FME失效模式和后果分析

1、失效模式和后果分析,Failure Mode J. Vigo (lead),Date: 08/18/2006 FMEA Number: MM08419 Revision Number: 001,Attaching methods 1.Press fit 2.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 Matrix,Shell / Cone Catalytic

2、Converter,Seals Catalytic Converter,Coated Substrate Catalytic Converter,Mounts- Catalytic - Converter,Internal Cones & Insulation- Catalytic Converter,P: Physically touching E: Energy transfer I: Information exchange M: Material exchange,Number in each corner represent the above interface types, wi

3、th 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 Interaction causes negative effects but does not prevent functionality -2 Interaction must be prevent

4、ed 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

5、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 / mile Y2=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

6、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,稳健性关联,FMEA前提要求结果, 产品/服务要

7、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, 2000,DFMEA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

8、,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

9、其他设计开发文件保持一致，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,-

10、例如：由于在设计阶段产品，材料，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？,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

11、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, 20

12、08,The “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

13、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。,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

14、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

15、 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

16、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,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

17、？ 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,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）,

18、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？,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

19、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, 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，假如它们是 设计意图中整合的一部分,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

20、，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

21、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相关的指数,- 如果存在多种控制主方法，建议每一种控制都列出相应 的探测度，然后采用最低的（最有效）的评分 - 只有探测控制需要评分并记录,- 预防控制只影响发生的频度,确定严重程度, 风险顺序数- Risk Priority Number (RPN),-RPN计算如下：,RPN=严重度发生度探测度,注：预防控制不影响探测度值，只影响发生频度值,采取

22、措施的优先级别, 到了这个阶段小组必须决定是否要采取措施来 降低确定的风险 因为资源，时间，技术以及其他因素的限制， 小组必须选择采取行动的优先次序,采取措施的优先级别, 初始关注的失效模式应该是严重度最高的评分,- 如果严重度是9或10就必须确保通过设计控制或其他 相关措施来降低风险（根据FMEA手册要求）, 采取行动的优先次序应基于小组的讨论和产品/过 程的知识，并考虑在FMEA过程中发现的关注问题,分析评估, 风险顺序数（RPN）,-RPN计算如下：,RPN=严重度发生度探测度,- RPN用于特定失效模式相对风险的评分 - 若需要，应采取纠正行动来降低RPN,注：预防控制不影响探测度只影

23、响发生度,谨 慎, “采用RPN界限的方法来判定是否需要采取措施是不可接受的（FMEA 4th)” Source: FMEA Fourth Edition, 2008, 根本没有什么RPN必须要采取行动,- 采用RPN界限的方法就把相对的风险误认为绝对准确的 风险评估，并且误认为不需要持续改进（事实上是需要）,RPN评估权重,S,O,D,RPN,7 2 5 7 2,2 7 7 5 5,5 5 2 2 7,70 70 70 70 70,RPN评估权重,S,O,D,RPN,10 3 2,2 10 5,2 4 10,40 120 100,其他选择/补充, SO （SO） SOD SD,Equal R

24、PN Values,Very Different Scenarios,建议的措施, 建议措施的目的是，降低下面发生频度，严重 度，探测度的评分,如果不需要采取行动，则注明“目前无”,建议的措施, FMEA是动态的文件，应把建议的措施状态 及时更新到FEMA中，并考虑如下的变更情况：,- 消除失效模式的原因 - 消除失效模式 - 降低影响 - 改变产品特性的设计（几何外形，材料等） - 改变失效模式对产品性能的影响,建议的措施,评估FMEA, 表头信息,- 全部完成（不留空白） - 零件的版本号 - 小组成员, 项目/功能/要求,- 采取的描述：名词/动词/测量方法 - 包括：相关规范和操作要求

25、的确定, 失效模式,- 考虑所有的条件 - 和过程保持一致 - 避免填错表格栏目，比如：把原因或影响列为失效模式,评估FMEA, 效果(Effects),- 应考虑所有的客户 - 用词正确：不应该有栏目错位，比如：原因写为影响, 严重度(Severity),- 对评分为1应提出质疑 - 关注最高的严重度, 分类（Classification),- PFEMA的链结,评估FMEA, 原因(Causes),- 逃避责任：一个失效模式有多个原因根本原因不明确, 发生频度(Occurrence),- 一个原因有一个发生频度 - 和过程的稳定性/过程能力保持一致, 现有的过程控制(Current Pro

26、cess Controls),- 确定预防/探测方法 - 实际VS.计划的控制 - 联系主要的变差来源或主要原因 - 过度使用最终确认的分析方法,评估FMEA, 探测度(Detection),- 应采用符合实际的评分，例如：目测方法的评分 - 量具的评估，不是控制方法 - 记录最好的探测方法的探测度, 建议的行动(Recommended Actions),- 建议针对最高的严重度采取措施 - 建议使用预防措施（防错）, 采取的行动(Actions Taken),- 记录采取的措施/实施的内容 - 采取行动之后的PRN调整值,评估DFMEA, 根据客户的要求，尤其是所有的安全和特殊特性 对FEM

27、A进行全面的评估 如果客户要求多方签字或同意，负责的设计工程 师或项目经理应安排相应的沟通和签字,维护DFMEAS, DFMEA是动态的文件，如果有产品设计更改和/ 或更新，DFMEA应该重新评审 DFMEA内的各项评分在下列情况应该定期评审,- 产品更改或设计控制的改进 - 出现产品的现场使用问题,开发过程的挑战,设计更改的成本, 设计更改会影响以下的相关能力,- 按时的投产 - 有效的利用资源 - 降低产品的成本 - 提高性能 - 建立知识的积累 - 第一次就做对 - 有效的评估安全、环境和可靠性风险 - 按计划进行 - 把产品和过程开发全方面的整合成完整的过程,DVP&R 设计验证计划和

28、报告,设计验证计划,目的,- 列出所有必需的试验，确保标准和目标能满足以下要求：,确定试验的责任，数量和时间计划要求,- 提供试验的结果和进度 - 推动项目的实施,用途,- 是产品开发的工具用于制定实施计划来满足所有的要求和结果 - 是产品的保障工具和工作文件来帮助工程技术人员 - 试验计划,设计验证计划（续）, 试验计划,- 试验记录产品开发过程的每个阶段进行的试验, 试验计划的制定,- 在所有新产品的设计初期制定 - 应根据以下重大变化而更新：环境、设计、政府法规或 者客户要求,DVP流程格式,基本的输入：设计要求 功能和性能要求 制造能力 维修 服务 耐久性/可靠性 环境 成本/重量 化

29、学性能和功能性 交互作用,附加输入 PF和工业标准 DVP&R准备 客户反馈和FMA 制造和设计变差/能力 DFMEA/PFMEA 相关分析 技术和时间约束 试验室能力和经验 VSA,步骤一： 确定相应的试验 功能的 环境的 可靠性的,步骤二： 制定试验规范 接收标准 性能目标 试验方法 样品数量,步骤三： 试验计划的文件化 试验描述 试验规范 试验阶段 时间计划,DVP&R项目管理职责, 应确保：,- 设计工程师负责试验计划的实施 - 应采用多功能小组的形式来实施设计验证计划 - 应针对以下事项明确制定相关文件： - 规定的试验、方法、设备、接收标准、样品数量、设计级 别和时间计划 - 试验

30、样品、设备、设施、服务和资源应该能够获得并用于 试验验证 - 所有试验应根据DVP和项目时间计划完成 - 应对试验结果进行评审、分析并采取相应措施,DVP&R项目管理职责, 小结：,- DVP&R用于验证设计和生产零件是否满足设计的要求 - DVP&R和控制计划相结合，为持续满足产品要求的能 力提供相应的证据,DVP&R构成, 评估方法(Metrics),- 所有计划的设计验证行动的数量和完成的%比 - 所有不能满足客户或规范要求的试验结果的数量, 技能和工具(Skills and Tools),- Trained engineers in all of design verification

31、 analyti - 工程师应接受设计验证分析技术的相关培训：,可靠性试验、DFMEA、DOE,- 小组成员应理解DFMEA和DVP的相关性 - 相应的软件，用于建立、连接和跟踪文件,过程失效模式和效果分析 PFMEA,产品实现过程模式,APQP,PFMEA, PFMEA用于帮助制造过程的开发，并降低失效的风险：,- 确定并评估过程的功能或要求 - 确定并评估产品和过程的潜在失效模式，以及潜在失效对过程 和客户的影响 - 确定潜在的制造或装配过程失效原因,PFMEA,PFMEA用于帮助制造过程的开发，并降低失效的风险：,- 确定过程的变量，关注过程控制来降低发生的频度或者提高 失效模式的探测

32、- 建立预防或纠正行动的有限次序,PFMEA目的, 改进过程过程的稳健性 提高过程控制 确定并降低风险-PFMEA是过程相关的工程师的分析 工具：,- 确保潜在的失效模式和相关的原因得到考虑以及得到解决 - 提供标准化的方法来确定、分析和风险有限次序判定 避免客户受到失效模式的影响 - 满足产品的期望 - 为策划制造过程提供一致的思维方式,PFMEA是动态文件, PFMEA是动态的文件，并应该考虑如下因素：,- 应在可行性分析阶段之前启动 - 应在生产工装之前启动 - 应考虑所有的制造工序，从单独的零部件到组织装件 - 应包括工厂内所有会影响到制造和装配的过程，例如发货、 进货、材料运输、存储

33、、移动或标识,PFMEA的开发过程, 确定并列出所有的要求,- 制定过程流程图 - 确定分析的范围, 针对每个要求,- 确定潜在的实效模式,PFMEA的开发过程, 针对每个失效模式,- 评估失效模式的潜在影响 - 确定失效模式的原因, 针对每一种原因,- 确定采取何种控制手段来预防或探测实效模式或原因 - 确定并实施持续改进措施,PFMEA前提要求,确定并列出所有要求,- 确定分析的范围,PFMEA输入, 过程流程图,- 所有的要求应按照工序步骤确定, 特性矩阵 客户特殊要求 其他信息,- 设计矩阵 - 保修信息 - 客户过程矩阵 - 客户投诉和退返的数据 - 类似产品或过程的PMFEA -

34、纠正或预防行动 - 内部数据：报废、失效、拒收、试验结果,PFMEA输入, 类似的性能指标,- 以往设计的经验教训 - 保修信息 - 历史数据 - 客户投诉和退返数据 - 纠正或预防行动 - 类似产品或过程的PFMEA - 过程标杆,要 求, 过程/服务该起什么作用？ 每个步骤的输出是什么？ 我们期望看到什么，例如：,- 功能性要求 - 效率 - 有效性 - 条件 - 针对每个客户：,用户 下一道工序 材料处理,管理层 政府 社会,考虑如下条件 存储 正常使用 过度使用 滥用 极限条件,要 求, 过程步骤是如何受到下列影响,- 其他步骤（同一级别） - 供应的过程 - 客户使用的过程, 如何避

35、免混淆？,- 经验教训 - 什么应该做 - 什么不应该做,要 求, 列出过程步骤中的所有要求或输出,- 单独列出每项要求, 提供每一个输出的名字和编号 根据工程技术图纸注明过程设计级别,- 要求的描述应按照如下格式,名词-动词-评估方法, 注明可测量的每项要求,- 如果过程需要特定的条件，应注明这些条件,PFMEA前提要求,应该知道：, 什么应该包括 什么不应该包括,- 换而言之，什么是分析的范围, 工具,- 流程图 - 特性矩阵 - 相关矩阵,范 围, 边界或分析的程度,- 确定应包括或不应该包括的分析内容 - 不指明分析范围的风险：, FMEA分析的目标不明确 小组成员选择错误 分析不可控

36、, 分析的范围由过程流程图的边界确定,过程流程图, 目的,- 通过图形方法描绘过程 - 列出每个步骤所失效的要求 - 确定潜在变差来源, 全面的过程流程图是制定有效的PFMEA、 控制计划和操作指导的基础,过程流程图, 过程流程图应包括：,- 每个步骤的编号和描述 - 输入的变差来源 - 每个步骤应实现的产品要求，或者产品特性 - 每个步骤应实现的过程要求，或者过程特性,过程流程图的优点, 全面展示整个的过程 允许针对每个步骤进行分析 揭示变差的来源 发现不增值的步骤 非常有用的分析工具 满足ISO/TS16949：2002的要求,过程流程图,没有要求的或者“标准”的格式, 在过程流程图中共同

37、的要素 过程步骤/过程功能描述 变差来源输入 操作步骤类型和符号 产品特性编号,- 产品特性描述、数值和公差, 过程特性编号,- 过程特性描述、数值和公差, 确定特殊特性,过程文件,哪些特性应包括在过程流程图、PFMEA和控制计划中,采取的方法, 最低的要求,- “关键特性”, 传统的,- 产品特性, 共同的客户要求,- 产品和过程特性, 最好的方法,- 产品、过程和生产能力/安全要求 - 控制特性,图纸准备,特性分类, 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。一般显现在产品本身和制造加工该过程的相应参数。,特性分类,

38、产品特性：某些组织还标注产品特殊类型,- 图纸Blueprint (BP) - 技术规范Engineering Specification (ES) - 内部过程特性In-process Characteristic (IP) - 过程特性Process Characteristic (PC) - 功能特性Functional Characteristic (FC) - 等Etc.,特性的影响级别, 某些组织还规定特性的影响级别，用于,- 设定控制策略的优先次序 - 用于确定哪个特性需要稳健的控制方法 - 是分配资源的依据和标准 - 目标特性应该控制的程度 - 沟通的标准,影响级别,特殊特性,

39、 特殊特性是影响社会或法律法规、装配、功能或 下级性能表现的重要产品特性或过程特性,Special characteristic is a product characteristic or manufacturing process parameter which can affect safety of compliance with regulations, fit, function, performance or subsequent processing of product,特殊特性, 特殊特性(Special characteristic):,- 可能影响产品的安全性或法规符合

40、性、配合、功能、性能 或其后续过程的产品特性或制造过程参数(ISO/TS 16949 中的3.1.12), 其他参见：,- 5.5.2.1特殊特性的选择 - 7.2.1.1客户指定的特殊特性 - 7.3.1.1开发和评审 - 7.3.2设计和开发输入（参见备注） - 7.3.2.1产品设计和输入 - 7.3.2.3特殊特性 - 7.3.3.1产品设计输出 - 7.5.1.1控制计划（附录A）,特殊特性, 7.3.2.3组织应确定特殊特性并,- 在控制计划内包括所有的特殊特性 - 符合客户特殊的定义和符号 - 在过程控制文件中指明特殊特性，包括：, 图纸 FEMA 控制计划 操作指导,使用过程流

41、程图, 结合过程功能/要求评估每个步骤是否给客户 带来益处 通常每个步骤输入一个功能/要求 应该清楚准确,特性矩阵, 特性矩阵用于,- 揭示相互关系 - 确定影响 - 指明共用的工装使用地点 - 帮助确定关键的少数, 如何制定特性矩阵？,- 在矩阵的上排列出所有的设计或图纸特性（BP） - 在矩阵的左列依次列出所有的步骤 - 在矩阵的表格内表明关系的符号,特性矩阵, 关系符号,* 表示加工或改变的特性,C L M T A,表示加工或改变的特性 表示在下级操作中定位特性 表示自动监控特性 表示步骤内部的相互关系共同的夹具或工具、化学催化剂或者反应、材料成分 表示完成的对其他产生影响的产品特性,特

42、性矩阵,PFMEA的整体开发,FMEA结构,表头信息, FMEA的表头应该清楚的指明FMEA的关注点以 及和文件开发和过程控制相关的信息 应包括FMEA的编号、范围、编制的负责人、完 成日期等。,表头信息,A.FMEA编号 B.系统，子系统或者零件名称或编号 C.设计负责人 D.车型年代/项目 E.关键日期,- 初始FMEA预计完成的日期，该日期不应超过计划开 始生产的日期,F.FMEA日期,- 初始的FMEA完成日期和最新版本更新日期,G.核心小组 H.准备人,FMEA的开发, 列出所有步骤/功能的要求,过程步骤/功能，要求, 过程FMEA分析每一个步骤,- 在过程流程图中列出的每一个步骤应

43、单独在FMEA中 列出，包括所有的输出（产品和过程特性） - BIC：包括每个输出的产品特性编号（PCID）,过程步骤/功能，要求, 过程步骤/功能，要求：,- 一般采用简单的语句来描述被分析的步骤 - 采用如下格式描述步骤：名词/动词/测量方法“这个 步骤在过程中应起什么作用？” - 包括产品和过程参数,文件的相关性, 过程 - 过程流程图和PFMEA相关,Process Flow,Process FMEA,FMEA的开发, 列出所有的要求 针对每个要求,- 确定潜在的设计相关的失效模式,如果要求不满足我们能看到，听到或感觉到什么？,过程失效模式, 对于每一个要求如果输出不满足要求能看到、

44、听到或感觉到什么？ 对于产品要求在特定的工序不符合项,- 为什么该项被拒收 - 该项是如何不满足规范要求 - 客户认为什么是不可接受的 - 该项是如何不满足法规的要求,潜在失效模式,传统的方式：失效模式头脑风暴,潜在失效模式, BIC：对要求进行分析，并结合特定的专业知识 确定失效模式 如果确定的失效模式超过4-5个，那么该要求太 模糊，例如：操作没有明确确定,注意：这里要求准备工作完整并且全面,FMEA编写, 列出所有的要求 针对每个要求,- 确定和失效模式相关的过程, 针对每个失效模式,- 评估失效的潜在影响,失效模式的影响, 提出问题“结果会怎样” 描述失效模式对客户的影响：,- 车辆的

45、使用 - 最终用户 - 政府法律法规 - 操作工安全 - 下一个用户 - 下级用户 - 机器/设备,文件的相关性, 设计过程 - 设计FMEA和过程FMEA的相关,Design FMEA,Process FMEA,失效模式的影响, 阶段1如果有效的DFMEA存在：,- 确定由于过程失效模式引起的设计失效 - 把设计失效模式和相应的影响以及严重度拷贝到PFMEA 的影响和严重度相应的列, 阶段2如果过程影响或者有效的DFMEA不存在：,- 采用相关的经验 - 采用历史的数据 - 头脑风暴,典型的失效,注意：对于标题，条件和地点应尽可能详细的加以说明， 便于评估严重度和采取相应的措施,典型的失效影

46、响, 失效影响描述的越详细就越有助于通过FMEA 找到问题解决的方法 描述FMEA的各项时（失效模式，原因等）应 尽可能的详细和明确，不应该超出小组能够理 解的失效水平,失效的严重度, 严重度是失效模式影响客户的指数：,- 小组应采用严重度打分表来评估每个失效影响的严重程度 - 输入影响程度最严重的分值,建议：对于每个失效影响都输入严重度,分 类, 这一列用于对产品或过程特殊特性分类 这一列还有助于设计小组对优先级别较高的失效 模式进行技术评估 指明产品特性和最终产品性能的区别 客户和公司指定的特殊特性 组织可以使用自己的标识符号,FMEA的编写, 列出所有的要求 对于每项要求,- 确定和失效

47、模式相关的程序, 针对于每个失效模式,- 评估失效可能的影响 - 确定原因,潜在失效的原因, 潜在失效原因定义为失效是如何发生，采用描 述的方式该问题能够被纠正和控制 相对每个失效模式的每一个原因应该列出并且 单独考虑,失效原因, 由小组结合特定的知识和经验来确定 失效原因能够直接确定或者通过理解失效的 原理来确定,非操作者误差,头脑风暴, 什么可能导致产生这样的失效？ 什么会导致该项无法实现预期的功能？ 历史的8D和FMEA能够为潜在的原因提供什么信息？ 什么环境可能导致该项无法实现功能？,原因分析工具,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,不要把多种

48、原因和偶然的链接混淆,频 度, 频度是和特定的原因相关的一个发生的概率指数,- 这是一个相对的含义而不是一个绝对的数值 - 应采用统一的标准确保持续性和可比性,频 度, 频度和过程中的特殊原因直接相关,- 如果过程不可接受，就应该考虑过程能力和表现, 确定频度基于：,- 一致意见 - 相同的或类似的过程历史数据 - 过程分析（例如DOE）,FMEA编写, 列出所有的要求 对于每个要求,- 确定和失效模式相关的过程, 对于每个失效模式,- 评估潜在的失效影响 - 确定原因, 对于每个原因,- 确定应采取何种控制,过程控制, 过程控制是用于描述采取的行动和措施：,- 预防失效模式的原因出现, 因而

49、预防失效模式,- 探测失效模式的原因 - 从而探测失效模式,变量和控制方法, 选择控制方法的策略,- 满足所有客户的要求 - 控制过程而不是控制产品 - 预防而不是探测 - 追求理想而不是极限值 - 限错而非检查 - 在过程步骤中而非生产流程结束时 - 管理控制方法, 基于变动的资源确定控制方法,过程控制, 过程控制应该针对变差的主要原因：,- 设置 - 机器/设备 - 维修 - 部件 - 操作工 - 夹具/托盘 - 工装模具 - 测量系统 - 环境等,控制方法举例,控制方法举例,典型的预防控制,典型的探测控制方法,过程控制, PFMEA里面过程控制列描述的是用于控制过程的方法 控制计划描述了

50、这些控制方法的具体信息,探测度, 探测度是在控制列里面和探测控制相关的指数,- 如果有多个控制方法，建议每个探测控制都给出相关 探测度并排序 - 记录最低的数值（最有效的） - 仅仅探测度要求排序并记录,- 预防控制只影响频度,采取措施的优先次序, 至此FMEA小组应决定是否要采取进一步的措施 来降低识别的风险 由于资源、时间、技术和其他因素的局限性， 小组必须确定哪个是最优先的措施,措施优先次序, 小组应首先针对最高严重度的项目采取措施,- 如果严重度是9或者10，那么小组必须确保通过现有 的设计控制或建议的措施来解决, 措施的优先次序还应该通过小组讨论的方式确 定，并考虑产品/过程的经验知

51、识和关注的问题,风险评估, 风险顺序数（RPN）,- RPN计算方法如下： RPN=严重度频度探测度,- RPN用于和特定失效模式相关的排序 - 因而采取相应的纠正行动来降低RPN,注意：预防控制不能够影响探测度，只影响频度,注 意,“RPN限度数值不应该用于决定是否需要改进措施”,来源：FMEA第四版，2008, 没有哪个RPN限度数值是要求必须采取行动,- 采用RPN限度数值的方法是假设RPN数值是精确的 衡量尺度（然而它们往往不是），并且持续改进不 是需要的（事实上是需要的）,RPN评估的权重,S,O,D,RPN,7 2 5 7 2,2 7 7 5 5,5 5 2 2 7,70 70 7

52、0 70 70,RPN评估权重,S,O,D,RPN,10 3 2,2 10 5,2 4 10,40 120 100,可选/补充, SO （SO） SOD SD,Equal RPN Values,Very Different Scenarios,建议行动, 建议行动,- 确定行动措施, 创造性的过程 寻找失效根源的解决办法, 责任和完成日期 实施行动 最终的RPN,建议的行动, 采取的行动措施是为了降低以下一个或者全部 的频度，严重度和探测度数值,如果不必采取行动，注明“目前没有”,建议的行动, 采取的行动应及时更新到“建议的行动措施” 那一列，并考虑：,- 消除失效模式的原因 - 消除失效模式

53、 - 降低影响程度 - 更改和过程特性相关的设计（几何形状，材料等） - 更改失效模式对过程性能的影响,特殊特性标识举例,采用客户特定的符号/标注,课间休息,练习材料分发：, 完成的DFMEA 完成的过程流程图 空白的PFMEA表格 说明： 针对零件xJ-770，练习过程FMEA，步骤OP 20，BPID 14和 OP 50，BPID 02 如果缺乏数据，用你个人的经验，知识和想象力提出潜在的 失效模式、原因、影响和现有的控制 准备向全体小组汇报：,- 你的小组提出的建议措施 - 采取措施的原因,FMEA的评估, 表头,- 信息完整不应该有空白的栏目 - 零件号和版本号 - 小组成员, 过程步

54、骤/功能/要求,- 包括相关的规范要求和操作描述, 失效模式,- 所有条件都被考虑 - 和过程保持一致 - 没有“栏目错位”，例如：原因和影响被误当作是失效模式,FMEA评估, 影响,- 考虑了所有的客户 - 表达正确没有“栏目错位”，比如：原因误当作是影响, 严重度,- 对严重度1应提出疑问 - 记录的最高严重度, 分类,- 控制计划链接 - 确定特殊特性,评估FMEA, 原因,- 不应该使用“操作工失误” - 转移责任：对于单一的失效模式有很多的原因根本原因 就不易确定, 频度,- 一个原因一个评分 - 和过程的稳定性/能力一致, 当前的过程控制,- 预防/探测方法 - 实际的和计划的控制

55、方法 - 主要变差来源/原因 - 滥用100%检查和操作工人检查,控制计划,产品实现过程模式,什么是控制计划？, 是用于控制产品和过程变差的系统方法 是供应商和客户之间的协议 对系统、子系统或部件的整体控制手段 是制定操作指导的基础，而不是取代操作指导 确定法律法规、客户和供应商的特殊和关键的特性,系统流程图,控制计划, （当前的过程控制）描述了从来料到发货全部过程 的控制方法 控制计划提供了这些控制方法的详细内容 控制计划应在产品生命周期内不断维护并使用 控制计划可用于同一过程的产品族,信息的来源, 过程流程图 信息/设计/PFMEA 特殊特性 类似产品或者过程的经验教训 小组对于过程或产品

56、的知识共享 开发过程的评估（设计评审或者过程评审） 稳健方法（DFSS，QFD，DOE，8D）,文件的相关性,PFMEA和控制计划的相关性, 过程步骤和功能 产品和过程特性 特殊特性的分类,- 分类, 控制方法,- 过程控制,控制计划,目标, 控制计划用于控制原型和DVP&R之后的零件 控制计划应该包括：,- 所有的过程流程图中的步骤 - 机器夹具或者工具 - 产品和过程特性 - 特殊特性的确定 - 技术规范或者公差 - 校验或评估的技术方法 - 样品数量和频率 - 控制方法 - 每个步骤的反应措施,TS 16949的要求,供应商制定控制计划，其内容至少包括：,- 控制计划编号 - 颁布日期和

57、更改日期 - 客户信息（见客户要求） - 供应商名称/地点 - 零件号 - 零件名称/描述 - 技术更改版本 - 阶段名称（样品原型、试生产、批量生产） - 主要联系方式 - 零件/过程步骤编号 - 过程名称/步骤描述,a)一般的数据,TS 16949的要求,b)产品控制,- 产品相关的特殊特性 - 其他控制特性（编号，产品或过程） - 技术规范/公差,c)过程控制,- 过程参数 - 过程相关的特殊特性 - 制造过程的机器，夹具，工具,TS 16949的要求,d)方法,- 测量技术的评估 - 防错 - 产品数量和频率 - 控制方法,e)反应计划和纠正行动,- 反应计划（包括或引用） - 纠正行

58、动,每个零件都应该有控制计划，但是可以使用“族”控制计划覆盖相同过程的类似产品,表头信息, 文件控制 版本控制 一致性,- 设计矩阵 - DFMEA - DVP&R - 过程流程 - PFMEA, 有效性,- 由共性分组, 零件 组装件 特性 设计 过程,表头信息,1、指名控制计划类型： 样品原型、试生产、批量生产 2、控制计划编号 3、零件最新更改版本 4、零件名称/描述 5、组织/工厂 6、组织代码（供应商代码） 7、主要联系方式/电话或其他联系信息 8、核心小组 9、组织/工厂批准/日期,表头信息,10、日期（初始的） 11、日期（更新的） 12、客户/技术批准日期 13、客户/质量批准

59、日期 14、其他批准/日期,控制计划,零件/过程编号 过程名称/步骤描述 机器，装置，工装和制造工具,从流程图PFD和PFMEA,控制计划,特性,从流程图PFD和PFMEA, 编号 产品 过程 特殊/分类 客户所要求的特殊要求,技术规范, 哪些参数需要控制，可从以下找到信息：,- 图纸 - 技术规范/公差 - 标准 - CAD数据 - 制造/装配标准, 若使用族控制计划，应包括或参考单独的文件,控制方法, PFMEA内的控制方法应和控制计划的控制 方法保持一致 针对变差来源的基本控制方法,控制方法, 变差来源应包括在PFMEA里面,- 设备主导的变差 - 操作工主导的变差 - 零件主导的变差 - 工具主导的变差 - 预防维修主导的变差 - 夹具/托盘/和放置主导的变差 - 设备设置主导的变差 - 环境主导的变差,控制方法, 选择控制方法的策略：,- 满足所有客户的要求 - 控制过程而不是产品 - 预防而不是探测 - 调整理想值而不是极限值 - 防错而不是检测 - 管理控制方法, 对变差来源的基本控制方法,方法,控制方法 从流程图PFD和PFMEA 样品数量 =多少 频率 =对长时间 评估/测量 技术 =通过何种方式,控制方法具体