FMEA(现用版)word版本.ppt

1、潜在失效模式及后果分析,一、FMEA概述,第2页,1.FMEA定义,2.FMEA的作用,3.实施FMEA的时机,4. FMEA的种类,5. FMEA成功的基本条件,6. FMEA的制作流程图,7.FMEA是动态文件,第3页,“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会造成泥石流 早知道做好桥梁维护就不会造成大桥倒塌,了解FMEA,有效运用FMEA可减少事后追悔,有些早知道是必需的！有些就不会是不允发生的！,0.引言,第4页,“我先所以没有” 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

2、安全 我先设计电脑防火墙所以没有被黑客入侵,了解FMEA,有效运用FMEA可强化事先预防,有些我先是必需的！有些所以没有是预期避免的,第5页,1.定义,什么是 FMEA？,FMEA是一种用于确保在产品和过程开发（APQP)中潜在问题予 以考虑和阐述的分析方法学，它最直观的结果是跨功能小组的集体 知识文件化。,第6页,失效（潜在）：是指功能/性能的丧失或减退。 失效模式：一个系统或子系统、或零 部件没有满足预期的设计 目的或功能的表征。 功能/性能：识别和理解与已确定相关的功能、要求和规范。这 个 活动的目的是阐明项目设计意图或过程目的。 严重度：是失效对顾客产生的影响一种级别的评估。 发生率：

3、失效的要因可能发生的几率。 探测度：是对产品或过程控制探测失效要因或失效模式程度的一 种评价。 核心小组：与研究、分析对象有关的部门、有能力的人员组成 的协调小组，必要时，请有关专家参加。,第7页,2.FMEA目的,各阶段纠正问题的成本,第8页,FMEA 对工艺过程及设计改变的影响,事先花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机，减少损失，提升品牌影响力,2.FMEA目的,第9页,4,认可并评价产品、过程中的潜在失效及该失效的后果；,1,2,3,5,确定关键特性和重要特性；,对潜在的系统与产品/过程缺陷的风险进行排序；,确定能够消除或减少

4、潜在失效发生机会的措施；,6,帮助工程师集中力量以排除对产品与过程的担心；,防止问题发生，持续改进。,2.FMEA作用,第10页,3.实施 F M E A的时机,新设计、新技术、或新过程。 FMEA范围是完善的设计、技术和过程。,对现有设计和过程的更改。 FMEA的机会聚焦于设计或过程的修改，及由于修改和市场上历史反映可能引起的交互作用。它可包括法规要求的变更。,现有设计或过程在新的环境、场所，应用中的使用或使用概况（包括工作周期 ，法规要求等）。 FMEA范围聚焦于新环境、场所或应用的使用对现有设计和过程的影响。,第11页,4.FMEA 的种类,系统-FMEA 研究的是系统、子系统、环境与顾

5、客之间的接口关系和相互作用，为避免产生系统上的设计缺陷。,设计-FMEA 研究的是部件的设计，涉及：设计、原材料选择。,过程 -FMEA 研究过程设计开发中的缺陷，涉及：人、机器、材料、环境、工装模具和方法。,第12页,系统FMEA的范围 研究该系统本身的设计缺陷以及组成该系统的接口之间的相互作用，不研究子系统的设计缺陷。 子系统FMEA的范围 一个子系统FMEA通常是一个大系统的组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。 子系统FMEA的焦点就是研究分析子系统本身存在的失效模式并确保组成子系统的各个部件间的所有的接口和相互作用都要覆盖。 部件FMEA的范围 研究部件本身的失效模式即

6、，例如，螺杆是前悬挂的一个部件。,4.FMEA 的种类,第13页,5.FMEA成功的基本条件,适时性：在“机会之窗”关闭之前,小组的努力：集体的智慧结晶,第14页,概念 形成/审批,项目审批,产品设计与 开发,过程设计与开发,样件,试生产,投产,策 划,产品设计与开发,过程设计与开发,产品和过程确认,策划,生产,反馈，评估及整改措施,计划与确定项目,产品和过程 确认,反馈,评定及 纠正措施,DFMEA,PFMEA,第15页,FMEA是预防性的 不是反应性的 事前活动,应当尽量避免失效 而不是等着顾客提出申诉 不是事后行为,成功实施FMEA项目的最重要因素之一,第16页,尽管有的人视野很宽，但不

7、可能面面俱到。只有依靠集体的视野才能综观全局。,.小组努力,FMEA专家,第17页,确定小组,FMEA的开发是多功能小组的职责，应成立一个多功能小组，来组织开发FMEA。 应用核心小组有益于FMEA开发的输入完整、可以从所有有效的功能领域获得帮助； FMEA小组组长应该具有相关经验和必要授权情况下进行选择小组成员，可以包含设计、装配、制造、材料、质量、服务，必要时可以邀请供方、顾客参加。,第18页,集团FMEA管理手册：在设计和开发过程成立项目组，项目组必须包括开发人员、技术人员、质量人员、销售服务部等人员，必要时可要求供应商和顾客参加,这是动力总成4G13T的过程FMEA，核心小组成员只有慈

8、溪发动机厂和工艺装备部的人员参与，没有技术、质量、服务等人员参与,第19页,案例一,团队协作,不是找别人毛病,信息、资源共享,优先选择经验丰富、有创新思维的人员,第20页,任务确认,决定分 析层级,收集故 障模式,QFD 框图,流程步骤 分析表,后果分析,控制（预 防、探测,分析故 障原因,效果验证,识别评估风险 （RPN）,故障事例,试验报告 不良报告 顾客抱怨,持续改进,DFMEA,PFMEA,系統、 子系統、 零件,.FMEA制作流程图,功能识别,严重度,建议和采取措施,第21页,评价设计者的构思,7.FMEA是动态文件,1,2,3,在一个设计概念最终形成之时或之前开始,在产品开发的各个

9、阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予以更新。,开始生产后所发生的设计更改和措施以及产品正式投产之后的改进活动。,第22页,二、设计FMEA,第23页,1.设计FMEA的原则,2.设计FMEA的输入,3.方块图,4.设计FMEA表的逻辑关系,5.设计FMEA表格栏目填写,6.FMEA的常见错误,第24页,1.设计FMEA原则,工具实用性 诊断能力 材料分类符号（用于回收）,设计FMEA在体现设计者意图的同时，还要保证制造、装配能够实现设计意图。并要考虑制造/装配过程的技术的限制，例如：,必要的拔模（斜度） 表面处理的限制 装配空间/工具实用性 钢材淬硬性的限制 公差/过程能力/性能,设计FM

10、EA还应考虑产品维护（服务)及回收的技术的限制，例如：,不考虑制造过程出现的失效模式,第25页,设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。 对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。 FMEA以最严密的方式总结了设计一个部件、子系统和系统时小组的设计思路。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化和文件化。,第26页,设计FMEA的多层次,第27页,2.设计FMEA的输入,FMEA输入： 1、以往的/类似产品的 FMEA 2、产品功能分析

11、表（往 往 展开到部件） 3、功能分解表（系统FMEA ） 4、产品结构分解和联接示意图 5、标准、法律法规 6、初始产品特性清单 7、质量统计：索赔、召回、 不合格品、顾客抱怨等,第28页,3.方块图,方块 图,表示了产品部件之间的物理和连接关系,零部件、子系统之间的相互关系,该图应伴随FMEA的全过程,目标是理解系统的要求或输入,第29页,方块图是用线连接的，每一个方块与产品的一个主要部件或过程的一个主要步骤相对应，箭头表示产品部件是怎样相关的，或相互的界面。,3.方块图,第30页,方块图/环境极限条件 系统名称： 闪光灯 车型年： 1994年新产品 FMEA识别号： XXXI10D001

12、 工作环境极限条件 温度： -20160F 耐腐蚀性：试验规范B 振 动：不适用 冲击： 6英尺下落 外部物质： 灰尘 湿度： 0-100% 可燃性：（靠近热源的部件是什么？） 其他：,3.方块图,第31页,部件 A.灯罩 B.电池 C.开关 D.灯泡总成 E.电极 F.弹簧,关联的方块图示例,字母 = 零件 = 附着的/相连的 - = 界面，不相连 数字 = 连接方法 = 不属于此FMEA,3.方块图,第32页,系统会有哪些功能、特性？需要什么条件？,会产生哪些失效或发生哪些错误？ 无功能？ 功能过强？ 功能降级？ 功能间歇？ 非预期功能？,发生失效或错误会有什么后果？顾客非常不满意？,有多

13、糟糕？,那些失效或错误是什么起因/机理造成的？,怎样能得到预防和探测？,发生的几率有多大？,该方法在探测时有多好？,我们能做什么？设计更改； 过程更改； 特殊控制； 修订标准/ 程序或 作业指导书,4.设计FMEA的逻辑关系,5.设计FMEA表格栏目填写,第34页,*表头的填写由老师在课堂中介绍,把所有的功能一一列出 包括派生功能、衍生功能、附加功能、预期功能,5.设计FMEA表格栏目填写,第35页,对功能要求的回答 列出每一个潜在失效模式。 这种失效可能发生，但目前尚未发生。 指明工作环境 特殊环境条件下的失效模式也应当考虑。 强调：使用顾客的语言描述,5.设计FMEA表格栏目填写,第36页

14、, 类失效：指不能完成规定的功能。如： 突发型： 断裂； 开裂； 碎裂； 弯曲； 塑性变型； 失稳； 短路； 断路； 击穿； 泄漏； 松脱等等 渐变型： 磨损； 腐蚀； 龟裂； 老化； 变色； 热衰退； 蠕变； 低温脆变； 性能下降； 渗漏； 失去光泽； 褪色等等 类失效：指产生了有害的非预期功能。如： 噪声； 振动； 电磁干扰； 有害排放等等,常用的失效模式分为两大类型：,5.设计FMEA表格栏目填写,第37页,指失效模式对系统功能的影响 使用顾客的语言（顾客的定义） 根据顾客可能发现或经历的情况描述失效后果（许多失效模式有不止一种后果） 明确说明是否会影响到安全性或与法规不符 必须考虑系统

15、、子系统和零部件之间存在的相互影响作用（连锁反应）,5.设计FMEA表格栏目填写,第38页,噪音 工作不正常 外观不良 不稳定 运行间歇 泄漏,粗糙 不起作用 异味 工作减弱 热衰变 不符合法规等,典型的失效后果可能是但不限于以下情况：,5.设计FMEA表格栏目填写,第39页,失效模式最严重的影响后果的级别。 按照建议的严重度评价准则进行了评定，通常严重度在110之间。例如,“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重度。,5.设计FMEA表格栏目填写,第40页,严重度数（S）推荐的评价准则,5.设计FMEA表格栏目填写,第41页,用来标出高优先级别的失效模式及其相关原因

16、。 作为分析的结果，小组可以利用此信息来识别特殊特性。 符号可依据顾客要求确定 一个在设计记录中指定的特殊特性，但没有在DFMEA中 识别出与这个特性相关的设计失效模式，则被认为是设计 过程中的不足。,5.设计FMEA表格栏目填写,第42页,失效机理是指导致失效模式的物理、化学、电、热或其它过程。也就是导致失效的最直接的原因。 失效模式是一个“观察到的”或“外部的”影响，不应当把失效模式和失效机理、失效模式背后的实际物理现象、退化过程或者导致失效模式的连锁事件相混淆。,5.设计FMEA表格栏目填写,第43页,规定的材料不正确 设计寿命设想不足 应力过大 维护说明书不当 软件规范不当 表面精加工

17、规范不当 行程规范不足,润滑能力不足 维护说明书不充分 计算不正确 规定的磨擦材料不当 过热 规定的公差不当等,典型的失效起因可包括但不限于：,5.设计FMEA表格栏目填写,第44页,均为设计不良所导致,某一失效起因/机理可能发生的几率 通过设计更改或设计过程变更（如设计检查表、设计评审、设计导则）来预防或控制失效模式的起因/机理是可能影响降低发生率的有效途径。,5.设计FMEA表格栏目填写,第45页,发生率建议的评价准则,5.设计FMEA表格栏目填写,第46页,为保证设计目的，设计者在设计开发过程中应用的方法。 现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那些措施(如设计评审，失效与安全

18、设计(减压阀），数学研究，台架/试验室试验，可行性评审，样件试验，道路试验，车队试验)。 要考虑两种类型的设计控制： 预防:防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。 探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。,5.设计FMEA表格栏目填写,第47页,现行设计控制,如果可能，最好的途径是采用预防控制。假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部分，它可能会影响最初的发生率定级。探测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。,5.设计FMEA表格栏目填写,第48页,现行设计控制方法检测出失效模式的能力 探测度是与设计控制

19、中所列的最佳控制相关的定级数。 为了减小探测度需不断改进设计控制方法,5.设计FMEA表格栏目填写,第49页,建议的探测度评价准则,5.设计FMEA表格栏目填写,第50页,RPN = S O D,5.设计FMEA表格栏目填写,第51页,建议措施的目的是改善设计 识别这些措施应考虑降低级别：S、O、D,5.设计FMEA表格栏目填写,第52页,建议的措施,优先降低严重度，其次是发生率，再次探测度。,应考虑但不限于以下措施： 修改设计几何尺寸和/或公差 修改材料规范 试验设计（尤其是存在多重或相互作用的起因时） 修改试验计划,一般实践中，不管其RPN值多大，当严重度是9或10时，必须予以特别关注，以

20、确保现行的设计控制或预防/纠正措施针对了这种风险。在所有的已确定潜在失效模式的后果可能会给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/改进措施，以便通过消除、减弱或控制起因来避免失效模式的产生。,5.设计FMEA表格栏目填写,第53页,填入每一项建议的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。,5.设计FMEA表格栏目填写,第54页,设计人员实际采纳的措施和生效日期。建议措施不采纳要说明不采纳的原因或理由采取措施的有效性要进行验证,5.设计FMEA表格栏目填写,第55页,当确定了预防/纠正措施后，估算并记录下纠正后的严重度、发生率和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。 可能重新排序、重新分析

21、。 焦点是持续改进！,5.设计FMEA表格栏目填写,第56页,根据RPN的排序，提出建议采取措施以减小风险顺序数,更改设计 更改设计过程,RPN,S,O,D,更改设计,改进设计确认/验证,如没有建议措施 应填写“无”,5.设计FMEA表格栏目填写,第57页,5.设计FMEA表格栏目填写,风险系数评估原则：,一般的企业采取三种原则结合使用,5.设计FMEA表格栏目填写,第59页,*注：工艺措施能够有条件的降低严重度，即只能降低过程FMEA高于产品FMEA的严重度部分,5.设计FMEA表格栏目填写,第60页,FMEA,负责设计的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已妥善地落实。,FMEA文件应

22、永远体现最新的设计水平及最新采取的有关措施，包括生产后发生的设计更改和措施。,动态 文件,可采用下列几种方式来保证所关注的问题得到明确并且所建议的措施得到实施。 保证设计要求得到实现 评审工程图样和规范 确认这些已反映在装配/生产文件之中,跟踪措施,5.设计FMEA表格栏目填写,第61页,1、FMEA不是集思广益的产物，是个人分析的结果； 2、缺少一名能够熟练掌握应用系统方法的人； 3、FMEA不是事前活动； 4、功能填写不全、不正确； 5、机械式的套用格式，没有制定适合企业的评价准则； 6、扩大了FMEA的主观片面性 ； 7、一个失效模式只有一个要因，而不是把所有的原因识别出来； 8、人为降

23、低RPN值，回避需采取的措施； 9、措施的针对性差，有的没有通过设计变更就降低了严重度，有的不提升探测技术就降低了探测度；,6.FMEA的常见错误,第62页,10、建议措施缺少措施落实跟踪人； 11、措施完成后未验证效果； 12、FMEA不是动态文件； 13、设计FMEA不考虑过程因素，应考虑对过程的影响，制造过程是设计者的顾客，不能跑偏； 14、领导的重视程度不够，FMEA需要人力、物力、资金； 15、原因分析时，缺乏相应的统计技术的应用； 16、与FMEA相应的基础薄弱，如相应的数据收集不到。输入不充分等。,2.6FMEA的常见错误,第63页,2.7思考题,1、什么是FMEA？FMEA的目

24、的和作用？ 2、如何做好FMEA？ 3、如何理解FMEA表的逻辑顺序关系？ 、案例分析指出中的错误； 5、小组练习选择一个零部件试进行;,第64页,三、过程FMEA,第65页,1.过程FMEA的原则,2.过程FMEA的输入和输 出,3.过程流程图与PFMEA的关系,4.过程FMEA表格栏目填写,第66页,PFMEA 假定所设计的产品能够满足设计要求,要考虑有关产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品能满足顾客的要求； 过程FMEA不是依靠改变产品设计来克服过程的设计缺陷,1.过程FMEA的原则,第67页,过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种

25、潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。 FMEA以最严密的方式总结过程开发时小组的过程设计思路（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划过程中正常经历的思维过程，并使之规范化。,过程FMEA谁来做？,第68页,2.过程FMEA的输入和输出,PFMEA 的输入,第69页,如果能得到,过程FMEA的输出：,改进措施清单,过程/零部件潜在失效模式的清单,潜在关键特性和重要特性清单,提供全面的过程控制策略,1,2,3,4,第70页,过程流程图描述的是产品在整个制造过程中;从进货到交付的流程。包括制造装配过程中的每个步骤，以及

26、它们相关的输入（过程特性、变差来源等等）和输出（产品特性、要求、交付产品等等）。 初始过程流程图通常被认为是高层级的过程流程图，需要更为详细的分析来识别潜在的失效模式。 PFMEA应当和过程流程图内的信息保持一致。 PFMEA的继续开发，是通过识别每个过程/功能的要求来实现的。 为确保持续性，建议，由同一个跨职能小组开发过程流程图、PFMEA和控制计划。,3.过程流程图与PFMEA的联系,第71页,加工步骤,检验步骤,返工路线,搬运,贮存,初始过程流程图六要素,特殊特性,第72页,过程流程图-例,第73页,4.PFMEA表格的填写,第74页,过程步骤指工序，功能指工序的目的，如车削、钻孔、攻丝

27、、焊接、装配等。 尽可能简单地说明或描述过程或工序的目的。 所有的要求都要列上，如形位公差等,4.PFMEA表格的填写,第75页,指过程不满足”功能/要求” 栏中所描述的过程要求和目的，是对该具体工序可能出现不符合的描述。,4.PFMEA表格的填写,第76页,一般的失效模式可能但不仅仅局限于下列情况： 零件弯曲； 零件孔中心错位； 粘合； 零件有毛刺； 开孔太浅； 开孔太深； 漏开孔； 表面太粗糙； 表面太平滑； 贴错标签； 转运损坏； 断裂； 零件变形； 脏污； 安装调试不当； 接地； 开路； 短路； 工具磨损； 钻孔偏心； 铸件气孔； 铸件壁厚不均； 铸件金属不足； 铸件组织疏松； 锻件裂

28、纹； 淬透层厚度不足； 外观粗糙； 零件松动； 零件泄漏； 零件有裂纹； 零件方向错误； 零件有刀痕； 零件腐蚀； 零件有砂眼； 零件表面硬度过硬或过软； 零件表面光洁度低等等。,4.PFMEA表格的填写,第77页,指失效模式对顾客的影响，顾客可以是 下一道工序、代理商和/或车主。,4.PFMEA表格的填写,第78页,如果顾客是下一道工序或后续工序工位，失效的后果应使用过程工 序的性能来描述。例如： 无法紧固； 不能配合； 无法钻孔攻丝； 无法装配； 无法安装； 不匹配； 无法加工表面； 引起工装过度磨损； 无法加工； 损坏设备； 危害操作者； 不能连接； 无法焊接； 无法平衡等等 描述失效的

29、后果，应一律用产品或系统的性能来描述，如： 噪声、粗糙、作业不正常； 外观不良，无法装配,4.PFMEA表格的填写,第79页,车辆漏水、控制减弱等等,指潜在失效模式发生时对顾客影响的严重程度 严重度评价准则有两个即对外部顾客的影响和下道工序的影响； 采用严重度原则：就高不就低,4.PFMEA表格的填写,第80页,严重度（S）推荐的评价准则,4.PFMEA表格的填写,第81页,对需要附加过程控制的零部件、子系统或系统的一些特殊过程特性进行分级,4.PFMEA表格的填写,第82页,失效的潜在要因按照失效怎样发生的迹象来定义 失效的潜在要因是过程弱点的显示，后果就是失效模式,4.PFMEA表格的填写,第83页, 零件漏装或错装； 磨损的定位器； 磨损的工装； 定位器上有碎屑； 损坏的工装； 不正确的机器设置； 不正确的程序编制等等,典型的失效起因可包括但不限于： 扭矩不当-过大或过小； 焊接不当-电流、时间、压力； 测量不精确； 热处理不当-时间、温度； 浇口通风不足； 润滑不足或无润滑；,应只列出具体的错误或故障情况（如：操作者未安装密封件）； 不应使用含糊不清的词语（如：操作者错误、机器工作不正常、装配不当）。,4.PFMEA表格的填写,第84页,是对尽可能阻止失效模式