生(D-FMEA),等级描述失效的概率设计寿命失效率1细微的不可能失效1ppm3低相对极少的失效250ppm1000ppm5中等偶尔失效2500ppm1in80(1.25%)7高反复多次失效1in40(2.5%01in20(5.0%)10很高失效几乎不可避免1in8(12.5%)1in2(50.0%),检测,方法描述应用时间表在产品寿命周期里从设计起D-FMEA到出现现场失效的最早阶段在哪里?固定闸在产品寿命周期里的任何一P-FMEA门点(闸门)处的检测概率是多少?,检测(D-FMEA),时间表法等级检测的概率1在生产开始前检测到3在最后交付前很可能检测到4在交付后但在大规模生产前可检测到的5在装运前可检测到的7将在现场失效发生前检测到10直到在现场失效发生时才能检测到,检测(D-FMEA),固定闸门法等级检测的概率1在设计估算前可被检测3在设计估算时很可能被检测5在设计估算时有可能被检测7在设计估算时不太可能被检测10直到失效在现场发生时才能被检测到,4FMEA的组织方面,FMEA的组织方面,总体要点参与者准备汇报,FMEA是一种开发的功能和义务FMEA过程的时间不应长于半天在一次FMEA会议开始时开发人员应给予解释产品FMEA应侧重于:-可靠性(能正常发挥的功能)-可再现性工艺FMEA应侧重于:-工艺流程-操作员的操作-材料的偏差-运输-储存,总体要点,FMEA:重要的成功因素,*诚实*积极*严密周到*注重细节*贯彻始终*任用合适人员*“安全至上”*基于事实的管理-将猜测和估计的成分降至最低-最大限度地使用数据和量化方法,参与者,参与者应该直接介入参与者的人数应该受到限制参与者应该来自几个部门:-开发-工程-生产-工艺-质量-专家(假如必要的话),-服务,D-FMEA的准备,在与会议主席的密切合作下，准备工作应该由设计人员来承担图纸及足够的模型应该是现有的应该分发一个模型允许偏差限度的计算和等高线图应该是现有的产品FMEA的特殊准备:-设计应被拆成元素-这些元素的优先环境-从现存的产品中应该可以得到下列数据:.销售前的数据.要求服务电话率的图表.产品质量