《潜在失效模式及其后果分析(FMECA).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《潜在失效模式及其后果分析(FMECA).ppt（141页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、FMEA,标题,潜在失效模式及其后果分析 （FMECA）,FMEA,引言,引 言 从神舟载人飞船谈起,FMEA,引言,产品可靠性 现代产品质量的关键. 产品二种质量指标 性能指标 产品完成规定功能所需的性能 可靠性指标 产品性能随时间保持的能力 产品竞争的焦点,谁不重视可靠性必将受到惩罚,!,第一讲 概 述,1.1 FMECA包含两部分 失效模式及后果分析(FMEA); 危害度分析(CA); FMEA与CA合并为FMECA。,可靠性工程中最基本、最有效和最重要的 分析技术之一,FMEA,1.2 发展过程 FMEA60年代中期由美国军方研发和建立; 首先在航空航天及核技术中应用; 后对可能造成特
2、别严重后果的失效进行单独 分析，发展成危害度分析，即CA，与FMEA合 称FMECA; 以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相 应标准。,FMEA,概述,1.3 现 状 在航天工程研制中，己被规定为必须采用的 方法； 在汽车制造业中，已成为汽车OEM厂商及其 供应商质量体系要求之一； 如: QS9000与VDA6.1 TS16949 产品特点: 大规模复杂系统 高科技产品,FMEA, 概述,ISO/TS16949技术规范,PPAP : 生产件批准程序 APQP : 产品质量先期策划 SPC : 统计过程控制 FMEA: 潜在失效模式及后果影响分析 MSA : 测量系统分析,体系要求的五大核心工
3、具之一:,FMEA 参考手册,由北美三大汽车公司（克莱斯勒、福特和通用）FMEA工作组编写；是一本设计FMEA和过程FMEA的开发指南；目的不在于定义要求，而是在于阐明FMEA技术开发中的问题； 1993年2月发布第一版；1995年2月发布第二版； 2001年7月发布第三版；2008年6月发布第四版； 2001年11月发布设备和工装潜在失效模式及后果分析（MFMEA ）第一版； 手册提供了应用 FMEA 技术的总体指南，但并没有给出如何完成每一 FMEA 项目的具体说明，也不是综合性的参考资料或培训资料。,包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方法，以及与制造和装配的过程相关的方法
4、； 增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用； 定义并强化设计和过程FMEA的联系的理解，同时定义了和其他工具的关联； 改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际分析和使用更有意义； 介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调“标准表格” 建议不要把RPN作为风险评估的首要方法。,FMEA参考手册第四版的变化,FMEA参考手册第四版的变化,第一章：提供了FMEA通用指南，提出管理者支持的需求和定义一个开发并维持FMEA的过程的需求，以及持续改进需求； 第二章：描述了在DFMEA和PFMEA之间比较通用的应用方法，其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和FMEA中的职责；
5、第三章：着重于DFMEA，包括，建立分析的范围、框图使用、 DFMEA的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措施计划、后续行动、RPN的可选方法、与PFMEA以及确认计划的联系。 第四章：着重于PFMEA，包括，建立分析的范围、流程图的使用、 小组的组建、分析的基本程序、措施计划、与DFMEA以及控制计划的开发的联系。,对组织和管理者的影响,对组织和管理者的影响,1.4 FMEA 技术的应用：,设计- 一开始就使缺陷降到最低 尽可能完善, 管理效益 制造- 不是根据发生的问题采取措施， 而是事先对可能发生的问题进行 先期控制 事物- 经验/认识的程度 避免在过程阶段化费大量人力物力,The
6、philosophy behind it :FMEA背后的理念,DO IT RIGHT THE FIRST TIME 第一次就做好 Avoid TRIAL AND ERROR 避免尝试和失误,1.4 FMEA 技术的应用：,关注产品系统的可靠性安全性,第二讲 有关术语与概念,2.1 可靠性与可靠度 2.2 失效与寿命特征参数 2.3 系统与可靠性模型 2.4 可靠性工程 2.5 失效模式,有关术语,FMEA,2.1 可靠性与可靠度,2.1.1 可靠性 产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。,FMEA,规定条件：使用条件、环境条件、贮存条件 规定时间：小时、频次、里程 规定功能：故
7、障判据,产品质量特性随时间变化的内在规律,可靠性的形成, 设计过程形成：分析、评估、优化, 生产过程形成：控制计划, 使用过程形成：使用规范,固有 可靠性,2.1.1 可靠性,FMEA,使用可靠性,2.1.2 可靠度 产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。 可靠度是时间的递减函数。, 有关术语,R（t）= P（ T t ）,FMEA,可靠性,可靠度的估计值：,R (t) = ,No-r(t),No,其中：No : t=0时刻，在规定条件下工作的产品数 r(t): 在0t时刻的工作时间内，发生故障的 产品数,100台计算机开始工作,t=0,t,t=1000h,仍有95台在工作,有5
8、台发生故障, 有关术语,可靠性,2.1.3 累积故障概率 产品在规定的条件下和规定的时间内， 丧失规定功能的概率 亦称为不可靠度,F(t) = P ( T t ), 有关术语,可靠性,累积故障概率的估计值：,F(t) = ,r(t),No,其中： No、 R(t) 同可靠度计算, 有关术语,2.2 失效与故障,2.2.1 定义： 产品或产品的一部份不能或将不能完成预定功能的事件或状态。,故障与失效在英文中统称 failure； 故障 可修复产品 失效 不可修复的产品。,FMEA,失效的三种形式,失效的三种形式:1） 功能 失效2） 参数 失效3） 破坏 失效,2.2.3 失效率 已工作到 t
9、时刻的产品，在 t时刻后单位时间t内发生故障的概率。,（t）=,r（t）,NS t,0,t,r（t）,r（t）,t+ t,t,N0,NS, 有关术语,FMEA,1) 平均故障时间 ( MTTF ),MTTF = t i,其中：No ： 参加试验数最终失效数 tI ： 开始工作到失效的时间,1,N0,i=1,2.2.4 寿命特征参数,可靠性,N0,不可修复的产品: 由于产品用途的规定/经济上的考 虑不能或不需要修理的产品；,2) 平均故障间隔时间( MTBF ),其中 n： 故障发生次数; tI： 每次工作持续时间 T： 产品总工作时间,MTBF = t I = ,i=1,n,1,2.2.4 寿
10、命特征参数,可靠性,n,T,n,可修复的产品: 基本修复、完全修复,可靠性,产品维修性,3) 平均修复时间(MTTR),其中： n：修复次数 t I: 第 i 次修复时间,MTTR = t i,i=1,n,1,n,2.2.4 寿命特征参数, 系统: 广义概念: 由若干个单元有机组成的一个可完成某一 功能的综合体。 狭义概念: 为完成某项任务或实现某种功能的设备、 人员、技术及环境的集合。,FMEA,2.3 系统与可靠性模型,系统的可靠性R系=R设R软件R人员R接口, 一般系统的功能结构图,系统 System,SE1,SE2,SE3,SE1.1,SE1.2,SE2.1,SE2.2,SE2.3,S
11、E3.5,SE2.2.1,SE2.2.2,交接点,系统与系统结构图,.,（SE：系统单元）, 串联系统可靠性模型,A1,A2,A3,An,RS（t）= Ri（t）,n,i=1,系统与系统结构图,S（t）= 1 + 2 + 3 + + n, 并联系统可靠性模型,A1,A2,An,RS（t）= 1 - 1 - Ri（t）,n,i=1, 系统与系统结构图, 混联系统可靠性模型,A1,A1,B2,B1,B3,C1,C2,A3, 系统与系统结构图,2.4 可靠性工程, 目的 : 减少失效率和寿命周期费用；,最佳区域,R（t）,费用,总费用,研制费用,使用费用,FMEA, 可靠性工程内容 ：,(1) 论证
12、确定可靠性指标 定性 定量：MTBF / （t） 准则: 1)必要性；2)可能性；3)危害性； 4)重要性(后果程度)；5)复杂性。,FMEA,有关术语,(2) 进行可靠性计算:指标分配、预计、评估 可靠性模型 ； (3) 进行可靠性分析 FMECA / FTA； (4) 制定可靠性设计准则； (5) 进行可靠性验证与评估。 (6) 可靠性控制生产制造。 (7) 可靠性维护用户使用。,FMEA,有关术语, 失效模式：元器件或产品失效的一种表现形式； 例：继电器的触头失效模式。 失效后果：失效模式对产品功能、安全性所 造成的后果； 危害度 (严重度)：某种失效后果的严重程度； 潜在失效模式：可能
13、发生的失效模式。,FMEA,2.5 失效模式,典型的失效模式,弯曲 毛刺 孔错位 断裂 转运损坏 漏开孔 脏污 变形 表面太光滑 短路 开路 接触不良 表面粗糙 开孔太深,注意：失效模式应以规范化技术术语描述， 不同于顾客察觉的现象,潜在失效的后果,噪音 粗糙 费力 工作不正常 异味 渗漏 不能工作 报废 外观不良,无法紧固 不能配合 不能连接 无法安装 损坏设备 危害操作者 工装过度磨损,对最终使用者,对下道工序,FMEA,物理的：磨损、屈服、疲劳 化学的：腐蚀、老化、变质 原材料/元器件缺陷： 不稳定、不均匀、选择处理不当,典型的失效机理,失效的潜在起因/机理,扭矩不当 焊接不当 测量不精
14、确 热处理不当 浇口/通风不足,润滑不足或无润滑 零件漏装或错装 定位器有碎屑 损坏的工装 不正确的机器设置,起 因 机 理,失效发生的主要原因分布,失效发生的原因主要包括六个方面： 一、设计问题； 二、材料问题（含器件） 三、加工问题； 四、装配问题； 五、检测问题； 六、使用问题。,可能发生的失效模式,FMEA,（1）指可适合于系统性、要求和运行限制的其它独特失效条件,3.1 可靠性分析 3.2 失效分析技术 3.3 FMECA 分析技术 3.4 FEMA 特点 3.5 分析对象、范围 3.6 目的、意义、作用,第三讲 FMECA分析技术,3.1 可靠性分析, 为了保证产品/过程设计的可靠
15、性，应对设计方 案做可靠性分析； 目 的: 1）评价系统及其组成单元的可靠性水平； 2）提高系统及其组成单元的可靠性 (更重要) 主要方法: 故障/失效分析技术。,FMEA,第三讲 FMECA分析技术,3.2 失效分析技术,对发生或可能发生失效的系统及其组成单元进行分析。, 鉴别其失效模式、失效原因(失效机理) ； 估计该失效模式对系统可能产生的后果； 分析该后果的严重程度 (影响和后果分析) ； 采取措施，提高系统的可靠性。,FMEA,FMECA分析技术,常用失效分析方法, 按失效原因分类: 直方图、因果图、主次图； 按失效模式影响分类: FMECA、FTA、ETA； 按综合应用分类: FM
16、ECA + FTA、 FTA + ETA。,FMEA,3.3 FMECA 分析技术,潜在失效模式影响及后果分析(FMEA) : Failure Mode and Effects Analysis 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、 评价产品或过程中潜在的失效模式，查明其对 系统的影响程度，以便采取措施进行预防。 危害度分析 ( Criticality Analysis, 简称CA): 对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分 析的方法; FMEA与CA合称 FMECA。,FMEA,3.4 FEMA 特点,系统性: 全面的、系统的、有组织的活动； 规范性
17、：规定格式或程序； 预想性: 预想、预防、时机； 时间性：产品或过程正式定型之前； 动态性: 随设计、信息的改变，及时不断修改； 复杂性: 系统复杂、工作量大、要求高； 协同性: 系统有关人员、有关专业人士共同合作。,FMEA, FMECA分析技术,3.5 分析对象、范围, 不同技术 机、电、液、气等，及其组合； 不同对象 硬件、软件与行为； 不同过程 设计、试验、工艺、方法等任 何过程； 不同领域 可靠性、安全性、维修性。 不同层次 系统、子系统、部件、元器件。,FMEA,FMECA分析技术,3.6 目的、意义、作用,1) 全面找出一切的、可能的失效模式；2) 单点失效: 一旦发生，导致不可
18、接受的 / 严重 影响的后果；,FMEA,目的、作用,有效降低开发设计或制造过程中的风险,3）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更有利的设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据； 4）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降； 5）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术；,3.6 目的、意义、作用,有效降低产品研发的周期和成本,6）识别系统特殊特性的重要工具，有助于 质量控制计划的制定。 7) 制定关键件/重要件清单； 8) 确定需要重点控制的环节；,有效进行可靠性控制,FMEA,3.6 目的、意义、作用,9 ）
19、进行故障诊断、隔离； 10）制定维修方案； 11）必要时进行结构重组；,FMEA,有效保障系统的可靠性和方便维修改进,目的、作用,3.6 目的、意义、作用,12）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进 设计的优先控制系统，从而引导资源去解决 需要优先解决的问题。 13）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组 的集体知识文件化，为以后的设计开发项目 提供宝贵的参考。 14）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织 的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。,有效提高组织的管理/控制的能力和水平,3.6 目的、意义、作用,第四讲 一般工作程序,4.1 应用FMEA过程的三种情况 4.2 FMECA 计划
20、与输入 4.2.1 FMECA 计划 4.2.2 FMECA 的输入 4.3 FMECA 的一般工作程序,4.1 应用FMEA过程的三种情况,情况一：新设计、新技术、或新过程 FMEA的范围是完整的设计、技术和过程； 情况二：对现有设计和过程的更改 FMEA的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的相互作用以及从市场上所获得的历史信息，它可包括法规要求的变更。 情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计和过程。 FMEA的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使用形式对现有设计和过程的影响。,4.2 FMECA 计划与输入, 不同阶段的FMEC
21、A要求 分析方法 表格模式 最低约定层次 编码体系 失效判据 与其它工作计划的配合,FMEA,4.2.1 FMECA 计划,4.2.2 FMECA的输入, 设计任务书； 设计方案论证报告； 有关的设计图样、工艺文件； 有关产品/系统的工作环境和预期的用途； 被分析对象及所处系统、分系统在启动运行、 操作维修中的功能、性能、可靠性信息 ； 可靠性数据及失效案例等。,FMEA, 工作程序,4.3 FMECA 的一般工作程序,1) 定义产品及其功能和最低工作要求 2) 建立可靠性模型 3) 确定最低约定层次 4) 选择并填写FMEA表 5) 危害度分析 6) 分析报告与改进措施,4.3 FMECA
22、的一般工作程序,1) 定义产品及其功能和最低工作要求,FMEA,主要功能和次要功能（不同的工作模式） 用途和预期的性能要求 环境条件和系统可能的约束条件 构成故障的条件等,2) 建立可靠性模型 建立结构/功能系统图 建立可靠性方框图 3) 确定最低约定层次 系统结构的复杂程度 所得资料的充分程度,4.3 FMECA 的一般工作程序,FMEA, 编写代码 ； 一一列清产品功能 ； 所有可能发生的失效模式、何种类别 ； 失效原因； 工作阶段； 失效后果； 检测方法； 采取措施 (补救措施)。,FMEA,工作程序,4) 选择并填写FMEA表,失效模式及影响分析表,FMEA, 工作程序,初次约定层次
23、任 务 审核 第 页 共 页 约 定 层 次 分析人员 批准 填表日期, 发生概率：故障概率分级； 严重程度：危害度分级； 矩阵图分析：危害性排序。,5) 危害度分析,概率大、严重度高的必须优先采取措施,FMEA, 工作程序,以标准格式汇报 FMEA 的 结果，形成书面报告 改进优化措施，应建立行动清单计划 跟踪验证,FMEA,工作程序,6) 分析报告与改进措施,产品及其工作原理简述 分析的基本假设 数据来源及分析中采用的方法 功能或工作原理图和可靠性框图及说明 完整的FMEA工作表格 分析结果综述,FMECA报告应包括的内容,分析结果综述,结论和建议 单点故障表，关键项目表 主要可靠性薄弱环
24、节，以及设计修改等措施与建议的简洁说明 未作FMEA的产品一览表及其理由,FMEA实施注意点,FMEA实施应特别重视： 接口分析 过程转移分析 故障持续时间影响分析 冗余环节分析 FMEA的资料可作为FTA分析过程的 输入,维护DFMEA,故障原因,故障模式,故障影响,故障原因,故障模式,对高一层次的故障影响,故障原因,故障模式,对高一层次的故障影响,最终影响,最高层次产品,高一层次产品,低层次产品,不同层次产品FMECA数据的迭代关系,第五讲 失效危害度分析（CA）,5.1 危害度分析对象及用途,可能造成特别严重后果的失效模式 建立预防纠正措施的优先程序。,FMEA,危害度分析,5.2 定性
25、分析,5.2.1 严酷度类别 I 类：灾难的，引起人员死亡/系统失效 II 类：致命的，引起人员严重伤害/系统主要 功能失效/重大经济损失 III 类：临界的，引起人员轻度伤害/系统功能 降低 IV 类：轻微的，导致非计划性维护或修理, A级 一 经常发生、失效概率20% B级 一 较常发生、失效概率10%20% C级 一 偶尔发生、失效概率1%10% D级 一 很少发生、失效概率0.1%1% E级 一 极少发生、失效概率0.1%,5.2 定性分析,5.2.2 可能性类别,故障概率分为四级 ：,1级 极低。0.01； 2级 低。0.10.2； 3级 中等。约为0.20.3； 4级 高。0.30
26、.4。,严重度也分为四级:,1级 轻微；2级 严重；3级 致命；4级 灾难。,FMEA,美国MIL一STD一1629标准,5.3 危害度矩阵,1,2,3,4,1,2,3,4,发生概率等级,需采 取措 施区,严重度等级,FMEA,矩阵图分析：危害性排序,5.4 改进措施/优化, 消除发生失效的可能 降低失效原因的发生率； 降低后果的严重度； 采取早期发现失效原因的措施。,FMEA,优化,第六讲 汽车行业风险评估,6.1 采用风险顺序数进行风险评价 RPN = S * O * D 定性分析 定量评价 严 重 度 （S）评价准则 频 度 （O）评价准则 不易探测度（D）评价准则,FMEA,汽车行业风
27、险评价准则 (S),频度评价准则 ( 0 ),FMEA,探测度评价准则 ( D ),FMEA,如何确定FMEA中的S、O、D?,针对失效模式,针对原因和机理，确定问题的主因,发现产生问题的原因或失效的能力,6.2 产品质量策划进度图表,计划和 确定项目,产品设计 和开发,过程设计 和开发,产品和 过程确认,策划,产品设计和开发,过程设计和开发,产品和过程确认,生产,计划和确定项目,策划,投产,试生产,样件,项目批准,概念 提出/批准,DFMEA,PFMEA,反馈评定 和纠正措施,FMEA与其它工具之间的相互关系,用户过程 矩阵表,实验室研究报告,初始流程图 风险顺序表,设计矩阵表,设计失效模式
28、和后果分析(DFMEA),过程失效模式和后果分析(PFMEA),控制计划,MSA,SPC,生产,横 向 协 调 小 组,6.3 FMEA的分析顺序,功能、特征或要求,会有什么问题 无功能 部分功能 功能过强 功能降级 功能间歇 非预期功能,有多糟糕,起因是什么,后果是什么,发生频率如何,怎样预防和探测,该方法在探测时有多好,能做些什么 设计更改 过程更改 特殊控制 采用新程序或指南的更改,跟踪 评审 确认 控制计划,6.4 RPN 确定流程,DFMEA,PFMEA,来自经验和数据,来自预测,设计 过程,起 因,后 果,控 制,失效模式,频度,严重度,探测度,RPN : 可接受的临界值,S =
29、5 ( 降低性能 + 衰退) O = 5 ( 大约 0.25%) D = 5 ( 可在装运前检测到) 一般而言, RPN 125 可能是一个很适用的临界值 也即对RPN 125 = 需要采取纠正行动 但也有例外 ：,SxOxD,RPN125,SOD 描述 行动 ? 1011 失效不可能触及使用者 1101 频繁的很小，可检测的失效 1110 使用者偶尔会遇到很小的故障 10101 严重而且频繁的失效 11010 使用者频繁地遇到很小的故障 10110 使用者遇到严重的故障 101010 出麻烦了!,FMEA第四版对RPN的使用变化,FMEA第四版不推荐使用RPN阈值来决定是否需要采取措施 使用
30、阈值意味着RPN是衡量相对风险的方法（它们通常不是） RPN也不要求持续的改进（事实上是要求的） 例如：顾客使用100阈值，对下面情况不合理：,第七讲 FMEA 应用与案例,7.1 系统 SFMECA,7.2 设计 DFMECA,硬 件软 件功 能,7.3 过程 PFMECA,工 艺接 口其 它,系统 子系统 系统单元,7.4 设备 MFMECA,设 计接 口维 护, 识别系统总体设计中的潜在缺陷和 失效模式。 确定系统功能之间逻辑关系,分析失 效后果及原因。 减少开发过程与策划过程中的风险。 提高系统的功能保证和可靠性。,FMEA,7.1 系统SFMEA,7.1.1 系统SFMEA的目的,
31、缩短开发过程、降低研制和系统 维护费用； 促进相关职能部门早期合作； 跨职能团队运作方式； 预防原则的贯彻体现。,FMEA,7.1 系统FMEA,7.1.1 系统SFMEA的目的,7.1.2 一般系统的功能结构图,系统 System,SE1,SE2,SE3,SE1.1,SE1.2,SE2.1,SE2.2,SE2.3,SE3.5,SE2.2.1,SE2.2.2,交接点,.,（SE：系统单元）,7.1.3系统FMEA的五个步骤,系统单元 与系统结构,第一步,功能与 功能结构,失效分析,风险评价,系统优化,第二步,第三步,第四步,第五步,FMEA,7.2.1 DFMEA的目的和作用,评估最终产品及每
32、个与之相关的系统、子系统部件可能存在的失效模式。 确保潜在的失效模式和相关的可能原因或机理已被考虑并记录。 不断改进和优化设计方案直至设计定型。,7.2 设计失效模式及影响分析,DFMEA的作用,降低设计错误的风险 客观评价各种设计要求和方案 增加在设计阶段考虑到各种潜在失效模式的可能性 有助于提高设计的效果和效率 通过对失效模式的排序，指出改进的重点 为未来的设计提供参考和经验,7.2.2 设计FMEA团队的组成,负责人：设计工程师 成 员：材料、工艺、 制造、装配、 销售、服务、 质量人员。,FMEA, 类别,7.2.3 DFMEA前的准备,1) 用户过程矩阵表 按照用户的使用过程，寻找产
33、品失效的模式， 确定需要关注的产品特性。 2) 流程图风险评定表 从预期的大生产的流程中，找出有可能失效的过程， 并评定其风险的大小。,3) 设计矩阵表 描述了产品的成分特性、过程约束和顾客使用条件之间的复杂的相互关系。 4) DOE试验设计 经设计的试验，根据设计矩阵图系统的改变各个过程变量，以确定产品性能与过程变量的关系。,DFMEA,7.2.3 DFMEA前的准备,性能指标与用户使用过程的相互关系,工艺参数与产品失效的对应关系,全流程工艺参数的确定,确保的工艺参数实现,用户过程 矩阵表,设计失效模式和后果分析(DFMEA),设计 矩阵表,过程失效模式和后果分析(PFMEA),FMEA表格
34、间的逻辑递进关系,产品特性检查表,特殊特性的识别方法？,特殊特性的识别方法？,过程特性检查表,特殊特性的识别方法？,高强度 管线钢,冲击 韧性,S含量的 控制,热轧 双相钢,延伸率 屈强比,冷却工艺 控制,高强度 防弹钢,冲击能 的吸收,？,7.3.1 PFMEA的目的和作用, 识别产品或服务过程中每一环节的潜在隐患; 分析潜在失效模式对装配、调试和最终产品 的失效效应； 查清每一种潜在失效模式可能的原因，并采 取措施加以消除； 编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立 一个考虑预防/纠正措施的优选体系；,7.3 过程失效模式及影响分析,PFMEA的作用,有助于判别潜在过程失效模式 评价对顾客的
35、潜在影响 有助于判别生产或组装过程的潜在失效原因，以便加强控制以防止其发生 通过对失效模式的排序，指出改进的重点 记录制造或装配过程的结果，不断优化和改进过程。 为未来的过程控制提供参考和经验,7.3.2 过程FMEA团队的组成,负责人：工艺工程师 成 员：材料、设计、 制造、装配、 销售、服务、 质量人员。,FMEA,类别,7.3.3 PFMEA的准备工作,1) 建立小组 2) 必要的资料,如: 过程流程图, 过程特性矩阵表, 现有的类似的过程FMEA资料, 现有的类似的过程F TA资料, 特殊过程特性明细表, 工程规范. 3) PFMEA表格,明确过程的功能与要求,过程的功能与要求,简要描
36、述被分析的过程工序，画出工艺流程图。 尽可能详细的说明工艺过程/工序的目的。 如果该过程包括有多次不同的失效模式的工序, 则这些工序单独纠正。 如：把中间轴装入变速箱箱体; 把变速箱盖装上变速箱箱体等.,7.3.4 过程潜在的失效模式,过程不能达到过程功能要求或过程设计意图的表现形式。 一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在的失效问题； 由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成的失效，或容易产生误操作的问题也是潜在失效模式考虑的范围。,失效模式有两种类型： I 类：不能完成规定的功能(如零件超差、错装) II类：产生了非期望的功能(如在加工过程中操 作者或机器受到伤害、损坏、
37、产生粉尘、 躁声，温度过高等) 对有非期望功能发生的情况下,应检查在功能栏中是否对非期望功能的限值已列出。,过程潜在的失效模式,7.3.5 潜在的失效后果,潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影响。 顾客是广义的，包括最终顾客、直接顾客，中间顾客。 描述失效的后果，尽可能采用表达顾客关注和感受的词汇，站在顾客角度描述失效后果。 对最终顾客的影响应使用与产品性能有关的术语来描述。,潜在的失效模式,在考虑过程潜在失效模式时,我们常常使用“零件为什么会被拒收?”的思考方法。 上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式也可能上游工序失效模式的后果。 对应特定工序，列出每一
38、个失效模式。 对于试验、检验过程可能的失效模式有两种： 接受不合格的零件 拒收合格的零件,由于设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的失效原则上也应括在PFMEA中，也可以由设备、工装的FMEA来实施。 零件变形、毛刺、定位错误、少装零件、表面不清洁等等 对下一道工序或下游工序的后果也应使用过程/工序的性能 术语来描述,潜在的失效模式,7.3.6 潜在的失效原因/机理,失效原因/机理是指使失效模式发生的原因. 考虑失效原因时，输入本过程的零件/材料是正确的情况下可能的原因是什么? 由于输入资源的不正确的情况下可能的原因是什么? 上道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因; 下道工序的失效
39、模式可能是上一道工序失效的后果. 误操作是失效模式的可能原因之一.,分析失效原因的办法： 应使用现有类似过程的失效分析资料； 应用工序上下的关系，应用“五个为什么?”方法； 应用因果图、排列图等方法； 采用正交试验方法等，找出引起失效的主要因素 。,7.3.6 潜在的失效原因/机理,7.3.7 现行的过程控制,目前采用的防止失效模式及其原因的发生，或降低其发生的可能性，或在过程中查出这些失效模式以采取措施防止不合格品产生或流入下游工序的措施. 依靠检验，剔除不合格品，或对不合格品采取返工的过程控制方法是一种事后措施，它承认会产生不合格，也就是承认浪费。 抽样检验还有相当的风险，在过程中采取控制
40、措施采取的越早越好。,第一方法: 防止失效原因/机理的发生，或大大减少其发生的可能性 如采取有效的防错设计，防止错装、漏装发生（错装、漏装情况下，过程不能进行）。 第二方法: 找出失效的原因/机理，从而找出纠正措施 通过初始过程能力研究，找出变差的特殊原因，从而采取措施使过程受控； 利用排列图法找出造成缺陷与拒收的主要原因，次要原因，采取相应措施。 第三方法：查明失效模式，采取补救措施。,三种不同深度的过程控制方法,三种不同深度的过程控制方法构成了三道防线 一般情况下，优先采用的控制方法是第一种，其次是第二种，最后是第三种。 当然最差的是没有任何过程控制。,三种不同深度的过程控制方法,失效模式
41、严重度和频度的评估,失效后果的严重程度，采用10分制进行打分。 要减少严重度级别数值，只能通过修改设计或工艺过程来实现。 频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料，如过程的CPK值、PPM值、故障率等。 对于无历史资料参考的过程，根据小组的经验和工程判断来估计。,过程控制方法有效性的评估 探测度（）,探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前，采用上述的第二种控制方法找出失效模式原因机理，和第三种控制方法找出失效模式的可能性大小 随机抽查，不能改善探测度； 不能认为100%检验就具有高的探测度。 100%检验方法成本高，而且也不一定有绝对把握，它会受到测量系统误差的影响。 100%
42、目视检验方法还受到人的判断能力的影响， 以统计原理的抽样检测则是有效改善探测度的措施；以及失效模式性质是否易于用目视方法发现； 增加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度。,建 议 措 施,当失效模式的RPN估计完成后,则应按其大小次序以及失效模式的严重度来考虑纠正措施,以降低S、O和D。 降低S，只有通过设计修改才能实现； 减少O，也需要改进产品与过程的设计； 减少D，仍然需要改进过程或设计。 失效模式原因不清楚时，应采用实验设计、因果图等方法，找到失效模式原因，从而采取针对失效模式原因的控制措施 。,采用SPC，把重点放在预防失效的发生，而不是放在产生缺陷后将其检测出来。 提高检测力度，虽然
43、能一定程度降低O，但不经济是效果较差的控制方法，100%检验的有效性也要具体分析，一般只能作为临时性的措施，应避免采用随机抽样和100%检验方法。 PFMEA的重点放在过程设计本身，不要过多依赖产品设计的修改来解决问题。但也要考虑产品设计中有关可制造性和装配性的问题，降低过程变差对产品特性的敏感性。,建 议 措 施,纠正行动的选择,不可能有效的推荐的选择 * 增加检查 *Poka-yoke (有安 全装置的) * 额外的测试 * 工艺的改变 * 额外的校核 * 设计的改变 * 重新培训操作员 * 自动化 * 重写 SOD * 计算机化 * 采用机器人,防缺陷措施,新卿重夫（Shigeo Shi
44、ngo，1909 - ）- Poka Yoke 用良好的IE和过程控制来确保零缺陷 Poka Yoke 法 设计任何工具、手段或机制，预防缺陷发生，或让缺陷显而易见,纠正行动优先权的体系,任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低 - 失效的严重性， - 失效的发生, - 失效的检测 或以上全部三项来提高RPN 的等级. 重点应以预防为主, 也就是说减少失效的 发生.,如果预防没有可能，那么应采用下列的优先权体系 : 1. 预防或排除潜在的原因 2. 检测: 尽早在产品的使用寿命周期内进行: 最 佳: 在设计阶段 次 佳: 在大规模生产之前 其 次: 在装运之前 最后的手段: 在现场, 但在灾难性的
45、失效之前 3. 减小影响, 也即减低失效的严重性 通常, 减低S, O, D三项中的任何一项 - 都需要对工艺和/或设计进行改变/ 改进,纠正行动优先权的体系,跟 踪,建议措施的落实是至关重要的。PFMEA是一个动态的文件，随设计的修改和过程的完善， PFMEA也要进行不断的更新和完善。 应体现最新设计及改进措施的情况，包括产品正式投产之后的改进活动。,7.4.1 MFMEA的目的, 识别设备运行过程中每一环节的潜在隐患;, 支持从实际开发到设计批准设备设计和配置过程；, 查清每一种潜在失效模式可能的原因，并采取措施 加以消除；, 评估设备的可靠性、可维修性、耐用性的设计输出；,7.4 设备失
46、效模式及影响分析, 设备预防性维护方案的输入；, 不断优化和改进过程。,7.4.2 设备FMEA团队的组成,负责人：设备工程师 成 员：工艺、设计、 制造、材料、 销售、服务、 质量人员。,FMEA, 类别,7.4.3 设备 FMEA 作用,FMEA,类别, 辅助客观评价，掌握设备步骤；, 制造前更多考虑可能影响用户的失效模式及其后果；, 提供信息，提高预防性维护的有效性；, 提高设备可用性，降低寿命周期成本；, 提高设备可维修性，降低MTTR；, 失效模式清单，建立预防纠正措施的优先程序。,7.4.4 设备FMEA适用范围,FMEA,类别, 设备设计配置、系统更改；, 设备运行控制；, 预防
47、性、可预计性维护；, 识别潜在失效模式，并降低其失效概率；, 设备系统更换、检修；,7.4.5 设备FMEA输入,FMEA,类别, 设备文档；, 设备运行过程、详细步骤说明；, 设备可靠性信息；, 设备系统工程图纸、资料；,7.4.6 设备FMEA步骤,FMEA,类别, 设备系统：名称与编码；, 设备运行过程：结构功能步骤；, 故障模式危害度分析；, 设备系统潜在失效模式及后果；, 失效模式潜在机理分析；, 现行设备控制方式；, 优化改进措施及跟踪验证。,FMEA : 重要的成功因素,诚实积极 严密周到 注重细节 贯彻始终 任用合适人员 “ 安全至上” 基于事实的管理 将猜测和估计的成分降至最低 最大限度地使用数据和量化方法,结束语：,FMEA以最严谨的方式为我们提供了分析现代高复杂系统的一种有效方法； FAILURE PREVENTION THROUGH TEAMWORK 通过团队合作预防失败 Once we have same vision, we have already achieved half of success 一旦拥有共识，事情已成功一半,