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1、失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 主讲：主讲：宋老师1失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用以飞机制造业的发动机故障防范，取得较好成果。美国航空及太空总署(NASA)实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA。1、FMEA的历史及现状的历史及现状 FMEA现已被广泛用于飞机制造、汽车制造等多个领域。2失效实例举证失效实例举证-失效链失效链 不平道路引起的振动与车体扭转水箱支架断裂水箱后顷产生异响水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇括伤水箱
2、中冷却液泄漏冷却系过热汽车停驶发动机气缸损坏环境条件伴生模式最终模式根源模式中间模式最终模式3失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 依据由质量目标所制定的技术文件 根据经验 分析产品计划与生产工艺中存在的 弱点 可能产生的缺陷 以及这些缺陷产生的后果与风险在决策中采取措施加以消除2、FMEA的理解的理解4 QS9000明确规定FMEA是质量体系和设计控制要素中的要求。QS9000要求应使用APQP手册进行质量策划。而DFMEA和PFMEA又是APQP规定的输入、输出要素。同时PPAP手册也明确规定FMEA的要求。因此，FMEA是必须进行的一项活
3、动。QS9000要求中的要求中的FMEA5APQP与与FMEAAPQP第二章 产品设计和开发第三章 过程设计和开发2.1 DFMEA2.4 设计评审3.6 PFMEA6失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 3、FMEA的工作流程图缺陷的名 称缺陷被发现的概率建议纠正措 施潜在失效的后果缺陷产生的频 度缺陷产生的原因失效严重度评度想象中可能产生的缺陷想象中可能产生的缺陷7失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 4、FMEA基本思路 3-1 划分分析对象确定每一对象的分析内容 研究分析结果及处理措施制
4、作FMEA分析表 3-2 不仅要知道产品有哪些故障模式，而且还要依赖预知的能力设想将会有哪些故障模式，全部列出，分析后果，对风险较大的故障模式则预设补救措施，避免发生故障。 3-3 企图实现产品既定的设计和制造意图，自始至终不出差错地顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能的可靠性8失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 5、FMEA的目的 FMEA是一组系统化的相互作用的过程； 为产品相关部门提供了共享资源； 发现.确定和评价与产品有关的失效及其结果； 评价失效对顾客的潜在影响； 确定失效的起因,找出失效条件的变量,减少失效发生； 编制失效分
5、级表,形成考虑措施的优选体系； 对产品的结构设计作更改,减少缺陷的严重性； 提高发现缺陷的概率。9失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 6、FMEA的实施时机的实施时机 1当新的系统、产品或工序在设计；2现存的设计或工序发生变化时； 3当现在的设计、工序将被用于新的环境或场合时； 4完成一次纠正行动后； 5. 对系统FMEA，在系统功能被确定，但特定的设备选择前； 6对设计FMEA，产品功能已确定，但投入生产前； 7对工序FMEA，当初步产品的图纸及作业指导做成时；10失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Ana
6、lysis 7、FMEA的分类设计设计FMEA过程过程FMEA对象对象系统.子系统或零部件加工工艺过程的每道工序失效失效设计先天不足制造过程留下的缺陷人员人员设计工程师/设计小组制造主管/制造多方研究小组内容内容 对设计要求的评估； 对设计方案的相关权衡； 改进设计和开发试验的优先控制； 公开讨论中推荐和跟踪降低风险的措施； 对制造和装配要求的最初设计； 考虑与制造计划的生产过程有关的产品设计参数； 最大限度地保证产品能满足顾客的要求和期望。11 FMEA既然是设计工作的一部分，自然应该由负责设计的工程师或工程小组负责。但要完成好FMEA工作，非常关键的是要发挥集体的智慧。因此，FMEA的成功
7、必须依靠小组的共同努力。必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组。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）的部门也将被吸收参加小组的工作。FMEA的团队合作的团队合作12失效模式及后果分析8、FMEA的变量-严重度(S)严重度是潜在失效模式对顾客的影响后果的严重程度的评价指标. 基准评分感 覺 及 外 觀 的 不 良 機 能 的 故 障 安全 故 障 12較細心的客戶會抱怨 34一般的客戶會抱怨 對下一工程作業有影響但不致於出貨後造成裝配之故障抱怨 56所有客戶都會抱怨 78使客戶無法裝配使用或裝配後機能完全故障失
8、效 發生之缺點有不符合法令之慮 910發生之缺點極為嚴重危及安全，並違反政府法令，后果判断准则:后果的严重度严重度数无无警告严重危害没有影响可能危害机器或装配操作者110案例:13失效模式及后果分析9、FMEA的变量-失效发生频度(O)指具体的失效原因发生的频率 評 定 規 範 說 明 計分 出 現 與 上 下 限以 外 的 可 能 性 發生度極低 11 /5000 發生度甚低，制程在統計控制範圍內 21 / 2500 31 / 1000 發生度適中，通常與過去某項必然出現缺點之制程相似，制程能在統計控制範圍內 41 / 500 51 / 250 61 / 100 發生度適高，通常與過去某項必
9、然出現缺點之制程相似，制程能在統計控制範圍內 71 / 50 81/25發生度適極高，幾乎必然出現缺點 91/10101/5失效发生的可能性可能的失效率CPK频度数极低很高 1/1500000至 1/2 1.67至0.33110案例:14失效模式及后果分析10、FMEA的变量-探测度(D)指一项零件或组件已完成，离开该制造场所或装配场所之前，能否检出其己发生之缺点 不 易 探 測 數 評 分 規 範 計分 將有缺點之产品出 廠 之 機 率 可能性極小 由於性能上之不良，而被送出廠的可能性很低如 : 產品破裂，少點油墨，沒有印刷產品 11 / 5000 可能性極低 例如 : 少導電黑粒少色 KE
10、Y困气不熟缺料過熟雜質絲印花流墨飛墨色點黑粒崩金片變形欠油凹點油污 23451 / 25001 / 10001 / 5001 / 250 可能性有 例如 : 黑粒脫落，耐磨擦油墨脫落 6781 / 1001 / 501 / 25 可能性較高 例如 : 色差 (如不同型號混在一起) 91/10可能性高 例如 : 雜質污染 101/5探测度评价准则:被发现的可能性被发现的概率几乎肯定几乎不可能已知模式没有已知模式110案例:15失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 11、FMEA的参数-风险系数(RPN)风险系数=严重度数失效产生频数度缺陷被发现的
11、概率 即: RPN= SO D 当失效模式按RPN值排出先后次序后,应首先对排列在最前面的事和最关键的项目采取纠正措施. 新产品须优先改善 1) RPN 值 100 以上者 2) 严重度 9 10 者 量产后也须本着持续改善之精神，着眼于事前预防 PFMEA 修订周期 : 原则上以量产后每 6 个月做一次修改 16失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 12、FMEA的表达式工程功能要求事项潜在的故障形态故障的潜在性影响严重度S分类故障的潜在性原因/结构发生度O现工程管理探测度D风险系数PRN建议措施事项责任及目标完成预定日措施结果采取措施内容严
12、重度发生度控测度风险系数 FMEA編號: 項目名稱: 責任部門: 編制: 型 號: 關鍵日期: DFMEA日期(編制): (修訂) 主要參加人: 17案例:失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 工序功能潛在缺陷模式潛在缺陷原因嚴重度S類別潛在缺陷原因發生概率0現行工序控制可偵測度DRPN推薦行動責任者目標完成日行動結果採取的行動嚴重度發生概率可偵測度RPN波峰爐焊接(印刷線路元件可靠焊接)1錫面太低未焊接9I未及時加錫2每小時目測一次 472錫缸抑裝液面高度感應器工程部 1014增加感應器，有高低錫面報警功能92l18電機轉速變化2無控制814
13、4加轉速表監控電機轉速 工程部 117已加轉速表監控電機轉速922362浸錫時間過短假焊，短路，半焊8I帶速過高4每2小時測試一次 7224增加帶速控帶裝置，用SPC進行控制工程部 lO3已加轉速控制器，SPC顯示過程受控CPK=l.56 8143218典型缺陷原因典型缺陷模式典型缺陷影响1材料选定不正确2设计寿命评估不合适3不足的润滑4维护指引不足5很差的环境保护6算法不正确1断裂2变形3松4泄漏5粘贴6短路7破裂1噪声2不稳定的操作3外观不良4不稳定5断断续续的操作6无法动作7功能丧失8操作能力削弱典型缺陷原因、缺陷模式和影响 ：FMEA动态管理要求动态管理要求19模式列举对潜在的项目少；
14、 过程的展开与流程图混淆；错把原因当不良模式内容； 严重程度系数评定无轻重；发生频度系数评定无根据； 发现概率系数评定成正比；建议措施提出只认风险度； 改进之后三度评定不对应；FMEA格式填写用语不妥。过程过程FMEA制作中常见问题制作中常见问题FMEA动态管理要求动态管理要求20PFMEA中对是否要求提出 “建议措施”及 “降低哪个度”的考虑 RPNS值值高高可控制的可控制的措施是否措施是否已详细在已详细在作业指导作业指导书中说明书中说明虽有相虽有相应措施应措施,但控制但控制中却无中却无法量化法量化综合结果综合结果(应提出否应提出否)降低降低哪个度哪个度建议建议措施措施值值序序重重点点FME
15、A动态管理要求动态管理要求21過程過程FMEA檢查清單檢查清單 1是否使用了三大汽車公司的指南制定過程FMEA?2所有影響配合、功能、耐久性、政府法規和安全性的操作是否已被識別並按順序列出?3是否已考慮了類似零件的FMEA?4是否對已發生事件和保修數據進行了評審？5對高風險序數的項目是否已計划并采取了適當的糾正措施?6對高嚴重度數的項目是否已計划并采取了適當的糾正措施?7當糾正措施實完成后是否修改了高風險序數項目的序數?8當完成設計變化時,是否修改了高嚴重度數?9對以后的操作組裝和產品,在影響上是否考慮了顧客?10在制定過程FMEA時,是否借助於保修信息?11在制定過程FMEA時,是否借助於顧
16、客工廠的問題?12是否已將原因描述為能固定成控制的事物?13當找出主要因素時,是否規定在下一操作前已對原因進行控制？22DFMEA中对是否要求提出 “建议措施”及 “降低哪个度”的考虑 RPNS值值高高设计控制设计控制难，难，制造控制制造控制易易有利制造有利制造的设计考的设计考虑虑综合结果综合结果(应提出否应提出否)降低降低哪个哪个度度建议建议措施措施值值序序重重点点FMEA动态管理要求动态管理要求23設計設計FMEA檢查清單檢查清單 1是否使用了克萊斯勒、福特和通用汽車公司潛在失效模式及后果分析(FMEA)參考手冊來制定SFMEA和/或DFMEA?2是否已對過去已發生事件和保修數據進行了評審
17、?3是否已考慮了類似的零件DFMEA?4SFMEA和/或DFMEA是否識別特殊特性?5是否已確認了影響高風險最先失效模式的設計特性?6對否高風險最先換效項目是否已確定了適當的糾正措施?7對否高嚴重度數項目是否已確定了適當的糾正措施?8當糾正措施實籬完成經驗證后,高風險失效項目是否已制定適當的糾正措施?FMEA动态管理要求动态管理要求24实施FMEA动态管理的建议1、按产品类别建立FMEA初版文件；2、以类别FMEA为基础补充具体产品的分页项目；3、将FMEA应用于品质异常处理的首选检讨项目；4、将FMEA作为生产作业教育的常设项目；5、树立FMEA“源于多功能小组，验于生产作业者，贵在全员之参与”之理念；6、考虑将日积月累的FMEA发展成为产品加工异常处理展开图类的经验汇总文件。FMEA动态管理要求动态管理要求25FMEA动态管理要求动态管理要求(数据库数据库)26