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1、潜在失效模式和后果分析FMEA 潜在失效模式和后果分析：潜在失效模式和后果分析：Failure Mode and Effects AnalysisFailure Mode and Effects AnalysisFEMAFEMA是一组系统化的工作，其目的是：是一组系统化的工作，其目的是：l发现、评价产品发现、评价产品/ /工程中潜在的失效及后果；工程中潜在的失效及后果；l找到能够避免或减少这些潜在失效的措施；找到能够避免或减少这些潜在失效的措施；l将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入；将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入；FEMAFEMA的发展史的发展史lFEMAFEMA起源于起源于6
2、060年代航天航空工业项目。年代航天航空工业项目。l19741974年美军海军首先将它用于军事项目合约。年美军海军首先将它用于军事项目合约。l19701970年，汽车工业将年，汽车工业将FMEAFMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。项目的一部分。l19801980年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生，年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生， 使使FMEAFMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。成为降低事故的不可或缺的重要工具。l19931993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的，美汽年包括美国三大汽
3、车公司和美国质量管理协会在内的，美汽车工业行动集团组织采用、编制车工业行动集团组织采用、编制FMEAFMEA参考手册。参考手册。墨菲定律墨菲定律l如果做某件事有两条或多条途径，并且其中一条会产生灾难性后如果做某件事有两条或多条途径，并且其中一条会产生灾难性后果，然而总会有人误入这一条途径果，然而总会有人误入这一条途径l推论为：推论为： 1.1.如果某事能导致错误，这种错误必将会发生。如果某事能导致错误，这种错误必将会发生。 2.2.当某事导致错误时，可能会造成巨大损失。当某事导致错误时，可能会造成巨大损失。 3.3.失效最终与最简单的原因相关。失效最终与最简单的原因相关。l只要存在失效的可能，
4、如果时间足够长，这种失效迟早会发生只要存在失效的可能，如果时间足够长，这种失效迟早会发生l凡事总是等到潜在失效损失最大化时发生凡事总是等到潜在失效损失最大化时发生l失效经常是混合的和凝聚的。最终的灾难一般是起始于某些不显失效经常是混合的和凝聚的。最终的灾难一般是起始于某些不显著的事件链的结果，失效耗尽了本身尚未失效的系统的其他部分。著的事件链的结果，失效耗尽了本身尚未失效的系统的其他部分。FMEAFMEA概要介绍概要介绍FMEAFMEA的应用的应用l设计设计FMEA:FMEA: - -针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。 -主要是设计工程师和
5、其小组应用主要是设计工程师和其小组应用l过程过程FMEA:FMEA: - -针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。 -主要是过程（制造）工程师和其小组应用主要是过程（制造）工程师和其小组应用FMEAFMEA的实施：的实施：l应该是应该是“事前事前”行动，而非行动，而非“事后事后”工作；工作； -D-FMEA-D-FMEA在设计（图纸、规范）完成之前，在设计（图纸、规范）完成之前， -P-FMEA-P-FMEA在过程设计确定之前。在过程设计确定之前。l全面的事先全面的事先FMEAFMEA分析，可容易、经济的进行早期更改。分析，可容易、经济的进行早
6、期更改。 -对产品规范对产品规范/ /过程方案和控制进行较容易、低成本的修改，减过程方案和控制进行较容易、低成本的修改，减轻事后修改的浪费和对进度的影响。轻事后修改的浪费和对进度的影响。lFMEAFMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。FMEAFMEA的基本概念的基本概念 “我先我先.所以没有所以没有”l我先我先看了天气预报看了天气预报所以没有所以没有淋成落汤鸡淋成落汤鸡l我先我先评估金融大楼高度评估金融大楼高度所以没有所以没有影响飞行影响飞行l我先我先设计电脑防火墙设计电脑防火墙所以没有所以没有被黑客入侵被黑客入侵 有些有些“我先我先”是必
7、需的！是必需的！ 有些有些“所以没有所以没有”是预期可避免的！是预期可避免的！ 有效运用有效运用FMEA可强化事先预防可强化事先预防APQP过程中FMEA使用的阶段 合同评审和项目计划确定顾客期望 计划质量第1阶段设计FMEA确定特殊特性，确定设计验证计划第2阶段设计验证计划和报告确定风险和可行性第2阶段生产工艺流程图把产品特性与生产过程相联系，明确特殊特性第3阶段开展过程FMEA揭示变差来源，最后确定特殊特性第3阶段设计失效模式和后果分析设计失效模式和后果分析DFMEADFMEA* * 分析对象：以系统、子系统或零部件为分析对象；分析对象：以系统、子系统或零部件为分析对象；* * 典型的设计
8、失效模式有：裂纹、变形、松动、泄露、短路（电器）、典型的设计失效模式有：裂纹、变形、松动、泄露、短路（电器）、 氧化、粘结、断裂等，应使用规范的专业术语；氧化、粘结、断裂等，应使用规范的专业术语；* * 典型的失效模式后果有：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、典型的失效模式后果有：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、 运行中断、粗糙、不起作用、异味、工作减弱等，是下一道工序或运行中断、粗糙、不起作用、异味、工作减弱等，是下一道工序或客客 户的感受；户的感受；* * DFMEADFMEA从严重度从严重度S S、频度频度O O、探测度探测度D D三个方面（分别三个方面（分别1-101-10分）对
9、失效分）对失效进行评价定级，并计算出进行评价定级，并计算出RPNRPN风险顺序数（风险顺序数（RPN= SRPN= SO OD D）；）；* * RPNRPN100100时，应采取后续改进措施；时，应采取后续改进措施； S8S8时，时，应采取后续改进措施；应采取后续改进措施； RPN100RPN100，S S8 8时，对时，对RPNRPN从大到小排序，针对前四位采取后续改进从大到小排序，针对前四位采取后续改进措施；措施； 注意，如顾客有要求，必须按顾客的规定。注意，如顾客有要求，必须按顾客的规定。1无无影响影响无无2配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，但配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符
10、合要求，但很少有顾客发现有缺陷（小于很少有顾客发现有缺陷（小于25）很很轻微轻微3配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，有配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷（一半顾客发现有缺陷（50）轻微轻微4配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，大配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，大多数顾客发现有缺陷（大于多数顾客发现有缺陷（大于75）很低很低5车辆（或系统）能运行，但舒适度或方便性项目性车辆（或系统）能运行，但舒适度或方便性项目性能下降，顾客感觉有些不舒服能下降，顾客感觉有些不舒服低低6车辆（或系统）能运行，但舒服性或方便性部件不车辆（或系统）能运行，但舒服性或
11、方便性部件不能工作，顾客感觉不舒服能工作，顾客感觉不舒服中等中等7车辆（或系统）能运行，但性能下降，顾客不满意车辆（或系统）能运行，但性能下降，顾客不满意高高8车辆（或系统）不能运行，丧失基本功能车辆（或系统）不能运行，丧失基本功能很高很高9这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆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发生的，并影响到行车安全或违反了政府的前提下发生的，并影响到行车安全或违反了政府的有关法规的有关法规有有警告的警告的严重危害严重危害10这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆地影响到行车安全或违反了政府有关
12、规定效预兆地影响到行车安全或违反了政府有关规定无无警告地警告地严重危害严重危害严重度评分严重度评分后果的严重度后果的严重度后果后果严重度评价准则严重度评价准则频度评价准则频度评价准则失效发生的可能性失效发生的可能性可能的失效率可能的失效率频度评分频度评分很高：失效几乎是不可避免的很高：失效几乎是不可避免的1/2101/39高：反复发生的失效高：反复发生的失效1/881/207中等：偶尔发生的失效中等：偶尔发生的失效1/8061/4005低：相对很少发生的失效低：相对很少发生的失效1/200041/150003极低：失效不大可能发生极低：失效不大可能发生1/15000021/5000001探测度
13、评价准则探测度评价准则探测性探测性由设计控制可探测的可能性由设计控制可探测的可能性探测度探测度绝对不肯定绝对不肯定设计控制将不能或不可能找出潜在的起因设计控制将不能或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式或根本机理及后续的失效模式或根本无法设计控制无法设计控制10很极少很极少设计控制只有很极少的机会能够找出潜在起因设计控制只有很极少的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式9极少极少设计控制有极少的机会能够找出潜在起因设计控制有极少的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式8很少很少设计控制有很少的机会能够找出潜在起因设计控制有很少的机会能够找出
14、潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式7少少设计控制有少的机会能够找出潜在起因设计控制有少的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式6中等中等设计控制有中等的机会能够找出潜在起因设计控制有中等的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式5中上中上设计控制有中上的机会能够找出潜在起因设计控制有中上的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式4多多设计控制有较多的机会能够找出潜在起因设计控制有较多的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式3很多很多设计控制有很多的机会能够找出潜在起因设计控制有很多的机会
15、能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式2几乎肯定几乎肯定设计控制有几乎肯定的机会能够找出潜在起因设计控制有几乎肯定的机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式机理及后续的失效模式1设计设计DFMEADFMEA应用举例应用举例理化试验报告12657117评定表明人口合适车身工程部和装配部门00-06-21利用辅助设计模型和喷头进行集体评审1124喷头入口的图样评定4车门板之间空间不够，容不下喷头7RPN282821122ODS23措施777增加集体评价，利用正式生产喷蜡设备和特定的蜡无增加实验室强化腐蚀实验并对蜡厚层试验设计增加实验室强化腐蚀实验21建议措施8277探测度整车
16、耐久性试验 T-118 T-109 T-301(18)现行控制用非功能喷头进行设计辅助调查整车耐久性试验T-118 T-109T-301224617频度混入的空气阻止蜡进入边脚部分蜡的配方不当蜡层厚度规定不足车门内板保护蜡上限太低(16)潜在失效起因/机理15页共3车身工程部和装配部门00-07-2128072872试验表明厚度合适DOE表明厚度在25内便可接受综合观察和试验验证蜡的上边界A.Tailor-车身工程00-06-2519672据结果(148号试验)上限提高125mA.Tailor-车身工程00-06-252947车门寿命降低导致：-因漆面生锈，使用户不满意-使车门内附件功能降低车
17、门内板下部腐蚀左前车门H8HXA.-上、下车-保护乘客免受天气/噪音/侧碰撞的影响a.车门附件(如后视镜/门锁/门铰链/及门窗升降器的支撑 b.为外观装饰项目提供适当的表面 c.喷漆和软内饰措施结果22责任及目标完成日期20风险顺序数15级别严重度(13)潜在失效后果(12)潜在失效模式(11)功能要求00-7-2（9）修订日期006-11(8)FMEA编制日期T-Fender汽车产品部，Shely生产部，J.Ford总装（Dalton,Fraser,Henley总装厂)(3)核心小组Tailor车身工程师(7)编制1(10)页码00918(5)关键日期199狮牌 4门/旅行车(2)车型年/类
18、型1234(6)FMEA编号车身工程师(4)设计责任01.03车身密封(1)项目名称过程失效模式和后果分析过程失效模式和后果分析PFMEAPFMEA* * 分析对象：以加工工艺过程的每道工序为分析对象；分析对象：以加工工艺过程的每道工序为分析对象；* * 典型的过程失效模式有：弯曲、粘合、毛刺、转运损坏、断裂、变形、脏污、典型的过程失效模式有：弯曲、粘合、毛刺、转运损坏、断裂、变形、脏污、安装调试不当、接地、开路、短路、工具磨损等；安装调试不当、接地、开路、短路、工具磨损等；* * 过程失效模式后果分两种：过程失效模式后果分两种： a.a.对下道工序而言：有无法紧固、无法钻孔对下道工序而言：有
19、无法紧固、无法钻孔/ /攻丝、无法加工表面、危害操作者、攻丝、无法加工表面、危害操作者、不配合、不连续、损坏设备等；不配合、不连续、损坏设备等； b.b.对最终使用者而言：有噪声、工作不正常、不起作用、不稳定、牵引动力、对最终使用者而言：有噪声、工作不正常、不起作用、不稳定、牵引动力、外观不良、粗糙、费力、异味、工作减弱、间歇性工作、车辆控制减弱等。外观不良、粗糙、费力、异味、工作减弱、间歇性工作、车辆控制减弱等。* * PFMEAPFMEA从严重度从严重度S S、频度频度O O、探测度探测度D D三个方面（分别三个方面（分别1-101-10分）对失效进行评价定分）对失效进行评价定级，并计算出
20、级，并计算出RPNRPN风险顺序数（风险顺序数（RPN= SRPN= SO OD D）；）；* * RPNRPN100100时，应采取后续改进措施；时，应采取后续改进措施； S8S8时，时，应采取后续改进措施；应采取后续改进措施； RPN100RPN100，S S8 8时，对时，对RPNRPN从大到小排序，针对前四位采取后续改进措施；从大到小排序，针对前四位采取后续改进措施； 注意，如顾客有要求，必须按顾客的规定。注意，如顾客有要求，必须按顾客的规定。1没有影响没有影响无无2产品破坏轻微，部分（少于产品破坏轻微，部分（少于100%）产品需要在生产线上原工位返）产品需要在生产线上原工位返工，工，
21、装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合要求，很少顾客发装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合要求，很少顾客发现有缺陷。现有缺陷。很轻微很轻微3产品破坏较轻，部分（少于产品破坏较轻，部分（少于100%）需要在生产线其他工位返工。）需要在生产线其他工位返工。装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷。有缺陷。轻微轻微4生产线破坏不严重，产品经筛选，部分（少于生产线破坏不严重，产品经筛选，部分（少于100%100%）需要返工，）需要返工，装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合要求，多数顾客发现有装配和涂装或尖响和卡嗒响等项目不符合
22、要求，多数顾客发现有缺陷。缺陷。很低很低5生产线破坏不严重，产品需要生产线破坏不严重，产品需要100%100%返工，车辆或系统能运行，但返工，车辆或系统能运行，但有些舒适性或方便性项目性能下降，顾客有些不满意。有些舒适性或方便性项目性能下降，顾客有些不满意。低低6生产线破坏不严重，部分（低于生产线破坏不严重，部分（低于100%100%）产品报废（不筛选），车）产品报废（不筛选），车辆辆/ /系统能运行，但舒适性或方便性项目失效，顾客感觉不舒适。系统能运行，但舒适性或方便性项目失效，顾客感觉不舒适。中等中等7生产线破坏不严重，产品需筛选部分（低于生产线破坏不严重，产品需筛选部分（低于100%10
23、0%）报废，车辆能）报废，车辆能运行，但性能下降，顾客不满意。运行，但性能下降，顾客不满意。高高8生产线严重破坏，可能生产线严重破坏，可能100%100%的产品得报废，车辆的产品得报废，车辆/ /系统无法运行，系统无法运行，丧失基本功能，顾客非常不满意。丧失基本功能，顾客非常不满意。很高很高9可能危害机器或装配操作者。潜在失效模式严重影响车辆安全运可能危害机器或装配操作者。潜在失效模式严重影响车辆安全运行和行和/或包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时有警或包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时有警告。告。有警告的有警告的严重危险严重危险10可能危害机器或装配操作者。潜在失效模
24、式严重影响车辆安全运可能危害机器或装配操作者。潜在失效模式严重影响车辆安全运行和行和/或包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时无警或包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时无警告。告。无警告的无警告的严重危险严重危险严重严重度度后果的严重度后果的严重度后果后果严重度评价准则频度评价准则21.501/150000很低：很少几次与几乎完全相同的过程有关很低：很少几次与几乎完全相同的过程有关的失效的失效31.331/15000低：很少几次与相似过程有关的失效低：很少几次与相似过程有关的失效60.831/80中等：一般与以前的有关失效有关，但不与中等：一般与以前的有关失效有关，但不与主要
25、比例的相类似的过程有关主要比例的相类似的过程有关51.001/40041.171/2000090.331/380.511/8高：一般与以前经常发生失效的过程有关高：一般与以前经常发生失效的过程有关1710频度频度1.671/1500000极低：失效不大可能发生，几乎完全相同的极低：失效不大可能发生，几乎完全相同的过程也未有过失效过程也未有过失效0.671/200.331/2很高：失效几乎是不可避免的很高：失效几乎是不可避免的Cpk可能的失效率可能的失效率失效发生的可能性失效发生的可能性1现行工艺控制方法找出失效模式的可能性可以肯定现行工艺控制方法找出失效模式的可能性可以肯定几乎肯定几乎肯定2现
26、行工艺控制方法找出失效模式的可能性很高现行工艺控制方法找出失效模式的可能性很高很高很高3现行工艺控制方法找出失效模式的可能性高现行工艺控制方法找出失效模式的可能性高高高4现行工艺控制方法找出失效模式的可能性中等偏上现行工艺控制方法找出失效模式的可能性中等偏上中上中上6现行工艺控制方法找出失效模式的可能性小现行工艺控制方法找出失效模式的可能性小小小7现行工艺控制方法找出失效模式的可能性很小现行工艺控制方法找出失效模式的可能性很小很小很小8现行工艺控制方法找出失效模式的可能性很微小现行工艺控制方法找出失效模式的可能性很微小微小微小9现行工艺控制方法找出失效模式几乎不可能现行工艺控制方法找出失效模式
27、几乎不可能很微小很微小10评价准则：在下一个或后续过程前，或零部件离开制造或评价准则：在下一个或后续过程前，或零部件离开制造或装配工位之前，利用过程控制方法找出缺陷存在的可能性。装配工位之前，利用过程控制方法找出缺陷存在的可能性。几乎不可能几乎不可能5现行工艺控制方法找出失效模式的可能性中等现行工艺控制方法找出失效模式的可能性中等中等中等探测度探测度评价准则：由过程控制可探测的可能性评价准则：由过程控制可探测的可能性探测性探测性探测度评价准则项目负责工程師作成王林确认张军关 鍵 日 期SOD RPN未及時加錫2每小時目測一480工程部2002/4/10 2 120电机转速变化2无控制8160工
28、程部2002/4/10 2 2402.浸錫时间过短假焊短路半焊8 帶速过高4每2 小 時測一次7224工程部2002/4/2081 432傳送帶角度变化1无控制864工程部2002/4/10板弯4IQC抽檢PCB加料5160生産部2002/3/84 1324.錫液溫度过高燒坏元件或印刷线路板10控制器故障3每2 小 时测一次錫溫390建议采取的措施責任者/目标完成日主印行动结果修订日期承认项目/功能潜在缺陷模式潜在缺陷影响严重度潛在缺陷原因发生概率現在的设计控制可侦知性RPNFMEA编号FMEA初始日期页码100第 页 共过程责任工程/ 品质 部朱恒2002-5-32002-3-10錫缸內加裝
29、液面高度感应器加转速表监控电机转速采取的行动增加感应器, 有高低錫面报警功已加转速表监控电机转速波峰炉焊接( 浸 錫)类别波峰焊过程F E M A宋松- 品质 部 王林- 品质工程师 王文龙 - 生产部蔡万利- 維修部1.錫面太低未焊接103.浸錫角度过小核心小组已加帶速控制器, SPC显 示过程受控, C PK1.50增加帶速控制裝置, 用SP C 控制无因此缺陷发生概率低, 且测 试难度大, 暂不 作处炉前Q C 逐 个 檢查短路增加 8 工程部每3 个工作日测一次传送帶角度炉前Q C 逐 个 檢查过程过程PFMEAPFMEA应用举例应用举例1、加深度限位器2、DOE确定粘度、温度、压力1、加速腐蚀试验2、无改善方法1、目测检查2、检查喷雾形状，清洗喷头、 膜厚检测1、整车耐抗试验2、试验现探测控制方法1、喷头不够深入2、喷头堵塞1、蜡层厚度不足2、蜡的配方不当失效原因车门寿命降低车门寿命降低失效后果在指定的表面喷蜡不足车门下板腐蚀潜在失效模式车门涂蜡车门功能PFEMADFEMAFEMA类别