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1、1 POTENTIAL FAILURE MODE ANDEFFECTS ANALYSIS 潜在的失效模式及后果分析 （第三版） FMEA21993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 3 鉴定发生错误的事件 试列举实例，说明哪些事件、情况、过程、创新发生了错误或出现了问题。4 试列举一些产生错误状况或出现问题的原因。5 试建议有哪些预防措施，可以避免造成这些错误或出现问题的后果。6“早知道 就不会 ” 早知道 作好防震设计 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全厂大停电早知道 不滥砍滥伐 就不会造成泥石流早知道 作好桥梁维护 就不会造成大桥倒塌有
2、些 早知道早知道 是必需的!有些 就不就不会会是不允許发生的核能电站、水库、卫星、飞机. 有效运用 FMEAFMEA 可減少事后追悔。7”我先我先 所以沒有所以沒有 ” ” 我先看了天气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沒有被駭客入侵有些 我先我先 是必需的!有些 所以沒有所以沒有 是預期可避免的核能电站、水库、卫星、飞机.有效运用 FMEAFMEA 可強化事先預防8 FMEA 的演变1 FMEA 在1950年由格魯曼公司提出, 用在飞机发动机系統的失效分析。 2.波音與馬丁公司在1957年正式编訂FMEA的作业程序,列在其工程手冊中。 3.6
3、0年代初期,美太空总署將FMEA成功的应用于太空计划。美军同时也开始应用FMEA技术,并于1974年出版MIL-STD -1629 FMECA作业程序。 4.1980修改為MIL-STD-1629A，延用至今。 5.1985年由国际电工委員会IEC出版之 FMECA 国际标准IEC812 , 即參考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。9 第一部分 FMEA的概念10 1、 失失 效效 的的 定定 义义 失效为一件裝备，裝备的組件或一件結构发生任何形状、 尺寸或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。 11软件失效 2 - 4 項物品机能因老化 、退化或不稳定而
4、不能滿足原设定的要求标准，所以失效現象及研判准則必須量化。2、 物品直接表現失效的形式 1. 实体破坏：硬式失效2. 操作功能中止3. 功能退化4. 功能不稳定12 3、什么是FMEAn在产品设计和过程设计阶段，对构成产品的系统、子系统和零件，对构成过程的工序逐一逐一进行分析，找出所所有的有的潜在的失效模式，并分析可能的后果，从而在事先事先采取必要措施，以提高产品的质量和可靠性的一组系统活动。13FMEA是一种系统的分析方法，是一种能够识别并消除潜在失效危害的专门技术。14 4、FMEA的好处在方法上可以促使系统地、彻底地发现潜在问题，避免在设计和生产中产生缺陷；对所有致命缺陷有目的的跟踪；减
5、少事后更换产品的费用和浪费的时间。15发现、认可并评价产品/过程中潜在的失效及可能的后果。确定能够避免或减少这些潜在失效发生机会的措施。将全部过程文件化。FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。166、进行FMEA的三种基本情形新设计、新技术、新过程。FMEA的范围是全部设计/技术/过程。对现有设计/过程的修改。FMEA的范围是修改和由于修改可能产生的影响。现有的设计或过程用于新的环境。FMEA的范围是新的环境对它的影响。177、分析问题的基本方法借助经验的反馈。用挑剔的眼光分析可能发生的问题。18子系统 功能要求 潜在失效模式 潜在失效后果严重度S级别潜在失效起
6、 因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成 日期措施结果预防探测采取的措施SOD 功能、特性或要求是什么？后果是什么?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?发生的 频率如何?怎样能得到预防和探 测?该方法在探测 时有多好? 能做些什么? 设计更改 特殊控制 标准程序或 指南的更改 功能、特性或要求是什么？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后 果 是什么?有多糟糕?起因是什么?发生的 频率如何?怎样能得到预防和探 测?该方法在探测 时 有多好?能做些什么? 设 计 更改 特 殊 控制 标准程序或
7、指 南 的更改子系统 功能要求 潜在失 效 模式 潜在失 效 后果严重度S级别潜在失效起 因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目 标 完成 日期措施结果预防探测采取的措施SO 8、潜在失效模式及后果分析、潜在失效模式及后果分析 流程流程19 9、FMEA的基础尽管在工作准备中，每项职责必须明确到个人。尽管一个人的视野很宽，他可以从一边移到另一边，但只有依靠集体依靠集体的视野才能综观全局。20 10、FMEA小组只有每个人都尽可能的提出自己对解决问题的看法与观点、才能发现并避免所有潜在的缺陷。应从不同的与重大问题有关的专业部门选择专家组成FMEA小组，如：设计、制造、装配、售后、质
8、量、可靠性部门等。21要求小组成员具备自发性和创造性；小组的大小最好是八个人。张建中22 小组的行为准则合作的态度；接受以前不熟悉的解决问题的方法；愿意改变以前的工作方法；参与创造一个富有创造性的环境；熟悉产品/过程并掌握了大量的问题；能够提供和接受资料。2311、实施步骤:确定产品/过程的功能；功能；发现产品/过程中潜在的失效失效；评价失效的后果后果；记录现行的控制方法；找到能够避免或减少潜在失效的措施措施；评价措施的效果。张建中2412、由谁做小组活动，责任单位的主管工程师组织，主动联系所有有关部门代表参加；责任单位可能是整车厂、组织、供方；每项职责要落实到个人；对有专有权的设计，可能由组
9、织制定。25 13、什么时候做强调及时性，时间性是最重要的因素之一指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。是在失效模式被无意纳入设计产品之前进行。26 14、跟踪 采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪，对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。 措施应传递到所有受影响的部门。 一个经过彻底思考、周密开发的FMEA，如果没有积极有效的预防/纠正措施，其价值将是非常有限的。27 确保措施得到实施： 对设计、过程及图样进行评审，以确保建议的措施得到实施， 确认更改已纳入到设计/装配/制造文件中， 对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划进行评审。张建中2815、DF
10、MEA的时机 在设计概念最终形成时或之前开始；在产品开发各个阶段、当设计有变化或得到其它信息时应及时不断的修改；是一个动态文件；在最终产品加工图样完成之前全部结束。29 16、PFMEA的时机在生产工装准备之前开始；在过程可行性分析阶段或之前开始；要考虑从单个零件到总成的所有制造工序；在新车型或零件项目的制造计划阶段；对新工艺或修改过的工艺进行早期评审时。3017、怎样做对所有可能的缺陷系统分类(找足)；根据对顾客的影响评定缺陷(分等)；确定原因(寻根)；评定工作规定的规范和工序控制(比照)；31 怎么做评定缺陷产生的可能性(概率)；确定合适的设计、生产和检验的技术措施(对策)；确定职责；重新
11、评定缺陷和防止措施；确认。323318、最佳的FMEA流程SFMEA设计正常不必进行DFMEA产品设计认可采取相应措施生产控制DFMEA采取相应措施PFMEAQFD34 第二部分 设计FMEA35设计FMEA是由负责设计的工程师/小组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相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。36 1、目的发现、评价产品设计中潜在的失效及可能的后果。张建中37 2、范围 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。 所有新部件、更改过的部件、以及使用或环境变化了的沿用部件。38 3、形式规范化、文件化394、应针对以下问题提出答案这个设计
12、为何无法发挥原先设想的功能？哪些情况会导致设计无法达到预定的功能？张建中40 5、作用 设计FMEA为设计过程提供支持，它以如下的方式降低失效（包括产生不期望的结果）的风险：为客观地评价产品设计，包括功能要求及设计方案，提供帮助；有助于评价制造、装配、服务和回收要求所做的设计； 41通过对潜在失效模式的分析，要充分考虑FMEA对系统和车辆运行影响 ；为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划，提供更多的信息；42为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式； 根据失效模式对顾客的影响排序，建立设计改进、开发和试验分析的优先控制系统； FMEA资料库；为将来的分析研究提供参考。43 最终使用者
13、； 整车或更高一级总成设计的工程师/设计组； 在生产过程中负责生产、装配和售后服务的生产/工艺工程。哪么谁是本组织的顾客？6、关于顾客的定义44 7、与PFMEA的关系 设计与制造/装配的要求是相互联系的。DFMEA在体现设计意图时、应保证制造/装配能实现设计意图。制造过程中的失效模式不包含在DFMEA中，而是由PFMEA解决。张建中45 DFMEA不能靠过程控制来克服设计中的潜在缺陷，但是必须考虑过程中技术/体力的限制如： 必要的拔模斜度； 要求的表面处理、材料硬度； 装配空间、工具可接近性； 公差、过程的能力/性能。46 设计FMEA还应该考虑产品维护(服务）及回收的技术/身体的限制 例如
14、：工具的可接近性；诊断能力；材料分类符号（用于回收）；478、DFMEA的开始:应从列出设计希望做什么及不希望做什么开始如: 通过QFD得到的设计要求、顾客需求产品可靠性和质量目标产品的使用环境类似产品的资料初始工程标准和特殊特性明细表期望特性的定义愈明确，就愈容易识别潜在的失效模式，采取纠正措施。张建中48DFMEA应从所要分析的系统、子系统或零件的框图开始。框图说明了分析中包括的各项目间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。4950所要分析的系统、子系统或零件的框图: 开关开/关C灯罩A灯泡总成D极板E电池B弹簧F51 翻开FMEA工作手册各小组阅读即将设计并制造的产品的相关信息。在小组内指
15、定开发本产品DFMEA所需要的职位/角色，如有必要，小组成员可以担任一个以上的角色。52 从列出设计意图开始，明确期望的特性识别潜在失效模式采取纠正措施写入专用表格 DFMEA的开发53张建中54551)FMEA编号：本文件的编号2)系统/子系统/零件的名称及编号推荐一种项目、功能和失效模式树图： 56573)设计责任：整车厂、部门、小组4)编制者：姓名、电话、所在公司名称。585)年型/车型：是预期的年型6)关键日期：FMEA初次预定完成的日期，不能超过计划的设计的发布日期7)FMEA日期：原始稿编制日期及最新修改日期8)核心小组：所有人员599). 项目/功能填入被分析项目的名称和编号说明
16、这个项目要满足设计意图的功能一个零件的功能可能是多项的，若有不同的失效模式，功能必须全部单独列出一个产品可以产生顾客期望的功能，有时还会产生非期望的功能对维修性、服务的要求也应列入功能项目中6010). 潜在失效模式:是有可能未达到设计意图的形式它可能引起更高一级系统、子系统的潜在失效也可能是低一级零件潜在失效的影响后果对一个特定项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式61前提是这种失效可能发生，但不是一定发生所有条件下的失效模式都应考虑，包括只在特定条件下发生的模式典型的失效模式：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂 、不传输扭矩、打滑（不能承受全部扭矩）、无支撑（结构的）、支撑不足
17、（结构的）、刚性啮合、脱离太快、信号不足、信号间断、 无信号、漂移6211). 潜在失效后果后果是失效模式对系统功能的影响，如同顾客的感受一样要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果要清楚说明此功能是否影响安全性或与法规不符合63不同级别之间存在系统层次上的关系。比如一个零件的断裂可能引起总成的振动，从而导致系统的间歇性运行，引起性能下降，最终导致顾客不满意。典型的失效后果：噪音、工作不正常、外观不良、不稳定、间歇性工作、粗糙、不起作用、工作减弱、异味、不符合法规、泄漏 6412)严重度(S)一旦失效模式发生，对后序的零件/子系统/系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标仅适用于后果后果只
18、能通过修改设计来减少严重度级别数值评估分为1到10级张建中65后果 评定准则严重度无警告严重危害这是一种非常严重的失效模式,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有警告严重危害这是一种非常严重的失效模式,它是在具有失效预兆的前提下发生的,影响到行车安全和/或不符合政府的法规9很高车辆/项目不能正常运行(丧失基本功能)8高车辆/项目可运行,但性能下降,顾客非常不满意7中等车辆/项目可运行,但舒适/方便性不行,顾客不满意6低车辆/项目可运行,舒适/方便性性能下降，顾客有些不满意5很低配合和外观等项目不舒服,75%以上顾客感觉有缺陷4轻微配合和外观等项目不舒服,50%以上
19、顾客感觉有缺陷3很轻微配合和外观等项目不舒服,25%以下顾客感觉有缺陷2无无可识别的后果16613)级别:对可能要附加的设计或过程控制的产品特殊特性的分级，如关键、主要、重要、重点等。需要特殊控制的对象用符号在本栏中注明，并在建议措施栏中记录。链接到PFMEA，也相应标明。6714) 失效的潜在起因/机理起因是指设计薄弱部分的迹象，其结果是失效模式。不要把外因作为分析目标，比如道路、气温等。因为其难以控制。尽可能列出每一个失效模式的每一个原因和机理，并简明列出，以便有针对性的采取补救的努力。68典型的失效原因可能是：规定的材料不对设计寿命估计不当应力过大润滑能力不够维护说明书不充分/不当计算错
20、误软件规范不当表面精加工规范不当行程规范不当规定的磨擦材料不当过热规定的公差不当 69典型的失效机理可能是：屈服材料不稳定蠕变磨损锈蚀疲劳化学氧化 电移70要问五个为什么:数控机床的控制板故障: 为什么？线路板损坏 为什么？降温不好 为什么？空气太少 为什么？压力太低 为什么？滤网结尘埃 解决办法是每月清扫滤网7115). 频度(O)某一特定失效原因/机理在设计寿命内出现的可能性。要通过设计更改来消除或控制原因/机理是降低频度数的惟一途径。评估分为1到10级。应采用一致的规则，以保持连续性。是一个相对的级别，它不一定反映实际出现的可能性。72在确定此值时，需考虑以下问题：类似的部件、子系统或系
21、统的维修史/现场经验如何？部件是沿用先前水平的部件、子系统或系统还是与其相类似？相对于先前水平的部件、子系统或系统变化有多显著？73部件是否与先前水平的部件有着根本的不同？部件是否是全新的？部件的用途是否有变化？环境有何变化？针对该用途，是否采用了工程分析（如可靠性）来估计其预期的可比较的频度数？是否采取了预防性控制措施？74失效发生可能性可能的失效率频度数很高：持续性失效100个 每1000辆/项目10 50个 每1000辆/项目9高：经常性失效 20个 每1000辆/项目8 10个 每1000辆/项目7中等：偶尔发生的失效 5个 每1000辆/项目 6 2个 每1000辆/项目 5 1个
22、每1000辆/项目 4低：相对很少发生的失效 0.5个 每1000辆/项目3 0.1个 每1000辆/项目2极低：失效不太可能发生100个 每1000件1050个 每1000件9高:经常性失效20个 每1000件810个 每1000件7中等:偶然性失效5个 每1000件62个 每1000件51个 每1000件4低:相对很少发生的失效0.5个 每1000件30.1个 每1000件2极低:失诳不太可能发生0.01个 每1000件112316). 现行过程控制是对尽可能防止失效模式或其起因的发生或者探测将发生的失效模式及机理的控制的描述这些方法可以是防错夹具、统计过程控制方法或过程的评价等评价可以在
23、目标工序或后续工序进行。 124对于过程控制，本手册中的过程FMEA表中设有两栏（即单独的预防控制栏和探测控制栏），以帮助小组清楚地区分这两种类型的过程控制。这便可迅速而直观地确定这两种过程控制均已得到考虑。最好采用这样的两栏表格。12517). 探测度(D)是指在零部件离开制造工序或装配工序前，按第二种现行过程控制方法找出失效原因过程缺陷的可能性的评价指标/或找出后序发生的失效模式的可能性的评价指标。有1-10级张建中126探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度几乎不可能绝对不能探测ABC10很微小控制方法可能探测不出9微小控制有很少的机会能探测8很小控制有很少的机会能探测7小控制可能能
24、探测6中等控制可能能探测5中上控制有较多机会能探测4高控制有较多机会能探测3很高控制几乎肯定能探测2很高肯定能探测 1127A：防错 B：量具 C：人工检验降低探测度应采用有效的过程控制方法，由第二种控制方法改变为第一种控制统计抽样检查是一种有效的探测控制方法，不能认为100%检查具有高的探测度张建中12818).风险顺序数(RPN)RPN=S O D如果RPN数值很高，必须采取纠正措施。不管RPN大小如何，当S高时应特别注意。张建中12919).建议措施有目的的采取排队措施，优先解决向其它部门提出建议和对所有措施跟踪都是很重要的措施。修改设计和/或工艺过程以减少严重度数、减少失效发生的可能性
25、和增加探测失效的可能性。张建中130用提高监控能力改善产品质量不经济。增加检验次数不是积极的纠正措施推荐SPC管理以预防缺陷为主，而不是探测缺陷。张建中13120).责任:写入责任人和预计完成日期。13221).采取的措施实施一项措施后，简要记载具体执行情况和生效日期。13322). 纠正后的RPN重新评定潜在的失效原因，并计算RPN值。134 跟踪通过跟踪验证保证措施的实施体现FMEA是一个不断完善和发展的文件通过评审工程图样，过程/产品规范以及过程流程图确认这些已经反映在装配/生产文件中评审控制计划和作业指导书保证事项明确措施实施135.是是否考虑了类似零件的FMEA.是是否使用三大公司手
26、册制定了过程FMEA所所有影响配合、功能、耐久性、安全性和法规的操作是否已被识别并排序是是否对已发生事件和保修数据进行了评审对对高风险序数的项目是否已计划并采取了适当的纠正措施对对高严重度数的项目是否已计划并采取了适当的纠正措施纠纠正措施完成后是否修改了以上两个序数对对有下一步组装的产品，在影响上是否考虑了顾客在在制定FMEA时是否借助于保修信息，顾客的抱怨是是否将原因描述为能控制的事物在在找出主要因素时,是否规定在下一操作前对原因进行了控制.检查清单张建中136有效FMEA的八种特性在设计过程中，所有的特殊特性都被讨论到。要有最初算出的RPN值。“高”要有明确的定义。所有高的RPN值的项目，要有纠正措施。137要有防错的方法。要重新计算RPN值。FMEA会产生新的RPN值，就是有更新。如果RPN值还是很高，在控制计划和操作人员说明书中必须特别说明。138PFMEA质量目标过程改进高风险失效模式控制计划综合吸取的教训特殊或关键特性时间性小组文件时间的使用