过程失效模式及后果分析-教程.ppt

1、过程失效模式及后果分析 过程控制计划,Process Failure Mode and Effects Analysis- Process Control Plan,PFMEA培训课程,Latest version 2006.09.01,课程安排,相互介绍 培训目的 质量体系简介 什么是FMEA 如何进行PFMEA开发/编制 工艺流程图、PFMEA、控制计划、作业指导书之间的关系 过程控制计划 总结,相互介绍,姓名 工作经历 现在职责 对今天课程的期望,今天的目标,了解什么是FMEA 了解 FMEA 的历史 介绍FMEA的原因和目的、功用和结构 如何进行PFMEA开发(风险分析风险降低) 了解

2、并能解释过程流程图，PFMEA 和控制计划是如何关联的 过程控制计划简介 了解 PFMEA 和控制计划必须是动态的，有效的,理解标准的质量基本工具获得满足要求的结果,导入规章制度,质量体系简介参考手册,QS 9000 AIAG 手册/ ISO TS16949:2002 APQP & CONTROL PLAN AIAG 手册 FMEA 3rd edition AIAG手册 PPAP 3rd edition AIAG手册 4th edition MSA AIAG手册 SPC AIAG手册 旨在: 注重过程的方法,什么是质量体系、质量管理,质量体系：“为实施质量管理制定的组织机构，职责，程序，过程和

3、资源的系统” 质量管理：“全面管理职能的一部分，是确定和实施质量方针”,质量体系要求,目的 确定质量体系对内外部供应商的生产和服务零件及材料的要求 确保顾客满意从符合要求开始，持续减低变差和浪费，使最终用户，供应商和OEM受益 保留技术的储备,质量体系要求是什么？,1. 描述你做的工作。 2. 描述你的工作怎样影响质量。 3. 描述你的工作流程和每项工序的操作指导书。 4. 详细说明程序/操作指导书放置的位置。 5. 详细说明程序确保所使用的文件是最新，最有效的程 序和/或操作指导书。 6. 描述设备的标定/校准系统。 7. 描述当出问题时，你将如何做。 8. 描述你如何处理不合格品。 9.

4、描述你进行过什么培训。 10. 详细说明质量方针。,(识别要求),Implement Requirements (开始FMEA流程),按你所说的做 按你所做的说,获取新数据 /信息,戴明的 PDCA 循环,什么是FMEA为什么它很重要 ?,了解FMEA,”早知道 就不会 ”, 早知道 做好防震设计 就不会 造成大楼倒塌 早知道 改进电力输配设计就不会 造成整个城市大停电 早知道 不滥垦滥伐 就不會 造成土石流 早知道 做好桥梁维护 就不會 造成大桥倒塌,有些 早知道 是必需的! 有些 就不会 是不允许发生的, 核能电厂、水库、卫星、飞机.,有效运用 FMEA 可减少事后追悔！,”我先 所以沒有

5、 ”, 我先 看了气象预报 所以没有 淋成落汤鸡 我先 评估金融大楼高度 所以没有 影响飞行安全 我先 设计电脑防火墙 所以没有 被骇客入侵,有些 我先 是必需的!有些 所以沒有 是预期可避免的,有效运用FMEA 可强化事先预防！, 核能电厂、水库、卫星、飞机.,了解FMEA,25%的质量溢出/重大质量失效(Spills)是因下列变化造成的： 过程 产品 新车型发布 工装迁移 如果完全遵循规定的程序，大多数质量溢出是可以避免的。,以前的经验教训:,80%的质量溢出(Spills)是由下列5种重大失效模式造成：,33% - 装卡错误 26% - 工装磨损/坏损 17% - 误装配 13% - 错

6、标签 11% - 改变过程造成工序能力达不到,但是.,公司太大,我们有太多的约束! 我们没有时间! 我们不知道如何做! 我们没有工具! 我们都有各种借口说:我不能.,信息的意义,我们有很多信息，但什么对你的工作有用？什么形式有用？ 别指望信息部经理会告诉你！ 关键不在于你是否会使用计算机，如何组织信息！ 关键在于怎样对待你已有的信息！ 信息的意义在于使之成为一个工具，即成为行动的基础 这个概念正在被我们领会。 我们现在要问的问题： 该信息对我的工作和别人的工作意味着什么？,保留技术储备,FMEA 比财务信息要重要的多。 财务信息只告诉你，你是否赚钱了。 FMEA 会告诉你，如何生产为你赚钱的产

7、品。 质量过程中最重要的方面就是问题的认知和知识的保存。,The History of the FMEAFMEA的历史,(美国)国家航空和宇宙航行局,航空和太空旅行,核工业,首次在福特的汽车行业大会上介绍FMEA,在德国标准化,在汽车行业使用,在其他分支工业使用,进一步开发系统FMEA,在汽车行业普遍使用,一项系结构化的分析工具，意在： 认识和评价过程的潜在失效和 后果 根据客户风险优先分配资源 确保潜在失效模式和原因得到考虑 记录团队的认识并分析什么可能出错,什么是FMEA,FMEA 是先期质量策划中评价潜在失效模式及其起因与后果的一种分析工具，用来识别并帮助消除产品/过程的潜在失效模式。,

8、FMEA 过程的真正价值,驱动 “零” 缺陷 关注顾客对产品的要求和防错 不放过任何过去的经验 对新员工进行培训 保留技术储备,根据在APQP中的不同阶段，FMEA主要有DFMEA和PFMEA两种，即设计FMEA和过程FMEA；,设计FMEA： 针对产品与规范本身，是产品设计开发的分析技术。 主要是设计工程师和其多功能小组应用。 - 主要驱动力：消除失效并通过稳健的设计减低严重度 实现产品零缺陷的目标,过程FMEA： 针对产品的制造过程，是过程设计开发的分析技术。 主要是过程(制造)工程师和其多功能小组应用。 - 主要驱动力：通过对所有潜在失效的识别了解过程， 目的在于制定消除潜在失效起因的建

9、议措施。 实现过程零缺陷的目标,零缺陷要求列出所有已知失效模式！,FMEA的类型,PFMEA过程失效模式和影响分析,PFMEA的主要目的 -消除或减少制造风险: 1 帮助分析 新的/更改的(或需要改进的)制造和装配过程。 2 确保已知的和潜在的制造/装配过程失效模式和影响都得到了考虑。 3 确定过程缺陷，提出可能的原因，针对原因提出控制措施。 4 消除或降低生产不可接受产品的频率。 5 增强对不可接受产品的可探测度。 6 确定关键特性和重要特性，以便编制完整的过程控制计划。 7 建立过程改进（风险降低）的优先顺序。 8 提供过程开发文件，为今后开发制造/装配过程提供指导。,PFMEA 过程输入

10、,编制PFMEA，多功能小组可应用的数据和参考文件： 过程FMEA-AIAG参考手册 特性矩阵（产品VS过程） 以往SPC记录 保修信息 顾客抱怨和产品退回数据资料 纠正或预防措施 过程流程图、现场布置图、操作描述 系统和/或设计 FMEA 类似产品/过程的 PFMEA 其他，如供应商/物流分包商关注的问题等,PFMEA 的输出,过程/零件潜在失效模式的清单。 潜在关键特性和重要特性清单。 消除或减少产品失效模式出现频次的过程改进措施清单。 提供全面的过程控制策略。,怎样进行PFMEA编制？,PFMEA 的编制,关注潜在过程失效模式和其原因 主要动力是通过寻找所有潜在失效来了解过程 目的在于制

11、定建议的措施，消除潜在失效的起因 利用对过程的认知和过程历史数据，寻找并帮助消除潜在过程失效模式的方法 利用可得到的历史数据，类似可借鉴的零件和过程，或过程设计开发知识或研究数据等 对于零缺陷的要求，所有潜在失效模式必须列出,PFMEA 的编制,按流程图（微观）复制所有的过程步骤，采用流程所使用的一致的序号和名称 针对每一步： 问“什么会出错”？ 对比在 过程流程图中规定的产品/过程特性 问“如果出错会发生什么“？ 确定产品/过程特性失效对满足顾客要求有哪些什么影响。 问“如果出错，影响有多大”？ 参考 AIAG 手册严重度表 问“怎么会出错”？ 列出所有可能造成产品/过程特性未或未被正确制造

12、的原因 问“这些失效原因发生有多频繁”？ 参考 AIAG 手册发生频度表 问“这些失效模式是如何探测的”？ 参考 AIAG 手册探测度分级表,PFMEA样表,P-FMEA表头 (1-8),项目(1) 根据过程所属的的系统、子系统或零 部件进行分类，包括名称和编号。 年型 / 车型(2) 汽车的年型和车型 (非汽车零件时用 产品替代) 核心小组(3) FMEA跨部门评估小组名称、部门 过程责任(4) 整车厂商 (OEM)、部门和责任小组,关键日期(5) FMEA计划完成日期，APQP进度计 划安排日期。 FMEA编号/版本(6) 用于追溯FMEA的内部编号与版本 编制人(7) FMEA编制人的姓

13、名、电话及所属 公司 日期(8) 原始稿编制日期、修订号和日期,製程失效模式分析 頁次： of,作业特性的失效会有哪些形式,影 響 程 度 有 多 嚴 重 ？,失效模式的原因是什么？,其 發 生 的 機 率 有 多 少 ？,对失效原因采取预防或防错吗？,探测的能力有多大？,依 R P N 值 高 低 決 定 優 先 改 善 順 序,失效模式的后果是什么？,团队组建 多功能小组 成员来自各个级别的人员，如客户、产品设计、过程设计 、生产 线等 确定小组组长 获得领导支持,Process FMEA 开发思路,过程定义 过程流程图 识别过程中每一工步的目的（采用“动词+名词”形式）,团队组建 多功能

14、小组. 成员来自各个级别的人员，如客户、产品设计、过程设计 、生产 线等. 确定小组组长. 获得领导支持,详细阐述失效模式，后果及原因 采用头脑风暴的方式阐述所有失效模式 选择和定义重要的失效模式 定义失效模式的后果 识别第一层原因（不建议使用5-why）,识别风险顺序数,识别各个分险（严重度S、频度数O、探测度D） 伤害性风险（严重度S=9，10） 设计风险SO（频度数和严重度数的乘积） RPN：风险顺序数（严重度数、频度数和探测度数的乘积） 根据S，SO，和RPN进行风险分析 确定少数关键/重大的失效模式,更改产品/过程设计，降低严重度（伤害性风险与设计风险）； 更改产品/过程设计，降低频

15、度数； 采用防错技术，提高可探测性，降低不可探测度数； 提高在线检测技术和不合格品控制，提高可探测性，降低不可探测风险； 变更过程控制计划； 改进加工工艺、工装刀具。,采取降低风险的行动,团队组建. 多功能小组. 成员来自各个级别的人员，如客户、产品设计、过程设计 、生产线等. 确定小组组长. 获得领导支持,PFMEA - 团队组建,PFMEA - 团队组建,目的: 更好地理解多功能小组的构成。 说明： 选择Crane项目产品或其类似产品/类似过程 成立多功能小组（如果已有成立的则讨论其合理性） 建议：如果产品制造过程较复杂，在资源条件允许的情况下可将制造过程划分为若干区域（如机加工、热加工、

16、装配、物流等），多功能小组可相应地划分为多个分小组。,Workshop现场研讨_15分钟,PFMEA - 团队组建,PFMEA - 团队组建,Break 10,详细阐述失效模式，后果及原因 采用头脑风暴的方式阐述所有失效模式 选择和定义重要的失效模式 定义失效模式的后果 识别第一层原因（不建议使用5-why）,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,失效模式关系的理解,（O） （D） 频度数 探测的能力,通过设计更改可以 降低严重度数,（失效模式和失效原因）,失效模式的根源 （失效起因）,不正确的动作或该 要做的动作被遗漏了 （失效模式）,问题 （失效后果）,（S） 严重度,通过设计更改

17、可以 降低频度数,通过采用防错技术， 加强检查/测试， 不合格品控制，来探测 失效原因与模式，降低探测度数,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,例子：拾取零件,流程图描述,在仓库里拾取零件,流程图,Step Function (Action),拾取零件（动+名词）,失效模式,FMEA 工作表,没有拾零件,拾太多的零件,拾太少的零件,不一致地拾零件,不均衡地拾零件,拾得太快,拾得太慢,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,潜在失效模式（10）,动作,Micro-level Step,填入FMEA工作表,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,研究每一工步的失效模式(动作:

18、动词+名词),OK,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,潜在失效后果（11）,潜在失效后果是指失效模式对顾客的影响。 顾客泛指指下道工序、后续作业、OEM装配工厂、最终用户和政府法规。 当顾客是后续作业时，这种影响应描述为过程的具体表现。 (如：粘着于模具、损坏夹具、装配不上、危害操作者等等) 当顾客是最终用户时，这种影响应描述为产品或系统的具体 表现。 (如：外观不良、噪音太大、系统不工作等)。 可建立通常的潜在失效后果清单，有助于跨功能小组的思考(头脑风暴法)。,失效起因/机理（15）,失效起因/机理主要从设备、人员、物料、方法、环境几个方面考虑。,PFMEA - 详细阐述失效模

19、式，后果及原因,以分析潜在失效模式为起点，分析失效原因及后果,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,例子: 首先定义失效模式，然后明确失效原因和后果,在以上分析中，暂不考虑下列因素。 对后果严重度的理解 对失效模式的控制措施（即探测度） 失效原因导致失效模式发生的频率(频度数) 注意：在原因和后果之间没有关联（原因 X 后果）,对每一失效模式分别单独进行分析！,错过流水线,找不到零件,无零件库存,没有取零件,运输到客户手中缺件,运输延误,原因,失效模式,后果,PFMEA - 详细阐述失效模式，后果及原因,Break 10,识别风险数,识别各个分险（严重度S、频度数O、探测度D） 伤害性

20、风险（严重度S=9，10） 设计风险SO（频度数和严重度数的乘积） RPN：风险顺序数（严重度数、频度数和探测度数乘积） 根据S，SO，和RPN进行风险分析 确定少数关键/重大的失效模式,PFMEA 识别风险数,所有的失效模式都有三个风险评估要素： 严重度（问题/后果对顾客的影响有多大） S 频度（失效原因预计导致失效模式发生的频率） O 探测度（当前控制措施对失效模式的探测能力） D,PFMEA 识别风险数,严重度S（12）,严重度针对后果/问题 严重度是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度评价。 严重度对应的是“后果”。 一般只有设计变更才能改变后果的严重度。 严重度建立了失效模式与风险等

21、级之间的联系，对高严重度的 关注，起到引导资源作用。 严重度分为 1-10 级，对一个失效模式，选择后果最大计算RPN。 对那些超出小组成员经验和知识的评级，(如当顾客是装配厂 或最终用户时)，应向设计 FMEA 人员、设计工程师和顾客咨询。 当为内部顾客时，小组应听取下游作业人员的意见。,PFMEA 识别风险数,理解严重度,应考虑以下几个方面： 下道工序 后续作业 最终用户 产品的操作性 安全 政府法规,PFMEA 识别风险数,严重度评级表,PFMEA 识别风险数,理解频度(16),频度 (16) 频度是指失效原因/机理预计发生的频度，分1到10级。 预防措施可降低发生频度。,PFMEA 识

22、别风险数,频度评级表,理解探测度 (18),评估在零件离开制造现场前，现行控制方法对失效模式或失效起因得到发现的可能性。 在做探测度评定时,假设失效模式已经发生 控制措施可考虑如下：检查和测试程序、不合格品控制程序、防错技术、统计过程控制、过程控制计划等 分为 1 到 10 级。更好的检验措施能提高失效模式的探测能力。,PFMEA 识别风险数,P-FMEA探测度分级表,PFMEA 识别风险数,风险顺序数RPN (19),RPN 的计算方法是： RPN = Smax O Dmin - Smax 对应该失效模式对顾客最严重的失效后果,即最大的严重度 - O 该失效原因导致失效模式发生的频率 - D

23、min 对应最好的探测措施,即最小的探测度,PFMEA 识别风险数,RPN 用于对失效模式风险等级排序。 采取措施降低 RPN。 不管RPN数值的大小，当失效模式的严重度数高时，就应 特别引起重视。 RPN 在 1 （1 X 1 X 1）到 1000 （10 X 10 X10） 之间。 高风险值 = 您的公司，您的客户，或购买用你生产的零件组装的 GM车辆的购买者有高风险,PFMEA 识别风险数,风险顺序数RPN (19),例子: RPN 的计算,PFMEA 识别风险数,风险评估 (Risk Assessment),S：在小组进行风险降低的活动中，严重度是一个非常重要的考虑因素。造成人身伤害的

24、风险需要非常低的频度数和非常好的探测度.设计更改可以降低严重度。 SO：严重度-频度数是第二个需要考虑的重要风险，严重度不高但频繁的发生，也会造成许多问题。 RPN：风险顺序数综合考虑了三个方面的风险：严重度、频度数和探测度。降低RPN的直接考虑是增加控制措施（包括预防型与探测型），用来降低频度与探测度,PFMEA 识别风险数,优先关注的风险之一：严重度 8,9,10,PFMEA 识别风险数,8,PFMEA 识别风险数,优先关注的风险之二： 设计风险 SO35,35,PFMEA 识别风险数,优先关注的高风险之三： Rolling RPN Top10,确定特殊特性 特性级别 (13)- AIAG

25、标准推荐,关键特性(CCs)： 严重度为8,9或10产品/过程特性. 在工艺利流程的最后工序,如果频度数大于2,但决定某一个对最终用户造成直接影响的产品特性,那么相对应的过程特性也视为关键特性. 在PFMEA表格的级别(13) 栏中填写CC,以示该特性为关键特性. 在现行的或计划中的过程控制中,关键特性要求采取特别的控制措施. 重要特性(SCs)： 严重度数为5到7的产品/过程特性. 在工艺利流程的最后工序,如果频度数在4到10之间,但决定某一个对最终用户造成直接影响的产品特性,那么相对应的过程特性也视为重要特性. 在PFMEA表格的级别(13) 栏中填写CC,以示该特性为关键特性. 在现行的

26、或计划中的过程控制中,关键特性要求采取特别的控制措施.,PFMEA 识别风险数,Break 10,采取降低风险的行动,PFMEA 采取降低风险的行动,更改产品/过程设计，降低严重度（伤害性风险与设计风险）； 更改产品/过程设计，降低频度数； 采用防错技术，提高可探测性，降低不可探测度数； 提高在线检测技术和不合格品控制，提高可探测性，降低不可探测风险； 变更过程控制计划； 改进加工工艺、工装刀具。,RPN 降低战略,每一产品的 APQP 计划应包括降低 PFMEA 分析过程中找出的高风险的战略。 RPN 降低战略举例 找出 10个高 RPN 项 遵循建议的整改行动 直到每个 RPN 降低，再对

27、下一个高 RPN 采取行动 持续循环该过程,RPN,RPN,RPN,PFMEA 采取降低风险的行动,建议措施(20）,提高可探测度： 这一方法是允许失效模式的出现，对一旦出现的失效进行剔除，而不能根除原因。 例如象下列产品检验体系： 连续检查体系 作业员在工作前对上道过程的产品检验，这种做法虽然费时，但增加客观性。 自我检查体系 作业人员在把零件发放给下道工序前，作100%的检查。这种方法相对少费时，但因为“太熟悉”而影响检验质量。,。,PFMEA 采取降低风险的行动,减少或杜绝 (失效原因的)发生频度： 这类方式从短期看，成本较高，但长期看更经济更理想。包括： 产品的重新设计 重新设计产品，

28、使不良状况不可能发生或很难发生。 过程的重新设计 重新设计过程，使不良状况不可能发生或很难发生。很多情况下需要改变工装，省却或简化过程步骤。 防错的控制体系 在不合格产品产生现场应用某种控制，以探测和根除可能导致不合格生产的原因。,PFMEA 采取降低风险的行动,建议措施 (20) (续),防错控制： 常规控制方法 终止操作，防止严重不合格品的继续出现。 常规警告方法 通过传感装置提醒作业人员异常过程。 接触方法 以传感装置通过对产品形状或尺寸探测异常。 例如： 只能通过机器或装置正确上料 装配夹具 探测某个零件特性是否出错的传感器 限位开关和停机 固定数值方法 以某种转速、重量等具体固定数值

29、探测异常情况。,PFMEA 采取降低风险的行动,建议措施(20) (续),建议措施(20) (续),确定措施： 一个创造性过程。小组人员应当不加约束地考虑各种建设性措施。 一般说来，一个建议措施应当针对一个失效原因。 在措施不确定时，应当通过试验设计对小组人员提出的各种措施作系统性试验。 应考虑对每一个失效模式作研究，并提出建议措施，以降低RPN数。 任何措施都应当验证，以确定正确性和有效性。,PFMEA 采取降低风险的行动,责任人和完成日期 (21) 确定责任部门、负责人， 确定完成日期 采取的措施 (22) 简述实际采取的措施和生效日期 纠正后的RPN (23-26) 重新计算纠正措施执行

30、后的风险顺序数(严重度、频度和不可探测度),PFMEA 采取降低风险的行动,建议措施(20) (续),总 结,流程图 PFMEA RPN 减低战略 KPC/PQCs 过程控制计划 种类和关键项目 反映计划,关键点,流程图 应提供过程全面的顺序图。 体现制造过程循序渐进 组织有序的过程 保持成组关注 流程图的流向图貌 应对使用的符号加以说明 过程应排序号 生产或制造过程标识或名称应标在流程图上,关键点,PFMEA 准确及详细制定需要团队方法。 关键在于问题的预测和预防。 建立有组织的记录存档。 针对相同或类似过程利用经验教训解决方案。 重复利用最好的实践经验。 应遵循相应的制造或组装过程流程图顺序。,PFMEAs,关键点,PFMEA (继续) 把所有进入生产过程材料或分总成看成合格零件。 分总成，如在同一地点生产，要求建立分别的PFMEA。 采购的零件应看成合格零件；进货检验应证特性或在生产采用的防错。 不要设定 RPN 目标 用常识判定过程进一步改进是否可行。,PFMEAs,关键点,PFMEA (继续) 共识预先的等级范围，确保产品寿命期内的一致性。 可探测度 1 只能用在真正的防错技术已实施。,PFMEAs,RPN 降低战略,针对 RPN 值制定计划着重降低与具体操作相关的风险 这是你的 RPN 降低战略。