FMEA失效分析(最新教材).ppt

1、,失效模式及关键效果分析(FMEA),甚么是潜在失效模式及后果分析？,F - Failure(潜在失效) M - Mode(模式) E - Effects(后果) A - Analysis(分析),潜在失效模式及后果分析的发展,20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用于飞机制造业的发动机故障防范，取得很好的成果 类似形式的分析方法，在六十年代中期航天工业首次应用-美国航空及太空总署（NASA）实施阿波罗登月计划，在合约中明确要求实施FMEA FMEA现已被广泛用于飞機制造、汽車制造等多个领域,失效模式及后果分析,根据经验分析 产品设计与生产工艺中存在的弱点和可能产生的缺陷 这些缺陷产

2、生的后果与风险 决策过程中采取措施加以消除、并帮助消除潜在隐患；事前花些时间地进行FMEA，便可减轻事后修改的危机,FMEA潜在失效模式及后果分析,两种FMEAs 设计FMEA： 由设计工程师/小组在设计初期采用的一种分析技术，以系统、子系统或另件为分析对象 用来在最大范围内保证已充分地考虑到相关的系统、子系统和另部件和列出各种潜在的失效模式及其相关的起因，并评估其对最后的产品影响,FMEA潜在失效模式及后果分析,两种FMEAs 过程FMEA： 由制造工程师/小组采用的一种分析技术，以加工工艺过程的每道工序为分析对象 用来在最大范围内保证已充分地考虑到工艺过程设计和列出各种潜在的失效模式及其相

3、关的起因，并评估其对最后的产品影响 它并不依靠改变产品设计来克服过程缺陷，是要考虑制造,一、基本概念,1FMEA的定义与目的: a)对产品进行分析，找出零组件潜在之失效模式，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的影响，采取对策预防。,一、基本概念,b)失效分析在找出零组件或系统的潜在弱点，提供设计、制造、品保等单位采取可行之对策,一、基本概念 （续）,.FMEA的类型 DFMEA 设计失效模式与效应分析 PFMEA 过程失效模式与效应分析 SFMEA 服务失效模式与效应分析 AFMEA 应用失效模式与效应分析 PFMEA 采购失效模式与效应分析 SFMEA 子系统失效模式与效应

4、分析 MFMEA 机器失效模式与效应分析,一、基本概念 （续）,FMEA与FTA FMEA是具有质量分析的事先分析工具，自下而上分析 FTA是事后的失效模式分析，即失效树自上而下分析 类似的产品的FTA是其FMEA的重要输入,一、基本概念 （续）,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： a)在规定条件下（环境、操作、时间）不能完成既定功能。,预 期 功 能,一、基本概念 （续）,b)在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间。 c)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。,一、基本概念 （

5、续）,5.失效链的定义与例子 定义：一个失效事件发生，若没有采取或不及时采取或事实上不可能采取的措施， 而引起下游系统或相关系统失效的现象。 例子：由于有了失效链的概念就有了根源失效模式、伴生模式、中间式及最终模式的失效。故制作DFMEA、PFMEA 时要运用失效链的思想。,一、基本概念 （续）,典型的失效链： 路面不平 水箱支架断裂 根源模式 (不是内在原 因是环境条件） 水箱后倾 产生异响 水箱与风扇皮带碰 （伴生模式） 中间模式 水箱水管断 水箱水泄漏 发动机损坏 冷却系过热 最终模式 停车,一、基本概念 （续）,支架断，因强度不足，为失效的根本原因 不要把环境条件列入失效原因，FMEA

6、要找内在原因 中间模式：上一个模式是下一个模式的原因 失效链若能及时采取措施，可在中间截断,一、基本概念 （续）,6失效的分类 失效的分类应根据失效原因、危害程度、失效程度与产生的频率加以分类，一般的分类原则如下： 失效类别 分 类 原 则 1 致命失效危及产品安全，可能导致人身伤亡，或引起重要总成报废，造成重大经济损失或对周围环境造成重大危害。 2 严重失效影响产品安全，可能导致主要总成、零部件损坏或性能显著下降且不能用简易工具和备件在短时间（约30min）内修复。 3 一般失效不影响产品安全，造成性能下降，但一般不会导致主要总成及零部件损坏，并可用简易工具和备件在短时间内（30min）修复

7、。 4 轻微失效一般不会导致性能下降，不需要更换零件，用简易工具在短时间（5min）内能轻易排除。,一、基本概念 （续）,7失效的等级划分 进行失效定性与定量分析时，要区分失效的危害程度，因此要把失效划分等级，划分的原则是： a)造成人员伤亡 b)造成设备和环境的损失 c)造成直接和间接的损失 失效等级的划分，因产品种类与企业政策、国家法令之不同，而有不同的划分方法，常用的划分方法如下 ：,一、基本概念 （续）,常用的失效等级划分 失效等级严 重 程 度 级 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，并（或） 导致人员伤亡。 级能导致系统功能失效，造成系统或环境的重大损失，不造成人员伤亡。

8、级能导致系统功能下降，对系统或周围环境或人员均无显著损害。 级能导致系统功能下降，对系统、环境、人员无害。,一、基本概念 （续）,8失效的判定 不同的产品，不同的使用状况，不同的失效模式，失效的判定很难统一规定。例如：齿轮出现蚀点，对精密仪器而言即为失效，但对重型机械，则不算失效，除非腐蚀到一定的程度。 9.失效的原因 研究失效，首先要得到失效的真实状况，比如失效出现的部位，发生的时间、失效模式、失效原因、失效产生的影响、失效改正方法、修复方式及修复成本等。,一、基本概念 （续）,失效原因就是引起失效的物性、化性原因，也就是引起失效模式的原因，例如： 失效模式：A断裂 失效原因：B穿晶断裂、沿

9、晶断裂、脆性断裂、韧性断裂,潜在失效模式及后果分析,FMEA编號-填入FMEA文件编号，以便查询 项目名称-分析的系统、子系統或另件的过程名称及编號统 过程责任-填入部门和小组及供货商名称 编制者-负责准备FMEA工作的人 年型/车型-填入将使用和正被分析过程影响的年型 关键日期-填入FMEA预定完成日期，该日期不可超越计划开始生产日期 FMEA日期-填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期 核心小组-填入执行任务的部门和个人姓名 过程功能/要求-简单地考描述被分析的过程或工序,潜在失效模式及后果分析,潜在的失效模式 指系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的要求 对一个特定项目及其功能

10、，出每一个潜在失效模式 只能在特定环境条件下，与及特定使用条件下，可能发生的失效模式，也要考虑 例如：断裂、变形、泄漏 潜在的失效后果-指失效对顾客的影响，顾客可以是下一工序、代理商或产品最终使用人，例如：不稳定的操作、无动作 严重度(Severity) -潜在失效模式对顾客的影响后果的严重的评价指标。一般严重度评估分为1至10,潜在失效模式及后果分析,严重度(S) 无警告的严重危害（10） 可能危害机器或装配操作者 潜在失效模式严重影响系统安全运行或包含不符合政府法规，严重程度很高 失效发生时无警告 有警告的严重危害（9） 可能危害机器或装配操作者 潜在失效模式严重影响系统安全运行或包含不符

11、合政府法规，严重程度很高 失效发生时有警告,潜在失效模式及后果分析,严重度(S) (续) 很高（8） 生产线严重破坏，可能100%的产品需报废，系统无法运行，丧失基本功能，顾客不满意 高（7） 生产线破坏不严重，产品需筛选部分（低于100%）报废，系统能够运行，但性能下降，顾客不满意,潜在失效模式及后果分析,严重度(S) (续) 中等（6） 生产线破坏不严重，部分（低于100%）产品报廢（不筛选），系统能够运行，但舒适性或方便性项目性能失效，顾客有些不满意 低（5） 生产线破坏不严重，产品需要100%返工，系统能够运行，但有些舒适性或方便性项目性能下降，顾客有些满意,潜在失效模式及后果分析,严

12、重度(S) (续) 很低（4） 生产线破坏不严重，产品经筛选，部分（少于100%)需要返工，装配和涂装或尖等项目不符合要求，多数顾客发现有缺陷 轻微（3） 生产线破壞较輕，部分（少于100%)需要在生产线其他工位返工，装配和涂装或尖响和嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷,潜在失效模式及后果分析,严重度(S) (续) 很轻微（2） 生产线破壞轻微，部分（少于100%)产品需要在生产线上原工位返工，装配和涂装或尖等项目不符合要求，很少顾客发现有缺陷 无（1） 没有影响,严重度评价准则应用例子,潜在失效模式及后果分析,分级(重要程度) 根据工序特性进行分级 潜在失效原因 是指失效是怎样发生

13、失效的许多原因并不是独立的 可能需应用DOE 例如：扭力过大、焊接不正确、另件错装、林料选定不正确 频度(O) 是指失效原因的发生频率,失效发生的频度(O)评价准则,失效发生的频度(O)评价准则应用例子,潜在失效模式及后果分析,现行过程控制 现行的过程控制是否能够阻止失效模式的发生，或探测将发生的失效模式控制的描述 探测度(Detection) 根据工序特性进行分级 风险系数(RPN) RPN = S x O x D 风险系数愈大，所产生的影响也愈大在实践中，不管RPN大小，当S高时，就需特别注意 建议措施 当RPN值排出后，根据RPN的数值，由大至小排列，并在最前面的事和最关键的项目，采取改

14、正措施 如起因不明，可应用DOE确定,失效探测度(D)评价准则,失效探测度(D)评价准则应用例子,潜在失效模式及后果分析,责任 负责实施建议措施的部门或人员，以及预计日期 采取的措施 当实施措施后，简要记载具体执行情况，并记下生产日期 纠正后的RPN 纠正措施实施后，评估S、O、D，计算RPN 跟踪 有关人员须保证所有建议已被实施或已妥善落实，并不断改善FMEA文件,潜在失效模式及后果分析的实施,一、基本概念 （续）,10. 严重度定义 估计缺点对使用客户影响的严重程度，以“1至10分”计分。所称严重度计分，一般而言，惟有更改产品设计后始能降低，而仅凭制造方面之控制，并无法降低失效之严重度。,

15、一、基本概念 （续）,频度定义 所称频度，是指某项失效之原因其发生之机率，该项目一经发生，将可能出现失效。惟于估计频度时，需先假定产品于交货前，有关之失效均未被发现。,一、基本概念 （续）,不易探测度定义 所谓不易探测度，是指在一项零件或组件已经完成，离开制造场所或装配场所之前，能否检出其已发生之失效而言。不易探测度用“1至10”表示。因此处理时应确实查出失效原因，并务必有效控制，才能防止失效产品运出厂外。,一、基本概念 （续）,风险顺序数RPN（Rish,Priority Number）=SOD S：sereritg (严重度) O：occarrence(频度) D：detection (不

16、易探测度) RPN按由大到小排序 重点解决RPN较大的原因，特别注意S大的,哪怕RPN并不大，也要采取措施。 RPN该多少无任何具体规定，建议：红线：RPN100 黄线： RPN64 ；绿线： RPN64 管理较先进的公司,RPN要控制在100以下.,二.FMEA与TS16949、APQP&CP与PPAP关系,FMEA与TS16949 在TS16949 质量体系要素中要求制作PFMEA，多方论证小组负责开发评审PFMEA。 在4.4设计控制要素中要求制作DFMEA。 FMEA与APQP&CP 在APQP&CP中，FMEA是一个重要的预防失效发生的工具。在阶段产品设计与开发中要求完成DFMEA；

17、在阶段产品与过程确认中要求PFMEA。 FMQA与PPAP 在PPAP中要求提多的14种文件中第10种是FMEA,三、DFMEA与PMEA关系,1DFMEA是PFMEA的输入，即DFMEA中标明的特殊特性必须在PFMEA中重点考虑。 2DFMEA的失效模式不能依靠过程检查纠正/控制，必须更改设计参数。 3DFMEA后才能作PFMEA。,四、FMEA作用,1可早期发现缺陷（设计问题），避免减少损失。 2有助于对设计要求的评估及对设计方案的相互权衡。 3有助于可装配性和制造性的早期考虑。 4. FMEA是小组行为（多方论证小组），是组织经验的积累。,五、制订FMEA责任,1DFMEA由设计工程师牵

18、头，制造、质管部门参加的多方论 证小组制订评审。 2PFMEA由制造工程师牵头，设计、质管部门参加的多方论证小组制订评审。,六、何时开始、何时完成FMEA,1DFMEA在设计概念形成之时开始，所有 加工图样完成之前完成。 2设计策划可行性承诺之前完成PFMEA。,七、DFMEA的制作步骤,1DFMEA的准备工作（设计工程师主动出击） a)成立小组（一般以58人：生产，材料，供方，顾客）可作为多方论证小组中的子组； b)资料准备 QFD机能展开，发掘设计预期要求，制造/装配可行性； 可靠性、安全要求； 明确产品的使用环境（温度，湿度等） 类似产品的FTA资料 工程标准 特殊特性明细表 c)各系统、子系统、各部门逻辑影响关系-框图,七、DFMEA的制作步骤,d.通过框图描述的逻辑关系判定： 框图输入（原物料）的潜在失效； 框图各过程/功能的潜在失效； 框图输出对下一流程（生产线/顾客）的潜在失效； d.完成FMEA表格；,设计FMEA的形成过程,准备期 工程师