FMEA培训教材精简版.ppt

PotentialFailureModeandEffectsAnalysisFMEA培训教材,FMEA,潜在失效模式及后果分析,什么是FMEA？,是一种识别产品或过程中的潜在失效，以便在失效影响到顾客之前采取纠正措施的分析工具。FMEA目的：1.帮助预防问题发生2.识别和分析风险3.确定关键特性和重要特性4.持续改进5.将全部过程形成文件注：FMEA都关注设计，无论是产品设计或者过程设计。,FMEA发展历史,最初是美国在六十年代中期航天工业的一项创新应用。70年代美国三大汽车公司通用、福特、克莱斯勒将FMEA纳入QS9000标准，成为美国汽车行业标准内容。80年代被美国军方确认为军方规范(MIL-STD-1629A)2003年ISO组织将FMEA纳入TS16949标准,成为国际汽车行业标准的内容。,FMEA的基本思想,“早知道就不会”早知道做好防震设计就不会造成大楼倒塌早知道改进电力输出设计就不会造成全台大停电早知道不滥砍滥伐就不会造成泥石流早知道做好桥梁维护就不会造成高屏大桥倒塌有些早知道是必需的！有些就不会是不允许发生的FMEA:预防风险而不是事后追悔及处理问题,应用FMEA的三种典型时机,新设计、新技术或新制程，这时的FMEA范围是完整的设计、技术、或制程。修改现有的设计或制程(FMEA已存在)修改设计、制程而导致的相互作用及风险。使用现有的设计或过程于新的环境、地点(FMEA已存在)，针对环境、地点对现有的设计、过程的影响及风险。,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。责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：a.对设计、过程及图样进行评审，以确保建议措施得到实施；b.确认更认更改已纳入到设计/装配/制造文件中；c.对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用及控制计划进行评审,初始FMEA,修正FMEA1,必須在产品加工图样完成前，工裝准備前以及試生產前,各項未考慮的失效模式發現以及討論,修正FMEA2,各項未考慮的失效模式發現以及討論,TIME,动态的FMEA文件,FMEA实施人员要求,虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师）。FMEA由责任单位的工程师开始启动，责任单位可能是原设备制造厂（OEM，即生产最终产品）、供方或分承包方。即使产品/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的，因为每个小组的环境是不同的，因而各自的评分必然是不同的（也就是说，评分是带有主观性的）。建议根据FMEA的质量目标（见附录A和附录B）对FMEA文件进行评审，包括管理评审。,FMEA的三种类别：系统FMEA-对产品研发，过程策划综合评估，通过系统、子系统不同层次展开，自上而下，逐级分析，更注重整体性、逻辑性。设计FMEA-对设计输出评估，识别和消除产品及每一重要部件的设计缺失。过程FMEA-对工艺流程的评估，识别和消除制造/服务过程中的每一环节，消除隐患。,D-FMEA与P-FMEA的区别,WhataretheFunctions,FeaturesorRequirements,Whatcangowrong?-Nofunction-Partial/OverDegradedFunction-UnintendedFunction,WhatAretheEffect(S)?,HowBadIsit,WhatAretheCause(s),HowoftenDoesitHappen,HowcanthisbePreventedandDetected?,HowgoodIsthismethodAtdetectingit,Whatcanbedone?-designchange-processchanges-specialcontrol-changestostandards,Procedures,orguides,更高一層系統,汽車製造商,使用者,都是FMEA所要考慮的對象但最主要的是針對使用者,本設計可能產生的失效模式,顾客的定义,集体的努力,在最初的设计潜在FMEA过程中，希望负责设计的工程师们能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些部门应包括(但不限于)：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的设计部门。FMEA可成为促进有关部门间充份交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。此外，任何(内部或外部的)供方设计项目应向有关负责的工程师进行咨询。,DFMEA执行时间,设计FMEA是一份动态文件。应在一个设计概念最终形成之时或之前开始。而且，在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时，不断地修改。在生产图样发行到工装之前基本上已经完成。(并最终在产品加工图样完成之前全部结束),设计FMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷，但的确要考虑制造装配过程中技术的体力的限制，例如必要的拔模(斜度)要求的表面处理装配空间工具可接近要求的钢材硬度过程能力性能设计FMEA同时应当考虑产品维修上的技术物理的限制以及回收，例如：工具的可得性诊断能力材料分类符号(为了回收),设计FMEA的开发,主管设计工程师拥有许多用于设计FMEA准备工作的文件。设计FMEA应从列出设计希望做什么及不希望做什么开始，如设计意图、顾客需求(正如由QFD之类活动所确定的一样)、车辆要求文件、已知产品的要求和制造装配服务回收要求都应结合起来。期待特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，采取纠正措施。,设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。这个框图也可指出信息、能量、力、流体等的流程。其目的在于明确对于框图的(输入)，框图中完成的过程(功能)，以及来自框图的(输出)。框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。用于FMEA的准备工作中这种框图的复制件应伴随FMEA过程。,开关开/关C,灯罩,A,灯泡总成,D,极板,E,电池,B,弹簧,F,2,1,4,5,5,4,3,目的,新产品设计开发初期,分析产品潜在失效模式与相关产生原因提出未来分析阶段注意事项,建立有效的品质控制计划,定义,失效:在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间。产品在工作范围内,导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。,设计FMEA,产品：橡胶油封失效模式：外围渗漏原因：材料之耐久性；效應：污染；目前之控制方法：加速壽命試驗。原因：材料之相容性；效應：污染；目前之控制方法：產品相容性研究原因：允容設定；效應：污染；目前之控制方法：最差的公差設定研究,设计FMEA分析方法,硬件法針對零件清單上的每一個零件，一次一個的逐個分析，直到整個產品分析完。功能法針對該產品之所有功能予以列表出來，然後逐個功能項目來加以分析。功能块法成組的零件組成次組成或子系統結合成功能块其對功能之影響性，影響性最大者將得到較多的注意和優先權。,可靠度块法將產品組合成可靠度块，然後依據其重要性來分析每一個區塊。由上而下法由最上層分析到最下層由下而上法由最下層分析到最上層,1.FMEA文件编号:填入FMEA文件编号,以便可以追踪使用2.系统、子系统或零件名称及编号:填入将被分析的系统、子系统或零件名称3.设计责任者:填入OEM部门和小组,也包括供货商名称(如果适用时)。4.FMEA编制人：填上名字，電話號碼和公司准備設計fmea責任的工程師。5.车型/年份：填入想要使用的或将受到设计影响分析/制造的车型年份6.关键日期：填入fmea的最终期限日期，它不可以超过计划生产设计发行日期。7.FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期和最新被修订日期8.核心小组:工程师以上干部,项目功能,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，包括该系统运行的环境(如说明温度、压力、湿度范围)。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有功能都单独列出。,潜在失效模式,所谓潜在失效模式是系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式。它可能引起更高一级子系统、系统的潜在失效，也可能是它低一级的零部件潜在失效的影响后果。对每一个特定项目及其功能，列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不是一定发生。可以将以往TGW(运行不良)的研究，问题报告以及小组的集思广益的评审做为出发点。只可能在特定的运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等)以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等)发生的潜在失效模式也应当考虑。,典型的失效模式可包括，但不限于：裂纹变形松动泄漏粘结氧化断裂不传输扭矩打滑（不能承受全部扭矩）无支撑（结构的）支撑不足（结构的）刚性啮合脱离太快信号不足信号间断无信号注：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。,潜在失效后果,潜在失效的后果，就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终顾客。,潜在失效效应,常见的失效效应包括:噪音、漏气、操作费力、电动窗不作用、煞车不灵、跳动、乱档、冷却不够、车辆性能退化,产生臭气,外观不良、不稳定、粗糙等。,如果影响了安全或违反了政府法规，就应如实讲清。,严重度S,严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度评价等级。要减少失效严重度级别，只能通过设计变更来实现。严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系。严重度分为110级。对那些超出小组成员经验和知识的评级，（如当顾客是组装厂或最终用户时），应向设计FMEA人员、设计工程师和顾客咨询。当为内部顾客时，小组应听取下游作业员的意见。严重度大于8时，必须提出改善措施。,严重度,等级,用于区分产品特性的重要程度，与严重度打分相关。（例如：安全性/关键、重要）,潜在失效原因/机理,-指设计薄弱或设计缺陷的迹象。起因/机理设计FMEA小组应基于两个假设考虑失效原因：失效模式由设计缺陷造成，零件的制造和装配在工程规范之内：失效模式由制造装配的缺陷所引起，但这种制造和装配错误是由于设计缺陷造成的。即设计缺陷可造成组装过程的失误,潜在失效原因/机理,典型的失效原因,规定的材料不正确设计寿命估计不足压力过大润滑能力不足维修保养说明不适当/错误演算法不适当软件规范错误表面加工规范错误流程规范错误规定的摩擦材料不当过热规定的公差不当,典型的失效机理,屈服疲劳材料不稳定蠕变磨损腐蚀化学性氧化电位移,频度,频度:是指某一特定失效起因或机理出现在设计生命周期中的可能性。通过设计变更或设计过程变更(例如设计检查表、设计评审、设计指导等)是唯一能降低发生度的影响。潜在失效起因机理出现频度的评估110级，在确定这个估计值时，需要考虑下列问题：,频度,现行设计管制,有二种型式的设计控制要考虑预防：预防失效的原因机制或预防失效模式的发生，或降低它们发生的概率。检测：检测失效的原因机制或失效模式，不管是用分析或物理的方法，在这个项目放行到生产之前。如有可能应尽量先使用预防控制，一开始发生度分数将会受到预防控制提供和整合到设计程度的影响。初始不易探测度的分数将依据设计控制中检测失效模式的原因机制或失效模式来决定。,探测度D,探测度是指现有的设计/过程控制方式发现失效模式的难易程度。探测度是一个相对的分数。为了得到一个较低的分数，通常规划的设计控制(例如：确认或验证活动)必须改进。,建议的评分标准设计小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别产品分析做了修改也应一致)。在设计开发过程中尽可能愈早有检测手段是最好的。备注：在决定不易探测度分数后，设计小组应回顾发生度分数以确认发生度的分数依然合适。不易探测的分数应使用下表做为指导。分数值为“1”应考虑为“几乎确定”。,难检度,风险顺序数,风险顺序数是严重度数(S)、频度数(O)和探测数(D)的乘积，见公式。RPN=(S)(O)(D)风险顺序数作为(S)(O)(D)的积，是对设计风险性的度量。风险顺序数应当用于对设计中那些担心事项进行排序(如用柏拉图)。RPN取值在11000之间。,1.当RPN大于100时，必须采取措施降低。（依据公司的定义）2.当严重度大于8时，必须采取措施降低。3.当上述1.和2.不满足时，选取RPN前四位采取措施进行降低。,建议措施,对RPN和S高分值的，应考虑采取措施；通过改进设计，改善严重度。建议措施的目的在于降低频度、严重度或探测度。建议措施,一般说来，一个建议措施应当针对一个失效原因。在措施不确定时，应当通过试验设计对小组人员提出的各种措施作系统性试验。应对每个失效模式作研究，并针对原因提出建议性措施，以降低RPN数。提出建议措施是一个创造性过程。小组人员应当不加约束地考虑各种建设性措施。任何措施都应当验证，以确定正确性和有效性,措施的确定,责任和完成日期（22）确定责任部门和个人，确定完成日期采取的措施（23）简述措施和生效日期纠正后的RPN（24-27）重新计算纠正措施执行后的风险顺序数，并进行评估。（如：严重度、频度和探测度）。,PFMEA-过程失效模式及后果分析,失效模式,人,機,料,法,環,測量,失效效應,FMEA模式,一般是發生在產品上,一般是指對下工程或最終顧客的影響,目的,对失效的产品进行分析,找出零件组件之失效模式,鉴定出它的失效原因,研究该项失效模式对系统会产生甚么影响。失效分析在于找出零组件或系统的潜在弱点,提供设计、制造、品保等单位采取可行之对策。,简介,过程潜在FMEA是由“负责制造工程师小组”采用的一种分析技术，用来在最大范围内保证已充份的考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的起因机理。FMEA以其最严密的形式总结了工程师小组进行工艺过程设计时的设计思想(包括对一些对像的分析，根据经验和过去担心的问题，它们可能发生失效)。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造计划过程中正常经历的思维过程，并使之规范化。,設計思想,擔心問題,過去經驗,顧客反應,可能的失效模式,解決方案,群策群力智慧發光,过程潜在FMEA任务,识别过程功能和要求确定与产品相关的过程潜在失效模式评价失效对顾客的潜在影响确定潜在制造或装配过程失效的起因，确定减少失效发生或找出失效条件的过程控制变量编制潜在失效模式分级表，然后建立考虑预防措施的优选体系将制造或装配过程的结果编制成文件,范围,新产品工艺流程设计时。新产品工装准备前。新产品试产前。新产品客户抱怨时。工艺变更时。,顾客的定义,过程潜在FMEA中“顾客”的定义，一般是指“最终使用者”，但也可以是后续的或下一制造或装配工序，以及服务工作，或政府法规。当全面实施FMEA时，要求在所有新的部件过程，更改过的部件过程及应用或环境有变化的原有部件过程进行过程FMEA。过程FMEA由负责过程工程部门的一位工程师来组织制定。,下工程,經銷商,使用者,都是FMEA所要考慮的對象但最主要的是針對使用者,本過程可能產生的失效模式,顾客的定义,集体的努力,在最初的潜在PFMEA中，希望负责过程的工程师能够直接地、主动地联系所有相关部门的代表。这些部门包括但不限于：设计、装配、制造、材料、质量、服务、供方以及负责下道装配的部门。FMEA应成为促进不同部门之间充份交换意见的催化剂，从而提高集体的工作水平。除非责任工程师对FMEA和团队促进是有经验的，否则有一位有经验的FMEA促进者来支持这个团队是有帮助的。,群策群力的计划FMEA,以过程工程师为主导集合相关的人员生产工程质管采购设备等人员共同将可能发生的问题挖掘出来。,过程FMEA是一份动态文件，必须在生产工装准备之前，在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑以单个零件到总成的所有制造工序。在新车型或零件项的制造计划阶段，对新工艺或修订过的工艺进行早期评审和分析能够促进预测、解决或监控潜在的过程问题。,初始FMEA,修正FMEA1,必須在工裝准備前以及試生產前,各項未考慮的失效模式發現以及討論,修正FMEA2,各項未考慮的失效模式發現以及討論,TIME,動態的FMEA文件,过程FMEA假定所设计的产品会满足设计要求，潜在失效模式可能会因设计弱点而包括在过程FMEA中，它们的影响及避免措施由设计FMEA来解决。因设计缺陷所产生失效模式不包含在过程FMEA中。,过程FMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷的，但它要考虑与计划的制造或装配过程有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保障产品能满足顾客的要求和期望。,顧客,设计,生产,出货,不設計不良品,不生產不良品,不流出不良品,FMEA也有助于新机器或设备的开发。其方法是一样的，只是应将所设计的机器或设备当作一种产品来考虑。在确定了潜在的失效模式之后，就可以着手采取预防措施消除潜在失效模或不断减小它们发生的可能性。,过程FMEA的开发,过程FMEA应从整个过程中的流程图风险评定开始。流程图应确定与每个过程有关的产品过程特性参数。如果可能的话，还应根据相应的设计FMEA确定某产品影响的内容。用于FMEA准备工作中的流程风险评定图的复制件应伴随FMEA过程。为了能促进潜在失效模式的分析，过程fmea的格式如附件。,WhataretheFunctions,FeaturesorRequirements,Whatcangowrong?-Nofunction-Partial/OverDegradedFunction-UnintendedFunction,WhatAretheEffect(S)?,HowBadIsit,WhatAretheCause(s),HowoftenDoesitHappen,HowcanthisbePreventedandDetected?,HowgoodIsthismethodAtdetectingit,Whatcanbedone?-designchange-processchanges-specialcontrol-changestostandards,Procedures,orguides,過程風險評定表,素材,要先建立过程流程图，以了解基本的流程，应尽量细化，而且包含所有站别。建立失效模式过程矩阵对照表，可收集以往之客户抱怨、让步、不合格、检验报告等来做汇总。过程风险评定表，是分解每一过程站之每一个动作，了解每一个动作可能带来之失效模式。,顧客抱怨,让步接受,廠內不合格,自失效模式分析原因,自操作分析可能的失效模式,利用上述二个动作来决定所有可能之失效模式，有重复的可只取一个即可，并加以解决。失效模式，不可太模糊，要有能有效的找到是那一个过程造成的。,定义,在失效分析中,首先要明确产品的失效是甚么,否则产品的数据分析和可靠度评估结果将不一样,一般而言,失效是指:在规定条件下,产品(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间。产品在工作范围内,导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象。,过程功能/要求,简单描述被分析的过程或工序(如车、钻、攻丝、焊接、装配)。,潜在失效模式,所谓失效模式是指制程可能发生的不符合过程要求或设计意图的形式。是对某具体工序不符合要求的描述。它可能是引起下一道工序的潜在失效的起因或是来自上一道操作的潜在失效模式的效应。但是在FMEA准备中，应假设提供的零件材料是合格的，除非FMEA小组确认在历史资料中进来的零件质量有差异。根据零件、子系统，系统或过程特性，对应特定的工序，列出每一个潜在的失效模式。前提是假设这种失效可能发生，但不一定非得发生。过程工程师小组应能提出并回答下列问题：,制程或零组件为何不符合规格?假设不考虑工程规格,顾客(最终使用者、下工程或服务)会提出什么异议?在此建议把相似的过程比较和顾客(最终用户和后续工序)对类似零件索赔情况的研究作为出发。此外，对设计目的了解也很必要。典型的失效模式可能是但不仅仅限于下列情况：弯曲、毛刺、破碎、变形、脏污、安装调试不当、接地、开路、短路、工具磨损、不正确的安装、灰尘。备注：潜在失效模式应描述“物理”或技术项目，而不是客户通知的症兆。,失效模式：儘可能的思考，在這台汽車上會出現哪些的故障呢？沒有剎車、空調不冷、照明不亮等等。,潜在失效效应,潜在失效后果是指失效模式对顾客的影响。从这个角度讲，顾客可以是:下一道工序、后续工序、经销商、或车辆所有人。当评价潜在失效后果时，这些因素都必须考虑。应根据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果。对最终使用者来说失效的后果应一律用产品或系统的性能来描述，例如：,潜在失效效应,噪音、工作不正常、牵引阻力、不规律的动作、不能操作的、不稳定的、通风不良、外观不良、粗糙不平的、过度的费力要求,令人不舒服的气味、操作性减弱、车辆控制受损、顾客不满意。如果顾客是下道工序或后续工序工位,失效效应经常被指为:无法紧固、无法钻孔、无法表面加工、不能焊牢、不能上胶、不能塑封、排向困难、引直困难、影响产品性能、损坏设备等、导致工装的过度磨损、伤害操作员。,失效效應：儘可能的思考，在這台汽車上會出現那些的故障呢？這些的故障對顧客有什麼的影響,严重度,严重度是相应于所给定失效模式的最严重后果的分数，严重度对每一个FMEA都是相对分数。降低严重度分数只能透过对系统、子系统、零件或过程的设计变更。如果受失效模式影响的是顾客的装配厂或产品使用者，严重度的评价可能超出了本过程工程师小组的经验或知识范围。在这种情况下，应与设计FMEA、设计工程师和或后续制造或装配厂的过程工程师进行协商、讨论。,严重度,建议的评分标准：过程设计组对评价准则和分级规则应意见一致，即使因为个别过程的分析做了修改也应一致。注：建议不要对评分为9,10分的评分标准进行修改，失效模式的严重度为1分的不需要再作进一步的分析。,严重度,等级,本栏目是用来对需要附加过程控制的零部件、子系统或系统的一些特殊过程特性进行分级的(如关键、主要、重要、重点等)。这个字段也可用来突出工程评估高优先度的失效模式。如果在过程FMEA中确定了某一分级，应通知设计主管工程师，因为它可能会影响有关确定控件项目标识的工程文件。特殊产品或过程特性符号以及它们的使用直接依公司的规定政策在本书中不予以标准化。,潜在失效起因机理,潜在失效起因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起因。如果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的影响，那么FMEA考虑过程就完成了。但是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之类的方法，来明确那些根本起因起主要作用，那些起因容易得到控制，应描述这些起因，以便针对那些相关的因素采取纠正措施。,失效模式,A原因,B原因,C原因,D原因,潜在失效原因/机理,在尽可能的范围理,列出所有能想象得到的失效原因，以下是一些典型的起因:不当的钮力：超过或小于。不适当的焊接：电流、时间、压力。不精确的量具。不当的热处理：时间、温度。不当的或则没有润滑不适当的上胶。机器设定不当。机器程序不对。润滑不当或没有润滑零件漏装或错装,潜在失效原因/机理,列