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1、可靠性分析技术可靠性分析技术(FMEA)(FMEA)内容安排12FMEAFMEA概述概述DFMEADFMEA工程实施工程实施3DFMEADFMEA实施难点与解决方案实施难点与解决方案4典型案例分析典型案例分析4总结与讨论总结与讨论什么是FMEA？8故障模式影响分析（故障模式影响分析（PotentialPotential Failure Mode and Failure Mode and Effects AnalysisEffects Analysis，简记为，简记为FMEAFMEA）8是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所
2、有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。FMFailure ModeAnalysisEAEffect3FMEA是什么？FMEAFMEA是：是：有计划的可靠性方式有计划的可靠性方式系统的风险分析方式系统的风险分析方式文件方式文件方式4FMEA的历史六十年代，六十年代，ApolloApollo计划。计划。19741974年，年，MIL-STD-1629MIL-STD-1629，8080年，年，MIL-STD-1629 AMIL-STD-162
3、9 A。七十年代后期，美国汽车工业采用七十年代后期，美国汽车工业采用FMEAFMEA作为风险评估工具作为风险评估工具。19921992年，我国颁布年，我国颁布GJB1391-92GJB1391-92故障模式、影响及危害性分故障模式、影响及危害性分析程序析程序19911991年，年，ISO9000ISO9000推荐推荐，19941994年，年，QS9000QS9000强制实施强制实施20072007年我国将颁布年我国将颁布GJB/Z1391A-2006GJB/Z1391A-2006故障模式、影响及危害故障模式、影响及危害性分析指南性分析指南，增补了大量内容。，增补了大量内容。20082008年发
4、布年发布QS9000FMEAQS9000FMEA参考手册第四版，参考手册第四版，FMEA FMEA 技术作为风险技术作为风险控制的主要手段之一。控制的主要手段之一。5什么时间做FMEAn情况1：新设计、新技术、新工艺应实施完成的FMEAn情况2：现有设计或工艺过程改进对改进部分实施FMEA，参考原有FMEA，注重改进对原有系统或工艺过程的影响n情况3：现有设计或工艺过程的应用环境、使用方式等发生变化注重环境等变化后的外界因素对原有系统、工艺流程的影响6为什么要实施FMEAu事先事先花时间对设计进行分析，事先低成本进行改进花时间对设计进行分析，事先低成本进行改进u减少减少未来更大损失的发生未来更
5、大损失的发生它是它是“事前预防事前预防”而不是而不是“事后追悔事后追悔”丰田召回事件事件回放事件回放“踏板门”,召回问题汽车近445万辆。“脚垫门”，召回的420万辆车召回的问题车辆迄今已经超过700万辆接近2008丰田的全球销量。丰田损失尚难估计丰田损失尚难估计召回费用销量下降信誉降级司法诉讼经济损失或超50亿美元8为什么实施FMEA为什么要实施FMEA？FMEAFMEA为汽车行业带来的益处为汽车行业带来的益处确保所有的风险被尽早识别并采取相应措施确保所有的风险被尽早识别并采取相应措施确保产品和改进措施的基本原理和优先等级确保产品和改进措施的基本原理和优先等级减少外厂失效、降低保修成本减少外
6、厂失效、降低保修成本减少减少“召回召回”的发生概率的发生概率为什么要实施FMEA？QS-9000QS-9000明确指出明确指出FMEAFMEA作为一种质量改进作为一种质量改进的方法必须强制执行。的方法必须强制执行。TS/16949TS/16949要求整车及零部件公司强制执要求整车及零部件公司强制执行行六西格玛方法、产品质量先期策划和控六西格玛方法、产品质量先期策划和控制计划（制计划（APQP)APQP)、生产件批准程序、生产件批准程序（PPAPPPAP）强制实施）强制实施国内的主要汽车公司也在积极探寻国内的主要汽车公司也在积极探寻FMEAFMEA的实施策略和实施办法，并且开始了初的实施策略和实
7、施办法，并且开始了初步的实施。步的实施。内容安排12FMEAFMEA概述概述DFMEADFMEA工程实施工程实施3DFMEADFMEA实施难点与解决方案实施难点与解决方案4典型案例分析典型案例分析4总结与讨论总结与讨论最佳实践：FMEA 全流程系统或详细产品结构信息系统或详细产品结构信息/BOMFMEA硬硬/软件分析软件分析存储存储/重用故障模式、重用故障模式、原因、预防措施等原因、预防措施等定义优先关键部件及故障定义优先关键部件及故障 模式模式控制、风险减小的任务列表控制、风险减小的任务列表研发工程师研发工程师系统工程师可靠性工程师系统工程师可靠性工程师项目组长研发工程师DVP 测试验证测试
8、验证设计改进建议设计改进建议Control PlanFMEA分析思路当前是怎么设计的？可能会发生哪些问题？这些问题会导致什么后果？当前采用什么办法控制？效果如何？还需要做什么？过去发生过什么问题？还会发生什么问题？经验积累设计准则设计经验冗余设计工程计算试验确认进一步分析试验确认设计修改实际上这就是FMEA！常规的设计思路常规的设计思路FMEA分析思路风险在那里？风险在那里？设计缺陷过程问题使用问题服务问题风险的原因是什么？风险的原因是什么？风险的后果有多严重？风险的后果有多严重？发生几率有多大？发生几率有多大？当前控制措施是什么？当前控制措施是什么？风险评价风险评价风险排序风险排序要解决哪些
9、风险？要解决哪些风险？控制措施是什么？控制措施是什么？效果如何？效果如何？相对定量评价RPN风险1、风险2.排在前面的资源允许的可以解决的谁来做？什么时候做？预计效果试验效果实际效果DFMEA分析表格QS9000 FMEA简单流程输出输出是什是什么？么？输出如输出如输出如输出如何出错何出错何出错何出错？对整车的对整车的对整车的对整车的影响是什影响是什影响是什影响是什么？么？么？么？要因是什要因是什要因是什要因是什么？么？么？么？这些如何发这些如何发这些如何发这些如何发现或预防？现或预防？现或预防？现或预防？多坏多坏多坏多坏？频度？频度？频度？频度？多好多好多好多好？能做些什能做些什能做些什能做
10、些什么？么？么？么？FMEA实施流程QS9000确定功能确定功能鉴别失效模式鉴别失效模式失效后果失效后果鉴别失效原因鉴别失效原因严重度严重度发生度发生度检测度检测度风险顺序数风险顺序数当前控制措施当前控制措施接下页FMEA 实施流程QS9000接上页是否要是否要纠正？纠正？建议纠正措施建议纠正措施确定责任人和完确定责任人和完成日期成日期纠正措施效果判纠正措施效果判定定是否满是否满足要求足要求？生成控制计划生成控制计划评审通过评审通过否是是否DFMEA工程实施20成立DFMEA项目组典型的DFMEA团队：系统工程师（强制）设计工程师（强制）可靠性工程师过程工程师试验工程师质量工程师。21DFME
11、A分析步骤收集数据，了解系统组成及原理系统定义功能图功能图边界图边界图P P图图故障模式分析故障影响分析故障原因分析1234522DFMEA分析步骤当前控制方法预防预防检测检测风险评估改进建议建议实施实施效果67891023DFMEA分析表格QS9000 FMEA输出FMECAFMECA报告报告潜在的关键特性潜在的关键特性设计验证规范设计验证规范纠正措施清单纠正措施清单遗留问题清单遗留问题清单25FMEA评审FMECA是否由工作小组进行？故障影响分析是否全面、清晰、合理？对“不可接受”和“不期望”的项目是否采取了相应的改进措施？不可接受的风险的控制措施是否执行？26内容安排12FMEAFMEA
12、概述概述DFMEADFMEA工程实施工程实施3DFMEADFMEA实施难点与解决方案实施难点与解决方案4典型案例分析典型案例分析4总结与讨论总结与讨论FMEA 的成熟过程1234MatureLevelLevel 4 Level 4 扩展及提高扩展及提高嵌入 PLM全方位应用及有效改进Level 3 Level 3 反馈反馈R&D 阶段的有效应用Level 2 Level 2 启动启动技术应用Level 1 Level 1 基础基础定义组织守规守规职责职责流程产品研发过程产品研发过程技术FMEA工具与技术使用工具与技术使用革新当前FMECA工作常见问题29解决方案 进行FMEA 技术培训 建立F
13、MEA 工作模板 建立FMEA 作业指导书 制定FMEA 计划 实施FMEA 节点控制 将FMEA 纳入产品流程FMEA=填表设计人员不了解FMEA不合适的时间开展FMEA30解决方案辅助分析工具故障模式定义不明确故障原因不全面31功能图用于描述各零件产品与功能的对应关系32边界图用于描述分析的边界范围和接口，说明各组件、零部件之间的关系33P图P图是用于确定和描述噪声控制因素和错误状态的稳健性(Robustness)工具。34P图输入信号输入信号：指分析对象运行所需的基本条件。理想功能理想功能：分析对象需要完成的功能，反映了产品的设计意图或功能需求。错误状态错误状态：与预期功能的偏差或非预期
14、的分析对象的输出。功能丧失；功能降低；间歇性功能；非预期功能。35P图干扰因子干扰因子：能够导致分析对象功能故障的非预期的因素，分为5类。个体差异(PP:Piece-to-piece Variation)内部环境(SI:System-interaction)顾客使用(CU:Customer Usage and Duty Cycle)随时间改变(DG:Changes over Time or Mileage)外部环境(EE:Environment)控制因子控制因子：设计过程中所有因素的集合，其目的是减少错误状态的发生。36干扰因子个体差异：各零部件、总成之间的差异，包含设计、生产，以及与各接口部
15、件之间的关系内部环境：分析对象的接口零部件对其产生的影响顾客使用：顾客的哪些不当使用会对产品造成的不利影响。随时间改变：分析对象随运行时间的加长出现的疲劳磨损等。外部环境：使用环境对分析对象造成的不良影响。37P图与FMEA的关系P图的理想功能对应FMEA中的功能P图的错误状态对应FMEA中的故障模式P图的干扰因子对应FMEA中的故障原因P图的控制因子对应FMEA中的现行控制38解决方案制定符合企业需求的风险判定准则RPN值作为风险分析唯一标准 我们应该优先控制哪个故障模式？严重度（严重度（S S）严重度严重度发生度发生度RPNRPNSODSODFord:39解决方案 提出可明确执行的控制措施
16、 落实人和执行时间 控制措施可以是技术更改补充试验评审确认等等控制准则不清晰40内容安排12FMEAFMEA概述概述DFMEADFMEA工程实施工程实施3DFMEADFMEA实施难点与解决方案实施难点与解决方案4典型案例分析典型案例分析4总结与讨论总结与讨论FMEA分析对象柴油机控制器42功能图用以确定分析对象及其各组成部分（下属部件）用以确定分析对象及其各组成部分（下属部件）应具有的功能。应具有的功能。系统功能分解 系统结构层次关系系统功能层次和结构层次的对应关系43控制系统功能图44边界图边界图用于描述分析的边界范围和接口，说明各边界图用于描述分析的边界范围和接口，说明各组件、零部件之间的
17、关系。组件、零部件之间的关系。控制器边界图46控制器边界图说明47控制器FMEAP P图是用于确定和描述噪声控制因素和错误状态的稳健性图是用于确定和描述噪声控制因素和错误状态的稳健性(Robustness)(Robustness)工具。工具。48P图49P图输入信号：指分析对象运行所需的基本条件。对于控制器：齿杆位置信号，齿杆位置信号，温度信号，温度信号，油压信号，油压信号，数字信号，数字信号，电源电源50P图错误状态：与预期功能的偏差或非预期的分析对象的输出。对于控制器无控制信号输出；无控制信号输出；控制错误；控制错误；间歇输出间歇输出；51P图干扰因子：能够导致分析对象功能失效的非预期的因
18、素，分为5类。个体差异个体差异内部环境内部环境顾客使用顾客使用随时间改变随时间改变外部环境外部环境52P图（续）个体差异：各零部件、总成之间的差异，包含设计、生产，以及与各接口部件之间的关系(参照边界图)8对于控制器：虚焊、漏焊、错焊虚焊、漏焊、错焊；电源转换模块、调理电路、电源转换模块、调理电路、A/D转换电路、转换电路、CPU、转速处理电路、驱动、转速处理电路、驱动器器性能参数指标超差性能参数指标超差53P图（续）内部环境：分析对象的接口零部件对其产生的影响8对于控制器：脚踏板脚踏板执行器执行器转速传感器转速传感器54P图（续）顾客使用：顾客的哪些不当使用会对分析对象造成不利影响。8对于控
19、制器：8外部接线错误外部接线错误55P图（续）随时间改变：分析对象随运行时间的加长出现的疲劳磨损等。8对于控制器：参数漂移参数漂移记录芯片电量衰减记录芯片电量衰减56P图（续）外部环境：使用环境对分析对象造成的不良影响。8对于控制器：振动、冲击振动、冲击气密性气密性盐雾盐雾温度：温度：-43-436060电磁兼容电磁兼容57P图控制因子：设计过程中所有因素的集合，其目的是减少错误状态的发生。对于控制器：设计要求设计要求筛选试验、过程控制筛选试验、过程控制性能调试、系统联调性能调试、系统联调环境试验环境试验使用说明书使用说明书58控制器P图59控制器FMECAStep1动词+名词+可测量量60控
20、制器FMECAStep2功能丧失功能降低间歇性功能非预期功能61控制器FMECAStep362控制器FMECAStep463控制器FMECAStep5依据严重度等级准则64故障影响分析严重度严重度：某故障模式的最终最终影响程度影响影响判断准则判断准则等级等级灾难灾难有灾难性影响，与安全性相关，造成人员伤亡。有灾难性影响，与安全性相关，造成人员伤亡。1010严重严重任务失败，整机报废，并造成车辆上相关产品损坏。任务失败，整机报废，并造成车辆上相关产品损坏。9 9极大极大任务失败，大部分零部件完全报废。任务失败，大部分零部件完全报废。8 8重大重大产品性能受到严重影响，关键、重要零部件完全报废，导
21、致任务失败。产品性能受到严重影响，关键、重要零部件完全报废，导致任务失败。7 7较大较大产品性能有较大影响，部分功能无法实现，停机修理后，任务降级。产品性能有较大影响，部分功能无法实现，停机修理后，任务降级。6 6中等中等对对产产品品性性能能有有中中等等程程度度的的影影响响，产产品品中中度度损损坏坏，需需停停机机修修理理，造造成成任任务延误。务延误。5 5较小较小对对产产品品性性能能有有较较小小的的影影响响，产产品品轻轻度度损损坏坏，需需要要在在产产品品使使用用进进程程中中，停机修理，对产品任务完成无影响。停机修理，对产品任务完成无影响。4 4轻微轻微对对产产品品使使用用没没有有影影响响，产产
22、品品局局部部轻轻度度损损坏坏，需需要要在在产产品品任任务务结结束束后后进进行修理。行修理。3 3非非 常常 轻轻微微对对产产品品使使用用没没有有影影响响，无无需需进进行行单单独独维维修修或或者者在在产产品品运运行行过过程程中中可可直直接进行修理。接进行修理。2 2没有没有没有影响没有影响1 165控制器FMECAStep6依据P图中的5类干扰因子进行填写66控制器FMECAStep7依据P图中的控制因子进行填写67控制器FMECAStep8依据发生度等级准则68控制器FMECA失效发生可能性失效发生可能性可能的失效可能的失效频度频度很高：持续性发生很高：持续性发生0.5100.40.59高：经
23、常性失效高：经常性失效0.30.480.20.37中等：偶然性失效中等：偶然性失效0.10.260.050.150.010.054低：相对很少发生的低：相对很少发生的失效失效0.0050.0130.0010.0052极低：失效不太可能极低：失效不太可能发生发生0.001169控制器FMECAStep8依据发生度等级准则70控制器FMEAStep8结合分析得到的故障模式、原因和P图中的控制因子进行填写，改进现有的控制施。71内容安排12FMEAFMEA概述概述DFMEADFMEA工程实施工程实施3DFMEADFMEA实施难点与解决方案实施难点与解决方案4典型案例分析典型案例分析4小结与讨论小结与讨论小结FMEA的目的是什么？风险控制谁来做FMEA？FMEA小组什么时候该做什么类型的FMEA？工作计划FMEA的输入是什么？产品资料/数据FMEA的输出是什么？报告（FMECA分析结果/纠正措施/控制计划/遗留问题）73讨 论74Thank You!75结束结束