FMEA失效模式与效应分析(第3版)

1、FMEA失效模式与效应分析(第3版)FMEA的基本概念1.对失效的产品进行分析，找出零组件之失效模式，鉴定出它的失效原因，研究该项失效模式对系统会产生什么影响。2.失效分析在找出零组件或系统的潜在弱可行之对策。2失效的定义在失效分析中，首先要明确产品的失效是什么，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：1在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既 定功能。2在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上 下限之间。3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。3FMEA过程顺序系统有哪些功能，特征，需要条件？会有哪些错误？发生错误会有多惨？那些错误是什么造成

2、的？发生之频率？有哪些预防和检测？检测方法能多好程度？我们能做什么？设计变更过程变更特殊控制改变标准程序或指南4FMEA之功用阶段 功用1.发掘所有可能之失效模式2.依固有的技术进行设计变更3.必要之处采用可靠性高之零组件1.明确把握失效原因，并实施适当的改善2.零件安全之宽放确认3.寿命、性能、强度等之确认1.活用工程设计，进而改善制程上之弱点2.利用FMEA之过程制订必要之制程标准1.不同之环境产生之失效，以FMEA克服2.不同之使用法产生之失效，以FMEA克服.客户抱怨阶段.设计时间.开发阶段制造阶段5FMEA之演变1.FMECA之前身为FMEA，系在1950由格鲁曼 飞机提出，用在飞机

3、主控系统的失效分析。2.波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作 业程序，列在其工程手册中。3.60年代初期，美太空总署将FMECA成功的应用 于太控计划。美军同时也开始应用FMECA技术，并 于1974年出版MIC-STD-1629 FMECA作业程序。4.1980修改为MIC-STD-1629A，延用至今。5.1985由国际电工委员会(IEC)出版之 FMECA国际标准(IEC812)，即参考MIC-STD-1629A 加以部份修改而成。6FMEA之特征1.是一项以失效为讨论重点的支持性与辅助性的可靠度 技术。2.用表格方式进行工程分析，使产品在设计与制程规划时 ，早期发现缺陷及影响

4、程度以便及早提出解决之道。3.是一种系统化之工程设计辅助工具。4.QS 9000 FMEA因分析对象不同分成“设计FMEA” 及“制程FMECA”，而MIC-STD-1629A因分析项目缺少现行 管制方法，故适合设计时使用。5.FMEA为归纳法之应用，根据另组件的失效数据，由下而 上推断系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方 法。7国际间采用FMEA之状况1.ISO 9004 8.5节FMEA作为设计审查之要项 ，另FTA亦是。2.CE标志，以FMEA作为安全分析方法。3.ISO 14000，以FMEA作为重大环境影响面分 析与改进方法。4.QS 9000以FMEA作为设计与制程失效分析方

5、法。8设计FMEA之目的1.帮助设计需求与设计方案的评估。2.帮助初始设计对制造和装配的需求。3.在设计发展阶段，增加失效模式和系统效应分析的次数。4.提供另一项分析信息，帮助设计验证之规划。5.根据对顾客需求的影响性，列出失效模式的排序，并按序 改善。6.提供一项改善方案，可以减少矫正与追查的活动。7.提供更好的参考数据，协助现场解决问题，评估设计 变更和发展更进一步的设计。9设计FMEA作业流程组成DFMEA小组资料搜集厘订DFMEA计划建立功能方块图产品结构树设计可靠度展开(DQFD)决定分析之项目功能进行DFMEA分析选择关键失效模式矫正预防填写矫正后风险优先数FTA分析DFMEA报告

6、纪录保存设计审查选择关键失效模式所有RPN小于规定值？YYNN10设计FMEA表 (2) 系统 FMEA编号： (1) (2) 子系统 页次： of (2) 零组件： (2)设计责任： (3) 准备者： (4)车型年份： (5)生效日期：FMEA日期(制订)(7)(修订) (7)核心小组：(8)11设计FMEA表（范例) 系统 FMEA编号： 0001 子系统 页次： 1of 1 零组件： 冷凝器 设计责任： 准备者： 车型年份： 嘉年华94生效日期： FMEA日期(制订)(修订) 核心小组：设计二课成员12 系统 FMEA编号： 0001 子系统 页次： 1of 1 零组件： 2209272

7、0设计责任： 准备者： 车型年份： 通用汽车96生效日期：85.08 FMEA日期(制订)(修订) 核心小组：如附表设计FMEA表（范例)13 系统 FMEA编号： 0001 子系统 页次： 1of 1 零组件： 主油压缸 设计责任： 准备者： 车型年份： 生效日期： FMEA日期(制订)(修订) 核心小组：设计系统开发小组设计FMEA表（范例)14 系统 FMEA编号： 1350 子系统 页次： 1of 1 零组件： PAPER设计责任： 准备者： 车型年份： 1350电气胶带生效日期： FMEA日期(制订)(修订) 核心小组：如附表设计FMEA表（范例)15设计FMEA填写说明(1)FME

8、A编号：填入FMEA文件编号，以便可以追踪使用。(2)系统、子系统及零组件：指示合适的分析等级，并填入系统 、子系统或零件名称或零件名称和编号。(3)设计责任者：填入OEM、部门和小组，也包括供货商名称。(4)准备者：填入准备FMEA责任工程师的姓名、 号码、公司。 A.系统FMEA范围： 底盘系统；点火系统；内部系统B.子系统FMEA范围 底盘系统之前悬吊系统 C.零件范围 Strut为前悬吊系统之零件。16设计FMEA填写说明(5)车型年份：填入想要分析制造的车型年份。(6)生效日期：最初FMEA发布日期，不能超过开始计划生产的日期。(7)FMEA日期：填入FMEA最初制订日期，和最新被修

9、订日期。(8)核心小组：列出有权限参与或执行这项工作的负责个人和单位。 (建议将所有小组成员名字、单位、 号号、地址等另行列表)。(9)项目功能：填入要被分析的名称和编号。利用专用名词和工程 图面上显示的设计等级。于首次正式发行之前，可以使用实验时 使用的编号。尽可能简洁地，填入被分析项目的功能使之符合设计意图。包括这个系统作业相关环境的信息（如：设定温度、压力、湿度范围）。如果项目包含一个以上有不同潜在失效模式功能时，则列出所有个别功能。17设计FMEA填写说明(10)潜在失效模式潜在失效模式是零件、子系统、或系统于符合设计意图过程中可能失效的种类。潜在失效模式也可能是较高阶子系统或系统之失

10、效原因，或较低阶零组件的失效效应。列出特别项目和功能的每一潜在失效模式。假设失效是将发生的，但不是必须发生的。潜在失效模式仅可能发生于某些作业条件下（如：热、冷、干、多灰尘的条件）和在某些使用条件下（如：行驶哩数在平均数以上、粗糙不平的地形、仅在市区行驶）。一般的失效模式包含下列各项，但不限于此：破碎的、变形、松弛、泄漏、黏着、短路、生锈氧化、龟裂。18设计FMEA填写说明(11)潜在失效效应为被客户查觉在功能特性上失效模式的效应。也就是：失效模式一旦发生时，对系统或设备以及操作时使用的人员所造成的影响。一般在讨论失效效应时，先检讨失效发生时对于局部所产生的影响，然后循产品的组合架构层次，逐层

11、分析一直到最高层级人员、装备所可能造成的影响。例如：由于某个间歇性的系统作业造成某个零组件的破碎，可能造成于组合过程的震动。这个间歇性系统作业降低了系统功效，最后引起客户不满意。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、外观不良等。19设计FMEA填写说明(12)严重度20设计FMEA填写说明(13)等级 这个字段用来区分任何对零件、子系统、或系统将要求附 加于制程管制的特性（如：关键的、主要的、重要的。 任何项目被认为是要求的特殊制程管制，将被以适当的特 征或符号列入设计FMEA的分等字段,并将于建议行动字段被提 出。 每

12、一个于设计FMEA列出的项目，将在制程FMEA的特殊 制程管制中被列出。21设计FMEA填写说明(14)潜在原因设备失效1.潜在原因2.设备失效错误的原物料规格。不适当的的设计寿命假设。润滑或加油能力不足。不适当的维护作业。缺乏环境保护。错误的算法。超过压力。生产良率。原物料材质不稳定。磨损。金属疲劳。装备欠流畅。腐蚀。22设计FMEA填写说明 (15)发生度 参考下列各要素，决定发生度等级值(110)： 1.相似零件或子系统的过去服务历史数据和相关经验? 2.零件、上一阶零件或分系统是否滞销? 3.上一阶零件或分系统改变程度的大小？ 4.零件与上一阶零件，基本上是否有差异? 5.零件是否为全

13、新的产品? 6.零件使用条件是否改变? 7.作业环境是否改变? 8.是否运用工程分析去预估，应用此零件之发生度?23设计FMEA填写说明(15)发生度参考指标：24设计FMEA填写说明(16)现行设计管制列出利用预防措施、设计验证确认(DV)、或其它活动，而这些活动是用来确认对失效模式设计适当，和或原因设备均被考虑。目前常用的管制为一些已被使用或正在使用的相同或类似的设计。(如：道路测试、设计审查、数学研究、可行性审查、原型测试、车队测试等)。有三种设计管制或特征：(1)预防原因设备，或失效模式效应发生，或降低发 生比率。(2)侦测原因或设备，并提出矫正措施。(3)侦测失效模式。 可能的话，最

14、先使用第(1)种管制；其次，才使用第(2)种管制；最后，才使用第(3)种管制。25设计FMEA填写说明(17)难检度26设计FMEA填写说明(18)风险优先数 风险优先数是严重度(S)、发生度(O)、和难检度(D)的乘积。 RPN=(S)(O) (D)是一项设计风险的指标。当RPN较高时，设计小组应提出矫正措施来降低RPN数。一般实务上，会特别注意注意严重度较高之失效模式，而不理会RPN之数值。27设计FMEA填写说明(19)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 和关键项目提出矫正措施。任何建议措施的目的是要减少任何的发 生度、严重度、和或难检度。增加设计验证或

15、确认措施的结果， 只可降低难检度的等级。透过设计变更去除或管制某一或多个影响 失效模式的原因 设备，只能降低发生度的等级。只有设计变更能 降低严重度等级。可考虑下列的实行措施，但并不限于此：实验设计 修改测试计划 修改设计 修改原物料规格28设计FMEA填写说明(20)负责人与日期：填入建议措施的负责单位或个人，和预定 完成日期。(21)实行措施：完成矫正措施后，填入简短的执行作业和生效 日期(22)RPN结果：将矫正措施实施后，经鉴定、评估和记录严重 度、发生度、和难检度的等级结果填入，进一步 的措施只要重复(19)(22)之步骤即可。29设计FMEA填写说明追纵确认 设计责任工程师应负责确

16、认所有的建议措施均已执行或有适当的对策提出。FMEA文件应适时修正并能反应最新的设计等级，和最近有关的措施，包括开始量产后所发生的。设计责任工程师可由下列方法确认所有建议措施已被执行：确认达成设计要求。审查工程图面和规格。组装或制造文件编订确认。审查设计FMEA和管制计划。 30制程FMEA作业流程组成PFMEA小组资料搜集厘订PFMEA计划建立功能方块图制程可靠度展开(PQFD)决定需分析之制程功能及需求进行PFMEA分析风险优先数选择关键失效模式矫正预防PFMEA报告所有RPN小于规定值？YN31制程FMEA表项目：(2) 制程责任者：(3)FMEA编号： (1)车型年份：(5)生效日期：

17、(6) 页次 of核心小组： (8) 准备者： FMEA日期(制订) (7)(修订) (7)32制程FMEA表（范例)ADSD系统 FMEA编号： ADSD001 子系统 页次： 1of 1 零组件： ADSD设计责任： 准备者： 车型年份： BT-5797生效日期： FMEA日期(制订)(修订) 核心小组：如附表 33制程FMEA表（范例)项目：YOKE KING PIN制程责任者： FMEA编号： NO.1车型年份：(5)生效日期： 页次 1of 1核心小组： 工程、模具等相关人员 准备者： FMEA日期(制订)(修订)34制程FMEA表（范例3)项目：铰孔钻孔、攻牙作业制程责任者： FM

18、EA编号： 002 车型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 页次 of核心小组： 加工课长、工程课长 准备者： FMEA日期(制订)(修订) 35制程FMEA表（范例4)项目：压铸作业制程责任者： FMEA编号： 001 车型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 页次 1of 1核心小组： 压铸课长 准备者： FMEA日期(制订)(修订) 36制程FMEA填写说明(1)FMEA编号：填入FMEA文件编号，以便可以追踪使用。(2)项目：填入将被分析制程系统、子系统或零件名称和编号。(3)制程责任者：填入OEM、部门和小组，也包括供货商名称。(4)准备者：

19、填入准备FMEA责任工程师的姓名、 号码、公司。(5)车型年份：填入想要分析设计制造用的车型年份。(6)生效日期：最初FMEA发布日期，不能超过开始计划生产日期。(7)FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期，和最新被修订日期。37制程FMEA填写说明(8)核心小组：列出有权限参与或执行这项工作的负责个人和单位 。(建议将所有小组成员名字、单位、 号码、 地址等另行列表)。(9)制程功能：填入要被分析的制程或作业简单的叙述(如：车 床、需求钻孔、焊接、组装)。叙述尽可能与被 分析的制程或作业目的一致。当制程包含多种作 业(如：组装)，而有不同的潜在失效模式时，要 将不同作业视为不同制程处理。3

20、8制程FMEA填写说明(10)潜在失效模式 为制程可能不符合制程要求或设计意图。叙述规定作业的不合 格事项。它是一个原因成为下工程的潜在失效模式或被上工程所影 响的潜在失效模式。无论如何，于准备FEMA时，必须假设进料的零 组件或原物料是好的。 列出每一个特殊作业零件、分系统、系统或制程特性，所引起 的潜在失效模式。制程工程师或小组要提出和回答下列问题： 制程或零组件为何不符合规格？ 不考虑工程规格，什么是客户(最终用户、下工程、或服务)所不 满意的？ 一般的失效模式包含下列各项： 破碎的、变形、弯曲、装订捆绑、短路、工具磨损、不正确的 安装、灰尘。39制程FMEA填写说明(11)潜在失效效应

21、 被定义为对客户要求的功能失效模式。客户指的是：下个作业、 下工程或地点、经销商、或车辆所有人。每一个潜在失效功能都必 须被考虑。 对于最终使用者，失效效应经常被指为：杂音、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、操控性减弱、车辆控制受损。 对于下工程而言，失效效应经常被指为：不能拴紧、不能钻孔 或攻牙、不能固定、不能磨光、使作业者危险、危害机器、不合适、 不连接、不相配。40制程FMEA填写说明(12)严重度(Severity):41制程FMEA填写说明(13)等级 这个字段用来区分任何对零件、子系统、或系统将要求附加于制程管

22、制的特殊产品特性(如：关键的、主要的、重要的)。如果在制程FMEA被认定等级，通知设计负责工程师，这将影响工程文件相关管制项目的认定。(14)潜在原因设备失效在尽可能的范围里，列出所有能想象得到的失效原因：不当的扭力。不适当的焊接。不精确的量具。不当的热处理。不适当的钻孔。不适当或没有润滑。缺少零件或放错。42设计FMEA填写说明(15)发生度(Occurrence)：43制程FMEA填写说明(16)现行制程管制 现行制程管制是叙述管制方法，用来预防可能扩大的失效 模式和侦查出失效模式的发生。这些管制方法可能包括治具的 防误或SPC或后制程评估。 有三种制程管制可以考虑： (1)预防失效原因或

23、失效模式效应的发生或降低发生比率。(2)查出失效原因，并提出矫正措施。(3)查出失效模式。 可能的话，最好先使用第(1)种管制；其次才使用第(2)种 管制；最后，才使用第(3)种管制。44制程FMEA填写说明(17)难检度(Detection):检查类型：A.防呆；B.标准规格；C.参考用的检查45(18)风险优先数 风险优先数是严重度(S)、发生度(O)、和难检度(D)的乘积。 RPN=(S)(O) (D) 是一项制程风险的指标。当RPN较高时，设计小组应提出矫正措施来降低RPN数。一般实务上，会特别注意注意严重度较高之失效模式，而不理会RPN之数值。制程FMEA填写说明46(19)建议措施

24、： 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 和关键项目提出矫正措施。任何建议措施的目的是要减少任何的发 生度、严重度、和或难检度。可考虑下列的实行措施，但并不限 于此：为了降低发生机率，需要制程或设计变更。 只有设计或制程变更可以降低严重等级。 为了增加查出的机率，需要制程或设计变更。通常改进侦查管制 方式，对质量改善是浪费和无效的。增加质量管理检验频率不是 良好的矫正措施。永久改善措施才是必须的。制程FMEA填写说明47(20)负责人与日期：填入建议措施的负责单位或个人，和预定完成日期。(21)实行措施：完成矫正措施后，填入简短的执行作业和生效日期。(22)RPN结果：将矫正措施实施后，经鉴定、评估和记录严重度、发生度、 和难检度的等级结果填入，进一步的措施只要重复(19)(22