FMEA讲义典型案例运用

1、2021/3/231 课程内容课程内容 一、一、FMEAFMEA背景背景 二、二、FMEAFMEA基本知识基本知识 三、三、FMEAFMEA实施过程实施过程 四、案例四、案例 2021/3/232 故障故障(失效失效)的概念的概念 q产品在规定条件下产品在规定条件下, (环境、操作、时间环境、操作、时间)不能完成既定功不能完成既定功 能。（事例）能。（事例） q在规定条件下在规定条件下, 产品参数值不能维持在规定的上下限之产品参数值不能维持在规定的上下限之 间（事例）间（事例） q产品在工作范围内产品在工作范围内, 导致零组件的破裂、断裂、卡死、导致零组件的破裂、断裂、卡死、 损坏现象损坏现象

2、(短路、开路、过度损耗等短路、开路、过度损耗等)（事例）（事例） 故障（或失效）模式 FMEA背景背景 2021/3/233 失效分析失效分析 n失效分析就是分析、寻找系及其组成部分的失效原因失效分析就是分析、寻找系及其组成部分的失效原因(失失 效机理、故障机理、诱发失效的因素等效机理、故障机理、诱发失效的因素等),从而提出补救和从而提出补救和 预防、纠正措施预防、纠正措施 FMEA背景背景 2021/3/234 常用失效分析方法常用失效分析方法 q仪器设备测试法（因果图法、直方图法、主次图法） q FMEA q FTA:通过对可能造成系统（或过程）故障的各种因素进行分析,画出逻辑图 （即故障

3、树）,确定系统故障原因的各种可能组合方式，计算系统（或过程） 故障概率，采取相应的纠正措施，以提高系统（或过程）可靠性的一种设计 分析方法。 q事件树分析（ETA），是一种逻辑演绎方法，它在给定的一个初因事件的前 提下，分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而可以评价系统 的可靠性与安全性 qFMEA、FTA是常被用到的重要的失效分析方法,应用也相当广泛。特别是 FMEA，已成为美国航天、国际汽车等行业的强制使用的分析方法。 故障模式分析 FMEA背景背景 2021/3/235 何何谓谓 FMEA (Failure Mode q70年代年代:海海军军制定了制定了FMEA标标准准, 19

4、76年，美年，美国国国国防部采防部采纳纳了了FMEA标标准准; q80年代年代:汽汽车车工工业业和微和微电电子工子工业应业应用用FMEA q90年代：年代：ISO9000推荐采用推荐采用FMEA; 1994，FMEA成成为为QS-9000认证认证要求。要求。21世世纪纪:? q军军工工产业产业，宇宙，宇宙开发领开发领域域 q可靠性、安全性评价可靠性、安全性评价工具工具 q 1970年代初年代初 日本科學技術盟日本科學技術盟 q NASDA (日本宇宙開發事業團日本宇宙開發事業團) 引进引进 q 在民用产业迅速普及在民用产业迅速普及 - 宇宙航空、汽车、电气宇宙航空、汽车、电气电子、机械、软件等

5、所有产业领域电子、机械、软件等所有产业领域 FMEA 的起源与发展的起源与发展 FMEA 的起源与发展的起源与发展(美国美国) FMEA的起源与发展的起源与发展 (日本日本) FMEA背景背景 2021/3/2311 $1 $10 $100 $1000 $10000 $100000 $1000000 $10000000 概念阶段计划阶段 设计阶段验证阶段 生产制 造 市场召回故障及事 故的赔偿 公司形象 损失 变更(修定)费用 变更处理费用的变更处理费用的10倍法则倍法则 事后处理的费用法则事后处理的费用法则 FMEA背景背景 2021/3/2312 开发阶段的问题点开发阶段的问题点 质量问题

6、的发生要因质量问题的发生要因 q 在整体质量问题发生的内容中在整体质量问题发生的内容中,其根本原因为设计时没有充分考虑顾客与制造环境的质量其根本原因为设计时没有充分考虑顾客与制造环境的质量 问题发生最多。问题发生最多。 质量问题发生分类质量问题发生分类问题发生要因问题发生要因对应方案对应方案 48% 31% 21% 设计上没有充分把握顾客的 要求事项 设计上没有考虑制造能力 开发质量保证的技能不足 与 执行能力微弱 设计要因设计要因 制造要因制造要因 外包质量外包质量 q 开发阶段中的源流性 质量确保 (源流管理) 顾客要求的明确化 规格/设计的 优化 开发业务的效率化 资料 : 1996年

7、日本的 某 汽车企业分析资料 FMEA背景背景 2021/3/2313 从从 被动（后发管理）到主动被动（后发管理）到主动(先期管理先期管理)的转变的转变 采用客户至上的原则,致力于计划中 的事前准备,将问题防止于未然，以图顺畅 生产的高效模型。 经济性经济性( (大大) ) 质量成本质量成本 小小 先期对应管理先期对应管理 - - 防患于未然防患于未然. .。 - - 真正的原因管理。真正的原因管理。 - - FMEA - FEED FORWARD(PREACTION) 按照被称作高度成长期遗留物的落后 对应型,树立计划并实施,事后处理已发生 的问题，是高损失成本的模型。 LOSS COST

8、(LOSS COST(大大) ) 质量成本质量成本 大大 落后对应管理落后对应管理 - - 事后管理事后管理 - - 现象管理现象管理 - - QC 7 7种工具种工具 - - FEED BACK 评价成本评价成本 大大 失败成本失败成本 大大 预防成本预防成本 小小 评价成本评价成本 小小 失败成本失败成本 小小 预防成本预防成本 大大 事后解决问题型开发事后解决问题型开发 被动的被动的 QA 防止再发生防止再发生 假设先行型开发假设先行型开发 主动的主动的 QA 防患于未然防患于未然 现有方式现有方式改进方向改进方向 FMEA背景背景 2021/3/2314 q 防止再发生防止再发生 防患

9、于未然防患于未然事故的转变事故的转变 q 随系统的高度化、负责华而产生的事前解析的重要性增大随系统的高度化、负责华而产生的事前解析的重要性增大 q 随开发时间的短缩而发生的问题最小化随开发时间的短缩而发生的问题最小化 q PL(Product Liability)法的法的 有效地对应有效地对应 FMEA 的引进背景与实施目的的引进背景与实施目的 FMEA 的引进背景的引进背景 q 提前防止故障发生提前防止故障发生. . 防止丧失解决故障的机会防止丧失解决故障的机会. . 防止发生问题的巨额解决费用防止发生问题的巨额解决费用. . q 早期确保开发产品的质量早期确保开发产品的质量 与可靠性与可靠

10、性. . q 试验评价效率化试验评价效率化. . q 技术上的技术上的 Know-how Know-how 积累和知识再运用积累和知识再运用. . q 推进开发相关各部门间的写作推进开发相关各部门间的写作. . FMEA 的实施目的的实施目的 FMEA背景背景 2021/3/2315 q 设计技术的一部分设计技术的一部分 q DR (Design Review) 的的 TOOL q 技术技术 Know-how 的积累手段的积累手段 q 工程工程 FMEA, 设备设备 FMEA 开发开发 与与 活用活用 q 有效活用企业有效活用企业 汽车汽车: 丰田汽车与其系列公司丰田汽车与其系列公司 电气电气

11、电子电子: 松下电子与其系列公司松下电子与其系列公司 q 实施方法实施方法 : 1980年年 以后日本的影响以后日本的影响 q 设计设计/开发阶段的基本步骤开发阶段的基本步骤 q 3大汽车公司的质量体系要求事项大汽车公司的质量体系要求事项 QS-9000 规格规格,TS16949 对零部件开发企业的事实与其结果提交对零部件开发企业的事实与其结果提交 义务化义务化 FMEA 的实施动向的实施动向 FMEA 的实施动向的实施动向 (日本日本) FMEA 的实施动向（美国）的实施动向（美国） FMEA背景背景 2021/3/2316 设计变更件数 发布 20-24 month s 14-17 mon

12、th s 1-3 month s +3 month s Japan U.S.A FMEA起到了重要作用 结果比较结果比较 FMEA背景背景 2021/3/2317 什么是什么是FMEA? ? FMEA简介简介 基本知识基本知识 2021/3/2318 认可并评价认可并评价产品产品/ /过程中的过程中的潜在失效潜在失效以及以及 该该失效的后果失效的后果 确定确定能够消除或减少潜在失效发生机会的能够消除或减少潜在失效发生机会的 措施措施 将全部过程将全部过程形成文件形成文件 FMEAFMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意 这一过程的这一

13、过程的补充补充 FMEA的定义的定义 基本知识基本知识 2021/3/2319 三种进行三种进行FMEA的情况的情况,（关注焦点、范围）（关注焦点、范围） 新设计、新技术、新过程新设计、新技术、新过程; ;全部设计、技术或过程全部设计、技术或过程 对现有设计或过程的修改对现有设计或过程的修改; ;修改可能产生的相互影响修改可能产生的相互影响 将现有设计或过程用于新的环境、场所或应将现有设计或过程用于新的环境、场所或应 用用; ;新环境或场所对现有设计或过程的影响新环境或场所对现有设计或过程的影响 FMEA的实施环境的实施环境 基本知识基本知识 2021/3/2320 FMEA的种类的种类 系统

14、FMEA设计FMEA过程FMEA 对象产品（系统）产品（零配件等）过程（实际操作） 目的确保系统设计的完整性 评估 确保设计的完整性. 找出产品的故障形态及其对 策 确保设备的完整性 找出工程、材料、操作 的故障形态及其对策 实施阶段概念阶段. 计划阶段. 计划阶段. 设计阶段. 验证阶段 工程设计阶段.至批量前. 故障（不良） 式 样预测对象 系统 子系统 组装、涂装过程组装、涂装过程: 安装划痕、破损、组装尺寸不合格、连结不 合格、漏装零件、颜色判定失误、落入异物等。 基本知识基本知识 2021/3/2329 DFMEA与PFMEA有明确分工,又有紧密联系。 1、产品设计的下一道工序是过程

15、设计,产品设计应充分 考虑可制造与可装配性，由于产品设计中没有适当考虑制造 中技术与操作者体力的限制，可能造成失效模式的发生; 2、产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施; 3、PFMEA应将DFMEA作为重要的输入，对DFMEA中标 明的特殊特性，也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。 设计设计FMEA和过程和过程FMEA的联系的联系 基本知识基本知识 2021/3/2330 q 设计。评价部门设计。评价部门 讨论对重要故障模式设计改善。讨论对重要故障模式设计改善。 q 生产技术部门生产技术部门 讨论对重要故障模式讨论对重要故障模式,发生频度较高的故障模式的工程改善。发生频度较高的故

16、障模式的工程改善。 q 生产部门生产部门 讨论对重要故障模式的重点管理方法。讨论对重要故障模式的重点管理方法。 q 检查部门检查部门 讨论对重要故障模式的重点管理方法及对检知较难故障模式的检出方法。讨论对重要故障模式的重点管理方法及对检知较难故障模式的检出方法。 q 品质保证部门品质保证部门 讨论重要故障模式的市场对策。讨论重要故障模式的市场对策。 q 销售。服务部门销售。服务部门 讨论使顾客彻底了解使用时的使用条件讨论使顾客彻底了解使用时的使用条件,保全条件及注意事项的方法。保全条件及注意事项的方法。 FMEA参加者及其作用参加者及其作用 基本知识基本知识 2021/3/2331 FMEA总

17、的原则总的原则 设计或过设计或过 程功能程功能 潜在失效潜在失效 模式模式 潜在原因潜在原因 现有设计现有设计 控制控制 失效的潜失效的潜 在后果在后果 确定严确定严 重度重度 确定频度确定频度 确定不易探测确定不易探测 度度 基本知识基本知识 2021/3/2332 风险顺序数（RPN） RPN=后果的严重度失效可能性不易 探测度 取值范围在1到1000 FMEA计算计算 基本知识基本知识 2021/3/2333 新的新的 更改的更改的 设计设计 评价评价方框图方框图 设计设计 FMEAFMEA 过程过程 FMEAFMEA 过程过程 产品产品 过程过程 特性特性 过程流过程流 程图程图 FM

18、EA两个阶段两个阶段 实施过程实施过程 PFMEA DFMEA 2021/3/2334 SFMEADFMEA主要程序主要程序 推进进程推进进程 AP CD 实施过程实施过程 Step 1 功能/ 结构 展开 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 分析 对象 功能 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨

19、 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 P-FMEA和D-FMEA过程相似 在D-FMEA开展后进行 2021/3/2335 简介简介 过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种 分析技术,用以最大限度地保证各种潜在失效模式及其相关 的起因/机理已得到充分的考虑和论述。 FMEA以最严密的方式总结了开发一个过程时小组的思想（其 中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这 种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划过程中正 常经历的思维过程,并使之规范化。 2021/3/2336 PFMEA的前提的前提 PFME

20、A假定所设计的产品能够满足设计要求。 PFMEA不依靠改变设计来克服过程中的薄弱环节。 2021/3/2337 P-FMEA主要程序主要程序 推进进程推进进程 AP CD 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行

21、控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2338 过程功能确定过程功能确定 P-FMEA的关键工作是找全可能的、潜在的导致过程产品故障（不能满足顾客要求）的工艺、 作业等的失效模式。 为了找全过程（系统或部件）的潜在的故障模式,应明首选完成如下工作: （1）顾客定义-过程FMEA中“顾客”的定义通常是指“最终使用者”。然而,顾客也可以 是随后或下游的制造或装配工序,维修工序或政府法规。 （2）建立过程流程图,确定过程的功能。 实施过程实施过程 过程FMEA应从一般过程的流程图开始。这个流程图应明确与每一工序相

22、关 的产品/过程特性。如果有的话,相应的设计FMEA中所明确的一些产品影响 后果应包括在内。用于FMEA准备工作的流程图的复制件应伴随着FMEA Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测

23、 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2339 开始开始 装配灯支架装配灯支架 给反光镜装配垂直调整片给反光镜装配垂直调整片 给反光镜装配水平调整片给反光镜装配水平调整片 装配反光镜装配反光镜 灯泡试验灯泡试验 装配后盖装配后盖 光度试验光度试验 存储台存储台 10 40 70 30 20 50 60 80 检查检查 操作操作 存储存储 传递传递 前灯装配-宏观 创建过程流程图创建过程流程图 2021/3/2340 Op 30-在反光镜上装配垂直调整片在反光镜上装配垂直调整片 将基座定位和安装（两颗螺钉）于将基座定位和安装（两颗螺钉）于 反射镜。反射

24、镜。 前端装配、定位预先装配的螺栓和前端装配、定位预先装配的螺栓和 弹簧弹簧 从视觉上检查调整片的装配从视觉上检查调整片的装配 30.1 30.3 30.2 5-6 前灯装配-微观 创建过程流程图创建过程流程图 2021/3/2341 定义过程目标定义过程目标 在此操作中,过程起什么作用? 使用动词/名词/可测量的格式填写 测量包括所有的终端产品和过程要求 2021/3/2342 微观流程微观流程-过程目标过程目标 要求要求/功能功能 基座定位基座定位校正方向校正方向 确保两个螺钉达到指定的扭力确保两个螺钉达到指定的扭力 将每个目视辅具前端插入校正位置将每个目视辅具前端插入校正位置 确保在子装

25、配时螺栓确保在子装配时螺栓/弹簧的正确弹簧的正确 定位定位 从视觉上检查（符合零件图纸）从视觉上检查（符合零件图纸）: 螺栓螺栓,弹簧弹簧,位置，安装位置，安装 将基座定位和安装（两颗螺钉）于反射将基座定位和安装（两颗螺钉）于反射 镜。镜。 前端装配、定位预先装配的螺栓和弹簧前端装配、定位预先装配的螺栓和弹簧 从视觉上检查调整片的装配从视觉上检查调整片的装配 30.1 30.3 30.2 2021/3/2343 创建过程流程图创建过程流程图 实施过程实施过程 工 序 号 制 造 移 动 储 存 检 测 返 工 操作说明 标 识 关键产品特 性/KCC 标 识 关键过程 性能/KPC 5 钢板材

26、质检测 储存 从库房转运至剪 板机 剪板 尺寸检查 10 15 20 25 2021/3/2344 确定分析水平确定分析水平 决定影响分析水平决定影响分析水平 - 决定决定FMEA对象的层面和范围对象的层面和范围 影响分析水平影响分析水平 对象对象ITEM 实施过程实施过程 Step 1 过程/ 功能 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管

27、理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2345 列举分析对象功能列举分析对象功能 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN及 评价 Step 15 FMEA 的输 出与 管理 S

28、tep 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 依据确定的分析水平,确定对应过程产 品的要求-特别是特殊特性 建立产品的功能/特性清单（该要求来 源于设计过程） 建立过程过程产品特性/功能矩阵 O p e ra tio n s P ro d u c t C h a ra c te ris tic s 3 0 .1 3 0 .2 3 0 .3 C o rre c t o rie n ta tio n b a s e p la te A C o rre c

29、 t lo c a tio n b a s e p la te X T w o (2 ) X Y Z s c re w s A C o rre c t to rq u e X + -y X C o rre c t o rie n ta tio n s p rin g /s c re w a s s e m b ly X C o rre c t lo c a tio n s p rin g /s c re w a s s e m b ly X P o s itiv e ly lo c a te d s p rin g /s c re w a s s e m b ly X L e g e n d

30、X C h a ra c te ris tic is c re a te d o r c h a n g e d C C h a ra c te ris tic is u s e d fo r c la m p in g L C h a ra c te ris tic is u s e d fo r lo c a tin g T C o m m o n to o l c re a te s m o re th a n o n e c h a ra c te ris tic M C h a ra c te ris tic is a u to m a tic a lly m o n ito re

31、d A O n e fin is h e d p ro d u c t c h a ra c te ris tic h a s a s tro n g e ffe c t o n a n o th e r 2021/3/2346 FMEA表表 q零部件功能展开 q 建立FMEA表 q完成FMEA表头 实施过程实施过程 2021/3/2347 潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析 顺序顺序 措施结果过程 功能 功能 潜在 的失 效模 式 潜在的 失效后 果 严重 度数 (S) 级 别 潜在的失效 起因/机理 频度 数 (O) 现行工艺控 制 不易 探测 度 (D) 风险 顺序 数 RPN

32、 建议 措施 责任和 目标完 成情况 采取 的措 施 严重 度(S) 频 度 (O) 不易 探测 度(D) R P N 功能、特性 或要求是 什么? 会有什么问题? 无功能 部分功能降级 功能间歇 非预期功能 后果是 什么? 有多糟 糕? 起因是 什么? 发生的 频率如 何? 现在是 怎样预 防和探 测的? 该方法 在探测 时有多 好? 能做些什么? 设计更改 过程更改 特殊控制 标准、程 序或指南 的更改 FMEA表简介表简介 实施过程实施过程 2021/3/2348 其他知识（个人直觉、 组织的技术要领等 实施过程实施过程 预测故障模式预测故障模式 Step 1 过程 功能/ 要求 Ste

33、p 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN及 评价 Step 15 FMEA 的输 出与 管理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2349 为进行有效故障模式预测应了解的3个概念 q 阶层阶层:从上层（中间）水平到下层（零部件） 水平按各

34、层之分 预测故障模式 q 联想联想:活用多角度的预测观点（FM集集,压力一览表等压力一览表等）,由联想来预测故障 q 故障结构故障结构:依据上层对象故障 模式的原因研究下层对象的故障来预测故障 有效的故障模式预测方法有效的故障模式预测方法 实施过程实施过程 2021/3/2350 产品失效的分类产品失效的分类 对象对象在给出的条件和规定期间内不能发挥被要求功能的情 况,依据其状态的形式 分为: 无功能 部分功能或功能降级 间歇功能 非预期功能 实施过程实施过程 2021/3/2351 故障模式分类故障模式分类 评价评价 点点 类型类型说明说明故障模式故障模式 故障故障 性质性质 机械故障模式机

35、械故障模式有机械性能变化发生的故障模式有机械性能变化发生的故障模式 变形、破损、磨耗、瑕疵、脱变形、破损、磨耗、瑕疵、脱 落、堵塞、泄漏落、堵塞、泄漏 电气、电磁故障模式电气、电磁故障模式 有电气、电磁性能变化发生的故障有电气、电磁性能变化发生的故障 模式模式 短路、漂移、短路、漂移、R R值变动值变动 化学故障模式化学故障模式有化学性能变化发生的故障模式有化学性能变化发生的故障模式 腐蚀、变质、酸化、溶解、热腐蚀、变质、酸化、溶解、热 化、烧损、爆炸化、烧损、爆炸 故障故障 发生发生 部位部位 物体自身故障模式物体自身故障模式对象物自身带有的固有故障模式对象物自身带有的固有故障模式 破损、磨

36、损、打碎、变形、短破损、磨损、打碎、变形、短 路、折损、折断路、折损、折断 物体间的故障模式物体间的故障模式 对象物中邻接物体间发生的故障模对象物中邻接物体间发生的故障模 式式 脱落、卡住、接触、反向悬挂脱落、卡住、接触、反向悬挂 故障故障 发生发生 状况状况 初期不良故障模式初期不良故障模式 设计品质问题，制造品质散布较大设计品质问题，制造品质散布较大 的情况发生的故障模式的情况发生的故障模式 尺寸不对、外观不良、初期应尺寸不对、外观不良、初期应 力过大力过大 通常的劣化故障模式通常的劣化故障模式 由于长时间使用和环境作用而发生由于长时间使用和环境作用而发生 的故障模式的故障模式 酸化、变色

37、、热老化、磨损、酸化、变色、热老化、磨损、 污染、剥落污染、剥落 突发异常应力的故障突发异常应力的故障 模式模式 由于突发异常压力而发生的故障模由于突发异常压力而发生的故障模 式式 折损、变形、断裂、烧毁、戳折损、变形、断裂、烧毁、戳 破破 实施过程实施过程 2021/3/2352 外界应力（压力）示例外界应力（压力）示例 实施过程实施过程 2021/3/2353 事例: 飞机的起落架放不下来;洗 衣机无法放水 如手机的麦克风故障 洗衣机放水突然停止 洗衣机按甩干按钮,却进行 进水程序 加热5分钟,实际上却加热了20分 钟;本应进行放水程序,实际上却 执行了进水程序 微环境控制失灵 故障模式检

38、查表故障模式检查表 实施过程实施过程 2021/3/2354 故障模式检查表故障模式检查表 实施过程实施过程 2021/3/2355 故障模式检查表故障模式检查表 实施过程实施过程 2021/3/2356 IEC8121985归纳的故障模式归纳的故障模式: 1、结构故障（破坏） 2、捆结或卡死 3、振动 4、不能保持正常位置 5、打不开 6、关不上 7、误开 8、误关 9、内部漏泄 10、外部漏泄 11、超出容许限上限 12、超出容许限下限 13、非规定的运行 14、间断（包括瞬间）不工作 15、工作参数漂移 16、指示错误 17、流动不畅 18、错误动作 19、不能关机 20、不能开机 21

39、、不能切换 22、提前运行 23、非规定的滞后运行 24、过大的错误输入 25、过小的错误输入 26、过大错误输出 27、过小错误输出 28、无输入 29、无输出 30、电短路 31、电开路 32、电漏泄 33、其他（对于系统、产品特性、要求和运行限制的 其他故障模式） 实施过程实施过程 2021/3/2357 实施过程实施过程 2021/3/2358 对通用元器件、零部件对通用元器件、零部件,可参考引用权威性的故障模式统计报告可参考引用权威性的故障模式统计报告: 国内电子元器件的工作状态及其出现频数率,引用GJB299A; 国外引用MILHDBK338; 国内外电子元器件不工作状态故障模式及

40、其出现频数率引用杨家铿的电子设备及元器件 非工作可靠性预计手册; 国外非电子产品的故障模式及故障率,可参考美国RAC的NPRD91非电子零、部件可 靠性数据 故障模式的参考资料故障模式的参考资料 对新的元器件、零部件: 还没有积累多少数据时,可参照类似工艺、结构、功能的老产品的数据 本部门、本单位在研制、生产、使用中的故障统计分析资料 实施过程实施过程 2021/3/2359 故障模式 故障(原因)模式 误操作 应力及变化 条件变化 故障结构故障结构 实施过程实施过程 2021/3/2360 故障模式预测的遗漏故障模式预测的遗漏 现现 已整理的已整理的 FM (FM集集) 关关 于于 故故 障

41、障 的的 知知 识识 个人个人 与与 组织的组织的 Know-how 故障的预测技术故障的预测技术 a b A B C 现有现有 FM 新新 FM FM 预测预测 列举出的列举出的 FM 实际发生的实际发生的 FM 已已知知 域域 未知未知 域域 FM : Failure Mode (A) : 尽管尽管FM集集中已有中已有,但还是漏掉的领域。但还是漏掉的领域。 (B) : 尽管在能够预测的范围内但还是漏掉的领域。尽管在能够预测的范围内但还是漏掉的领域。 (C) : 拥有知识但是不能预测到的领域。拥有知识但是不能预测到的领域。 a , b : 已经预测到但是不能防止的领域。已经预测到但是不能防止

42、的领域。 实施过程实施过程 2021/3/2361 所谓潜在失效后果是顾客感受到的失效模式对功能的影响。所谓潜在失效后果是顾客感受到的失效模式对功能的影响。 失效影响:可以从法规、功能和其它部件的关系方面考虑 局部的不影响其它部件,不会影响全局 全局的会影响其它部件的功能,或会导致整机功能失效 确定失效后果影响确定失效后果影响 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 1

43、4 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2362 失效后果失效后果 5-23 操作员安全 下一位用户 下游用户 机器/设备 车辆行驶 最终顾客 符合政府法规规则 考虑对下列对象的影响考虑对下列对象的影响 对最终使用者: 噪音 粗糙 费力 工作 不正常 异味 渗漏 不能 工作 报废 外观不良 对下工序: 无法紧固 不能配合 不能 连接 无法安装 损坏设备 危

44、害操作者 工装过度磨损 2021/3/2363 严重度是一给定失效模式最严重严重度是一给定失效模式最严重 的影响后果级别。的影响后果级别。 是单一的是单一的FMEA范围内的相对定级结果。范围内的相对定级结果。 严重度数值的减低只有通过改变设计才能实现。（安全带严重度数值的减低只有通过改变设计才能实现。（安全带 -撞车）撞车） 确定严重度的评价标准确定严重度的评价标准 后果的严重度评价后果的严重度评价 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 St

45、ep 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2364 严重度严重度 后 果 评定准则：后果的严重度 当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造 /装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。 最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可 能都存在的，采用两个严重度值中的较高者 。（顾客的后果） 评定

46、准则：后果的严重度 当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造 /装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。 最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可 能都存在的，采用两个严重值中的较高者。 （制造/装配后果） 严 重 度 级 别 无警 告的 危害 当潜在的失效模式在无警告的情况下影响车 辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形 时，严重度定级非常高。 或可能在无警告的情况下对（机器或总成） 操作者造成危害 10 有警 告的 危害 当潜在的失效模式在有警告的情况下影响车 辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形 时，严重度定级非常高。 或可能在有警告的情况下对（机器或总成） 操作者造成危害 9 很高车

47、辆/项目不能工作（丧失基本功能） 或100%的产品可能需要报废，或者车辆/项 目需在返修部门返修1个小时以上。 8 高 车辆/项目可运行但性能水平下降。 顾客非常不满意。 或产品需进行分检、一部分（小于100%）需 报废，或车辆项目在返修部门进行返修的时 间在0.5-1小时之间。 7 2021/3/2365 严重度严重度 中等 车辆/项目可运行，但舒适性/便利性项 目不能运行。 顾客不满意。 或一部分（小于100%）产品可能需要报废， 不需分检或者车辆/项目需在返修部门返修少 于0.5小时。 6 低 车辆/项目可运行，但舒适性/便利性项 目性能水平有所下降。 或100%的产品可能需要返工或者车

48、辆/项目在 线下返修，不需送往返修部门处理。 5 很低 配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。 多数（75%以上）顾客能发觉缺陷。 或产品可能需要分检，无需报废，但部分产 品（小于100%）需返工。 4 轻微 配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。 50%的顾客能发觉缺陷。 或部分（小于100%）的产品可能需要返工， 无需报废，在生产线上其它工位返工。 3 很轻 微 配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。 有辨识力顾客（25%以下）能发觉缺陷。 或部分产品（小于100%）可能需要返工，无 报废，在生产线上原工位返工。 2 无无可辨别的影响 或对操作或操作者而言有轻微的不方便或无 影响。 1 2021

49、/3/2366 是指设计薄弱部分的迹象,其结果就是失效模式; 指尽可能的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,以便有针对性的采取补救的努力。 可以采用因果图、故障树、FMM图等方法确定失效的机理 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN及 评价 Step 15 FMEA 的输 出与 管理 Step 11

50、 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 分析潜在原因分析潜在原因 2021/3/2367 故障原因分析的常用工具故障原因分析的常用工具: 因果图因果图 树图树图 5WHY分析分析 实施过程实施过程 2021/3/2368 故障树故障树 关联图法关联图法 故障原因分析的常用工具故障原因分析的常用工具: 实施过程实施过程 2021/3/2369 是指某一特定的起因/机理在设计寿命内出现的可能性; 通过设计变更或设计过程变更（设计评审）来预防或控制 失效模式的起

51、因/机理是可能影响频度数降低的唯一途径。 确定发生频度评价准则 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重

52、度 评价发生频度评价发生频度 2021/3/2370 发生度等级标准CNF/1000附加说明 几乎不发 生 1 几乎不可能发生故障，历史信息 显示没有故障 0.00058 如果数值落在2个等级之间，一般 选择较大的等级。 如果FMEA团队对于等级不通达 成一致，可考虑：1、取它们 数值的平均值；2、如果不能 达成一致的等级间隔，则必须 达成一致意见，他们可能不是 100%同意确定的等级，但他们 至少可以承认确定的等级。 极少2故障发生的可能性极小0.0068 非常少3故障发生的可能性非常小0.0063 稀少4故障发生的可能性稀少0.46 低5偶尔可能发生故障2.7 中等6故障发生的可能性中等1

53、2.4 一般高7故障发生的可能性一般高46 高8故障发生的可能性高134 非常高9故障发生的可能性非常高316 几乎必然 发生 10 故障几乎必然发生，历史信息显 示先前或相似的设计存在故 障 316 注：表中所有的准则和等级划分实际特定情况而有所变化 频度评价准则示例频度评价准则示例 实施过程实施过程 2021/3/2371 频度频度 失效发生可能性可能的失效率*频度 很高：持续性失效 100个，每1000件10 50个，每1000件9 高：经常性失效 20个，每1000件8 10个，每1000件7 中等：偶然性失效 5个，每1000件6 2个，每1000件5 1个，每1000件4 低：相对

54、很少发生的失效 0.5个，每1000件3 0.1个，每1000件2 极低：失效不太可能发生0.01个，每1000件1 2021/3/2372 ttN tr dttN tdr t ss )( )( )( )( )( 频度评价准则示例频度评价准则示例 实施过程实施过程 2021/3/2373 发生概率评分准则发生概率评分准则 等级描述参考值 1几乎不可能1/1000000 2发生可能小1/20000 3较少偶然发生1/4000 4偶然发生1/1000 5偶然发生1/400 6偶然发生1/80 7重复发生1/40 8重复发生1/20 9发生较高1/8 10发生率很高1/2 实施过程实施过程 2021

55、/3/2374 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨 Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 q 列出已经完成或承诺要完成的预防措施、设计确认列出已经完成或

56、承诺要完成的预防措施、设计确认/ /验证（验证（DVDV）或其）或其 它活动它活动, ,并且这些活动将确保设计对于所考虑的失效模式和并且这些活动将确保设计对于所考虑的失效模式和/ /或起因或起因/ / 机理是足够的。机理是足够的。 q 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 设计评审设计评审, ,失效与安全设计（减压阀），数学研究，台架失效与安全设计（减压阀），数学研究，台架/ /试验室试验，试验室试验， 可行性评审，样件试验，道路试验）。可行性评审，样件试验，道路试验）。 q 小组应致力于设计控制的改进小组应致

57、力于设计控制的改进; ;例如，在实验室创立新的系统试验或例如，在实验室创立新的系统试验或 创立新的系统模型化运算方法等。创立新的系统模型化运算方法等。 现行设计控制方法的检讨现行设计控制方法的检讨 实施过程实施过程 2021/3/2375 现行控制方法现行控制方法 q要考虑两种类型的设计控制 预防-p: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,如更改设计，此方法会影响频度。优先 采用。 探测-d:在项目投产之前，通过一定的方法，探测出失 效的起因/机理或者失效模式，如目测，在线检测等: 实施过程实施过程 2021/3/2376 探测度是与设计控制中所列的最佳探测控制相关 联的

58、定级数。 为了获得一个较低的定级,通常计划的设计控制必 须予以改进。 确定不易探测度评价标准 控制方法有效性评价控制方法有效性评价-不易探测度不易探测度 实施过程实施过程 Step 1 过程 功能/ 要求 Step 2 确定 分析 水平 Step 3 列举 过程 产品 特性 Step 4 预测 故障 模式 Step 5 确定 失效 后果 影响 Step 12 提出 建议 措施 Step 13 确定 纠正 措施 Step 14 修正 RPN 及评 价 Step 15 FME A的 输出 与管 理 Step 11 计算 RPN Step 8 评价 发生 频度 Step 9 现行 控制 方法 检讨

59、Step 10 评价 检测 度 Step 7 分析 潜在 原因 Step 6 评价 严重 度 2021/3/2377 不易探测度标准示例不易探测度标准示例 探测性探测性 评价准则：由设计控制可探测的可能性评价准则：由设计控制可探测的可能性 不易探测度数不易探测度数 绝对不可能 设计控制将不能和 / 或不可能找出潜在的原因 / 机理及相应的失效模 式；或者根本没有设计控制 10 很微小 设计控制只有很微小的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 9 微小 设计控制只有微小的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 8 很小 设计控制只有很小的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 7

60、小 设计控制有较小的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 6 中等 设计控制有中等的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效 模式 5 中上 设计控制有中上多的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 4 高 设计控制有较多的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 3 很高 设计控制有很高的机会找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 2 几乎肯定 设计控制几乎肯定能够找出潜在的原因/ 机理及相应的失效模式 1 实施过程实施过程 2021/3/2378 检测度等级标准附加说明 几乎必然1概念阶段验证检测方法可用 如果数值落在2个等级之间，一般选择较大的先进等级。 如果FMEA团队对于等