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1、潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析( (FMEA)FMEA)Failure Mode and Effect Analysis1/21/20221 1 .FMEA 的定义的定义 FMEA 可以描述为一组系统化的活动。其目的是： 1）认可并评价产品/过程中所有的潜在失效模式及其失效的后果 2）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施， 以提高产品的质量和可靠性 3）将全部过程形成文件。 4）FMEA是对确定设计过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。 5）所有FMEA都关注设计，无论是产品/ 过程设计什么是什么是 FMEAFMEA？1/21/20222什么是什么是 FMEAFME
2、A？防错：为防止不合格产品的制造而进行的产品和制造过程的设计和开发特殊特性：可能影响产品的安全性和法规符合性、配合、功能、性能或后续过程的产品特性或制造过程参数。潜在失效模式：指部件、子系统或系统有可能会达不到或不能实现项目功能失效原因: 對在什麼樣條件下會引起這種失效模式進行推測可考慮環境因素, 內部因素, 作業因素及誤使用2.术语定义 1/21/20223什么是什么是 FMEAFMEA？2.术语定义 影响对顾客要求的重要程度 - 如果失败发生，也可以和安全及其他风险相关（1=不严重，10=非常严重） 给定要因发生并导致的频率。有时也可以指的频率（1=不像，10=很像） 当前控制计划的探测或
3、预防的能力： n在导致失败模式之前的要因 n在导致影响之前探测或预防的失败模式 n1=可能探测, 10=根本不可能探测 1/21/202243.FMEA 的特点核心：预防为主时机：在设计或过程开发阶段前开始团队合作FMEA分析的文件记录专用表格作为动态文件使用按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改对潜在失效模式的风险和后果进行评定指导贯穿整个过程、产品和服务周期什么是什么是 FMEAFMEA？1/21/20225FMEA简介1/21/20226推荐的时间推荐的时间 DFMEA PFMEA 产品设计选择产品设计选择 开始开始 开始开始 产品设计和经营计划产品设计和经营计划 修正修正 产品产品/
4、工程开发工程开发 完成完成 修正修正 商业化商业化 完成完成 FMEA 何时开始？ 1/21/20227什么是什么是 FMEAFMEA？4.FMEA 共同的因素功能框图或过程流程图产品或过程要执行的功能是什么？产品或过程功能失效的表现是怎样的？顾客如何确认失效？失效产生的后果多严重什么引起失效？真正引起失效结果的可能性是多少？原因是被怎样预防或探测的？失效的预防和探测的效果怎样？全部失效风险的总和是什么？消除失效的原因/改进探测测量并减少风险的纠正措施是什么1/21/20228 FMEA 的历史的历史世界上首次采用途 FMEA这种概念与方法的是在20世纪60年代中期美国的航天工业。进入20世纪
5、70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制订了有关的标准。20世纪70年代后期FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。1993年2月美国三大汽车公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS9000质量体系要求文件的参考手册参考手册之一，1995年2月出版了第2版。 2001年7月出版了第3版。1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAEJ1739潜在失效模式及后果分析标准。FMEA还被广泛应用于其他行业，如粮食、卫生、运输、燃气等部门。1/21/20229FMEA和和FMA、FTA1/21/202210潜在失效模式及后果分析与失效分析比较失效分析 失效已经产生
6、 核心：纠正 诊断已知的失效指引的是开发和生产潜在的失效模式及后果分析 失效还未产生，可能发生、但不是一定要发生 核心：预防 评估风险和潜在失效模式的影响 开始于产品设计和工艺开发活动之前 指引贯穿整个产品周期1/21/202211失效链失效链时间时间1 失效原因2 失效原因1 失效模式2 失效模式1 失效后果3 失效原因2 失效后果3 失效后果水箱支架断裂水箱支架断裂水箱后倾水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱与风扇碰撞水箱冷却液泄漏水箱冷却液泄漏水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却水管被风扇刮伤冷却系统过热冷却系统过热发动机气缸损坏发动机气缸损坏汽车停驶汽车停驶1/21/202212目的：目的：（a）认可
7、并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果； （b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。为什么要进行为什么要进行FMEA1/21/202213为什么要进行为什么要进行FMEA减少风险和损失提高产品可靠性由于策划设计的不足，措施不够，造成产品过程服务失效，给顾客带来损失事先花时间很好地进行，能够较容易地、低成本地对产品进行修改，减少事后修改的风险和巨大损失有助于对设计要求和不同的设计方案给予客观真实的评价；有助于可制造性和装配性的初始设计；设计有助于可制造性和装配性的早期考虑，实施同步工程技术；为制订试验计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；1/21/202214为什么要进行为什么要
8、进行FMEA对失效模式进行排序列表，建立改进设计和开发试验的优先控制系统；能够发挥集体的经验与智慧经验积累，为以后的设计开发项目提供宝贵的参考是现代质量策划的重要工具是识别特殊特性的重要工具提供改进设计的优先控制系统，引导资源去解决需要优先解决的问题是重要设计文件之一，是设计评审的重要内容为以后的设计提供经验与参考1/21/202215FMEA的益处的益处1.设计的益处帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；指明相应的起因机理，降低或消除失效出现的机会的措施；辅助设计要求及方法的客观评价；辅助起草制造及装配设计的要求；增加在设计阶段就考虑失效模式及后果的可能性；辅助设计试验及开发项目；从顾客
9、的观点出发对失效进行评定；对风险降低措施进行跟踪和记录；对未来的分析及设计是好的参考；记录设计的过程。1/21/202216FMEA的益处的益处.过程的益处帮助确认已列出的与产品相关的过程失效模式及它们的后果；指明相应的起因机理；指明降低或消除失效出现的机会的措施；指明潜在的制造或装配过程失效的原因；指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度；帮助对纠正措施进行优先排序；对类似的制造过程是有用的参考；过程FMEA的实施记录。1/21/2022171.谁来做谁来做DFMEA？由负责设计的工程师由负责设计的工程师/工程师小组制定工程师小组制定 -依靠小组的共同努力依靠小组的共同
10、努力 -组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组。等方面的专家小组。 -吸收与设计有关的上游（如供方、材料、上一个相关系统设吸收与设计有关的上游（如供方、材料、上一个相关系统设计师）和下游（如下一个相关系统的设计师）的部门计师）和下游（如下一个相关系统的设计师）的部门 -对有专利权的设计，可由供方制定对有专利权的设计，可由供方制定1/21/202218 2.谁来做谁来做PFMEA？ 由负责制造的工程师由负责制造的工程师/工程师小组制定；工程师小组制定； -依靠小组的共同努力依靠小组的共同努力 -负责的工程师应直接、
11、主动地同有关部门联系，这些部门负责的工程师应直接、主动地同有关部门联系，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的部门。一总成的部门。1/21/202219FMEA的分析时机的分析时机 为达到最佳效益，为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式必须在设计或过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。事先花时间进行被无意地纳入设计产品之前进行。事先花时间进行FMEA分析，能够容易并低成本地对产品或过程进行修改，从而分析，能够容易并低成本地对产品或过程进行修改，从而减少事后修改的损失。减少事后修改的损失。1/21/2
12、02220在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都有其不同范围或关注焦点：情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。情形2：对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围应集中于对设计过程的修改、由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（设计对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响。FMEA的分析时机的分析时机1/21/202221FMEA的分析时机的分析时机1.1.什么时候做什么时候做DFMEADFMEA？开始于一个设计概念最终形成之时或
13、之前；开始于一个设计概念最终形成之时或之前； - -设计方案初步确定时应该开始设计方案初步确定时应该开始FMEAFMEA初稿的编制初稿的编制 -FMEA -FMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成（如设计图样完成）之时完成（如设计图样完成）之时完成FMEAFMEA工作；工作； - -产品开发各阶段、设计发生变化、获得有关信息时，产品开发各阶段、设计发生变化、获得有关信息时，对对FMEAFMEA的初稿进行评审，不断进行修改；的初稿进行评审，不断进行修改； -FMEA -FMEA是一个是一个动态动态的文件。的文件。1/21/202222FMEA的分析
14、时机的分析时机2.什么时候做什么时候做PFMEA开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前；前； -PFMEA在过程设计任务（如过程设计文件）完在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成工作；成之时完成工作； -PFMEA是一个动态的文件。是一个动态的文件。1/21/202223 产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失考虑制造中的技术与操作者体
15、力的限制，可能造成制造失效模式的发生；效模式的发生； -产品设计产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施；不能依靠过程检测作为控制措施；PFMEA应将应将DFMEA作为重要的输入，对作为重要的输入，对DFMEA中标明中标明的特殊特性也必须在的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。中作为重点分析的内容。1/21/202224FMEA 在质量体系中在质量体系中获得顾客需求输入PFMEADFMEA控制计划产品特性过程变量数据收集进行适当的比较更新PFMEA控制计划反应计划是不过程怎样改变确认/产品或服务的质量反应计划 过程改变了吗？顾客满意度的改进过程顾客满意度的改进过程1/21/20
16、2225FMEA FMEA 与控制计划与控制计划 FMEA 和控制计划是帮助提供产品、过程或服务有关和控制计划是帮助提供产品、过程或服务有关住处的两个主要工具。住处的两个主要工具。 DFMEAQFD控制计划控制计划反应计划反应计划PFMEA1/21/202226功能功能 : : 提供座位支撐穩定的附著潛在失效模式潛在失效模式 : : 座椅支撐結構失效座椅支撐過度偏斜功能功能 : : 提供令人愉悅的外觀潛在失效模式潛在失效模式 : : 亮度劣化塗料碎片系統等级功能功能 : : 提供結構的支撐潛在失效模式潛在失效模式 : :結構的失效過多的偏斜功能功能 : : 提供正確完成本架幾何數據的尺寸管制潛
17、在失效模式潛在失效模式 : :本車架安裝點的長度太長本車架安裝點的長度太短功能功能 : : 支撐架總成生產方法 (焊接)潛在失效模式潛在失效模式 : :設計目標設計目標1.騎乘至少3000小時不需保養, 及10000小時的騎乘壽命2.適應99.5%男性成人舒適的騎乘3.其他4.4.功能功能 : : 5.容易騎用6.6.潛在失效模式潛在失效模式駕駛困難踩踏困難功能功能 : : 提供可靠的交通潛在失效模式潛在失效模式鏈條經常損壞輪胎經常需要保養功能功能 : 提供舒適的交通潛在失效模式潛在失效模式座椅位置令騎乘者感到不舒服腳踏車子 系 統零 組 件上 架 組車 架 總 成手 把 總 成前 輪 總 成
18、後 輪 總 成扣 鏈 齒 輪 總 成座 椅 總 成鏈 條 總 成前下方管下後方管扣鏈齒輪管1/21/202227建立建立FMEA 步骤步骤准备功能框图或过程流程图准备功能框图或过程流程图确认任务或活动确认任务或活动用头脑风暴考虑用头脑风暴考虑所有可能的问题和忧虑所有可能的问题和忧虑 确定失效模式和原因确定失效模式和原因FMEA的开发步骤的开发步骤确认现行控制确认现行控制建立频度建立频度FMEA的输入步骤的输入步骤确认探测方法确认探测方法并建立探测度并建立探测度 确认后果确认后果并建立严重度并建立严重度 是是是是评定评定FMEA符合符合FMEA目标吗？目标吗？完成完成FMEA分析分析输入信息到输
19、入信息到FMEA表格表格修订最初的修订最初的FMEAFMEA的分析步骤的分析步骤使用排列图：根据使用排列图：根据需求选择改善进之处需求选择改善进之处 针对改进的目的针对改进的目的完成完成FMEA 1/21/202228第二章第二章 产品设计产品设计FMEAFMEA一、一、 DFMEA准备工作准备工作1 .建立小组建立小组2 .必须的资料：必须的资料： - 由（由（QFD）得到的设计要求；得到的设计要求； -产品可靠性和质量目标；产品可靠性和质量目标； - 产品的使用环境；产品的使用环境； -类似产品的失效分析（类似产品的失效分析（FMA）；）；以往类似产品的以往类似产品的DFMEA； -初始工
20、程标准；初始工程标准； - 初始工程标准；初始工程标准； - 初始特殊特性明细表；初始特殊特性明细表； - 功能框图。功能框图。1/21/202229FMEAFMEA 功能框图功能框图灯罩A开关C灯泡总成C极板E+电池B弹簧F-2344155连接方法1.不连接（滑动配合）2. 铆接3. 螺纹连接 4. 卡口连接 5. 压紧连接二.DFMEA功能框图1/21/202230DFMEADFMEA-表头填写表头填写 -FMEA编号 -编制者（姓名、部门、电话等） -年型/车型（该系统/零部件应用的年型/车型） -关键日期（预定FMEA完成的日期，不应超过设计图样完成日期） -FMEA日期（初稿日期与最
21、新修订日期） -小组成员（组长、成员的姓名、单位、电话等）1/21/2022311.DFMEA-项目名称及功能项目名称及功能（1）DFMEA的功能 简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功能，应分别列出。 -可靠性定义：可靠性是指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。不能完成规定的功能就称失效。 -功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？设计要求？设计意图？ -一个零部件（或子系统，或系统）的功能往往是多项的。这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。1/21/202232FMEAFMEA與管制計劃與管制計劃FMEAFMEA與管制計劃與管制計劃FMEAF
22、MEA與管制計劃與管制計劃1.DFMEA-项目名称及功能项目名称及功能（2）DFMEA功能的分析v给出完成功能的重要的环境条件 -如大气温度、湿度、大气压、道路、灰尘和腐蚀介质等 -如变速箱的润滑系统的正常工作与环境温度有重要关系v给出设计要求的寿命 -以上这些要求都应尽可能给出可度量的（即定量的）的要求 -如各档速比，传递的扭矩、功率、工作温度，等等v满足最终顾客的要求v满足直接顾客和中间顾客的要求v满足可制造性和装配性的要求v一个产品在产生满足顾客期望的功能的同时，有时还会产生顾客非期望的功能。这些非期望功能常常与安全及政府法规的符合性相关。 -诸如：噪声、振动、电磁干扰、环境污染、能源消
23、耗、材料回收再循环等。v许多产品对维修性、服务和后勤保障性还有要求，也应列入功能项目之中1/21/2022332.DFMEA-潜在失效模式（1）DFMEA的定义v 对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式。v“潜在”是指可能发生也可能不发生；失效就是丧失功能。而失效模式就是失效表现的形式。v应用规范化、专业化的术语来描述失效模式。 -常用的有两大类失效：I类失效、II类失效。v当出现这类失效时，要返回功能描述部分，看是否已有限制要求，如果没有，是否应加以补充。v在描述失效模式时，要使用术语，避免使用地方性、行业性哩语。1/21/2022342.DFMEA-潜在失效模式（2）DFMEA的种类v
24、 I类失效，指的是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。vII类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如： 噪声、振动、电磁干扰、有害排放、等等。1/21/2022352.DFMEA-潜在失效模式（3）DFMEA-潜在失效后果v 潜在的失效后果，是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政府法规。v失效后果分析：要运用失效链分析方法，搞清楚直接后果、中间后果和最终后果。v失效后果是指
25、对系统功能的影响，就象顾客感受的情况一样；v站在顾客的角度发现或经历的情况来描述失效的后果（顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终顾客。1/21/202236注意：v失效后果可以从以下几方面考虑： -对完成规定功能的影响； -对上一级系统完成功能的影响； -对系统内其他零件的影响； -对顾客满意的影响； -对安全和政府法规符合性的影响； -对整车系统的影响。v典型的后果举例：噪声、工作不正常、不良外观、工作不稳定、间歇性工作、粗糙、失去功能、异味、性能衰退等。1/21/2022374.DFMEA-严重度（S）：v为了对失效模式的后果之严重程度进行评估，把对后果的定性描述作成某种数量化的评价，以
26、便于工程中的交流，从而产生了对严重度进行打分的办法。v严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。v要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现。v严重度的评分采用110分。1/21/202238推荐的推荐的DFMEADFMEA严重度评价准则严重度评价准则后果评定准则：后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规。10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，影响到行车安全和/或不符合政府的法规。9很高车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8高车辆/项目可运行，但
27、性能下降，顾客非常不满意7中等车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目不能运行，顾客不满意6低车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目的性能下降，顾客有些不满意5很低配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。4轻微配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无无可辨别的后果。11/21/202239DFMEADFMEA重要程度分级重要程度分级指出产品特性的重要性，如特殊、关键、主要、重要等。凡是识别为特殊特性，需要特殊过程控制的应以适当的符号
28、在此栏目中标注，使用顾客规定的符号，并在“建议措施”栏中说明。当严重度8时，应确认为特殊特性，当严重度为，而频度3时，可确认为重要特性（Significant Characteristic）1/21/202240 DFMEADFMEA潜在失效的起因与机理潜在失效的起因与机理研究失效可能的原因与机理，是为了能够正确采取控制措施，研究失效可能的原因与机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。防止失效的发生或减少其发生的可能性。失效原因与机理：在失效原因与机理：在DFMEADFMEA中是指引起失效模式的可能的设计中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。薄弱点。简明扼要，但要
29、尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机理，以便于对症下药采取纠正措施。理，以便于对症下药采取纠正措施。- -注：不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气注：不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气温的变化湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工温的变化湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。我们要分析的是，在外因作用下的内因。1/21/202241 DFMEA DFME
30、A潜在失效的起因与机理潜在失效的起因与机理（1）与制造、装配无关的原因（当制造与装配符合技术规范的情况下，发生了失效） 分析潜在失效原因/机理可以采用以下途径： -现有的类似产品的FMA资料； -应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因； -应用“五个为什么”，例如： 门锁扣不上。 为什么？锁舌与锁座错位。 为什么？车门下沉。 为什么？门铰链变位。 为什么？固定门铰链的框架变形。 为什么？框架刚度不足 -应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析，应用排列图，相关分析，试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因。 -应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因与机理。 -充分发挥小
31、组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析。1/21/202242 DFMEADFMEA潜在失效的起因与机理潜在失效的起因与机理（2 2）与制造与制造/ /装配有关的原因装配有关的原因v指由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上操作者体力上的限制与难度，以及容易产生误操作而引起的潜在失效。也就是与产品设计中可制造性与装配性有关的问题。v纯属制造与装配过程有关的问题，原则上由PFMEA来进行。（3 3）典型的起因有：）典型的起因有：v材料选择不当、设计寿命估计不当、应力过大、润滑不足、维修保养说明不当、环境保护不够、计算错误等。（4 4）典型的失效机理有：）典型的失效机理有：v屈服、疲劳、
32、材料不稳定、蠕变、磨损、腐蚀等。1/21/202243DFMEADFMEA频度（频度（0 0）v频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性大频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性大小的评估。小的评估。v通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一途径。通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一途径。v按可能性大小给出按可能性大小给出110110的评定分。评分的依据要参考类似零部件的的评定分。评分的依据要参考类似零部件的资料，以及相对改动的程度。资料，以及相对改动的程度。v频度的估计可以参考以下资料：频度的估计可以参考以下资料： - -类
33、似零件或子系统的维修资料；类似零件或子系统的维修资料； - -设计的零件与过去零件的差别；设计的零件与过去零件的差别； - -使用条件有否变化；使用条件有否变化； - -有关新设计或修改设计的工程分析资料。有关新设计或修改设计的工程分析资料。1/21/202244推荐的推荐的DFMEADFMEA频度评价准则频度评价准则失效发生可能性可能的失效率频度很高：持续性失效100 个 每1000辆车/项目10 50 个 每1000辆车/项目9高：经常性失效 20 个 每1000辆车/项目8 10 个 每1000辆车/项目7中等：偶然性失效 5 个 每1000辆车/项目6 2 个 每1000辆车/项目5
34、1 个 每1000辆车/项目4低：相对很少发生的失效 0.5 个 每1000辆车/项目3 0.1 个 每1000辆车/项目2极低：失效不太可能发生0.01个 每1000辆车/项目11/21/202245DFMEADFMEA现行的设计控制现行的设计控制（1 1）现行采用的设计控制现行采用的设计控制把设计控制比喻成预防潜在失效变成现实或减少其出现可能性的防线。现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所彩的那些措施，如： -工程计算 -材料试验 -设计评审 -台架试验 -可行性评审 -各种设计验证方法 -样件制造与试验 -道路试验 -车队试验等等1/21/202246（2）现行设计控制的种类把设计控
35、制按优先采用的顺序，分成三种，形象地比喻为三道防线。-防止起因或机理的发生或减少频率-查出原因/机理，采取措施 在只知失效模式，而对造成该失效模式的原因/机理不清的情况下，找出造成该失效模式的潜在原因/机理。-查明失效模式 在不清楚潜在的失效模式情况下，找出可能的失效模式。优先运用第种方法，其次第种方法，最后第种方法。 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，或通过分析方法或通过物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。DFMEADFMEA现行的设计控制现行的设计控制1/21/202247（3 3）现行设计控制的采用现
36、行设计控制的采用没有任何设计控制，设计将具有很大盲目性，风险极没有任何设计控制，设计将具有很大盲目性，风险极大。大。 - -从时间角度考虑，设计控制采取的越早越好。这将从时间角度考虑，设计控制采取的越早越好。这将有利于失效的早期识别和预防，降低开发成本，缩短有利于失效的早期识别和预防，降低开发成本，缩短开发周期，降低风险。开发周期，降低风险。 - -用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。制。DFMEADFMEA现行的设计控制现行的设计控制1/21/202248设计控制方法有效性的评估设计控制方法有效性的评估探测度是指零部件子系统、系统在投产
37、前，用第探测度是指零部件子系统、系统在投产前，用第 种设计种设计控制方法来探测潜在的失效原因控制方法来探测潜在的失效原因/机理（设计薄弱部分）的机理（设计薄弱部分）的能力，或用第种设计控制方法探测可发展为后续的失效能力，或用第种设计控制方法探测可发展为后续的失效模式能力的评价指标。模式能力的评价指标。详见探测度的推荐评价准则表详见探测度的推荐评价准则表备注：评估探测度时：备注：评估探测度时： -首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因/机理。机理。 -其次应评价其检出失效模式的有效性其次应评价其检出失效模式的有效性 -正确选择试验条件
38、，增加试验样品的数量，能提高设计控制方正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性。法的有效性。DFMEADFMEA探测度（探测度（D D）1/21/202249推测的DFMEA探测度评价准则探测度准则：设计控制可能探测出来的可能性探测度定级绝对不肯定设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，或根本没有设计控制10很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式9极少设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式8很少设计控制有很少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式7少设计控制有较少的机会能找出潜在的起因/机
39、理及后续的失效模式6中等设计控制有中等的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式5中上设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式4多设计控制有较多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式3很多设计控制有很多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式2几乎肯定设计控制几乎肯定能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式11/21/202250DFMEADFMEA风险顺序数（风险顺序数（PPNPPN）RPNRisk Priority NumberRPNRisk Priority Number -潜在失效的风险评估潜在失效的风险评估 RPN=（S）（）（O）（）（D）；）；用它来
40、表示设计风险的度量，用它来表示设计风险的度量，RPN的数值的数值11000之间；之间；RPN值为解决问题的优先顺序提供参考。值为解决问题的优先顺序提供参考。当当RPN相近的情况下，应优先注意相近的情况下，应优先注意S大的失效模式，以及大的失效模式，以及S和和O都较大的失效模式。都较大的失效模式。如如RPN值很高，设计人员必须采取纠正措施；值很高，设计人员必须采取纠正措施； 不管不管RPN多大，只要多大，只要S高时，就要引起特别注意。高时，就要引起特别注意。1/21/202251DFMEADFMEA建议措施建议措施对失效模式风险评估结果，由小组讲座决定是否要采取措施，对失效模式风险评估结果，由小
41、组讲座决定是否要采取措施，采取哪些措施。采取哪些措施。措施是针对产品设计的措施。措施是针对产品设计的措施。 - -产品设计的产品设计的FMEAFMEA中的措施不应包括在制造、装配过程的措施中的措施不应包括在制造、装配过程的措施 - -不能依赖过程检验的强化措施。不能依赖过程检验的强化措施。采取措施的目标是降低潜在失效风险，即降低失效模式的严重采取措施的目标是降低潜在失效风险，即降低失效模式的严重度（度（S S）、）、频度（频度（O O）和探测度（和探测度（D D）。）。降低严重度降低严重度S S - -只有通过修改设计，使失效模式改变或不出现只有通过修改设计，使失效模式改变或不出现1/21/2
42、02252DFMEADFMEA建议措施建议措施降低频度降低频度O O - -只有通过修改设计消除失效原因或减少其原因发生只有通过修改设计消除失效原因或减少其原因发生降低探测度降低探测度DD - -应采取更有效的设计控制方法，由第三种控制方法改变为第二应采取更有效的设计控制方法，由第三种控制方法改变为第二种控制方法，由第二、三种方法改变为第一种控制方法。种控制方法，由第二、三种方法改变为第一种控制方法。采取措施的情况，以及纠正后的采取措施的情况，以及纠正后的RPNRPN。简要记下措施实施的情况及日期。当明确了纠正措施后，重新简要记下措施实施的情况及日期。当明确了纠正措施后，重新估计估计S S、O
43、 O、D D值，并计算出新的值，并计算出新的RPNRPN。小组将最终确定采取的设计措施（设计改进和新的控制措施）。小组将最终确定采取的设计措施（设计改进和新的控制措施）。1/21/202253DFMEA-DFMEA-跟踪跟踪v 任何建议措施都应有具体的负责人和规定的完成日期；v 小组和主管设计的人员要对此负责到底。v DFMEA是一种动态文件，它应体现最新的设计思想，包括投产后发现问题而采取的设计修改而进行新的FMEA。v 由设计主管工程师负责保证所有建议的措施得到实施。建议措施的落实是十分重要的，任何建议措施都应有具体的负责人和规定的日期，小组和设计主管工程师要对此负责。v DFMEA是一个
44、动态文件，随着设计的修改和过程的完善，PFMEA也要进行不断的修订与完善，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。1/21/202254第三章第三章 制造与装配过程的制造与装配过程的FMEAFMEA一、一、PFMEA PFMEA 的准备工作的准备工作1.1.DFMEADFMEA的工作不包含在的工作不包含在PFMEAPFMEA中中PFMEAPFMEA有可能成为有可能成为DFMEADFMEA中对可制造性和装配性问题的补中对可制造性和装配性问题的补充，应该反馈到充，应该反馈到DFMEADFMEA中去。中去。PFMEAPFMEA的准备工作可以包括：的准备工作可以包括：- -建立
45、小组建立小组- -必须的资料必须的资料1/21/202255第三章第三章 制造与装配过程的制造与装配过程的FMEAFMEA一、一、PFMEA PFMEA 的准备工作的准备工作2.2.PFMEAPFMEA必须的资料：必须的资料：- -过程流程图；过程特性矩阵表；过程流程图；过程特性矩阵表；- -动作风险分析；动作风险分析；- -现有类似过程现有类似过程FMEAFMEA资料；资料；- -现有的类似的过程现有的类似的过程FMAFMA资料；资料；- -特殊过程特性明细表；特殊过程特性明细表；- -工程规范工程规范- -表格：可采用表格：可采用QS-9000QS-9000的的FMEAFMEA手册推荐的表
46、格。手册推荐的表格。1/21/202256过程过程FMEAFMEA的开发的开发 负责过程的工程师掌握一些用于过程FMEA准备工合适的文件是有帮助的。FMEA从列出过程期望做什么和不期望做什么的清单，即过程意图开始。 过程FMEA应从一般过程的流程图开始。这个流程图应明确与每一工序相关的产品/过程特性。如果有的话，从相应的设计FMEA中明确的一些产品影响后果应包括在内。用于FMEA准备工作的流程图的复制件应伴随着FMEA。 FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。1/21/202257FMEAFMEA填写表头填写表头包括FMEA编号，系统、子系统或零部件名称及编号，设计负责人，编
47、制人，年型/车型，关键日期，FMEA日期，核心小组名单。 -所谓关键日期是指初次完成PFMEA的日期，该日期的期限是正式生产之前。1/21/202258开始开始FMEAFMEA1.PFMEA-1.PFMEA-过程功能过程功能/ /要求要求v简要描述被分析的过程简要描述被分析的过程/ /工序，如车、钻、攻丝、焊接、工序，如车、钻、攻丝、焊接、装配等。装配等。v尽可能短地说明该工艺过程尽可能短地说明该工艺过程/ /工序的目的；工序的目的；v如果该过程包括有多项不同的失效模式的工序，则这些如果该过程包括有多项不同的失效模式的工序，则这些工序单独列出。工序单独列出。v如：如： - -把中间轴装入变速箱
48、箱体；把中间轴装入变速箱箱体； - -把变速箱盖装上变速箱箱体，等。把变速箱盖装上变速箱箱体，等。1/21/202259开始开始FMEAFMEA2.PFMEA-2.PFMEA-潜在失效模式潜在失效模式（1 1）定义定义v潜在的过程失效模式是指过程可能发生的不能达到过程功能要求或过潜在的过程失效模式是指过程可能发生的不能达到过程功能要求或过程设计意图的问题的表现形式。程设计意图的问题的表现形式。 - -是对具体工序不符合要求的描述；是对具体工序不符合要求的描述； - -所谓所谓“潜在潜在”是指可能发生，也可能不发生。是指可能发生，也可能不发生。 - -一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时
49、的潜在失效问题一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在失效问题 - -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考虑的范围。产生误操作的问题也是考虑的范围。v可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序潜在失可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序潜在失效后果；效后果；v对应特定工序列出每一个失效模式；对应特定工序列出每一个失效模式； - -假设失效可能发生假设失效可能发生1/21/202260开始开始FMEAFMEA（2 2）. .过程失效模式的种类过程失效模式
50、的种类v失效模式的两种类型：失效模式的两种类型： I I类：不能完成规定的功能类：不能完成规定的功能 - -如：零件超差，错装。如：零件超差，错装。 IIII类：产生了非期望功能类：产生了非期望功能 - -如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生有害气如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生有害气体、过大的噪声、振动，过高的温度、粉尘、刺眼的光线等等。体、过大的噪声、振动，过高的温度、粉尘、刺眼的光线等等。1/21/202261开始开始FMEAFMEA（3 3）. .过程失效模式分析过程失效模式分析v对有非期望功能发生的情况下，应检查在功能栏中是否对对有非期望功能发生的情况下，应检