PFMEA(潜在失效模式及后果分析).ppt

1、潜在失效模式及后果分析 FMEA,雷再明 2007-11-12,50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。 60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗） 1974年用于美国海军。（1629号军标） 1985年IEC公布了FMEA标准: IEC812， 这个标准被我国等同采用为GB 7826-87： 系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序,一 FMEA的应用,二、FMEA基本概念,2.1、失效 2.2、失效模式 2.3、失效后果 2.4、失效原因/机理 2.5、顾客,2.6、FMEA的定义 2.7、FMEA

2、的类别,2.1 失效 （Failure） 实体失去了完成其功能的能力 实体？ 失效=不合格吗？ 潜在？,失效=事故？,2.2 失效模式（Failure Mode） 失效的表现形式 系统、子系统、零件未达到设计意图的形式 过程不满足过程要求的形式 典型的失效模式：,典型的失效模式可能是（但不仅限于）：弯曲、粘连、毛刺、处理损害、破裂、变形、弄脏、裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、 生锈、氧化、断裂,2.3 失效后果（Failure Effect） 失效给顾客带来的影响,典型的失效后果： 整车无法装配、异常噪声、行走不正常、不良外观、不稳定、不走直线、无法换向、车子无法打开、无法折叠、刹车无法锁定,2

3、.4 失效的起因/机理 引起失效的原因：物理的/化学的 空气弹簧托断裂的机理：晶体开裂、热处理脆性 ,失效起因/机理、失效模式、失效后果的关系,上一过程,产品/过程,下一过程,谁是顾客？,过程 目标 顾客,注塑,装配过程,塑胶件,2.5 顾 客（Customer） 不仅仅是“最终使用者”，还可以是后续或下一工序的使用者,2.6 FMEA定义 Potential Failure Mode and Effects Analysis 潜在失效模式及后果分析 是一种系统化的可靠性定性分析方法。 通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、评价产品/过程中潜在的失效模式，查明其对系统的影响程度，以便采取措施

4、进行预防的分析方法。 目前被普遍简称为FMEA 常被读作feime或各字母单独发音为F、M、E、A 。,FMEA定义,系统化结构化方法: 识别产品或过程失效的方式 估计涉及特殊原因的风险 对减小风险的措施优先排序 评价设计验证计划(产品) 或当前的控制计划(过程),风险来自?,不明确的工艺标准,差的控制计划 & 标准化作业（SOP）,原材料波动,不反映顾客需求的规范界限,测量波动 (在线检测 和质量控制),机器的可靠性,潜在的安全威胁,模糊的顾客期望,差的过程能力,装运、安装服务,2.7 FMEA的类型 SFMEA 对产品开发、过程策划综合评估， 通过系统、子系统、分系统不同层次展开， 自上而

5、下逐级分析，更注重整体性、逻辑性。 DFMEA 对设计输出评估，识别和消除产品 及每一零部件的设计缺陷。 PFMEA 对工艺流程的评估，识别和消除 制造/服务过程中每一环节的潜在隐患。,三、FMEA策划,3.1 为什么要做FMEA？ 3.2 何时需要做FMEA？ 3.3 谁来做FMEA？ 3.4 FMEA成功的要素 3.5 如何做FMEA？,3.1 为什么要做FMEA? 1）预测：可以预先发现或评估产品/过程中潜在的失效及影响 2）持续改进：不但改进并积累经验，并将其文件化，程序化 3）防错：避免同类错误的发生 4）客户要求：部分客户要求供应商有FMEA，并不断更新 5）审核要求：为通过QS9

6、000,VDA 6.1等标准必须有FMEA 首先集中有限的资源于高风险项降低开发成本 提高产品功能保证和可靠性 缩短开发周期 改善内部信息交流 将责任和风险管理联系起来。,FMEA:预防风险， 而不是被动地 事后处理问题,不同阶段的质量损失,文件中发现的损失：1 生产中发现的损失：10 检验中发现的损失：100 出厂前发现的损失：1000 使用中发现的损失：10000 索赔时产生的损失：100000,3.2 何时需要做FMEA？ 1. 关注焦点 新 / 更改环境、新 / 更改使用条件 SFMEA 新 / 更改过程 PFMEA 新 / 更改设计、新 / 更改技术 DFMEA 2. 事前行为 及时

7、性是成功实施FMEA的最重要因之一。在产品 正式定型之前和过程正式实施之前， FMEA作为设 计与工艺评审的有效工具，有助于预防缺陷，减少 损失。,3. 在产品形成的全过程中,策 划,产品设计开发,过程设计开发,生 产,3.3 谁来做FMEA？,设计 工艺 制造 生产 服务 质量 试验 可靠性,熟悉产品 了解过程 富有经验 掌握信息和资料,多方合作,集体智慧,专业人员,团队： FMEA是系统化的专业活动 多功能小组会议是FMEA的主要活动形式 多功能小组通常有相关专业人员组成，有时包括相关 的工人代表，甚至可包括客户或供应商,FMEA 团队,V,M,E,F,顾客要求 法律法规 相关标准 设计意

8、图 同类产品的经验/教训 供应商提供的资料 ,3.4 FMEA成功的要素,1.人 2.相关信息 3.时机,3.5 如何做FMEA？,1.描述对象/过程 2.确定潜在的失效模式 3.描述失效的影响 4.评估严重度(SEV) 5.确定原因 6.评估频度(OCC),7.描述目前的控制方法 8.评估探测度(DET) 9.计算RPN值 10.建议及采取措施 11.评定措施被采取后的结果,失效模式后果原因 现行控制/预防措施 失效后果严重度： S 失效发生的频度： O 探测度 ： D 风险度：RPN=S*O*D,四、FMEA的过程 FMEA,4.1、基本信息 4.2、FMEA分析（10-18） 4.3、F

9、MEA改进（19-22） 4.4、跟踪验证,表头（1-8） 对象（9）,如何通过PFMEA来实现持续改进,制作过程流程图。在流程图完成后，PFMEA被用做认识风险和减少风险的方法。风险优先级（RPN）被用来指定风险水平。风险减少会体现在最高风险优先级上。在风险减少后，再进行下一最高风险优先级。此循环一直持续，直到不再生产产品。这就是如何运行PFMEA来实现持续改进。 潜在的过程失效模式定义为不能满足过程要求和设计意图的潜在失效过程。这是对不符合特定操作的描述。该模式可能与下道工序的潜在失效模式相关，也可能是受到上道工序的潜在失效模式的影响。,如何进行过程PFMEA(1),在最初的PFMEA中，

10、希望負責过程的工程師能夠直接地、主动地联系所有相关部門的代表。這些部門包括但不限于：設計、裝配、制造、材料、质量、服务、供方以及負責下道裝配的部門。FMEA应成为促进不同部門之間充分交換意見的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。 PFMEA由負責过程工程部门的一位工程師來制定。 确定与产品相关的过程潜在失效模式 评价失效对顾客的潜在影响 确定潜在制造或裝配过程失效的起因，确定減少失效发生或找出失效条件的过程控制变量 编制潜在失效模式分級表，然后建立考虑糾正措施的优选体系 將制造或裝配过程的結果编制成文件,如何进行过程PFMEA(2),PFMEA是一份动态文件，应在生产工裝准备之前，在过程可行性

11、分析阶段或之前开始，而且要考虑以单个零件到总成的所有制造工序。在新車型或零件項目的制造计划阶段，对新工艺或修訂过的工艺进行早期评审和分析能夠促进预测、解決或监控潜在的过程問題。 PFMEA假定所設計的產品会滿足設計要求。因設計缺陷所产生失效模式不包含在PFMEA中。它们的影响及避免措施由DFMEA來解決。,如何进行过程PFMEA(3),1、 FMEA编号: 填入FMEA文件编号, 以便可以追踪使用。 制程FMEA表编号如下: 编号 - 专案号 (从01-09循环使用) 月份 年的末兩位 2、项目 填入將被分析的系統、子系統或零件的过程名称和编号 3、过程责任 填入总装厂、部門和小組, 如果知道

12、包括供应商名称,如何进行过程PFMEA(4),4、编制者 填入负责准备FMEA工作的工程师的姓名、联系方式及所在部门名称； 5、产品名称/型号 填入将使用和/或正被分析过程影响的预期的产品名称/型号； 6、关键日期 填入最初FMEA预定完成的日期, 不能超过开始计划生产的日期； 7、FMEA日期 填入编制最初FMEA被完成日期, 和最新被修訂的日期； 8、核心小组 列出有权限参与或执行这項工作的负责部门或个人姓名(建议將所有小組成員姓名、单位、电话号码、地址等另行列表)。,如何进行过程PFMEA(5),9、过程功能/要求 填入要被分析的过程或作业简单的敘述(如车、钻、焊接、攻丝、装配等) 。敘

13、述尽可能与被分析的过程或作业目的一致, 当过程包含多种作业(如:組裝), 而有不同的潛在失效模式時, 要將不同的作业视为不同过程处理。 10、潛在失效模式 為过程可能不符合过程要求或設計意图。敘述規定作业的不合格事項。它是一个原因成为下工序的潛在失效模式或被上工序所影响的潛在失效模式。 在准备FMEA中, 必須假設进料的零組件或原物料是好的。 列出每一個特殊作业零件、分系統、系統或制程特性, 所引起的潜在失效模式。制程工程師或小組要提出和回答下列问题: 过程或零組件為何不符合規范? 甚麼是客戶(最終使用者、下工序或服務)所不滿意的?,如何进行过程PFMEA(6),11、潜在失效后果 被定义为对

14、客戶的功能失效模式。客戶指的是:下个作业、下工序或地点、经销商、或最终消费者。每一个潜在失效功能都必須被考虑。 对于最終使用者, 失效的后果經常被指为: 零件断裂、杂音、不規律的动作、不能操作的、不稳定的、色差、外观不良、粗糙不平的、操作不顺畅、費力、 令人不舒服的气味、操作性減弱、刹车不良等等。 对于下工序而言, 失效的后果經常被指為: 铆接松动、铆错零件、铆接歪斜、漏上胶水、零件擦伤、漏工序、漏装零件以及其他影响产品性能的问题等。,过程失效的潜在影响,1、失效的潜在影响被定义为失效模式对客户 的影响。这里所说的客户可能是下道操作、以后的操作或场所或者最终客户（消费者）。在评估失效的潜在影响

15、时每一个都必须考虑到。 2、根据客户可能注意或经历的问题来描述失效的影响。对于最终使用者，其影响总会与产品或系统性能相关（例如噪音、粗糙、不稳定的操作、要求的使用过大力量、不起作用、异味、不稳定、操作削弱、断续的操作、外观不良等） 3、 如果客户是下道操作或后来的操作/场所，其影响会与过程/操作性能相关（例如不能扣紧、不相配、不能钻孔、不能连接、不能装配、不能配套、设备损坏、危及操作工等）。,严重度(S),严重度（S）是失效模式对客户潜在影响（先前已列明，失效的潜在影响）的评估。严重度只应用于影响。如果受到失效模式影响的客户是装配厂或是产品使用者，评估严重度则可能在工程师经验或知识领域之外。在

16、这种情况下，就要咨询FMEA设计、工程师，和/或后来的加工或组装工厂的产品工程师、QE/IE等。严重程度按“1”到“10”分级，最低为“1”。,严重度(S)的评级,失效的潜在原因/机理及其频度(O),在尽可能的范围里, 列出所有能想像得到的失效起因 : 不当的扭力过大、过小。 不熟练的操作工。 不精确的量具。 不符合要求的工装、夹具。 不适当的上胶。 缺少組件或装錯。 同一过程可能有几种失效模式、一个失效模式也可能有几种原因，在分析时应分开处理； 频度是指具体的失效起因/机理发生的频率。频度的分级着重在其含义而不是数值。 可以分“1”到“10”级来估计频度的大小，只有导致相应失效模式的发生，才

17、能考虑频度分级。 为保证一致性，应采用下面的频度分级规则。,发生频率(O)的评级,PFMEA过程控制的类型,在一定程度上防止失效模式发生或在发生时察觉失效模式的控制描述。可以考虑三种类型的过程控制/ 特征 ： 1、预防起因/机理的出现。 2、发现失效原因/ 机理。 3、发现失效的模式。 如果可能，首选方法是，首先使用类型 (1)进行 控制，其次使用类型 (2) 进行控制；第三步使用类型 (3)进行 控制。,可探测度（D）,可探测度是指在零部件离开制造工序或装配工位之前，上页中的第二种现行过程控制方法找出失效原因/机理过程缺陷可能性的评价指标；或者用第三种过程控制方法找出后序发生的失效模式的可能

18、性的评价指标。 评价指标分“1”到“10”级。 一定要评价过程控制方法找出不易发生的失效模式的能力或阻止它们的进一步蔓延。,可探测度D的评级,风险优先级数(RPN),风险优先级数(RPN)：产品严重度 (S) ，发生频率 (O) 和可探测度 (D) 的等级：RPN=(S) x(O) x(D)。 其数值将用于过程中的相关关系排序 (例如： Pareto排序)。 RPN 将会是在 “1” 和 “1,000” 之间。对于比较高的 RPN，工作团队一定要努力采取纠正行动以减少预计风险。 在一般操作中，不管总的 RPN为多少，当严重性为高的时候，都必须特别注意。 改善行动：当失效模式已经用RPN划分等级

19、时，在等级达到最高并且处于严重项时首先应引导采用纠正行动。任何的改善行动的意图是要减少严重性、减少事件发生和/或发现等级。,PFMEA的改进(1),在任何时候只要被识别的潜在失效模式的影响可能对消费者/制造/装配人员产生危险，则必须采取纠正措施，通过消除或控制原因来防止失效模式的发生，或者规定适当的操作人员保护办法。 采取可以计量、量化的明确、肯定的纠错行为，对其他行为的推荐，和依照所有的建议，这些需要不能被过分强调。如果没有积极有效的纠错行为，即使是彻底考虑和很好的FMEA，其价值也将有限。实施有效的跟踪计划、有效执行所有改进要求是所有FMEA操作者的责任。,PFMEA的改进(2),当失效模

20、式以RPN排列其风险順序時, 针对最高等級的影响和关键項目提出纠正措施。任何措施的目的是要減少任何频度、严重度、或不易探测度。可考虑下列措施, 但並不限于此。 為了降低发生机率, 需要修改过程和/或设计。 只有設計或制程变更可以降低严重度数。 為了增加探测(失效)的可能性, 需要修改过程和/或设计。通常,仅改进检查管制方法, 对质量改善是浪費和无效的。增加质量管制检验頻率不是良好的纠正措施。永久性的纠正措施才是必需的。因此，必须强调预防缺陷（就是减少发生）而不是加强检验。,PFMEA的改进(3),1 建议措施 按RPN值的大小确定改进顺序以及S值高的项目 任何建议措施的目的都是为减小RPN值，

21、即S、O、D 2 责任及目标完成日期 落实措施的执行组织和个人 预计完成的日期 3 采取的措施 措施的简单说明 措施的生效日期,PFMEA的改进(4),4 措施结果 重新评价采取措施后的RPN值 按照统一标准判断是否PFMEA结束 设计确认和验证不能降低探测度 5 跟踪 主管工程师负责督促建议措施的实施与落实 PFMEA是一份动态文件，永远体现当前最新过程设计水平.,4.1.1 FMEA文件编号及页码 4.1.2 系统、子系统、部件的名称及称号 4.1.3 设计责任 4.1.4 编制人 姓名、电话、EMAIL、职称（或职位） 4.1.5 产品型号/车辆类型 4.1.6 关键日期（预定FMEA的

22、完成日期） 4.1.7 FMEA日期 原始日期、最新修订日期 4.1.8 核心小组成员,表头基本信息,4.2.1 潜在失效模式 可能发生但不一定发生的失效 专业化规范化的语言描述 每种失效模式尽可能单列出来 4.2.2 潜在失效后果 失效模式可能对系统功能的影响 根据顾客可能的发现和经历来评价 需要集体的智慧 4.2.3 严重度（S） 对失效后果的严重程度的评价 只能通过修改设计来降低,FMEA 分 析,4.2.4 级别 产品质量特性分为一般质量特性和关键质量特性 对关键质量特性在分级栏中应用适当的字母或符号 注明 4.2.5 潜在失效起因/机理 一个设计薄弱部分的迹象/征兆 列出所有可能想到

23、的起因/机理 4.2.6 频度（O） 描述失效起因/机理出现的可能性 频度值参考现行控制情况 设计更改是降低频度数的唯一途径,4.2.7 现行设计控制 用于或正用于相同或相似设计中的那些方法 有三种设计控制方法 预防起因/机理的出现 查出失效起因/机理 查出失效模式 4.2.8 探测度（D） 查出失效模式、起因、机理的探测能力的度量,控制,FMEA 模式,控制,FMEA 模式,预防,哪一个是最佳状况? 哪一个是最差的状况?,4.2.9 风险顺序数（RPN） 描述对象风险的大小 RPN=（S）（O）（D） 按RPN值的大小确定优先改进顺序 S值高，不管RPN值大小如何都必须关注,系统,SE1,S

24、E2,SE21,SE22,SE35,SE11,SE12,失效模式,失效原因,失效后果,5.4 失效分析,六、总结及讨论,6.1 FMEA的基本过程是什么？ 6.2 评价的标准是统一的吗？ 6.3 FMEA的特点是什么？ 6.4 FMEA的作用是什么？ 6.5 FMEA到底是什么？,第1步：描 述 过 程 对过程的描述, 过程专家以及客户输入提供了FMEA的起点，针对过程问题与组员达成共识。 第2步：确定潜在的失效模式 列出过程当中每一步骤里潜在的可能出现错误的事项 第3步：描述失效的后果 列出每个失效模式产生的影响,每个失效模式可能会有 多个失效的后果,6.1 FMEA的基本过程是什么？,第4步：评估严重度(S) 确定失效对客户影响有多严重， 严重度的直接功能是评定每个失效后果严重性的等级 第5步：确定原因 识别出什么会引起失效模式的