FMEA潜在失效模式和后果分析完整教程328页课件

1、潜在失效模式和后果分析FMEA2019年6月2日术 语过 程：利用输入实现预期结果的相互关联或相互作用的一组活动。产 品：在组织与顾客之间未发生任何交易的情况下，组织生产的输出。质 量：客体的一组固有特性满足要求的程度。规 范：阐述要求的文件。变 差：过程的单个输出之间不可避免的差别。设计和开发：将对客体的要求转换为对其更详细的要求的一组过程。术 语特殊特性：可能影响安全性或产品法规符合性、可装配性、功能、性能、要求或产品的后续处理的产品特性或制造过程参数。产品特性：最终产品本身所具有的特性。过程特性：产品在加工过程中所能显现的特性，随着过程结束而消失。一般显现在产品制造加工结束而消失，一般显

2、现在产品制造加工过程的相应参数。防 错：为防止制造不合格产品而进行的产品和制造过程的设计和开发。FMEA介绍FMEA和APQP概念初始批准项目批准样件试制小批量生产正式生产策划产品设计和开发过程设计和开发产品和过程确认生产反馈评估和纠正行动阶段V阶段I阶段II阶段III阶段IV策划DFMEAPFMEA目 的掌握如何确保设计和过程开发实施满足客户和计划要求了解新产品和过程实现中涉及的任务理解FMEA的作用掌握FMEA的开发理解产品设计和过程开发之间的相关性理解产品和过程设计开发应关注于稳健和防错而不是发现错误什么是FMEA？FMEA是严密的分析过程，有助一小组预测失效并防止在设计和制造中发生概念

3、识别产品和过程可能失效的方式，阐明后果，然后作出计划预防失效。顾客满意意味着顾客满意意味着：决不要说对不起！Customer satisfaction means: Never having to say youre sorry!FMEA的目的和优点 FMEA分析过程是结构化的方法用于： - 提高产品、过程和服务的质量可靠性和安全 - 提高客户满意度 - 缩短开发周期和减低成本 - 记录并跟踪采取的措施以降低风险风险评估和知识FMEA的主要类型 系统FMEA：用于在早期概念和设计阶段分析系统和子系统 - 关注于系统内由设计造成的功能和边界相关的存在失效 设计FMEA：在产品正式生产发布之前分析

4、潜在失效 - 关注于产品由于设计造成的和功能相关的潜在失效 过程FMEA：用于分析制造和装配过程 - 专注于过程由于设计和操作造成的和功能相关的潜在失效模式何时使用FMEA 情况一：新设计、新技术或新过程 - FMEA的范围包括完整的设计、技术和过程 情况二：现有设计和过程的更改（假设现有的设计和过程 FMEA已存在） - 关注设计和过程的更改以及更改造成的相互影响，以及返修记录 情况三：在新的环境、地点和应用中使用现有的设计和过程（假设现有的设计和过程存在FMEA） - FMEA应包括新的环境和地点对现有的设计和过程造成的影响开发文件结构 当设置一个系统用于管理和维护FMEA开发过程中的文件

5、，必须考虑如何有效的把类似产品或产品族中的知识有效传递。 将受到FMEA过程范围的影响结 构目标文件目录产品系列文件目录子系列文件目录文件目录文件目录产品产品创建新的产品三种创建新产品的方法1、从零开始(from scratch)2、拷贝现有的产品并更改3、从产品族继承文件(Family) - 要求相关的软件知识原因和效果关系原因1原因2效果1效果2原因1原因2效果11对1多对1“和”1对1原因1效果1效果2原因1原因2效果1多对1“或”因和果的关系有多种形式原因vs.失效模式机理 失效模式机理(mechanism)是物理的，化学的，电的，热的和其他过程导致失效模式 - 对系统而言失效机理是部

6、件失效传播过程最后导致系统失效 - 一个产品和过程有几个失效模式他们之间由于共同的失效机理 而相互关联 原因是导致和激发失效机理的因素 失效机理用于确定和理解失效模式的原因 控制方法和改进措施应关注原因而不是失效机理失 效 模 式把失效模式和因果相连原因失效模式后果时间我们必须理解在所有链接中的风险失效链环境条件水箱支架断裂根源模式水箱后倾，与风扇碰撞水箱中冷却液泄露冷却系统过热不平道路引起震动与车体扭转产生异响发动机气缸中间模式汽车停驶最终模式过程技术分析Engineering Risk Analysis采 取 方 式 直觉(Intuition) - 通常该方式不建议采用，因为包括管理（本质

7、上不是无效） 推论(Deduction) - 由一般推导到特殊 归纳(Induction) - 由特殊推导到一般分析的步骤 归纳的步骤 - （从下至上分析） 推论的步骤 - （从上至下的分析）Summarize upwardDetermine Failure Modes of LowerLevel Components.Pick Upper LevelFailure in Component Flowdowncauses推论的方法 从系统失效开始，分析并确定可能的发生的机制 然后是可能的原因 “逆向Posteriori”过程 (i.e.,从效果到原因） 基本的模式是 - 如何出现问题？ - 如

8、何发生这个特定失效模式？归纳的方法 “逆向Posteriori”过程(i.e.，从影响到原因） 以成功为导向的模式： - 可靠性模块图(Reliability Block Diagrams) - 成功树(Success Trees) 失效为导向的模式： - 故障树( Fault Trees) - 失效指数(Fault Matrices)归纳的方法 从零件或步骤失效开始，分析并确定对系统的影响然后是可能的原因 An “正向Priori”过程 （i.e.，从原因到效果） 基本的模式是 - 什么会发生，如果？ - 什么系统失效模式有哪些？归纳的方法 “正向A Priori” 过程（i.e.，从原因到

9、效果） 单独失效基于（传统的定义）： - 失效模式和效果风险 - 失效模式效果和关键性风险 - 失效危害分析(Fault Hazard Analysis) 多种失效基于： - 双重失效指数(Double failure matrices) 非参数的(Non-Parametric): - 初始危害分析 - 操作过程危害分析FMEA-如我们所知Failure Mode 失效模式Effects 效果Cause 原因Control 扩展Criticality (Severity, Occurrence, Detection)关键性（严重度，频度，探测度）And Improvement Analysis

10、和改进分析 FMEA = FMECCCIA - 扩展范围包括危险分析(Hazard Analysis)分析的方法 系统地分析： 1、产品和过程如何不满足期望？ 2、后果是什么？ 3、什么导致失效？ 4、采取什么措施发现失效？ 5、风险的级别是什么？ 6、如何降低风险？FMEA 目的 管理量化的风险 - 提高问题跟踪和行动方案的表格格式 - 为将来提高分析问题的参考，评估设计更改和开发新产品过程 行动 - 改进建议 - 责任，时间，跟踪 - 验证FMEA 的整体开发适用于任何类型FMEA的过程方法FMEA的开发 确定并列出所有的要求 - 确定分析的范围 针对每一项要求 - 确定潜在的失效模式 针

11、对每一种失效模式 - 评估潜在的失效影响 - 确定原因 针对每一种原因 - 确定采取何种控制方法来预防或探测原因或失效模式 - 确定并实施持续改进措施基本的结构 没有一个单一的步骤次序用于开发FMEA - 采用的步骤应取决于产品和过程是全新或者是原有产品； 创新或者标准产品等 没有一个单一的正确的模式 - 特定的模式应该基于企业的需要和客户的要求小组方法 FMEA分析是设计多功能小组创造性的过程 大部分的FMEA优点来自于小组讨论和相关活动 带来的知识增长 这一点本身就足够说明为什么要使用FMEAFMEA小组 为什么？ - 经验共享 - 掌握知识 - 头脑风暴 - 有助于问题解决 - 理解上的

12、共享 - 决策的一致FMEA小组 技能和工具 - 小组成员理解赛程管理中使用的工具 - 有技巧的小组辅助人员 - 熟悉防错技术的小组成员 - 熟悉产品和过程相互关系的小组成员 - 建立、控制和维护输出的记录员和文档管理员FMEA小组 核心小组相关利益方 - 工艺或制造工程师 - 设计工程师 - 质量人员 - 制造人员FMEA小组 小组的拓展 - 材料/采购 - 供应商 - 客户 - 维修人员 - 物流小组成员具备必须知识的所有人员 FMEA小组组长应该选择具备相关经验和必要权限的小组成员 - 除了设计和工艺部门，下面是一些补充资源的例子FMEA开始议题/问题：相关的资源和经验范围FMEA的范围

13、是什么？分析的事项？项目管理，客户，负责人员相互关系功能、要求和替换什么应该发生？什么是期望的功能和要求？客户，项目管理，负责人员相互关系，服务，安全，制造和装配，包装，物流，材料潜在的失效模式过程和产品可能失效的方式什么可能出错？它如何不能满足期望的功能和要求？客户，项目管理，负责人员相互关系，服务，安全，制造和装配，包装，物流，材料，质量失效对企业过程和下游客户造成的影响和后果什么后果？不满足会有什么后果？客户，项目管理，负责人员相互关系，服务，安全，制造和装配，包装，物流，材料，质量潜在失效的原因为什么会出错？什么会导致失效发生？客户，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析

14、，设备制造，维护FMEA开始议题/问题：相关的资源和经验潜在失效发生的频率失效发生有多大的可能？客户，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析，统计分析，设备制造，维护现有的控制和预防应用我们现在是如何做的？如何去预防？制造和装配，包装，物流，材料，质量，工程分析，维护现有的控制和探测应用我们现在如何做？如何探测？客户，制造和装配，包装，物流，材料，质量，维护要求建议的行动措施还能多做点其他事吗？还有什么其他事可以进一上降低风险？客户，项目管理，负责人员相互关系，制造和装配，包装，物流，材料，质量，可靠性，工程分析，统计分析，设备制造，维护FMEA小组的作用 小组组长 - 通常是工

15、程技术负责人 辅助人员（Facilitator） - 是经验丰富的FMEA应用人员 小组成员 - 核心小组 - 拓展的小组 记录员FMEA会议 在会议之前要求获得和布置需要的信息 提前预订会议 确定目标并准备日程 分配角色 有效的沟通 定义，任务分配和任务跟踪FMEA小组成功要点 管理层知识 有效培训 和任务相关的小组规模 范围不要太大 目标明确 过程明确 目标相关并且作用明显 确定小组绩效评估方法 充分的时间用于分析和改进 和企业的开发过程集成 输入的信息和数据易于获得管理层职责最终管理层拥有FMEA的开发和维护的权限和责任 对高风险的区域选择并安排相关资源 确定资源分配的优先次序 提供支持

16、确保 - FMEA的分析在要求的时间范围内完成 - 分析的结果采取相应的行动措施 通过参与FMEA评审并帮助他们克服障碍来提供直接 的支持 确保企业从获得经验和知识里头获益总 结FMEA FMEA是一种系统的分析方法，用于分析概念，系统， 产品和过程 确保所有潜在失效模式和原因得以考虑和解决 过程和产品知识的总结 控制开发和运营过程中的失效风险FMEA的应用 系统FMEA - 提高产品设计，检测和设计过程 设计FMEA - 提高产品设计，实验和设计过程 过程FMEA - 提高过程设计能力、效率、产能、可靠性FMEA的应用 过程FMEA - 提高过程能力和过程控制 维修FMEA - 提高维修过程

17、和设备总体效率（OEE） 环境健康和安全FMEA（EHS FMEA） - 降低过程操作人员的事故的风险和伤害并降低对过程，设施 和设备的损坏FMEA需要更改的情况 FMEA是不断更新的文件 FMEA价值在以下情况必须更改 - 新设计和新过程 - 部件，系统或过程的更改 - 重要问题的解决和结果必须更新到FMEA - 部件和系统用于新环境，新地点和新应用知识管理FMEA的优点Time of LaunchFailures Without FMEAWith FMEAGraph of Timing & Quality related to Potential Failures设计失效模式和后果分析-

18、DFMEAFMEA和产品实现过程设计FMEA的关联历史信息（维修、修理、客户退返、现场应用失效等）基于可制造性和装配规则的设计（由DFMEA驱动）失效驱动风险降低计划（验证和确认实验计划）DFMEADFMEA价值工程价值分析概念确定方案提出具体设计特殊特性的初步确定验证通过/失败确认设计和过程FMEA的关联DFMEA零件功能失效模式原因当前控制(DVP&R)零件过程失效模式原因当前控制(CP)PFMEA 保修 外部质量问题 内部质量问题效果持续试验、监控和改进设计的问题制造的问题文件的关联 设计和过程 - DFMEA和PFMEAItemDescriptionPotential Failure

19、ModePotential Effects of FailureSevRelated CharPotential CausesOccDesign Control? +OP#DescriptionProcess FunctionPC IDPC DescriptionPotential Failure ModePotential Effects of FailureSevPotential Causes of FailureOccPreventiveControls Detective ControlsDet +Design FMEAProcess FMEA分类-设计和过程关联 特殊要求（外形，配

20、合，功能，表面）- 可能是关键 严重度9或10和 频度4-10- 可能很重要=严重度9或10- 对于特殊要求，在设计记录内或通过FMEA确定特殊特性 为什么主要和/或关键特性很特殊- 要求计量型检具(variable gaging),测量系统分析能力和SPC设计Function 过程C1C2C3C4C5设计失效模式和后果分析DFMEA产品实现过程模式合同评审项目计划开发计划DFEMA开发过程流程图开发过程FMEADVP&R和小组可行性承诺开发控制计划开发作业指导产品和过程确认持续改进确定客户的期望，满足要求和质量策划7.2,7.2.1,7.1确定特性，功能和特殊特性实施FMEA7.3.2,7.

21、3.1.1确定要求的满足，风险分析、验证和可行性分析（包括产品安全）7.2.2,7.2.2.1,7.2.1,7.2.1.1,7.2.2.2,7.3.1,7.3.1.1把特性和过程步骤关联确定特殊特性7.3.2.2,7.3.2.3寻找变差原因确定特殊特性7.3.3.2,7.3.2.3制定过程/产品控制和监控方法，记录结果TS附录A，7.5.1.2,7.5.1.1制定生产过程操作指导7.5.1.3,7.5.1.2,7.5.1.8确保满足客户要求准备PPAPPPAP手册，4.2.3.1,7.5.2.7,7.3.6.3管理评审，监控和测量产品和制造过程，持续改进5.5,5.6,8.2.4,8.4,8.

22、5阶段V阶段I阶段II阶段III阶段III阶段III阶段III阶段II阶段IVAPQPDFMEA DFMEA可降低设计的失效风险：- 帮助评估设计目标，包括功能要求和设计方案选择- 评估初始的设计是否满足制造、装配、服务和回收要求- 确保在设计、开发过程是考虑到潜在失效模式以及对系统 和车辆的影响DFMEA DFMEA在设计阶段帮助：- 为全面和有效的设计策划提供附加的信息- 提供标准格式，记录建议行动并跟踪风险的降低- 提供未来的参考（例如：经验教训），帮助解决现场关注 的问题，评估设计更改，开发先进的设计DFMEA的目标 改进的设计稳健设计 改进的设计和过程验证 识别并降低风险- DFME

23、A过程是设计人员的分析技术- 确保潜在失效模式和相关原因/机制得到考虑并解决- 用于确认、评估和风险排序的标准方法- 避免客户受失效模式的影响- 满足产品的期望- 确保制造和装配设计过程动态的文件 DFMEA是动态文件：- 在设计概念最终确定之前启动- 如果发生更改或在产品开发过程中获得其他额外的信息应 及时更新DFMEA- 在生产设计发布之前基本完成- 获得的经验教训可用于未来的设计制定DFMEA 确定并列出所有的要求- 确定分析的范围 制定每个要求- 确定潜在的实现模式制定DFMEA 针对每个失效模式- 评估潜在的失效后果- 确定原因 针对每种原因- 确定需要采取什么控制措施来预防或探测失

24、效原因或 失效模式- 确定并实施持续改进措施DFMEA前提要求确定并列出所有的要求- 确定分析的范围DFMEA前提要求“如果我有6个小时去砍一棵树，我宁愿花4个小时磨刀。”“If I had six hours to cut down a tree, I would spend four hours sharpening the axe.”亚伯拉罕林肯Abraham LincolnDFMEA前提要求明确客户 最终用户：使用该产品/服务的人或组织- 这是必须满足的主要客户，该客户决定产品和服务是否 值得他们所付出的金钱- FMEA的分析影响最终用户可能包括耐久性 OEM装配和制造中心（工厂）：确

25、定产品和装配 过程中的相关性是有效FMEA分析的关键DFMEA前提要求明确客户 供应链制造地点：生产材料或零部件制造，加工或 装配的场所- 包括生产件，服务件和装配的过程，例如：热处理，焊接， 喷涂，电镀或其他表面处理- 这些有可能是下一级的操作或下一级的制造过程 监管方：政府负责制定并监督执行安全和环境规范 的部门，这些规范会影响到产品和过程DFMEA前提要求明确客户 装配：装配过程是重要的客户包括OEM装配厂- 理解产品和装配之间的界面关系非常重要- 这些关系有可能会涉及到下一级供应商的制造地点 生产：从客户的角度需要着重考虑的是实际的生产 过程（制造，建立，实施等）- 这个可能指整个的制

26、造过程或过程内部的下一个步骤- 客户关注可制造性DFMEA前提要求 设计是我们的朋友 应该非常了解要 求 产品/服务主要起什么作用 什么是输出的功能 什么是你期望看到的，比如：- 功能性- 效率- 有效性- 什么条件- 针对哪些客户：采购员用户制造部门物流部门管理层政府部门社会需要考虑的条件：存储正常使用过度使用滥用极端的条件要 求 产品/服务是如何受到以下因素的影响- 同一级别的其他系统- 生产过程- 客户使用的过程 如何避免过去已犯的错误？- 经验教训- 什么应该做？- 什么不应该做？要 求 列出所有的要求和输出- 单独列出每个要求 列出每一项需要评估的输出的名称和编号 显示工程图纸的设计

27、版本信息- 功能应该用以下方式描述名词-动词-测量方法(Noun-Verb-Measurable) 用可测量的术语描述功能- 如果产品/材料必须在某一特定条件下产生作用，应该写明这些 条件案例：功能 列表功能表单SI.功能何时多少1防漏转向（无任何泄露）在气压90巴和怠速状态油零泄露2灵活转向（无任何噪声）加速至全速低于可听到的噪声水平（75分贝）3转向的抓地感速度100km/h无任何漂浮感何时 = 在什么条件下多少 = 接受的标准练习#1冷热纸杯分发练习#1 纸杯说明 确定纸杯的客户 确定纸杯的功能和特征功能 采用头脑风暴，列出所有的失效模式 通过课堂小组形式评估背景介绍 纸杯属食品包装材料

28、，直接与人口接触，在卫生 方面必须符合国家规定的卫生标准。 纸杯按用途分有冷饮杯、热饮杯和冰淇淋杯。 纸杯按容量分有大、中、小三类。纸杯分析 谁是客户？ 纸杯的功能-纸杯功能按项目分类 顶部杯口：- 杯身：- 杯膜：- 杯体图案：- 杯底：- 杯托：-范 围必须要清楚： 什么应该包括 什么不应该包括- 出就是说分析的范围是什么？ 零件 装配件 子系统 系统范 围 DFMEA的边界或范围- 确定哪些应该包括，哪些不包括- 不确定分析范围的风险： 零件 装配件 子系统 系统 FMEA分析的目标不明确 团队成员不恰当 分析不可控范 围应该考虑的问题： 什么过程，装配零部件和系统和它有接触关系？ 这些

29、功能或特征影响其他部件或系统吗？ 是否需要其他部件或系统的输入来执行期望的功能？ 该功能是否包括相关零部件或系统潜在失效模式的预 防或探测？功能展开 项目、功能和失效模式 下图的方法以显示在一个“树状布置”中的项 目、功能和失效模式，这可以协助小组对系统、 子系统和零部件的视觉化。功能展开设计目标：1）最少3000小时免维护使用，及10，000小时的设计寿命2）达到成年男性99.5百分点舒适3）等等功能：- 使用容易潜在失效模式： 驾驶困难 蹬踩困难功能：- 提供可靠的交通工具潜在失效模式： 链条频繁断 车胎要求定期维护功能：- 提供舒适的交通工具潜在失效模式： 座位位置乘坐不舒服自行车功能：

30、- 为车座支撑提供稳定支架潜在失效模式： 支撑不良 车座支撑偏斜功能：- 外观悦目潜在失效模式： 外表（光泽）质量偏差 油漆斑点车架车把手总成前轮总成后轮总成链轮总成车座总成链条总成功能：- 提供结构支撑潜在失效模式： 结构失效 偏斜功能：- 为正确的支架几何形状提供尺寸控制潜在失效模式： 支架安装点的长度太长 支架总成生产方式（焊接）潜在失效模式：车架上梁下前管下后管链轮管边界图(Boundary Diagram) 通过图形画的方法揭示子系统，装配，部件，零件之间的关系以及和相临系统和环境之间的接触关系- 在项目设计的早期边界图可能是几个系统级别的模块表示主要的功能以及相互关系- 当设计成熟

31、后，边界图需要更新下一级直到零件级的模块也会增加进来边界图(Boundary Diagram) 边界图揭示了在设计范围内的流动状态，包括：信息，能量，力，流体等 主要目的是理解模块的输入，模块的执行过程（功能）以及模块的输出 边界图揭示了产品内部零部件的物理和逻辑关系 边界图的格式和方法有很多种边界图(Boundary Diagram)开/关C灯泡总成D灯罩A弹簧F“+”电池B弹簧F“”2345154组件A 灯罩B 电池C 开/关D 灯泡总成E 电镀F弹簧连接方式1 滑动配合2 铆接3 螺纹连接4 卡扣装配5 压紧装配边界图(Boundary Diagram)失效模式与影响分析（FMEA）框图

32、/极限环境条件系统名称：年车载平台：FMEA I.D编号：闪光灯20新品10D001工作环境极限条件温度：-20160F冲击：6英尺跌落耐腐蚀性：试验计划B外来材料：灰尘震动：不适用湿度：0-100%RH易燃性：（热源附近有什么零部件？） 。 其他： 。字母=零部件=连结/结合=接口 不相连=不包括在此FMEA内 数字=连接方式注意：下面是相关框图。FMEA小组还可以使用其他类型的框图，示意图，图片等，来阐明分析内容。边界图(Boundary Diagram)自行车座和踏板的关系座垫座杆链轮轴踏板曲柄锁图座管压缩 摩擦 水平：360度范围垂直：上和下压缩 摩擦 水平：360度垂直：上和下焊接焊

33、接上管低后管焊 接滑动&轴承垂直 上/下低前管踏板踏板说明：连接力的转移边界图(Boundary Diagram)举升门球头销举升门密封条线束翻转玻璃N翻转玻璃装饰总成刮水器总成翻转玻璃锁栓门锁总成顾客服务环境制造工厂翻转玻璃充气支撑柱铰链翻转玻璃球形柱12345ScopeN载荷密封载荷N载荷备注：单向作用/功能：双向交互作用/功能：边界线关键接口点关键装配点有关详细接口分析的号码边界图(Boundary Diagram)Design Failure Mode Effects Analysis Block DiagramSystem Name: XJ-770 Handle StemDesign

34、 Responsibility: Component EngineeringCore Team: HS Team; J. Vigo (lead)Date: 08/18/2006FMEA Number: MM08419Revision Number: 001Window Closing MechanismDoor InnerHandle Handle StemAttaching methods1.Press fit2.Slip fit 3.Screw 接触面矩阵 Interface Matrix 接触面矩阵揭示了子系统，装配，部件和零件之间的关系以及研究对象和相临系统和环境之间的接触面关系 记录

35、了详细的信息，比如接触的类型，接触的强度和重要性，接触的潜在影响等接触面矩阵 Interface MatrixShell/Cone-Catalytic Converter2-1 -12Seals Catalytic Converter22 -12 -12-2 -2Coated Substrate Catalytic Converter2-1-1-1 -1Mounts- Catalytic - Converter-1-12-12-1-1Internal Cones & Insulation- Catalytic Converter22Environment -1-1-1-1-1Exhaust M

36、anifold2-12Engine Emission Control Subsystem22Acoustical NVH Pads-2-2-1-1-2-2-1-1Shell / Cone Catalytic ConverterSeals Catalytic ConverterCoated Substrate Catalytic ConverterMounts- Catalytic - ConverterInternal Cones & Insulation- Catalytic ConverterP: Physically touching E: Energy transferI: Infor

37、mation exchange M: Material exchangePEIMNumber in each corner represent the above interface types, with values denoting the following:+2 Interaction is necessary for function+1 Interaction is beneficial, but not absolutely necessary for functionality 0 Interaction does not affect functionality -1 In

38、teraction causes negative effects but does not prevent functionality -2 Interaction must be prevented to achieve functionality 稳健设计 Robust Designs 产品/服务是如何受到以下因素的影响- 其他同一级别的系统- 生产过程- 客户使用的过程 工具- 相关课题的经验知识- 参数图（P-图） 稳健性检查清单（RCL） 稳健性揭示矩阵（RDM）- 接触面矩阵- QFD矩阵- 散装材料设计矩阵（BMAP）参数图Parameter (P) Diagram P图用于帮

39、助小组成员理解设计功能的物理关系- 小组成员分析设定的输入（信号）和输出（功能）以及 影响性能的可控和不可控因素 一旦输入和输出确定错误状态，噪声因子，和控 制因子就建立了Parameter (P) - diagram机械外壳设计和材料安装材料/线缆/密封件衬底 几何(外开&长度) 壁的厚度包装位置&量流体分布(管和锥形几何形状)化学清洗涂层技术稀有金属装载/比例控制因素错误情况：功能 排气不符合排放要求非功能 气味 噪声 功率损失 过热（内部） 过热（外部） 排气泄露 引擎信号检查疏忽信号质量 排气成分能量 热能 机械能 化学能 压力响应：Y1=有规定的排放(HC,CO,NOx) gms /

40、 mileY2=无规定排放(H2S) ppm / test输入输出随时间/英里数年的变化封锁/限制焊料老化/疲劳衬底保持（安装退化）衬底腐蚀/断裂催化剂化学老化外壳腐蚀热屏松动外部环境周围环境公路加载/振动野外碎片/岩石公路上的盐/土/水噪声因素片对片的变差材料变差衬底清洗成分受力状况 锁模力 夹紧程度 卷曲力装配过程 错误制造/贴错标签 定位和集中 装配间隙(材料/线索)/壳外径 尺寸（总成）焊接过程顾客使用短，低速带有拖车高速牵引燃油类型&质量/硫磺等级服务损坏野蛮装运引擎故障系统交互热屏/NVH垫的压力焊接的排气管泄露引擎熄火 过热燃油污染动力传动系加载振动动态加载（包括引擎）校准背压稳

41、健性关联Boundary DiagramInterface MatrixQuality HistoryFMEAP-DiagramRCL RDMDVP&RFMEA前提要求结果 产品/服务要求的确定- 类别1、安全2、功能：期望的使用期限，期望的操作应力/次数3、外观要求4、人体工程事宜5、期望的噪声水平6、液体存留的要求7、发货的要求8、服务的要求Adapted from The Natural Engineering Language, Lawrence E. Brozowski, 2000DFMEA其他输入 类似的产品性能指标- 从原来设计方案中得到的经验教训- 保修的信息- 历史的客户抱怨

42、数据- 客户退返数据- 纠正/预防行动- 类似产品和过程的DFMEA- 类似产品和过程的设计矩阵- 产品的标杆DFMEA的整体开发FMEA结构系统/功能设计失效潜在失效模式影响原因现行控制建议措施建议措施建议措施建议措施建议措施建议措施建议措施建议措施现行控制现行控制现行控制现行控制现行控制现行控制现行控制原因原因原因影响设计失效项目 功能要求潜在失效模式失效潜在影响严重度分类失效潜在原因RPN建议措施职责和目标完成日期实施结果控制预防发生度控制探测探测度采取前措施完成日期严重度发生度探测度RPN左前车门H8Hx-0000Aa1维持车门内饰板的完整范例a2整体性缺陷使环境侵蚀车门内板b内门板下

43、方受腐蚀门板寿命错短导致：表头信息FMEA的表头信息应该注明FMEA的关注点以及和文件开发和过程控制的相关信息 应包括FMEA编号，范围的定义，设计责任人， 完成日期等表头信息 FMEA编号 系统，子系统 设计责任人 车型年份/项目 关键日期- 初始FMEA到期时间，不应该超过计划的生产设计发布的日期 FMEA日期- 原始FMEA完成的日期和最新修改日期 核心小组 由何人准备制定FMEA 列出所有项目/功能的要求条目/功能&要求项目和相关功能门铰链和门栓的腐蚀控制开门的力条目/功能&要求 项目栏列出项目名称，界面，或通过边界图， P图或其他图纸分析等方法确定的文件- 采用的术语应和其他设计开发

44、文件保持一致，确保可 追踪性 功能栏确定了每个项目的功能，该功能应满足 设计的意图（基于小组讨论）条目/功能&要求 如果功能具有多个失效模式的要求，强烈建议单独 列出每一项要求和功能 产品功能和要求确认的越明确就越容易识别失效模 式和相关原因并采取预防/纠正行动编制FMEA 列出所有的要求 针对于每一项要求确定潜在的设计相关失效模式如果要求不能够满足，我们能看到什么，听到什么，感觉到什么？潜在的设计失效模式 所谓潜在失效模式是指由于设计的原因可能发生的不 能满足功能要求、设计意思或过程要求的状况。是对 某一设计特性可能发生的不符合性的描述。 设计过程失效的发生- 例如：由于在设计阶段产品，材料

45、，处理等规范存在缺陷造成的 失效状态是以特性为单元，一个个地加以评审。典型的失效模式 典型的功能失效模式包括：- 在规定的时间内无法操作或产生反映- 间歇性的操作或反映- 不充分的操作或反映- 在规定时间内无法停止操作或反映- 降级的操作或反映潜在失效模式 针对每项要求，如果输出无法满足确定的要求， 能听到，看见，感觉到的内容描述- 为什么该项目不能接受？- 为何该项目不满足客户要求？- 客户认为哪些是不可接受的？- 该项目如何不满足法律法规的要求？项目功能要求失效模式盘式刹车系统按要求停止汽车（考虑行驶环境条件，比如：潮湿、干燥等等）在规定距离和重力下，使行驶在干燥沥青路上的汽车停止汽车不停

46、止在超出规定距离的情况下停车在重力超过的情况下停车在没有系统要求的情况下，允许汽车畅通行驶在没有收到指令的情况下自行启动：汽车行驶部分受阻在没有收到指令的情况下自行启动：汽车无法行驶失效模式头脑风暴 如果以上的前提要求没有达到，我们可利用小组的 讨论和头脑风暴确定失效模式- 产品应该做什么？- 产品不应该做什么？- 满足目标的测量标准是什么？- 设计是如何失效的？- 除了设计规范和图纸外，还有哪些客观依据？- 在制造、装配和现场使用中会发生什么？- 如果功能不满足，产品会发生什么情况？制定FMEA 列出所有的要求 针对每个要求确定设计相关的失效模式 针对每个失效模式评估失效潜在的影响 针对每个

47、失效模式- 评估失效的潜在影响失效模式的后果“潜在的失效影响是由客户能感觉到的失效模式对功能造成的影响。描述客户对失效的注意和体验，客户有可能是内部客户，也有可能是最终用户。”Source: FEMA Fourth Edition, 2008The “so what” factor what will be the symptoms?失效模式的后果 回答“So What”的问题 描述失效模式对客户的影响包括如下：- 产品/材料- 上一级装配- 系统- 车辆- 客户- 政府法规后果头脑风暴 对以下造成什么样的后果：- 操作，功能或产品的状态？- 操作，功能和上级装配的状态？- 操作，功能和系统的

48、状态？- 客户能看到，感觉到或体验到什么？- 满足政府法规？ 潜在失效模式是否对产品的安全有不良的影响？典型的后果不好的外观视觉的伤害无法坚固褪色车辆进水动力失效功能减弱无法锁定间歇操作噪声突发性的操作不稳定粗糙令人不快的异味散热违反法规电池兼容射频干涉注：应详细解释物体，条件和地点，便于评估严重度并采取相应的措施FMEA的内容描述应尽可能的详细，比如失效模式，原因等，不应走出小组成员所能理解的程度后果的严重度 严重度是潜在失效模式对客户影响的严重程度评价指标：- 通过小组的讨论并采用评分表格来评估每一项影响的严重度- 输入最严重的影响评分 一般地，只有设计变更才能改变严重度。影响标准：对产品

49、的影响严重性（对顾客的影响）等级不符合安全性或者法规要求潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时无预警10潜在失效式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时有预警9基本功能丧失或功能降低基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）8基本功能降低（汽车可以运行，但是性能下降）7次要功能丧失或功能降低次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不可实施）6次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷性能下降）5干扰有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（75%）察觉到4有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被许多顾客

50、（50%）察觉到3有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，但只被少数识别能力敏锐的顾客（25%）察觉到2没有影响没有可识别的影响1分 类 FMEA表格中分类这一列用于对失效模式和原因特殊 标注，便于技术评估- 虽然DFMEA不直接涉及到产品的特性，仍然可以使用该列 来确定和特殊特性相关的设计要求 相关设计记录中指定的特殊特性，如果没有在DFMEA 中列出相关的设计失效模式就表明设计过程的不足制定FMEA 列出所有的要求 针对每个要求确定潜在的设计失效模式 针对每个失效模式评估失效潜在的影响 针对每个失效模式- 评估失效的潜在影响- 确定原因潜在失效原因/机理 失效原因和机理可以拆分成多列或合并

51、成一列 在FMEA的开发过程中，确定失效模式的所有潜在 原因非常关键- 虽然可以采用各种方法来确定失效原因，比如头脑风暴， 我们还建议小组应该关注对每个失效模式机理的理解潜在原因 潜在失效原因用于揭示设计过程是如何造成失效发 生的，描述的方法是这些原因或失效是可纠正或可 控的。 潜在的失效原因也反映了设计的缺陷，这些缺陷的 后果就是失效模式 失效原因是造成或激发失效机理的条件潜在原因 对失效原因的分析应关注失效模式而不是其影响 在确定失效原因时，小组应假设失效原因会导致 失效模式 例如：假设失效模式的发生不需要多个原因 如果一个失效模式有多个原因，应该分出多行单 独列出每个原因）确定原因 应采

52、用专业的知识和小组的集体智慧 头脑风暴找到原因- 设计机制是如何导致产品失效？- 什么东西会导致产品无法实现期望的功能，虽然所有的技术 要求都满足。- 设计是如何造成生产过程或装配过程的失效？- 设计是如何造成生产或装配的中断？- 我们从以往的经验可看到什么？- 假设产品的生产或提供的服务是合格的假设产品/服务合格原因分析工具Why 阶梯图/5-Why询问“Why？”直至没有可验证的答案失效模式为什么？为什么？为什么？为什么？不要把多种原因和偶然的链接混淆找出问题的根本原因 在解决问题时一定要用5个Why来追问题，这样才能 找到根本原因。 例如：地面上有油渍（问题点） 为什么地面上有油渍？ 因

53、为A机器漏油；为什么A机器会漏油？ 因为橡胶密封不好；为什么橡胶密封不好？ 因为密封橡胶的质量不好。 所以橡胶密封要更换，但如果再换不好的橡胶那么 过不了多久又要再换了。 所以不但要换，而且要换最好的橡胶密封。找出问题的根本原因 例如：机器停了（问题点） 问：机器为什么停了？ 答：机器超负荷，保险丝断了。 问：为什么会超负荷？ 答：因为轴承润滑不充分。 问：为什么没有充分的润滑呢？ 答：因为润滑油泵供油不足。 问：为什么会供油不足？ 答：因为轴承磨损已经摇晃了。 问：为什么磨损了呢？ 答：因为没有加过滤器，有粉屑进入。失效链环境条件水箱支架断裂根源模式水箱后倾，与风扇碰撞水箱中冷却液泄露冷却系

54、统过热不平道路引起震动与车体扭转产生异响发动机气缸中间模式汽车停驶最终模式失效模式机制原因汽车不停止从踏板到刹车片没有力的传送由于防腐蚀保护不充分，引起机械连结构的断裂由于密封设计，引起的总泵真空锁闭连接器力矩规范不正确导致液压管松动，引起制动液的流失由于液压管折皱/压缩，规定不适当的管道材料，引起制动液流失汽车超过yy英尺后停止从踏板到刹车片力的传送减少由于润滑不到位引起的机械接合点的僵硬由于防腐蚀保护不充分，引起机械结合点的腐蚀由于液压管折皱、规定不适当的管道材料，引起部分制动液流失超过xx重力后停止汽车从踏板到刹车片的传送过大/过快由于密封设计，总泵内的累积压力上升在没有指令的情况自行启

55、动；汽车行驶部分受阻刹车片不松开由于表面加工没有创立良好的自动清洁和防腐蚀保护，引起横杆和衬耳的腐蚀率和弃置率的增加在没有指令的情况下自行启动；汽车无法行驶液压不释放由于密封设计，引起的总泵真空锁闭频 度 频度是引起失效模式的原因发生的可能性- 应确保采用持续一致的评分标准 频度是和特定的原因造成的设计敏感性直接相关- 如果过程能力和性能不能接受，那么会影响发生频度的打分 预防措施可降低发生的频度！频 度 确定频度打分基于下列因素- 全体的意见一致- 相关或类似设计的历史数据- 设计的统计分析（例如：DOE） 应采用一致的频度评分标准确保频度的一致性 频度的分值是相对上的含义而不是绝对的，不能

56、完 全反映实际发生的可能性频 度 在确定频度时应考虑下列问题：- 类似的零件，子系统，系统的历史维修记录- 该零件是从旧零件继承过来的，或者类似于旧有零件- 与原有的零件，子系统，系统相比，变化有多大- 相对原有的零件是根本性的改变吗？- 这个零件是全新的吗？- 零件的应用和受力是否改变？- 有哪些环境上的改变？- 是否采用工程分析手段（例如：可靠性）来评估期望的发生频度分值？- 是否采用预防性控制？失效可能性标准：原因的发生频度-DFMEA(在项目或汽车的可靠性/设计寿命内)标准:原因的发生频度-DFMEA(每个项目/每辆车的事件)等级很高没有前期历史的新技术/新设计100/10001/10

57、10高在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变量，失效是不可避免的50/10001/209在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变更，失效是可能的。20/10001/508在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变更，失效是不确定的10/10001/1007中等相似设计，或者在设计模拟/测试时的频繁失效2/10001/506相似设计，或者在设计模拟/测试时的偶尔失效0.5/10001/20005相信设计，或者在设计模拟/测试时的个别的失效0.1/10001/10,0004低几乎相同设计，或者在设计模拟/测试时仅有的个别失效0.01/10001/100,0003几乎相同设计，或者

58、在设计模拟/测试时，没有观察到失效0.001/10001/1,000,0002很低通过预防控制消除失效通过预防控制消除了失效1制定FMEA 列出所有的要求 针对每个要求确定潜在的设计失效模式 针对每个失效模式：评估潜在的失效影响，确定原因 针对每个原因：确定在设计过程应采取何种控制设计控制 “设计控制是在设计过程中确保设计功能和可靠性要求是否充分并得到考虑”Source: FMEA Fourth Edition, 2008设计控制的类型：预防控制（P）： 预防原因/机制从而预防失效模式探测控制（D）： 探测原因/机制 探测失效模式设计控制 建议优先采用预防性控制 频度是分值会受到预防控制的影响

59、，假如它们是 设计意图中整合的一部分设计控制的类型：预防控制（P）： 预防原因/机制从而预防失效模式探测控制（D）： 探测原因/机制 探测失效模式设计控制头脑风暴 如何能预防失效模式 如何识别失效模式 应采用什么样的控制来识别 如何识别失效的原因 如何找到发生的原因首先应考虑如何预防，然后是如何探测设计中的预防控制 这些分析，测试，评估和其他活动都是确保满足设计要求- 防错的设计- 采用类似设计的分析数据，遵循从样品到生产阶段所获得的经验 并反馈的循环- 标杆产品的分析- 设计和材料标准（内部的和外部的）- 文件类似设计的最优方法记录，经验教训- 模拟研究进行概念分析，建立设计要求- 防错设计

60、中的预防控制 设计分析技术（用于分析原因）- 确认的模型和模拟分析- 尺寸链叠加- 材料的兼容性- 设计评审- 设计验证/确认- 实验设计（DOE）设计中的探测控制 检测技术的开发：探测原因或失效模式- 设计评审- 车辆设计验证实验 原型实验 产品/过程确认实验 产品生命周期确认实验- DOE（实验设计）设计中的探测控制 检测技术的开发：探测原因或失效模式- 模拟分析设计确认- 模拟应采用下列： 类似的零件 供应商认可的零件 统计上数量足够的工程样品 小批量的试生产样品设计控制 DFMEA表格中设计控制列用于描述控制设计 过程的方法 DVP&R详细描述了控制的细节探 测 探测度是表示和探测控制