失效模式及后果FMEA(四)

1、1 . F M E A.潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析 Potential Failure Mode and Effects Analysis2课程目标l失效模式及其后果分析 l为可靠性工程中常用的手法，美国军方于80年代正式订为军方规范（MILSTD-1629A）其目的在改善产品和制造的 可靠性，在设计、生产阶段就可提升设计和制造的质量，降低损失成本，为近代常用手法之一。 l掌握FMEA之根本精神和用意，了解可靠性工程是在设计规划阶段就可以加以规划和改善的，并运用实例，使学员有学以致用的机会，亲自直接领略FMEA之好处，并符合TS16949的要求。3第一章第一章 FMEA概述概

2、述1.1 何谓何谓FMEA FMEA 是一组系统化的活动.是一种以团队为基础的、用来帮助用户识别、消除或减少在产品或过程设计和服务传递中潜在故障因素影响的解决问题工具。其目的是：l发现、评价产品过程中潜在的失效及其后果。 l找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。 l书面总结上述过程。 41.2 FMEA的基本步骤的基本步骤l确定分析的开始点。l收集所有支持分析的相关输入项。l确定潜在的故障模式。l量化与各个潜在故障相关的风险。 风险评估以严酷度、发生频度和故障检测为基础。l为最重要的风险制定纠正措施计划。l重复分析直到所有潜在故障呈现“可以接受”的风险水平。 怎样的风险算是“可以接受”的必

3、须由FMEA授权的人员清晰定义。l 编写成果文件l报告或递交成果51.3 FMEA团队成员团队成员 一个FMEA团队成员至少应配备以职能部门的代表人选：l设计过程l制造过程l生产l质量与可靠性l采购与材料控制l销售与市场l顾客顾客61.4 FMEA的输入的输入l过程流程图或职能模块图l设计说明书l顾客需求/规范l测试数据/结果l其他相似过程的数据和设计技术l质量保证数据l故障与返工数据l设计与结构更改数据l以前的各种FMEAl定量分析的结果（DOE/SPC/过程能力评估、可靠性评估等）71.5 FMEA的输出的输出l故障模式与影响分析文件l系统、子系统、设计、过程和/或服务交付文件l建议报告l

4、纠正措施报告l设计更改l符合性报告l汇报与展示81.6 FMEA与其他质量工具与其他质量工具l因果图l过程决策程序图l直方图l帕柆托图l连线图l力场分析l故障树图l根本原因分析91.7 FMEA风险评估与组成风险评估与组成FMEA风险因素风险因素-严重度、发生频度严重度、发生频度、检测度检测度。 l严重度严重度（S）： 发生失效时对下序零件、系统或顾客影响后果的严重程度。严重度的评估分为1到10级。l频频 度度（O）： 指某一特定的失效起因出现的可能性。频度的评估分为1到10级。l探测度探测度（D）： 指在零件或系统投产之前投产之前，检测失效起因的能力的指数。检测的评估分为1到10级。 10E

5、MEA风险优先序数风险优先序数RPN 严重度（严重度（S）频度（频度（O）探测度（探测度（D）RPN的取值范围是：的取值范围是： RPNmin = 1, RPNmax = 1000111.8 根据根据RPN采取行动采取行动l一般情况下，对潜在失效采取纠正行动是根据风险序数的降序降序排列。 n帕拉狄策略帕拉狄策略:(当案例中RPN的结果相同时)l消除发生频率l 减小严重度l 减小发生频率l 提高检测度I.在执行文件中作出界限规定。譬如，规定当在执行文件中作出界限规定。譬如，规定当RPN达到达到200时，应当采取措施。时，应当采取措施。121.9 FMEA的应用领域的应用领域 FMEA被应用于4个

6、方面，它们是：l系统系统的FMEAl设计设计的FMEAl过程过程的FMEAl服务服务交付的FMEA1.10 FMEA表格表格 FMEA是一个文件化的过程是一个文件化的过程,以下列示两个只要表格以下列示两个只要表格.13潜在失效模式与后果分析（潜在失效模式与后果分析（DFMEA）项目/功能潜在失效模式潜在失效影响严重度级别潜在失效原因/机理发生频度 现行设计控制 可检测度 R.P.N. 建议采取行动职责于任务完成日期 行 动 结 果采取的行动 严重度发生频率探测度R.P.N.14潜在失效模式与后果分析（潜在失效模式与后果分析（PFMEA）过程功能要求潜在失效模式潜在后果影响严重度级别潜在失效原因

7、/机理发生频度 现行过程控制 可检测度 R.P.N. 建议采取行动职责于任务完成日期 行 动 结 果采取的行动 严重度发生频率探测度R.P.N.15第二章第二章 设计设计FMEA (DFMEA)l顾客的定义 设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是指“最终使用者”，还包括内部顾客如生产过程中负责制造、装配和售后服务的工程师。lDFMEA的开发（开始点） 设计FMEA从设计意图开始。确定顾客需求并明确定义期望特性，是成功实施设计FMEA的前提。16失效模式失效模式典型的故障模式包括：l裂纹l变形l松动l泄漏l粘结l短路（电器）l氧化l断裂，等等17潜在失效后果潜在失效后果 典型的失效后果包括：l噪

8、声l工作不正常l不良外观l不稳定l运行中断l粗糙l不起作用l异味l工作减弱，等等18 潜在失效的原因和机理潜在失效的原因和机理 典型的失效起因起因l规定的材料不正确l设计寿命估计不足l应力过大l润滑不足l维修保养说明不当l环境保护不够l计算错误等其其机理机理包括：包括：屈服屈服疲劳疲劳材料不稳定材料不稳定蠕变蠕变磨损和腐蚀磨损和腐蚀级别级别 级别用于对零件、系统或子系统的产品特性分级。一般级别用于对零件、系统或子系统的产品特性分级。一般分为：关键、主要、重要、重点。分为：关键、主要、重要、重点。19设计设计FMEA 严重度严重度判别标准判别标准 表2.3 影响影响 严重度判别标准严重度判别标准

9、 等级等级 危险的，没有预兆 非常高的严酷度等级，潜在故障模式会影响到安全操作或违反规章。故障在没有预兆情况下出现 10危险的，有预兆 非常高的严酷度等级，潜在故障模式会影响到安全操作或违反规章。故障在有预兆的情况下出现。 9非常高 项目和产品不适合操作功能缺损。用户非常不满 8高 项目和产品不适合操作，功能缺损。用户不满。 7中等项目和产品可操作，但是不舒服。不方便。用户使用不便。 6低项目和产品可操作，但舒适性、便利性表现欠佳。顾客有一定程度上的失望。 5很低某些特性不相配，并被大多数顾客所注意。 4微小某些特性不相配，并被一定数量的顾客所注意。 3很微小某些特性不相配，并被数量可忽略的顾

10、客所意。 2无没有影响。 120设计设计FMEA 发生频度发生频度判别标准判别标准 表表2.4故障概率故障概率 可能故障的比例可能故障的比例 等级等级 非常高，故障几乎不可避免 1/21/3 109高，反复故障 1/81/20 87中等，偶然故障 1/801/4001/2000 654低，相对很少的故障 1/150001/150000 32极少，故障不太可能发生 1/150000 121设计设计FMEA 探测度探测度判别标准判别标准 表表2.3 影响影响 探测度的判别标准探测度的判别标准 等级等级完全不确定 设计控制无法或者不能检测到潜在原因和后续故障模式，或者根本没有设计控制。 10可能性非

11、常小 设计控制只有非常小的可能性检测到潜在原因和后续故障模式， 9可能性小 设计控制有很小可能性测到潜在原因和后续故障模式8很低 设计控制有很低的可能性检测到潜在原因和后续故障模式7低设计控制有低的可能性检测到潜在原因和后续故障模式， 6中等设计控制有中等程度的可能性检测到潜在原因和后续故障模式， 5中等偏高 设计控制有很低中等偏高的可能性检测到潜在原因和后续故障模式， 4高设计控制有高程度的可能性检测到潜在原因和后续故障模式， 3很高设计控制有非常高可能性检测到潜在原因和后续故障模式 2几乎肯定 设计控制几乎肯定会检测到潜在原因和后续故障模式.122建议措施建议措施l当失效模式按RPN排出次

12、序后，应当首先对级数最高的和最关键的项目采取纠正措施。l减少严重度、频度和检测度的途径包括：l实验设计l修改实验设计l修改设计l修改材料性能要求23措施后的措施后的RPN结果分析：结果分析：l每次采取措施后，重新得到严酷度、频度和可检测度评估参数.并计算和计算和记录RPN的结果。l所有措施后的RPN都应评审，如果有必要则考虑更进一步的措施，直到每一个潜在故障的风险评估对于顾客和/或FMEA授权代表来说已经“可以接受”。n跟踪跟踪 负责设计的工程师应保证所有的建议措施都已被妥善的实施。FMEA是一个动态文件，它不仅体现最新的设计水平，还体现最新的纠正措施，包括设计更改。 -本章完-24第三章第三

13、章 过程过程FMEA (PFMEA)l典型的失效模式包括：l弯曲l粘合l毛刺l运转损坏l断裂l变形l脏污l安装调试不当l接地l开路l短路l工具磨损25潜在失效后果潜在失效后果-分两种情况分两种情况l对最终顾客最终顾客而言，失效后果用产品性能产品性能来描述：l噪声l工作不正常l不起作用l不稳定l牵引阻力l外观不良l粗糙l费力l异味l工作减弱l间歇性工作l控制减弱等26潜在失效后果潜在失效后果-第二种种情况第二种种情况l如果顾客是下道工序，失效后果应用过程性能过程性能来描述： -无法紧固 -无法钻孔/攻丝 -无法安装 -危害操作者 -不配合 -不匹配 -损坏设备等27潜在失效起因潜在失效起因/机理

14、机理l扭矩过大或过小l焊接不正确电流、时间、压力不正确l测量不精确l热处理不正确时间、温度有误l润滑不当或无润滑l零件漏装或错装28过程过程FMEA 严重度严重度判别标准判别标准 表表3.1 影响影响 严重度判别标准严重度判别标准 等级等级危险的，没有预兆 可能会给机器或流水线操作人员带来危险。非常高的严酷度等级，潜在故障模式会影响到安全操作或违反规章。故障在没有预兆的情况下出现。 10危险的，有预兆 可能会给机器或流水线操作人员带来危险。非常高的严酷度等级，潜在故障模式会影响到安全操作或违反规章。故障在有预兆情况下出现9非常高 对生产线有非常严重的破坏作用。可能导致100的产品报废。项目不适

15、合操作，主要功能缺损。用户非常不满。 8高对生产线有较小的破坏作用。可能导致部分产品分类挑选和报废。项目可操作，但水准不高，用户不满意7中等对生产线有较小的破坏作用。可能导致部分产品报废（不分类挑选情况下）。项目可操作，但是不舒服。不方便。用户使用不便。 6低对生产线有较小的破坏作用。可能导致100的产品的再加工。项目可操作，但舒适性、便利性表现欠佳。顾客有一定程度上的失望。 5很低对生产线有较小的破坏作用。可能导致产品的分类挑选并且有部分产品需要再加工。小的调整不起作用，由用户发现缺陷。 4微小对生产线有较小的破坏作用。产品可能需要在线再加工。小的调整不起作用，并被一定数量的用户发现缺陷 3

16、很微小对生产线有较小的破坏作用。产品可能需要在线再加工。小的调整不起作用，并被数量可以忽略的用户发现缺陷。 2无没有影响。 129过程过程FMEA 发生频度发生频度判别标准判别标准 表表3.2 故障概率故障概率 可能故障的比例可能故障的比例 等级等级非常高，故障几乎不可避免 1/21/3 109高，通常与以前的相似过程相关 1/81/20 87中等，通常与以前偶然的相似过程相关 1/801/4001/2000 654低，单独的故障与相似的过程相关 1/150003非常低，只有单独的故障与几乎相同的过程相关 1/150000 2极少，故障不太可能发生。没有故障与几乎相同的过程相关 1/150000 130过程过程FMEA 检测度检测度判别标准判别标准 表表3.3 影响影响 检测度的判别标准检测度的判别标准 等级等级完全不确定 没有已知的控制来检测故障模式。 10可能性非常小 当前只有非常小的可能性来发现故障模式。 9可能性小 当前的控制有很小的可能性来发现故障模式。 8很低 当前的控制有很低的可能性来发现故障模式。 7低当前的控制有低的可能性来发现故障模式。 6中等当前控制有中等的可能性来发现故障模式。 5中等偏高当前控制有中等偏高的可能性来发现故障模式 4高当前控制有高