石油化工大型建设项目总体设计内容规定

1、FMEAFMEA潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析制作: 开发部/产品工程课 姚友福WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:2004年09月09日WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:概概 要要FMEA（FailureModeandEffectAnalysis）即“失效模式和效果分析”。FMEA是一种可靠性设计的重要方法，是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它

2、对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前行为事前行为”，而不是“事后练事后练习习”。为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入设计和品之前进行。事前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。FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会。适当地加以应用，FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。

3、FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:FMEA:失效模式、效应与关键性分析是一种系统化工程设计辅助失效模式、效应与关键性分析是一种系统化工程设计辅助工具工具,利用表格方式协助工程师进行工程分析利用表格方式协助工程师进行工程分析,使其发现潜在缺陷及影响使其发现潜在缺陷及影响程度程度,以避免失效发生或降低其

4、发生时产生之影响以避免失效发生或降低其发生时产生之影响. 美国格鲁曼飞机公司于美国格鲁曼飞机公司于1950年首先提出年首先提出,作为一种可靠度分析技术作为一种可靠度分析技术. 六十年代初期六十年代初期,美国航空太空总暑将美国航空太空总暑将FMEA技术运用于太空计技术运用于太空计划划,1974年出版军用标准年出版军用标准MILSTD1629A. 1985年年,IEC发布国际标准发布国际标准IEC 812将之标准化将之标准化.一一.FMEA起起源源WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:何谓可靠度何谓可靠度(1).工业产品

5、要求功能性与实用性a.功能性指使用该产品能精密地达成发挥其特定功能与性能b.实用性指在正确地使用该产品下该产品能正确地发挥该产品应有功能而不故障,万一故障发生也能迅速修护,前者属产品可靠性,后者属保全性;(2)可靠性的定义是某条件下该产品或零件或系统于规定期限内能无故障地发挥其功能的性质称之为可靠性,若以概率表示可靠性的尺度称可靠度。二二.可可靠靠度度WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:可靠性分析技术系统化工程设计辅助工具利用表格进行工程分析在设计阶段早期发现问题及早谋求解决措施三三.FMEA的的技技术术发发展展及

6、及应应用用WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:目的目的-防患于未然防患于未然本质本质-工程分析工程分析控制措施一般应从以下方面着手控制措施一般应从以下方面着手: A.操作方法改进、调整,必要时文件化、标准化.B.增加辅助治工具.C.制程条件改善(机台、设备、模具等).D.增加测试手段.E.设计方案改变等.FMEA之必要性之必要性：提升工程师工程分析能力.列出所有可能的原因,按优先级予以解决,提出所有对应措施改善,避免遗漏,避免抓不到重点,避免作不必要的责任追查.(尤其是处理客诉)国际知名公司成功的经验(美国汽车业、

7、航空业等).提升制程质量可靠度.是一种预防手段,提前预估问题的发生.下一次工程分析之参考.IEC国际电工委员会发布的“IEC812”已将FMEA作业程序标准化.是品質的事前管理工具讓顧客安心信賴本公司產品品質技能展開中之一重要步驟電子業,汽車業零組件採購前審查要項之一四四.FMEA之之必必要要性性WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:制程失效定义制程失效定义: 产品在经过一制造程序时产品在经过一制造程序时,因制程而造成其特性无法满足产品规因制程而造成其特性无法满足产品规格或甚至损坏者格或甚至损坏者,即为制程失效即为制

8、程失效.失效效应的严重等级分为四级失效效应的严重等级分为四级:(A).I级级:致命失效致命失效此类失效模式发生可能会导致整个系统丧失或造成人员伤亡.(B).II级级:严重失效严重失效此类失效模式发生可能会造成严重伤害,主要性能受损,或主要系统受损而导致功能失效.(C).III级级:主要失效主要失效此类失效模式发生可能会造成轻微伤害,次要性能受损或次要系统受损而导致系统可靠度降低.(D).IV级级:次要失效次要失效此类失效模式发生不足以造成伤害,性能受损或系统受损,惟将导致非预期之维护或修理需求.五五.制制程程失失效效定定义义WEBSITE: .CHIA.COM. TEL: 0512-65978

9、860 FAX:FMEA主要有二种类型，分别是设计FMEA和过程FMEA。确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进；在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用,形成FMEA团队。理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。 a.设计设计FMEA: 工程主导，各处工程主导，各处QE

10、、IE及模具设计单位配合及模具设计单位配合目的:发现系统设计中的疑点与盲点. b.制程制程FMEA: IE主导，主导， 工程、工程、QE、制造单位配合、制造单位配合.目的:分析现有制程中可能的失效,改善制造/组装程序,使制造不良品的机会降低,提升制程质量.（1）.后工程抱怨；（2）.制程之重大异常；（3）.重复发生的异常；（4）.客户投诉等.六六.FMEA的的分分类类及及实实施施部部门门WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:七七.FMEA分分析析方方法法的的流流程程先期规划先期规划主流程主流程结果应用结果应用WEBS

11、ITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:八八.FMEA先先期期规规划划组成组成FMEA团队团队资料收集资料收集订定执行方案订定执行方案产品设计产品设计制造工艺制造工艺使用维修使用维修环环 境境表格格式表格格式分析层次分析层次失效定义失效定义成果整合成果整合时机时机WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:九九.FMEA主主流流程程分析制程特性分析制程特性定义制造流程定义制造流程分析产品特性分析产品特性分析失效模式分析失效模式分析失效原因分析失效原因分析现

12、行控制方法分析现行控制方法分析失效效应分析失效效应分析发生率分析发生率分析难检度分析难检度分析严重度分析严重度计算风险优先数计算风险优先数决定优先改善之失效模式决定优先改善之失效模式建议改善措施建议改善措施改善实施改善实施ODSRPN=S O DWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:实施实施FMEA应注意的问题：应注意的问题：导入时机:FMEA团队必须包括产品设计及其相关工程人员FMEA分析重在工程分析FMEA先期规划应做好FMEA建义改善措施必须认真执行,并追踪改善效果FMEA导入时机贯穿产品设计,制程设计FMEA

13、是个循环过程循环过程FMEA结果利用十十. .实实施施F FM ME EA A应应注注意意的的问问题题WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:设计FMEA与制程FMEA之区别：对象实施阶段FMEA团队成员分析失效原因出发点建议控制措施出发点十一十一.设设计计FMEA与与制制程程FMEA之之区区别别WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:十二十二.设设计计FMEA定义定义: 预测产品设计中某些设计目标值可能产生的失效及分析且这些失效会对个产品外观

14、、结构、功能及功能稳定性,可靠性及对制程造成的影响,并针对之从产品设计和制程设计等方面提出改善措施.设计失效模式、效应与关键性分析是属于在概念定义到设计定型整个研究发展过程中的一项实质的设计机能,为求达到其效益,设计FMEA必须配合设计发展之程序反复反复执行.设计FMEA涵盖内容包括:产品设计FMEA、制造设计即开模或SOP等设计FMEA.在设计FMEA中,预估产品在设计上可能发生的缺点;衡量该项缺点可能造成的影响,并拟定为防止或检测该项目缺点应改善的设计控制,并推动其标准化作业.目的:发现系统设计中的疑点与盲点. 文件内容说明如下文件内容说明如下： 设计设计FMEA表单如下：表单如下：WEB

15、SITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:1.FMEA编号编号：填入FMEA文件编号，以便查询。2.系统、子系统或零部件的名称及编号：系统、子系统或零部件的名称及编号：注明适当的分析级别并填入所分析的系统、子系统或零部件的名称、编号。3.设计责任：设计责任：填入整个公司、部门和小组，还包括供应商。4.编制者：编制者：填入负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。5.产品类型产品类型:填入将使用和/或正分析的设计影响的预期的产品类型（如果已知的话）。6.关键日期：关键日期：填入FMEA初次预定完成的日期，该日期不

16、应该超过计划的生产设计发布的日期。7.FMEA日期日期：填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:8.核心小组核心小组：列出被授权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记录在一张分发表上）。9.项目项目/功能：功能：填入被分析项目的名称和编号。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在最初发布之前，应使用试验性编号。10.潜在失效模式潜在失效模式：所谓潜在失效模式是指系统、子系统或零部件有可能未达到设计

17、意图的形式。它可能是更高一级子系统、系统的潜在失效模式的起因，也可能是它低一级的零部件潜在失效模式的后果。叙述规定作业的不合格事项.十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:11.潜在失效后果潜在失效后果：叙述对客户的功能失效模式。客户定义为下个作业、工程、经销商以及最终消费者客户定义为下个作业、工程、经销商以及最终消费者。就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受一样。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部的顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到安

18、全性或与法规不符。失效的后果必须依据所分析的具体系统、子系统、零部件来说明。还应记住不同级别系统、子系统、零部件之间还存在着系统层次上的关系。比如，一个零件的断裂可能引起总成的振运，从而导致系统运行的中断。这种系运行的中断会引起性能下降，最终导致顾客的不断。因此就需要小组的努力尽可能预见失效的后果。典型的失效后果可能是不限于：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、运行中断、粗糙、不起作用、异味、工作减弱等。12.严重度（严重度（S- Severity）：）：是潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响后果严重程度（列出前一栏中）的评价指标。它是鉴定潜在失效模式对顾客的影响后果，严重度仅

19、适用后果。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现，严重度的评价分为1级到期0级。失效影响:产品或制程的某一失效对产品外观,结构,功能,性能稳定性,可靠性影响.或对下一个制程,使用者和设备的影响或对最终客户,政府法规,安全,环保的违及.划分标准-主观判定，共分为10级：1-几乎不会有甚么影响10-会违及安全,法规十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:后果评定准则：后果的严重度严重度不警告的严重危害是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到安全或不符合政府法规10

20、有警告的严重危害是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的情况下影响到安全或不符合政府法规9很高产品（或系统）不能运行，丧失基本功能8高产品（或系统）不能运行，但性能下降，顾客不满意7中等产品（或系统）能运行，但舒适性或方便性项目不能满足工作，顾客感觉不舒服6低产品（或系统）能运行，但舒适性或方便性项目性能下降，顾客感觉有些不舒服5很低配合、外观、或尖响等项目不符合要求，大多数客户发现有缺陷4轻微配合、外观、或尖响等项目不符合要求，有一半客户发现有缺陷3很轻微配合、外观、或尖响等项目不符合要求，但有少部分发现有缺陷2无无影响1推荐的评价准则见下表（小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为

21、个别产品分析对准则作了修改也应一致）。十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:13.级别：级别：是用来对需要附加过程控制的零部件、子系统、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）。如果在过程FMEA中确定了某一级别，应通过负责设计的工程师，因为它可能会影响有关确定控制项目标识的工程文件。14.潜在失效起因潜在失效起因/机理：机理：潜在失效起因是指失效是怎样发生的，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，列出每个可以想出的失效起因.15

22、.频度频度(O-Occurrence) ：失效起因/机理导致失效发生的概率，分110级。描述频度级别数重在其含义而不是具体的数值。通过设计更改来消除或控制一个或更多的失效起因/机理是降低频度数的唯一途径。在估计此值时需要考虑下列问题：类似零部件或子系统的维修档案及维修服务经验如何？是否为沿用以前使用的零部件或子系统，还是与其相似？相前先前水平的零部件或子系统所作的变化有多显著？是否与原有水平的零部件有根本不同？是否是全新的零部件？零部件的用途有无变化？有哪些环境改变？针对该用途，是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数？十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TE

23、L:FAX:失效发生可能性失效发生可能性可能的失效率可能的失效率频频 度度很高：失效几乎是不可避免的很高：失效几乎是不可避免的1/21/21010高：反复发生的失效高：反复发生的失效1/31/39 9中等：偶尔发生的失效中等：偶尔发生的失效1/81/88 81/201/207 71/801/806 61/4001/4005 51/20001/20004 41/150001/150003 3低：相对很少发生的失效低：相对很少发生的失效1/1500001/1500002 2极低：失效不太可能发生极低：失效不太可能发生1/15000001/

24、15000001 1应运用一致的频度分级规则意见一致，以保证连续性。所谓的“设计寿命的可能失效率”是根据零部件、子系统或系统在设计寿命过程中预计发生的失效确定的。频度数的取值与失效率范围有关，但并不反应实际出现的可能性。推荐的评价准则：十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:16.现行设计控制现行设计控制：叙述制程方法，用来预防可能扩大的失效模式或探测出失效模式的产生。包括治具的预防和SPC过程评估。现行设计控制有如下两种考虑的类型：预防：预防失效起因/机理或失效模式/后果的出现，或减少它们的

25、出现频度。探测：在该项目投产前，以任何解析的或物理的方法，查出失效模式的起因/机理，并就此找出纠正措施。如有可能，应优先运用第一种第一种的预防控制方法，让预防控制方法作为设计意图的一部分。17.探测度（探测度（D-Detection ）: 探测度是指零部件、子系统或系统投产前，用现行设计控制方法来控测潜在失效起因/机理的能力的评价指标，或者用设计控制方法探测后续的失效模式能力的评价指标。评价指标分“1”到“10”级。总的来说，为了取得较低的探测度数值，计划的设计控制（如预防、确认、验证等活动）需要不断地改进。划分标准：主观判定统计资料1-有有效手段完全可以检测出来10-无任何手段可以检测出来十

26、二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:探测性探测性评定准则：由设计控制可探性的可能性评定准则：由设计控制可探性的可能性探测度探测度绝对不肯定绝对不肯定设计控制将不能和设计控制将不能和/ /或不可能找出潜在的起因或不可能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式，或根本机理及后续的失效模式，或根本没有设计控制没有设计控制1010很极少很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式9 9极少极少设计控制只有极少的机

27、会能找出潜在的起因设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式8 8很少很少设计控制只有很少的机会能找出潜在的起因设计控制只有很少的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式7 7少少设计控制只有较少的机会能找出潜在的起因设计控制只有较少的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式6 6中等中等设计控制只有中等机会能找出潜在的起因设计控制只有中等机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式5 5中上中上设计控制只有中上多的机会能找出潜在的起因设计控制只有中上多的机会能找出潜在的起因/

28、/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式4 4多多设计控制只有较低的机会能找出潜在的起因设计控制只有较低的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式3 3很多很多设计控制只有很多的机会能找出潜在的起因设计控制只有很多的机会能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式2 2几乎肯定几乎肯定设计控制有几乎肯定能找出潜在的起因设计控制有几乎肯定能找出潜在的起因/ /机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式1 1推荐的评价准则：十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX: 0512-6597

29、8850 18.风险顺序数风险顺序数(RPN- Risk Priority Number） :风险顺序数是严重度(S)、频度(O)和探测度(D)的乘积，即RPN=(S)(O)(D)，RPN是一项过程风险的指标。当RPN较高时,功能小组应提出纠正措施来降低RPN值。一般实际上,会特别注意严重度(S)较高之失效模式,而不理会风险顺序数RPN之数值。RPN的評估：若RPN值60時則須下改善對策（风险顺序数RPN值需按各个公司的实际情况定义）;改正后結果之RPN值30則對策有效無需再下改善對策;反之改正后RPN值若高于60所有的結果S.O.D都應加以檢討必要時采取進一步措施;若严重度（S）值8時則必须

30、下改善對策。十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:19.建议措施：建议措施：当失效模式依RPN数排列其风险顺序时,针对最高等级的影响和关键项目提出纠正措施。任何措施的目的是要减少任何频度、严重度、或不易探测度。可考虑下列采行措施,但并不限于此;为了降低发生机率,需要修改过程和/或设计只有设计或制程变更可以降低严重度数为了增加探测(失效)的可能性,需要修改过程和/或设计。通常改进侦查管制方法,对质量改善是浪费和无效的。增加质量管制检验频率不是良好的纠正措施。永久性的纠正措施才是必需的。如果对某

31、一特定的原因没有建议措施则在此栏内填写“无”。20.责任责任(对建议措施对建议措施)：填写建议措施的负责单位和个人，以及预定完成日期。21.采取的措施：采取的措施：完成一项措施后，简要记录具体的措施和生效日期。22.措施后的措施后的RPN:当明确了纠正措施后，估算并记录措施后严重度、频度各探测度数值。计算并记录RPN的结果。如没有采取什么纠正措施，将“措施后的RPN”栏及对应的取值栏空白即可。所有的措施后的RPN都应评审，而且如果有必要考虑更进一步的措施，还应重复（19）到（22）的步骤。十二十二.设设计计FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:F

32、AX:定义：定义： 在规划设计制造程序时,利用FMEA技术分析其制程中每一步骤可能的潜在失效模式及其影响程度,并找出每一失效模式的发生原因与发生机率,寻求各种可能的方法,以避免失效模式发生或降低其发生率,减轻其影响程序,或提高制程之不良之检出能力,以便正式进入生产前就能改善其制造或组装程序,使制造不良品的机会降低,并提升制造质量.文件内容说明与设计文件内容说明与设计FMEA相同。相同。制程制程FMEA表单如下表单如下十三十三.制制程程FMEAWEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:无论设计

33、FMEA,还是制程FMEA,一种规划良好的FMEA之作业,均可以使其分析结果得到很好的应用,使决策者、产品设计人员、工程设计人员、制造工程师、及品保人员都能利用这些分析结果改善其工作质量,增加其生产力,进而提升制造产品之质量、可靠度与安全化；增强产品之竞争力,使新产品新制程顺利开发,并第一次就把事情做好，降低产品开发时程与经费；建立公司形象,让顾客使用者产生安心感,满足感而对产品或制程产生信赖,并延伸对公司所有产品制程的信任与喜爱。十三十三.FMEA之之运运用用效效应应WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:原则一原则

34、一:一般情况下,制程FMEA之严重度S因为设计方案已经决定了严重度S的大小,因此严重度S不可降低,应主要从降低频度O及探测度D入手,当降低了二者,风险顺序数RPN仍无法满足要求时,须制作DFMEA,改变设计方案,降低严重度S.原则二原则二:所有人的因素均须设定为完全可靠,因此除非牵涉到方法的调整不可将“提高人员素质”、“加强人员熟练程度”、“提升个人能力”等模糊字眼作为“控制措施”.原则三原则三: 当同样的失效重复发生时,必然有某些失效原因未被分析出来,必须在原有制程FMEA基础上补充被遗漏的“失效原因”.原则四:在S、O、D三者参数的选定时,小组成员如有不同意见,则取其平均值,而非取最小值.

35、十四十四.FMEA几几个个原原则则WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:设计设计FMEA实施法实施法1.实施FMEA事前掌握基本事项:有效实施设计的FMEA必须充分掌握以下基本事项与准备:(1)明确明确产品对象所欲达成任务或功能，系统构成与其连接(2)明确各系统的功能及(3)决定解析水平(4)准备FMEA用纸明确产品对象任务或功能（5产品的购成品之所欲达成任务或功能也需明确（6)可运用设计时的任务描述书2.决定解析时分解水平(1)适切分析,通常以副系统.购成品为之(2)当对象是系统时可分解至副系统.构成品(3)当对象是构成品时可分解至装配品.零组件十五十五.设设计计FMEA实实施施法法WEBSITE: .CHIA.COM. TEL:FAX:3.各方块图上列举失效模式a.每一功能方块列举可能失效模式检讨