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1、IV.可靠性与风险管理可靠性与风险管理第一页，共104页。本章本章(bn zhn)目标目标A.术语与定义(例如MTTF，MTBF，MTTR，可利用率，失效率）B.可靠性寿命特性概念（例如，浴盆模型(mxng)）C.可靠性系统设计（重复，系列，平行）D.可靠性和可维修性E.可靠性失效分析和报告F.可靠性/安全/危险评估工具第二页，共104页。产品产品(chnpn)的两类质量指标的两类质量指标质量指标性能指标可靠性指标(zhbio)满足所规定功能的程度(chngd)指标保持性能指标的能力第三页，共104页。可靠性的定义可靠性的定义(dngy)n可靠性（Reliability）n产品在规定的条件下和
2、规定的时间内,完成规定功能和能力n规定的时间n时间是可靠性的核心,不谈时间就没有可靠性可谈。可靠性是时间的递减函数。n规定的功能n在可靠性中，产品丧失规定的功能成为实效(shxio)（Failure），对可修复的产品也成为故障（Fault），一般不加以区别。n规定的条件n指产品的使用条件，如环境条件、维护条件和操作技术水平，同一产品在不同的使用条件下的可靠性会不同。条件是可靠性比较的基础。n能力n单一产品的失效存在不确定性，所以可靠性能力都使用了统计术语，如概率、函数，置信度等。第四页，共104页。基本概念基本概念n可靠度函数R（t）n某一产品（设备(shbi)）在某一个时刻t之前不发生失效的
3、概率，简称可靠度。nR是t的递减函数n不可靠度函数F（t）n某一产品（设备(shbi)）在某一个时刻t之前发生失效的概率，简称不可靠度。n F（t）=1-R（t）n失效概率密度函数P（t）第五页，共104页。基本概念基本概念n失效率函数（t）n在已工作到时刻t尚未失效的产品中，在时刻t后单位时间内失效的概率称为该产品在时刻t的失效率函数，简称(jinchng)失效率n100个微波发射管，条t=4000h时有30个发生失效，4100小时的时候失效个数增加至35个，求：nt=4000h和4100h时的可靠度Rnt=4000h时的失效率第六页，共104页。基本概念基本概念n当失效时间(shjin)的
4、衡量单位为小时（h）时，由失效率的定义可知，失效率的单位为：n失效率的基本单位为菲特（Fit），其定义为：第七页，共104页。基本概念基本概念n我国的电子元器件的可靠性登记(dngj)就是按失效率大小来制定的。我国电子元器件的可靠性按失效率共分七级，其级别和失效率如下：级别名称符号最大失效率亚五级Y3*10-5h-1五级W1*10-5h-1六级L1*10-6h-1七级Q1*10-7h-1八级B1*10-8h-1九级J1*10-9h-1十级S1*10-10h-1第八页，共104页。基本概念基本概念n平均失效前时间（MTTF）n产品失效前工作时间的期望值n对于可修复的产品，MTTF表示为首次失效前
5、的平均工作时间n平均寿命(pn jn shu mn)（）n平均失效间隔时间（MTBF）n用于可修复的产品n当失效率恒定时，则：第九页，共104页。术语术语(shy)汇总汇总失败密度函数P（t）可靠度函数R（t）不可靠度函数F（t）失败率函数（t）平均失效前时间MTTF平均失效间隔时间MTBF（恒定时，MTBF=1/）第十页，共104页。可靠性的分布可靠性的分布(fnb)基础基础n要确定以上的可靠度有关的函数，必须确定产品可靠性的模型。人们发现，以下的分布能够拟合大部分产品的可靠性模型：n正态分布n对数正态分布n指数分布n威布尔分布n以上分布都是随机变量(su j bin lin)t所服从的分布
6、第十一页，共104页。正态分布正态分布n应用n产品的磨损失效分布往往足够服从正态分布。n正态分布中，失效密度(md)函数为：标准(biozhn)正态分布概率密度值可查附表而得可靠度和不可靠度都可以通过(tnggu)t对进行Z转换后查标准正态分布表而得。第十二页，共104页。例子例子(l zi)n发电(fdin)动服从正态分布，=300h，=40h，求任务时间为250h时，发动机的可靠度和200h时的失效率。第十三页，共104页。对数对数(du sh)正态分布正态分布n对数(du sh)正态分布是随机变量的自然对数(du sh)呈正态分布的一种分布，其密度函数为：可靠度和不可靠度都可以(ky)通
7、过对进行Z转换后查表标准正态分布而得：lnt的均值：lnt的标准差第十四页，共104页。例子例子(l zi)n炮管失效(sh xio)规律服从对数正态分布，=7，=2（和是lnt的均值和标准差），求发射1000发炮弹时可靠度。第十五页，共104页。指数分布指数分布n指数分布可能是可靠度工作中最重要的一种分布，而且几乎专门用于电子设备的可靠度预测上。指数分布的优点是：n恒定而且容易估计n数学上容易处理(chl)n实用性广泛n具有可加性n其应用场合包括：n失效率随着工作时间的增长没有显著变化的产品n没有过多余度的复杂、可修复的产品n某一合理的时间内已经经过老练处理(chl)而消除了早期失效的设备第
8、十六页，共104页。指数分布指数分布n密度(md)函数为：第十七页，共104页。例子例子(l zi)n某一计算机的错误率是恒定的，即每连续工作17天发生一次失效。设有一个任务需要连续使用该计算机5个小时，求成功解决(jiju)这个问题的可靠度是多少？第十八页，共104页。威布尔分布威布尔分布(fnb)n威布尔分布用来对广泛的波动分布进行预测(yc)，这些分布也包括了正态分布和指数分布：n由于这些分布涵盖了许多分布因此降低了对不同分布应用不同预测(yc)方法而带来的麻烦。n威布尔分布由三个参数决定：n：形状参数：反应了曲线的模式n =1，指数分布；n =2，对数正态分布；n =3.5，近似正态分
9、布n：尺度函数或特征寿命（在该寿命时总体中的63.2%的个体将会发生失效n：位置函数：最低的寿命，一般取为0n 第十九页，共104页。威布尔分布威布尔分布(fnb)n密度函数(hnsh)：n在大多数情况下，=0，那么密度函数(hnsh)变为：第二十页，共104页。案例案例(n l)n某种特定的发射管的失效时间服从威布尔分布，其中=2，=1000h，求当任务(rn wu)时间为100h时这些发射管中1支管子的可靠度即失效率。第二十一页，共104页。失效失效(sh xio)模型的建立模型的建立n建立失效(sh xio)模型是可靠性工程中一项重要的工作,其对可靠性的预计、系统设计和分析、试验和验证程
10、序的建立以及控制程序的建立有重要的意义。n一个被广泛认可的失效(sh xio)模型即为“浴盘曲线”模型。第二十二页，共104页。“浴盘曲线浴盘曲线(qxin)”模型模型n“浴盘曲线”模型特别适用于电子设备和系统，它分成以下三个时期：n早期故障期n初期(chq)具有较高的失效率，造成失效的原因通常是设计不良、使用了不合格的元器件、或者是生产过程中缺乏有效的质量控制所致。n使用寿命期n具有恒定的失效率n在此期间的失效往往是偶然的，引起失效的原因往往是随机原因或偶然原因引起的n可靠性工作关注的主要是这一阶段n使用寿命期失效的分布服从指数分布n耗损期n失效率上升，这是老化和损耗的结果n这一时期的失效往
11、往服从正态分布第二十三页，共104页。失效分布的识别失效分布的识别(shbi)（供参考）（供参考）n识别失效所服从的分布可从多个方面进行，如果收集了相关的时效时间的数据就可以识别出时效时间所服从的分布。n例子：收集了历史上失效的100个零件的失效前的工作时间，利用Mintab识别此零件失效错服从的分布。n使用Minitab文件：失效时间.mtwn选择菜单：统计质量工具个体分布标识，并如下(rxi)设置对话框：选择(xunz)候选分布第二十四页，共104页。失效分布的识别失效分布的识别(shbi)（供参考）（供参考）“P”最大的分布最有可能(knng)是失效服从的分布第二十五页，共104页。可靠
12、性系统可靠性系统(xtng)的设计的设计n简单(jindn)结构的可靠性模型n串联结构n并联结构n串联结构+并联结构nK/N结构第二十六页，共104页。串联串联(chunlin)结构结构n串联结构是可靠性数学模型中最简单(jindn)和最常见的一种结构，在这种结构中，系统能否正常工作取决于所有部件是否能够正常工作。串联结构n如何每个部件的失效率是恒定的，则：n这就是指数分布系统的可加性。R1(t)R2(t)R3(t)R4(t)Rn(t).假定任何一个部件的失效(sh xio)和其他部件没有关联，如果存在关联就需要考虑条件概率:系统的平均寿命第二十七页，共104页。并联并联(bnglin)结构结
13、构n在并联系统中，假设所有的部件都处于工作态度，所有的部件都失效系统才失效。n系统的不可靠度和可靠度为：n并联结构是冗余设计思想(sxing)的基础。R1(t)R2(t)R3(t)Rn(t)并联(bnglin)结构第二十八页，共104页。串联结构串联结构(jigu)+并联结构并联结构(jigu)n实践中，串联结构+并联结构的组合结构更加常见。如下例系统的方框图。n问题：以上(yshng)组合系统的可靠度是多少？n当系统很复杂时，利用计算机进行可靠性分析是可行的方法R1=0.8R3=0.8R2=0.9R7=0.7R4=0.8R5=0.9R6=0.9abcdc第二十九页，共104页。K/N结构结构
14、(jigu)n如果系统由N个部件或分系统组成，而系统成功完成任务只需其中的K个部件或者分系统工作时，这种系统称为K/N系统（KN）n例如(lr)：发射4枚导弹打击目标，每枚导弹成功击中目标的几率为0.9，只要至少三枚导弹击中目标就能把目标摧毁，问任务成功的几率（可靠度）是多少？第三十页，共104页。可维修性可维修性n可维修性（Maintainability）的定义n产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序(chngx)和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力。n维修分为以下两类：n预防性维修n 为了避免设备故障而采取的预防性清洁和润滑，定期检查，必要的功能检验，定时拆修，定时报废更
15、换等措施。n恢复性维修n 故障发生后，识别鼓掌类型，修理故障，使产品恢复到可执行任 n 务的规定状态所进行的维修活动。n可维修性主要指的是恢复性维修。第三十一页，共104页。维修维修(wixi)度度n可修复产品从出现故障开始到修理完毕所经历的时间T称为维修时间，在0,t时间内能完成维修工作的概率称为维修度，记为G（t）。nG(t)=P(Tt)nG（t）是T的分布函数，常用的维修分布为指数分布或者(huzh)对数正态分布，其中，对数正态分布得到最广泛的使用。第三十二页，共104页。维修性的基本概念维修性的基本概念n修复时间的概率密度函数：n维修率n平均(pngjn)恢复时间（MTTR）n成功维修
16、时间的期望值n可用以下公式估计：服从(fcng)对数正态分布或者指数分布ti：第i次维修(wixi)时间第三十三页，共104页。例子例子(l zi)n某产品生产现场有多台设备，在一周内共发生24次故障，其维修(wixi)时间分别为（min）：nMTTR的估计值是多少？5528125475853368851110407564115485260728710555826665第三十四页，共104页。P分位维修分位维修(wixi)时间时间n修复P（%）的所有系统失效所有时间称为P分位维修时间。如100mins可以完成95%的维修任务，则100mins为0.95分位维修时间。通常有以下(yxi)的分位时
17、间：n中位维修时间t0.5n最大维修时间tmax(t0.95)n最大维修时间是产品设计中要考虑的一个指标。第三十五页，共104页。可靠性和可维修性比较可靠性和可维修性比较(bjio)可靠性可维修性密度函数p(t)密度函数g(t)可靠度R(t)可维修度G(t)失效率(t)维修率(t)故障前平均工作时间MTTF平均修复时间MTTR第三十六页，共104页。可用性可用性n可用性(Availability)针对的是可修复的设备或者系统，其是对在某一时刻设备正常工作(gngzu)的概率。n常用的可用性指标为可利用率（可用度）：n固有的可利用率n达到的可利用率Ai不包括预防性维修时间(shjin)，行政时间
18、(shjin)和后勤时间(shjin)。MWT:平均等待时间，组织的效率(xio l)的衡量。第三十七页，共104页。可靠性可靠性/安全安全/危险评估危险评估(pn)工具工具1.FMECA第三十八页，共104页。FMECAn故障模式、影响与危害度分析（FMECA）是可靠性分析的一种重要方法，它由两部分（阶段）组成：n FMEA+CAn通过FMECA，能够：n选择一种具有工作成功高概率的人员安全高概率的设计n由来评估故障模式及其对系统工作成功的影响的同一形式(xngsh)的成文方法n系统接口问题的早期预见性n按鼓掌影响分类及其发生的概率可以排列出的可能的鼓掌一览表n对任务成功或人员安全为致命的单
19、一故障点的识别n试验计划的早期准则n输入到可靠性预计、评估及安全模型的定量的和统一格式的数据n性能监控和故障敏感设备及其他机内自动检测设备的设计和定位的依据故障(gzhng)模式及影响分析定性危害性分析(fnx)定量第三十九页，共104页。FMECA表格表格(biog)1234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)局部影响高一层次影响最终影响FMEACA第四十页，共104页。基本基本(jbn)术语术语1.产品：产品名称2.代码：产品识别或电路标识码3.功能：产品功能的简要说明4.
20、故障模式：产品所有可预测的故障模式，电子元器件典型的故障模式可参考附表元器件故障模式分布5.故障原因 引起故障模式的各种原因，包括直接导致故障或引起使品质降低进一步发展为故障的那些物理或化学过程、设计缺陷、零件使用不当或其它过程。6.故障影响 故障影响系指每个假设的故障模式对产品使用、功能或状态所导致的后果。除被分析的产品层次外，所分析的故障还可能影响到几个约定层次。因此，应该评价每一故障模式对局部的、高一层次的和最终(zu zhn)的影响。同时还应考虑任务目标、维修要求、人员及系统的安全。9.严酷度等级 参考下页。10.故障检测方法 操作人员或维修人员用以检测故障模式发生的方法。如目视检查或
21、者音响报警装置、自动传感装置、传感仪器或其他独特的显示手段，还是无任何检测方法。第四十一页，共104页。严酷严酷(ynk)度等级度等级严酷度类别等级定义I类（灾难的）一种会引起人员死亡或系统毁坏的故障II类（致命的）这种故障会引起人员的严重伤害、重大经济损失或导致任务失败的系统严重损坏。III类（临界的）这种故障会引起人员的轻度伤害，一定的经济损失或导致任务延误或降级的系统轻度损坏。IV类（轻度的）这是一种不足以导致人员伤害、一定的经济损失或系统损坏的故障，但它会导致非计划性维护或修理。第四十二页，共104页。基本基本(jbn)术语术语12.损坏概率（）部件某个特定失效模式发生时，系统失效的概
22、率。13.故障模式频率比（）部件某个特定失效模式占所有失效模式的比例。电子元器件的故障模式频率比请参考附件(fjin)元器件故障模式分布。14.故障率（）15.危害度（CR）CR=xx第四十三页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第1步：制作系统的方框图分解至零部件级别FMECA过程(guchng)是由底部往上的过程(guchng)，如下例。发射机10接收机20天线(tinxin)30显示器40电源60前置放大器20A1本机振荡器20A2混频器20A4中频放大器20A5检波器20A6图像20A7显示器50雷达Z来自船载电源的输入本机振荡器20A3元器件雷达系统方框图第四十四页
23、，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第2步：对方框图每一个底层方框（单元）进行恰当的失效模式及影响(yngxing)分析（FMEA）1234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)局部影响高一层次影响最终影响电阻R1分压器开路老化磨损分压器不工作无输出II电阻R1分压器短路老化磨损分压器不工作无输出II电阻R1分压器参数变化老化磨损电压误差误输出III第四十五页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第3步：分析单元中的零部件的失效模式频数比（）n可
24、依据相关的标准（如GJB299）给出的典型电子设备用元器件的失效模式及其频数比，这个比值应根据(gnj)具体元器件和使用人员的实际经验加以修正，也可以统计获得。1234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)局部影响高一层次影响最终影响电阻R1分压器开路老化磨损分压器不工作无输出II0.59电阻R1分压器短路老化磨损分压器不工作无输出II0.05电阻R1分压器参数变化老化磨损电压误差误输出III0.36第四十六页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第4步：估计单元
25、中每个元器件内每种失效模式引起的单元（系统）发生故障概率。当无法得到这种确切数据时，可适当地统一划分(hu fn)失效概率的等级，例如可采用以下等级：肯定上一级单元发生失效的等级为1.00，可能引起失效的等级为0.50，可能性较小的等效为0.10，不可能引起失效的等级为0.001234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)局部影响高一层次影响最终影响电阻R1分压器开路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.59电阻R1分压器短路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.05电阻
26、R1分压器参数变化老化磨损电压误差误输出III0.100.36第四十七页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第5步：根据元器件承受的条件，确定各种元器件的使用失效率（可参考相关(xinggun)标准）1234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)局部影响高一层次影响最终影响电阻R1分压器开路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.59150电阻R1分压器短路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.05150电阻R1分压器参数变化老化磨损电压误差误输出III0
27、.100.36150第四十八页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第5步：计算单元中每个单元的每个失效模式(msh)的危害度CRi和单元（系统）的危害度CRs1234567891012131415产品代码功能鼓掌模式鼓掌原因故障影响严酷度等级故障检测方法损坏概率()故障模式频率比()鼓掌率()10-6/h危害度(CR)10-6/h局部影响高一层次影响最终影响电阻R1分压器开路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.591500.885电阻R1分压器短路老化磨损分压器不工作无输出II1.000.051500.075电阻R1分压器参数变化老化磨损电压误差误输出III0.100.
28、361500.054i:单元中的第i个部件j:第i个部件的第j个失效(sh xio)模式第四十九页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n第6步：建立(jinl)危害性矩阵0IVIIIIII0.51.01.52.0危害性增长(zngzhng)方向严酷度等级危害度CR第五十页，共104页。FMECA的过程的过程(guchng)n危害性矩阵用来确定和比较每一故障模式的危害程度，进而为确定改进措施的先后次序提供依据。n矩阵的横坐标用故障模式的严酷度表示(biosh)。在进行定量分析时，纵坐标表示(biosh)产品或故障模式的危害度。n从原点开始，所记录的故障模式分布点沿着对角线方向距离
29、原点越远，其危害性越大，越需尽快采取措施改进。第五十一页，共104页。FMEA另外另外(ln wi)的过程的过程n对风险分析的另外一种方法是计算风险等级（RPN），此FMEA过程最初是为汽车行业的应用而开发的，也可以用于其他各个行业。n风险评估的FMEA从以下三个方面评估故障的风险：n严重度(SEV)n失效模式印发后果(hugu)的严重程度n频度(OCC)n是指由具体某体原因印发的失效模式的发生概率n探测度(DET)n失效发生后，利用探测机制发现失效的可能性。n风险优先数字（RPN）为：nRPN=SEV x OCC x DET第五十二页，共104页。FMEA分类分类(fn li)系统(xtng
30、)设计(shj)过程部件子系统系统关注极小化在“系统”上的失效后果目标：极大化系统质量，可靠性成本和可维护性部件子系统系统关注极小化在“设计”上的失效后果目标：极大化设计质量，可靠性成本和可维护性人机-工具、仪器、设备方法料环境关注：极小化在“整个过程”中的过程失效后果目标：极大化“所有过程”的质量可靠性，成本生产力和可维护性第五十三页，共104页。设计设计(shj)FMEAn设计FMEA：n关注点：由于设计薄弱环节造成的产品使用(shyng)功能的失效n应用时机：产品开发设计阶段第五十四页，共104页。DFMEA表格表格(biog)第五十五页，共104页。DFMEA严重度的评估严重度的评估(
31、pn)标准标准后果评定准则：后果的严重度严重度不满足安全和/或法律法规要求这是一种非常重要的失效形式，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产品主要功能丧失或降低车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意7产品次要功能丧失或降低车辆/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产品使用不舒适配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能
32、感觉到有缺陷。4配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辩识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无后果无可辨别的后果1第五十六页，共104页。DFMEA频度的评估频度的评估(pn)标准标准失效发生可失效发生可能性能性准则：发生度准则：发生度-DFMEA可能的失效可能的失效频度频度非常高没有历史数据的新技术/新设计100个，每1000辆车/项目10高新设计、新应用、产品使用环境的变更中失效不可避免50个，每1000辆车/项目9新设计、新应用、产品使用环境的变更中失效很可能发生20个，每1000辆车/项目8新设计、新应用、产
33、品使用环境的变更中失效不确定10个，每1000辆车/项目7中等类似的设计中或者在设计模拟中失效时常发生5个，每1000辆车/项目6类似的设计中或者在设计模拟中失效偶尔发生2个，每1000辆车/项目5类似的设计中或者在设计模拟中失效单独发生过1个，每1000辆车/项目4低同样的设计中或者在设计模拟中失效单独发生过0.5个，每1000辆车/项目3同样的设计中或者在设计模拟中失效没有发生过0.1个，每1000辆车/项目2非常低失效通过设计预防得到了避免0.010个，每1000辆车/项目1第五十七页，共104页。DFMEA探测度的评估探测度的评估(pn)标准标准探测出缺陷的机会准则：设计控制可能探测出
34、来的可能性探测度分数探测出缺陷的可能性没有探测的机会当前没有设计控制，不能探测或者不能分析10几乎不可能探测机会极低设计分析/探测措施有轻微的探测能力9极微小设计定型后几生产前应用通过/没通过测试在设计定型后及生产前进行产品验证评审（应用接收标准对系统或者子系统进行测试）8微小应用失效测试在设计定型后及生产前进行产品验证评审（测试系统或者子系统直到失效发生，系统相互影响测试等）7很低应用功能退化测试在设计定型后及生产前进行产品验证评审6低设计定型前应用通过/没通过测试在设计定型前进行产品确认（应用接收标准对系统或者子系统进行确认）5中等应用失效测试在设计定型前进行产品验证评审4中上应用功能退化
35、测试在设计定型前进行产品验证评审3高虚拟分析在产品设计定型前能够应用虚拟分析并且和实际情况相关的2很高探测不适用；失效得到了预防失效不能发生因为通过全面有效的预防措施防其发生1几乎肯定可以第五十八页，共104页。DFMEA的例子的例子(l zi)第五十九页，共104页。过程过程(guchng)FMEAn过程(guchng)FMEA：n关注点：由于制造薄弱环节造成的产品质量的上缺陷n应用时机：工艺过程(guchng)开发设计阶段第六十页，共104页。过程过程FMEA的制作的制作(zhzu)步骤步骤nFMEA的完成可以遵循以下的阶段(jidun)步骤：n第1阶段(jidun)：完成表头n第2阶段(
36、jidun)：识别失效模式和后果n第3阶段(jidun)：确定原因、当前过程预防和频度n第4阶段(jidun)：确定当期过程探测和探测度n第5阶段(jidun)：计算RPNn第6阶段(jidun)：建议纠正措施和跟进第六十一页，共104页。第第1阶段阶段(jidun)：完成表头：完成表头阶段(jidun)1第六十二页，共104页。第第2阶段：识别失效阶段：识别失效(sh xio)模式和模式和后果后果阶段(jidun)2第六十三页，共104页。第第2阶段：识别阶段：识别(shbi)失效模式和后失效模式和后果果n识别潜在(qinzi)失效模式n指出潜在(qinzi)失效的后果n评估后果的严重度第六
37、十四页，共104页。第第2阶段：识别失效阶段：识别失效(sh xio)模式和模式和后果后果n确定过程和职能n简单描述被分析的过程或工序。尽可所能简单地说明该工艺过程或工序的目的。如果工艺过程包括许多具有不同失效模式的工序（例如装配）那么可以把这些工序作为独立过称列出。n充分利用和参考过程流程图。n确定过程要求(yoqi)n列出每一步过程的要求(yoqi)；n如果某一过程有多个要求(yoqi)则分别写出。第六十五页，共104页。第第2阶段：识别阶段：识别(shbi)失效模式和后失效模式和后果果n潜在失效(sh xio)模式（Potential Failure Mode)n所谓潜在失效(sh xi
38、o)模式是指过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意图的形式：n除非历史数据表格来料有问题，在准备FMEA的过程假定来料正确；n过程FMEA假定产品设计没有问题，如果的确发现产品设计缺陷导致过程缺陷，小组应把设计问题提交给设计小组加以解决；n在确定失效(sh xio)模式的时候，可以参考历史质量风险数据、想类似过程的信息等。第六十六页，共104页。第第2阶段：识别阶段：识别(shbi)失效模式和后失效模式和后果果n失效模式(msh)的例子过程步骤/功能要求潜在失效模式工序#20：利用力矩气枪安装坐垫四根螺丝螺丝少于四根特定的螺丝螺丝使用错误（使用了大直径螺丝）螺丝扭矩满足要求螺丝扭矩过高螺丝扭
39、矩过低第六十七页，共104页。第第2阶段：识别阶段：识别(shbi)失效模式和后失效模式和后果果n潜在失效后果（Failure Effects）n是指失效模式对顾客的影响。从这个角度讲，顾客可以是下一道工序，后续工序或工位、代理商、和/或最终使用者。当评价潜在失效后果时，这些因素都必须考虑。n应依据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果。对最终使用者来说失效的后果应一律用产品或系统(xtng)的性能来描述，例如：n噪声、工作不正常、不起作用、不稳定等等。n如果顾客是下一道工序或后续工序/工位，失效的后果应用工艺/工序性能来描述。例如：n无法紧固、无法钻孔/攻丝、无法安装、无法加工表面、危
40、害操作者、不配合、不连接、不匹配、损坏设备等。第六十八页，共104页。第第2阶段：识别失效模式阶段：识别失效模式(msh)和后和后果果n后果(hugu)的例子要求潜在失效模式后果四根螺丝螺丝少于四根最终使用者：坐垫丢失、噪音总装：停止运货并且需要挑选和返工特定的螺丝螺丝使用错误（使用了大直径螺丝）总装：不能安装螺丝扭矩满足要求螺丝扭矩过高最终使用者：螺丝断裂造成坐垫松动、噪音总装：挑选和返工螺丝扭矩过低最终使用者：螺丝松动造成坐垫松动、噪音总装：挑选和返工第六十九页，共104页。第第2阶段：识别失效模式阶段：识别失效模式(msh)和后和后果果n严重度（SEV）n是潜在失效模式对顾客的影响后果的
41、严重程度的评价指标。n严重度仅适用于失效的后果。如果受失效模式影响的顾客是装配厂或产品使用者，严重度的评价可能超出了本过程工程师/小组的经验或知识范围。在这种情况下，应与设计FMEA、设计工程师和/或后续制造或装配厂的过程工程师进行协商(xishng)、讨论。n严重度评估分位“1”和“10”级。第七十页，共104页。后果严重度的评估后果严重度的评估(pn)（参考）（参考）后果后果准则：对产品的后果严重度（顾客的后果）准则：对产品的后果严重度（顾客的后果）严重严重度分度分数数后果后果准则：对制造准则：对制造/装配的后果严重度（制造装配的后果严重度（制造/装装配后果）配后果）不满足安全和/或法规潜
42、在的失效模式在无警告的情况下影响到车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规10不满足安全和/或法规可能在无警告的情况下对（机器或总成）操作员造成伤害潜在的失效模式在无警告的情况下影响到车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规9可能在有警告的情况下对（机器或总成）操作员造成伤害产品主要功能丧失或降低丧失基本功能（车辆不能工作，不影响安全运行）8严重中断或100%的产品可能需要报废，产线停或交货停降低基本功能（车辆能工作，不影响安全运行）7显著中断大部分产品可能需要报废，包括产线速度降低停或增加人工的主要产线变差产品次要功能丧失或降低丧失次要功能（车辆可运行，但舒适性/便利性项目不能运行）6中等中断100
43、%的产品可能需要离线返工，且接受丧失次要功能（车辆可运行，但舒适性/便利性项目性能水平有所下降）5部分的产品可能需要离线返工，且接受产品使用不舒适外观/音响噪声、车辆可运行等项目不舒服，且大多数（75%以上）顾客能发现4中等中断100%的产品可能需要在使用前现场返工外观/音响噪声、车辆可运行等项目不舒服，且大多数（50%以上）顾客能发现3部分产品可能需要在使用前现场返工外观/音响噪声、车辆可运行等项目不舒服，且大多数（25%以上）顾客能发现2微小中断操作或操作者而言有轻微的不方便无后果无可辨别的后果1无后果无可辨别的后果第七十一页，共104页。第第2阶段：识别阶段：识别(shbi)失效模式和后
44、失效模式和后果果n确定失效模式和失效后果的注意点n一个过程可能有一个也可能有多个(du)失效模式。n一个失效模式可能引发一个也可能引发多个(du)后果。如果引发多个(du)后果将其列表放在一起。n后果的严重度是对最严重后果的评估。过程(guchng)要求1要求2失效模式1后果1后果2后果3失效模式1失效模式2后果1后果2后果3后果1后果2后果3严重度严重度严重度第七十二页，共104页。第第3阶段：确定原因、当前过程预防阶段：确定原因、当前过程预防(yfng)和频度和频度阶段(jidun)3第七十三页，共104页。第第3阶段阶段(jidun)：潜在原因：潜在原因n潜在失效起因（Potential
45、 Cause）n是指引起失效模式发生的起因和机理。n针对每一个潜在失效模式，在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效起因。典型的实效起因包括但不限于：n扭矩不正确-过大、过小；n焊接不正确-电流、时间、压力不正确；n测量不精确；n热处理不正确-时间、温度有误；n浇口/通风部正确；n润滑不当或无润滑；n零件漏装或错装。n列表(li bio)时应明确记录具体的错误或误操作情况（例如：操作者未装密封垫），而不应用一些含糊不清的词语（如，操作者错误、机器工作不正常）。第七十四页，共104页。失效失效(sh xio)原因原因n原因（Cause）n引起(ynq)失效模式发生的根本原因n从严重度最高的失效
46、模式开始找原因n原因的例子要求潜在失效模式原因螺丝扭矩满足要求螺丝扭矩过高非设置人员把气枪扭矩设置得太高设置人员把气枪扭矩设置得太高螺丝扭矩过低非设置人员把气枪扭矩设置得太低设置人员把气枪扭矩设置得太低第七十五页，共104页。分析分析(fnx)原因原因FMEA并不能帮助我们分析(fnx)失效模式的原因，需要应用相关的分析(fnx)工具如：头脑风暴法5 Why？鱼骨图FTA，故障树分析(fnx)实验设计（DOE）第七十六页，共104页。第第3阶段：定义阶段：定义(dngy)当前过程预防方法当前过程预防方法n现在的过程控制（Current Process Control）n有两种控制方法n预防(y
47、fng)方法（Preventive）:引发原因或者失效模式发生的方法n探测方法（Detective）：当原因发生后或者失效模式发生后，探测带有失效模式的缺陷产品的探测方法。n预防(yfng)方法会影响频度。第七十七页，共104页。第第3阶段：定义当前过程预防阶段：定义当前过程预防(yfng)方法方法n预防方法(fngf)的例子要求要求潜在失效模式潜在失效模式原因原因当前预防方法当前预防方法螺丝扭距满足要求螺丝扭距过高非设置人员把气枪扭矩设置太高控制面板设置密码（只有设置人员才有密码）设置人员把气枪扭矩设置太高在设置指引中添加了对设置人员的培训螺丝扭矩过低非设置人员把气枪扭矩设置太低控制面板设置
48、密码（只有设置人员才有密码）设置人员把气枪扭矩设置太低在设置指引中添加了对设置人员的培训第七十八页，共104页。第第3阶段阶段(jidun):确定频度确定频度n频度（OCC）n是指由具体某种原因引发的失效模式的发生频率。n从1到“10”进行打分来估计频度的大小。n为保证一致性，应采用下面的频度分级规则。“可能的失效率”是根据过程实施中预计发生的失效来确定的。n如果能从类似的过程中获得数据，那么可以(ky)用统计数据来确定频度的级数（频度数）n参考下表。第七十九页，共104页。第三阶段：失效频度标准第三阶段：失效频度标准(biozhn)（参考）（参考）失效发生可能性可能的失效率频度很高160个
49、每1000件 1个 每10件10高50个 每1000件 1个 每20件920个 每1000件 1个 每50件810个 每1000件 1个 每100件7中等2个 每1000件 1个 每500件60.5个 每1000件 1个 每2000件50.1个 每1000件 1个 每10000件4低0.01个 每1000件 1个 每100000件30.01个 每1000件 1个 每1000000件2极低通过预防控制消除失效1第八十页，共104页。第第3阶段：原因阶段：原因(yunyn)和频度和频度n确定原因的注意点n一个(y)失效模式可能由一条也可能由多条原因引起；n每一条原因都对应有一个(y)频度。失效(s
50、h xio)模式原因2原因1原因3原因1的频度原因2的频度原因3的频度第八十一页，共104页。第第4阶段阶段(jidun)：确定现有过程探测：确定现有过程探测和探测度和探测度阶段(jidun)4第八十二页，共104页。第第4阶段阶段(jidun)：现有过程探测：现有过程探测n现有的过程控制（Current Control）n有两种控制方法n预防方法（Preventive）：预防原因(yunyn)或者失效模式发生的方法n探测方法（Detective）：当原因(yunyn)发生后或者失效模式发生后，探测带有失效模式的缺陷产品的探测方法。n探测可在目标工序进行，也可在后工序进行。n预防方法会影响频度