DFMEA教程.ppt

1、潜在失效模式及后果分析 （FMEA） 编写：陆健雄,QS-9000,课程目标,让学员了解并掌握潜在失效模式及后果分析（FMEA）相关知识； 学会在设计过程中运用潜在失效模式及后果分析（DFMEA）来指导设计； 通过运用设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA），不断提高设计水平，把失效风险降到最低，实现以预防为主的目的。,课程大纲,1.潜在失效模式及后果分析（FMEA）简介 2.设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA）的运用 3.设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA）表格的填写 4.设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA）的范例分析,潜在失效模式及后果分析（FMEA）简介,一、

2、FMEA概述,1、FMEA定义 什么是潜在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis 简称：FMEA） ： 潜在失效模式及后果分析是：用以分析、确认及消除产品在设计、过程及服务方面还没有实施前已知的或潜在的失效以及失效后产生的后果的一种缺陷预防技术。,2、 FMEA的由来 FMEA于1960年首此应用于航空工业中的阿波罗任务(Apollo)，并于80年代被美国军方确认为军方规范(MIL-STD-1629A)， 90年代美国汽车工业将FMEA纳入QS-9000标准中。 FMEA是一种系统化的工程设计辅助工具，主要是利用表格方式协助工

3、程师进行工程分析。其目的在于改善产品和制造的可靠性，指出在设计阶段就可提升设计的可靠性，从而提升产品质量，降低成本损失。,FMEA是QS-9000和TS-16949中极其重要的缺陷预防技术，是实现预防为主的重要手段之一。目前该技术已在我国制造业尤其是汽车行业得到了广泛应用，并获得了明显的效果。尤其是汽车实行召回制度后，全面实施FMEA能够避免许多事件的发生。它是一个“事前的行为”，而不是“事后的补救，,3、FMEA的目的： 发现并评价产品在设计/过程中的潜在失效以及该失效的后果； 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施； 将全部过程形成文件。,4、FMEA种类 FMEA的运用很广泛，如：设计

4、、制造、服务、 项目、生活（旅游、约会）等等。 我们主要介绍以下两种类型： 设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA） 制造和装配过程潜在失效模式及后果分析 （PFMEA ）,1、FMEA分析方式 FMEA包含了两种分析方式： 第一：依据类似产品历史数据（故障模式、顾客 抱怨）和经验以及其它信息，对产品设计、过程、 服务的失效加以分析和定义。 第二：利用统计推论、数据计算、模拟分析以及 同步工程等确认及定义失效。,二、FMEA分析方法和步骤,2、FMEA展开时机 在项目开展初期立即展开。 当设计新系统、新产品、新过程、新服务时。 当现有的系统、设计、产品、过程或服务等 需要变更时。 当现有的

5、系统、设计、产品、过程或服务的 条件有新的应用时。 当现有的系统、设计、产品、过程或服务被 考虑要改善时。,3、FMEA实施步骤,预测故障模式及后果,定位故障模式权重与评价,消除故障模式,在构思设计时就必须预测可能发生的故障，只要有一丝的可能性，就必须全部列出。,借助以往经验或通过试验找出潜在失效发生条件或原因。,针对不希望看到的重要故障模式，制定出控制方法并提出改进建议，达到最终消除或降低失效模式的目的。,分析失效起因/机理,针对故障模式风险排列顺序，选定重要故障模式优先处理。,4、FMEA实施流程,任务 确认,功能 框图,结构 简图,流程 步骤,列举故 障模式,现行控 制方法,分析故 障原

6、因,修订 FMEA,实施,提出 对策,以往经验试验报告顾客抱怨,经验累积,DFMEA,PFMEA,建立 小组,确定 风险,设计中的潜在失效模式及后果分（DFMEA）,DFMEA定义,设计中的潜在失效模式及后果分析（DFMEA） 是：用以分析、确认及消除产品在设计方面还没有实施前已知的或潜在的失效以及失效后产生的后果的一种缺陷预防技术。,DFMEA的输入,类似产品的保修信息,输入资料,类似产品的设计FMEA,类似产品客户抱怨和退货资料,类似产品的纠正和预防措施,DFMEA操作步骤,输入资料,确认项目,结构简图,技术指标,成立小组,准备资料,关系框图,设计,操作,供销,工艺,质量,顾客代表,质量功

7、能展开图（QFD）,项目、功能和失效模式图（树形排列图）,DFMEA表格,输 出,DFMEA 输出DFMEA表格,1,2,5,4,3,9,8,7,6,16,14,13,12,11,15,21,20,19,18,25,24,23,22,28,27,26,29,10,17,DFMEA 输出内容,DFMEA输出内容： 列出设计功能要求。 找出潜在设计失效模式。 找出潜在失效后果。 评定失效后果严重度级别。 找出潜在失效起因/机理。 评定潜在失效起因/机理出现的频度。,DFMEA 输出内容,DFMEA输出内容： 制订现行的设计控制。 评定设计控制方法探测潜在失效起因/机理的能力级别。 对失效模式进行风

8、险排序。 提出预防/纠正措施。 落实责任人和制订目标完成时间。 对措施实施后的效果进行评价。,DFMEA的实际运用,DFMEA的实际运用（结合N1座椅滑轨）,确认项目（ N1座椅滑轨） 成立核心小组 准备工作（输入资料） N1座椅结构图 类似座椅滑轨三包信息 类似座椅滑轨DFMEA 类似产品的纠正和预防措施,DFMEA的实际运用（结合N1座椅滑轨）,编写设计规范（技术功能指标） 滑轨可前后滑动，滑动应平稳、灵活。 滑轨可前后滑动调整8个位置，每个位置相距20mm，最大调整距离160mm，每个位置必须双向锁止。 滑轨滑动平稳灵活，前后、左右、上下间0.5mm ，滑动阻力58N 。 手柄解锁操作力

9、55N。 滑轨的相关国家标准。,功能框图,左外滑轨组件,滚珠扶架,手柄套,手柄2焊合件,左内滑轨组件,1,4,5,N1座椅滑轨功能框图,滚珠,滚柱,右内滑轨组件,右外滑轨组件,手柄1焊合件,1,1,滚珠扶架,滚柱,滚珠,连接方法：,1. 不连接 （滑动配合）,2. 铆接,3. 螺纹连接,4.卡扣连接,5.压紧连接,1,1,1,1,1,1,1,铰链合件,铰链合件,右挂钩组件,左挂钩组件,2,2,2,2,1,1,拉索组件,4,质量功能展开图,项目、功能和失效模式图,系统等级,子系统等级,部件等级,设计项目： 1.滑轨可前后滑动调整8个位置，每个位置相距20mm，最大调整距离160mm，每个位置必须

10、双向锁止。 2.滑轨滑动平稳灵活，前后、左右、上下间隙0.5mm ，滑动阻力58N 。 3.手柄解锁操作力55N。 4.适用于能承受99.5%的人的重量。 5.滑轨可承受向前和向后座椅总成质量20倍的力，并保持原有位置。 功能： 滑轨可前后滑动，滑动应平稳、灵活。 潜在失效模式： 滑动卡滞，不灵活 滑动不平稳，左右晃动。 功能： 滑轨可向后翻转，转动应灵活。 潜在失效模式： 翻转不灵活 无法翻转 功能： 为座椅提供稳定的支撑 .,座椅滑轨,功能： 为座椅提供稳定的支撑 潜在失效模式： 座椅支撑的结构性失效 座椅支撑的变形过大 功能： 为座椅滑动提供稳定的滑槽 潜在失效模式： 滑动不平稳,左外滑

11、轨组件,功能： 为座椅提供稳定的支撑 潜在失效模式： 座椅支撑的结构性失效 座椅支撑的变形过大 功能： 为座椅滑动提供稳定的滑槽 潜在失效模式： 滑动不平稳,左内滑轨组件,铰链合件,.,功能： 为滑轨滑动提供稳定的滚动和减少滑动阻力，确保滑轨上下不串动。 潜在失效模式： 滑轨滑动时卡滞，不灵活 滑轨上下串动过大,滚柱,功能： 保持滑轨左右不晃动和减少滑动阻力，确保滑动平稳。 潜在失效模式： 滑轨左右晃动 滑轨滑动时卡滞,滚珠,功能： 保持滚柱和滚珠在滑轨的位置并确保使其不脱落。 潜在失效模式： 滚柱移位 滚珠脱落,滚珠扶架,DFMEA表格的填写,1.表格的阶段： 首次提交 OTS提交更新 PP

12、AP提交更新 生产更新 2.表格的类型： DFMEA PFMEA 3. SOR号码/名称：N1-SOR028 4.FMEA编号： DFMEA 14-008-2005 按技术文件和资料管理规范填写 5.零部件号码：填写零部件号码 6.零部件名称：填写零部件名称,DFMEA表格的填写,7.车型/年度：填写车型或年度（如：N1/2004） 8.编制人：填写编制人姓名 9. 联系电话：填写联系人的电话号码 10.核心小组成员签名：签上核心小组成员姓名 11.编制日期：签上编制日期 12.版本号：1 2 3 4 5 6,DFMEA表格的填写,设计项目或功能要求13.设计项目或功能要求 ： 用尽可能简明的

13、文字来说明项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境相关信息。典型的功能有：,功率频率扭矩 强度 速度 行程旋转 滑动 移动 锁止 开启 支撑 防撞 消音 隔音 外观 载重量 载人数,设计项目或功能要求 13.设计项目或功能要求 ：一个产品在满足顾客期望功能的同时，也应满足政府相关法规的相关信息。典型的相关信息有：,噪音 振动 强度 温度 湿度 压力 环境污染 安全性 可靠性 耐久性,设计项目或功能要求,13.设计项目或功能要求 ： 系统/子系统/零部件完成功能所需的环境条件。,温度 湿度 压力,DFMEA表格的填写 13.设计项目或功能要求,潜在失效模式14.潜在失效模式 ： 所谓潜在失效模

14、式是指系统/子系统/零部件有可能会未达到或不能实现项目预期功能所出现的失效表现形式。典型的失效模式可包括如下，但不限于：与硬件相关的普通失效模式包括：,裂纹 断裂 松动 打滑 腐蚀 氧化 老化 变色 粘结,潜在失效模式,弯曲 变形 卡滞 短路 断路 击穿 脱落 泄漏 漂移 刚性啮合 不传输扭矩 无支撑（结构的） 支撑不足（结构的）,功率不足 无信号 信号不足 信号间断 过早工作 间歇性工作 在预定时间内不能工作 在预定时间内不能停止工作,潜在失效模式 与功能相关的普通失效模式包括：,DFMEA表格的填写 14.潜在失效模式,潜在失效的后果 15.潜在失效的后果：顾客感受到的失效模式对功能的影响

15、，以致带来顾客的不满意和不符合安全和政府法规。典型的失效后果：, 外观不良 色差 褪色 噪音 异味 漏水 不能固定 打不开 锁不上 工作不正常 工作不稳定 动力不足 功能失效 功能减弱 性能衰退 配合性差 无法装配 顾客抱怨,潜在失效的后果 失效后果可以从以下几方面考虑：, 对完成规定功能的影响； 对上一级系统完成功能的影响； 对系统内其他零件的影响； 对顾客满意的影响； 对安全和政府法规符合性的影响； 对整车系统的影响。,DFMEA表格的填写 15.潜在失效的后果,严重度,16.严重度：严重度是潜在失效模式发生时对零件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标。 严重度的评分采用110

16、分，分值越大后果越严重。 严重度数值的降低只有通过改变设计才能实现。,DFMEA严重度评价准则,DFMEA严重度评价参考,DFMEA表格的填写 16.严重度,特性分类,17.特性分类：产品特殊性重要度的分级是为了指出产品特性的重要性，它们可能需要附加的过程控制。，如特殊、关键、主要、重点等。 目前我公司特性分两类： 与安全或法规有关（安全、法规）标记： 与安全或法规无关（关键） 标记： ,DFMEA表格的填写 17.特性分类,潜在失效的起因/机理,18.潜在失效的起因/机理：是指可能引起失效模式 产生的设计薄弱点（原因）。 充分发挥小组的作用，采用头脑风暴法，全面考 虑潜在失效的因素: 什么原

17、因造成了零件的这种故障？ 在什么情况下零件的功能失常？ 什么原因导致零件不能实现它预期的功能？ 什么样的设计会引起过程或装配的失误？ 应用因果图、排列图从人、机、料、法、环等方 面分析，从众多因素中找出主要原因，必要时可通 过试验来验证。,潜在失效的起因/机理,典型的起因有： 材料选择不当 计算错误 设计寿命估计不当 应力过大 润滑不足 环境保护不够 规定的间隙不当 行程规定不足,潜在失效的起因/机理,典型的失效机理有： 屈服 疲劳 磨损 腐蚀 化学氧化 材料不稳定,DFMEA表格的填写 18.潜在失效的起因/机理,设计项目/功能、潜在失效模式、失效后果以及失效起因/机理之间的关系,设计项目/

18、功能要求 潜在失效模式达不到要求的表现形式 失效后果达不到要求而产生的后果 失效起因/机理造成潜在失效模式的原因,项目/功能,失效模式,失效后果,起因/机理,Y和N,形式,后果,原因,要求,N1座椅滑轨设计项目/功能、潜在失效模式、失效后果以及失效起因/机理之间的关系,N1座椅滑轨设计项目/功能、潜在失效模式、失效后果以及失效起因/机理之间的关系,失效的频度,19.失效的频度：频度是指某一特定的起因/机理在设计寿命内出现的可能性。 失效起因/机理出现频度的评估分1到10级，数值越大可能出现的失效率越高。 频度的估计可以参考以下资料 类似零件或子系统的PPM和维修资料； 设计的零件与过去零件的差

19、别； 使用条件有否变化； 有关新设计或修改设计的工程分析资料； DFMEA频度评价准则（见下表）。,DFMEA频度评价准则,DFMEA表格的填写 19.失效的频度,现行的设计控制,20.现行的设计控制：现行的设计控制是指已被 或正在被同样或类似的设计所采用的措施。 有三种类型的设计控制/特性可考虑，它们是： （1）防止起因/机理或失效模式/后果的出现，或减少它们的出现率； （2）查出起因/机理并就此找到纠正措施； （3）查明失效模式。,现行的设计控制,通常采取的措施如： 工程计算 计算机模拟 设计评审 可行性评审 材料试验 台架试验 道路试验 样件制造与试验,DFMEA表格的填写 20.现行的

20、设计控制,探测度,21.探测度：是对设计控制方法有效性的评估。 评估探测度的方法： 首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因/机理（几率）。 其次应评价其检出失效模式的有效性。 正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性 探测度分1到10级，数值越大探测出来的可能性越小。,推荐的DFMEA探测度评价准则,DFMEA表格的填写 21.探测度,风险顺序数（RPN）,22.风险顺序数RPN= （S） （O） （D） 风险顺序数是用来表示设计风险的度量，用于对失效模式的排序，确定可以接受的风险数。当RPN值较大，应采取纠正措施来降低RPN 。 RPN值为解决问题的优先顺

21、序提供参考。 当RPN相近的情况下，应优先注意S大的失效模式，以及S和O都较大的失效模式。 当RPN值很高时，设计人员必须采取纠正措施。 不管RPN数值多少，当失效模式的严重度数高 （910）时，就应特别引起重视。,DFMEA表格的填写 22.风险顺序数,建议措施,23.建议措施：是指提出能够降低RPN值的有效措施。股份公司要求对RPN值大于100的项目都要采取措施，采取的措施的目的是为了降低严重度、频度和探测度。,建议措施,降低严重度、频度和探测度的方法 填表时如对某个具体原因没有建议措施，则应在本栏内注 明“无”,DFMEA表格的填写 23.建议措施,DFMEA表格的填写,.负责人/部门/

22、计划完成日期 要求对所采取的措施必须落实到位到部门、 人员以及预期完成的日期。,DFMEA表格的填写 .负责人/部门/计划完成日期,DFMEA表格的填写,.采取措施 完成纠正措施后对失效模式风险评估结果，由小组讨论决定是否需要采取措施及采取哪些措施。,DFMEA表格的填写 .采取措施,DFMEA表格的填写,.采取措施后的严重度（S）； . 采取措施后的频度（O）； .采取措施后的和探测度（D）； .采取措施后的风险顺序数RPN。,DFMEA表格的填写 6.采取措施后,DFMEA检查表,总结,DFMEA是在设计过程中的一种缺陷预防技术。 DFMEA是集体智慧的结晶。 DFMEA它是一个“事前的行为”，而不是“事后的补救”。,总结,DFMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷，但的确要考虑制造装配过程中技术的体力的限制。例如：必要的拔模(斜