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1、 培訓教材POTENTIALFAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSISIN DESIGN 潜在设计失效方式及后果分析(DESIGN FMEA) 培訓教材DFMEA 設計潛在FMEA是由“設計主管工程/小組早期采纳的一种分析技 術，應用在最大范圍內保証已充分地考慮到和指明各种潛在的失效方式及其相關的起因/机理。說明：1 DFMEA以其最嚴密的方式總結了設計一個零部件，子系統或系統時一 個工程師和設計組的思想(其中包括依照以往的經驗和教訓對一些環節的分析)2 評估最后的產品以及每個与之相關的系統，子系統和零部件。3 DFMEA是一种系統方法它与一個工程師在任何設計過程中正常
2、經歷的 思維過程是一致的，并使之規范化、文件化。培訓教材DFMEA 的作用 有助于對設計要求的評估及對設計方案的互相權衡； 有助于制造和裝配要求的最初設計； 提高在設計/開發過程中已考慮潛在失效方式及其對系統和產品 (如：車輛)運行/使用影響的可能性(概率)； 對制定全面，有效的設計試驗計划和開發項目，提供更多的信息； 依照潛在失效方式對“顧客的影響，對其進行排序列表，進而建立一套改進設計和開發試驗的优先操纵系統； 為推荐和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論方式； 為將來分析研究現場情況、評价設計的更改及開發更先進的設計，提供參考。說明：在設計階段使用FMEA，能夠降低產品的失效風險。培訓教
3、材DFMEA 團隊工作在最初的設計潛在FMEA過程中，負責設計的工程師能夠直截了当地、主動地聯系所有相關部門的代表。這些部門包括(但不即于)： 裝配、制造、材料、質量、服務、和供方； 以及負責下一總成的設計部門。說明： 1 DFMEA可成為促進有關部門間充分交換意見的催化劑，從而提高整 個集体的工作水平。 2 任何(內部或外部的)供方設計項目應向有關設計的工程師進行咨 詢。 培訓教材DFMEA 動態性 FMEA是一份動態文件： 應在一個設計概念最終构成之時或之前開始； 而且在產品開發各階段中，當設計有變化或得到其它信息時，應及時不斷地修正； 并最終在產品加工圖樣完成之前全部結束。說明：1 考慮
4、到制造/裝配的要求是互相聯系的，設計FMEA在体現設計意圖的 同時，還應保証制造或裝配能夠實現設計意圖。2 制造或裝配過程中可能發生潛在失效方式和/或其缘故/机理不需包含在DFMEA當中，此時它們的識別影響及操纵是由DFMEA來解決。 培訓教材DFMEA 技術制約要素例如： 必要的拔模(斜度)-注塑、壓鑄等； 要求的外表處理-噴油、電鍍； 裝配空間/工具可接近-人机工程； 要求的材料-硬度、拉伸、耐熱、耐寒； 過程才能/功能-Cp說明：DFMEA不是靠過程操纵克服設計中潛在的缺陷，但确实要考慮制造/裝配過程中技術的要素限制。培訓教材DFMEA 的開發 設計意圖 顧客的需求 產品要求文件 已经明
5、白產品的要求和制造/裝配要求都應結合起來。說明：1 DFMEA應從列出設計希望做什么及不希望做什么開始；2 期望特性的定義越明确，就越容易識別潛在的失效方式，采取糾正/預 防措施。 培訓教材DFMEA 嚴重度(S)推荐的評价准則后果評定准則：后果的嚴重度嚴重度無警告的 嚴重危害這是一种特别嚴重的失效方式，它是在沒有任何失效預的情況下影響到行車平安或違反了政府的有關章程10有警告的 嚴重危害這是一种特别嚴重的失效方式，是在具有失效預的前提下所發生的，并影響到行車平安或違反了政府的有關章程9特别高車輛(或系統)不能運行，喪失根本功能8高車輛(或系統)能運行，但功能下降，顧客不滿意7中等車輛(或系統
6、)能運行，但温馨性或方便性部件不能工作，顧客感覺不温馨6低車輛(或系統)能運行，但温馨性或方便性項目功能下降，顧客感覺有些不温馨5特别低配合、外觀或尖響、卡嗒響等項目不符合要求，大多數顧客發現有缺陷4輕微配合、外觀或尖響、卡嗒響等項目不符合要求，有一半顧客發現有缺陷3特别輕微配合、外觀或尖響、卡嗒響等項目不符合要求，但特别少有顧客發現有缺陷2無無影響1說明：設計小組對評定准則和分級規則應意見一致，即便因為個別產品分析作了修正也應致。培訓教材DFMEA 頻度(O)推荐的評价准則失效發生可能性可能的失效率頻度數特别高：失效几乎是不可防止的1/2101/39高：反复發生的失效1/881/207中等：
7、偶爾發生的失效1/8061/40051/20004低：相對特别少發生的失效1/1500031/1500002极低：失效不太可能發生1/15000001說明：設計小組對評定准則和分級規則應意見一致，即便因為個別產品分析作了修正也應致。 培訓教材DFMEA 不易探測度(D)推荐的評价准則探測性評定准則：由設計操纵可探測的可能生不易探測度數絕對不 确信設計操纵將不能和/或不可能找出潛在的缘故/机理及后續的失效方式，或根本沒有設計操纵10特别极少設計操纵只有特别极少的机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式9极少設計操纵只有极少的机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式8特别少設計操纵有特别少的机會能
8、夠找出潛 在缘故/机理及后續的失效方式7少設計操纵有較少的机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式6中等設計操纵有中等机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式5中上設計操纵有中上多的机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式4多設計操纵有較多的机會能找出潛在缘故/机理及后續的失效方式3特别多設計操纵有特别多机會能夠找出潛在缘故/机理及后續的失效方式2几乎确信設計操纵几乎有确信能夠找出潛在缘故/机理及后結的失效方式1說明：設計小組對評定准則和分級規則應意見一致，即便因為個別產品作了修正也應一致. 培訓教材DFMEA 應用1) FMEA編號；2) 系統、子系統或零部件的名稱及編號；3) 設計責任；4
9、) 編制者；5) 產品型號/車型；6) 關鍵日期；7) FMEA日期；8) 核心小組；9) 項目/功能；10) 潛在失效方式；11) 潛在失效后果；12) 嚴重度(S)；13) 分級(重要程度)；14) 潛在失效的起因/机理15) 頻度(O)；16) 現行設計操纵；17) 不易探測度(D)；18) 風險順序數(RPN)19) 建議措施；20) 責任(對建議措施)21) 采取的措施；22) 糾正后的RPN。培訓教材DFMEA 應用1) FMEA編號 填入FMEA文件編號，以便查詢。2) 系統、子系統或零部件的名稱及編號 注明适當的分析級別并填入所分析系統、子系統或零部件的名稱、編號.3) 設計責
10、任 填入整車厂(OEM)部門和小 組。假如明白、還應包括供方的名稱。4) 編制者 填入負責FMEA准備工作的工程師的姓名，所在公司的名稱、電話。5) 產品型成(年型/車型)填入將使用和/或正被分析的設計所影響的預期的產品型號(年型及車型)6) 關鍵日期填入FMEA初次預定完成的日期，該日期不應超過計划的生產設計發布的日期。7) FMEA日期 填入編DFMEA原始稿的日期及最新修訂的日期。8) 核心小組 列出有權确定和/或執行任務的責任部門和個人姓名。培訓教材DFMEA 應用9) 項目/功能 填入被分析項目的名稱和編號。利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平。在最初發布之前，應使用試驗性編號。說
11、明：1 用盡可能簡明的文字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能 、包括該系統運行的環境信息(如說明溫度、壓力、溫度范圍)。2 假如該項目有多种功能，且有不同的失效方式、應把所有功能 都單獨列出。培訓教材DFMEA 應用10) 潛在失效方式潛在失效方式是指系統、子系統或零部件有可能來達到設計意圖的方式，它有可能引起更高一級子系統、系統的潛在失效，也可能是它低一級的零部件潛在失效的影響后果。(注：應用規范化、專業性的術語來描绘潛在失效方式而不同于顧客所見的現象。)說明：1. 對一個特定項目及其功能、列出每一個潛在失效方式，前提是這种失效可 能發生但不一定發生 。2. 能够將以往TGW(運行不良)的
12、研究問題報告以及小組集思廣益的平審作為出發點。3. 只可能在特定的運行環境條件下，以及特定的使用條件下發生的潛在失效方式也應當考慮。(如熱、冷、枯燥、灰塵等。如汽車超過平均里程、行駛在不平的路段等)。4. 典型的失效方式能够是但不限于以下情況：裂紋、變形、松動、 泄漏、粘性、短路(電器)氧化、斷裂等。培訓教材DFMEA 應用11)潛在失效后果潛在失效的后果，确实是失效方式對系統功能的影響，就如顧客成受的一樣；(產生噪聲、工作不正常、不良外觀、不穩定、間歇性運行、粗糙、不起作用、异味、工作感弱等)說明： 1. 要依照顧客內或外可能發現或經歷的情況來描绘失效的后果。2. 要清晰地說明該功能是否會影
13、響到平安性或法規不符。3. 失效的后果必須依照所分析的详细系統、子系統或零部件來說明。還應記住不同級別系統、子系統和零件之間還存在著系統層次上的關系。4. 例：一個零件的斷裂可能引起總成的振動，從而導致系統間歇性的運行。這种間歇性的運動會引起功能下降，最終導致顧客的不滿。因而就需要集体的智慧盡可能預見失效的后果。培訓教材DFMEA 應用12)嚴重度(S)嚴重度是潛在失效方式發生時對下序零件、子系統、系統或顧客影響后果的嚴重程度的評价指標。說明： 1. 嚴重度僅适用于后果。評估分為110級。 2. 要減少失效嚴重度級別數值，只能通過修正設計來實現。 培訓教材DFMEA 應用13) 分級(重要程度
14、) 填入產品特性分級：如：關鍵、主要、重要、重點。說明：1. 本欄目可用于對零件、子系統或系統的產品特性分級它們可能 須要附加的過程操纵。2. 任何需要特别過程操纵的對象應用适當的字母或符號在設計FMEA表格中的“分級欄中注明，并應在“建議措施欄中記錄.3. 每一個在設計FMEA中標明有特别過程操纵要求的對象在過程FMEA當中應標明即些特别的過程操纵。培訓教材DFMEA 應用14) 潛在失效起因/机理潛在失效起因是指一個設薄弱部分的跡象，其作用結果确实是失效方式。在盡可能廣的范圍內，列出每個失效方式的所有能够想到的失效起因和/或机理。盡可能簡明扼要，完好地將起因/机理列出來，使得相對應的起因能
15、采取适當的糾正措施。 說明：1. 典型的失效起因可能包括但不限于以下情況：規定的材料不 對、設計壽命估計不當、應力過大、洋滑缺乏、維修保養說明不當、環境保護不夠、計算錯誤。2. 典型的失效机理可能包括但不限于：屈/伸、疲勞、材料不穩定 性、蠕變、磨損和腐蝕。培訓教材DFMEA 應用15) 頻度(O) 頻度是指某一特定失效起因或机理出現的可能性。 潛在失效起因/机理出現頻度的評估分為110級。 描绘頻度級別數著重在其意義而不是详细的數。說明：1. 通過設計更改來消除或操纵一個或更多的失效起因或机理是降 低頻度數的唯一途徑。2. 在确定級數估計值時，需考慮以下問題；2.1 類似零部件或子系統的維修
16、檔案及維修服務經驗？2.2 零部件是否為往常使用的零部件或子系統、還是与其类似？2.3 相對先前水平的零部件或子系統所作的變化有多顯著？2.4 零部件是否与原來的有根本不同？2.5 零部件是全新的？培訓教材DFMEA 應用2.6 零部件的用处有無變化？2.7 有那些環境改變？2.8 針對該用处、是否作了工程分析來估計其預期的可比較的頻度數？3. 應動用一致的頻度分級規則、以保証連續性。3.1 “設計壽命的可能失效率是依照零部件、子系統或系統在設計的壽命過程中預計發生的失效(毛病)數确定的。3.2 頻度數的取位与失效范圍有關，但并不反應實際出現的可能性.培訓教材DFMEA 應用16) 現行設計操
17、纵列出預防措施設計确認/驗証(DV)或其它活動，這些活動將保証該設計對于所考慮的失效方式和/或机理來說是恰當的。現行的操纵方法指比方：道路試驗的是，那些已經用于或正用于一样或类似設計中的那些方法說明：1. 設計評審、失效与平安(減壓間)計算研究、台架/試驗室試驗，和使用試驗等2. 有三种設計操纵方法可考慮，它們是：(1)防止起因/机理或失效方式/后果的出現，或減少它們出現率；(2)查出起因/机理并導致找到糾正措施；(3)查明失效方式。3. 如有可能應优運用第(1)种操纵方法，然后再用第(2)种，最后是第(3)种方法。4. 假如把它們所用作為設計意圖的一部分，則是最初的失效頻次等級遭到第(1)种
18、操纵方法的影響。5. 假如樣件和車型代表設計意圖，則最初的不易探測度數有將取決于第(2)、(3)种 現行方法。 培訓教材DFMEA 應用17) 不易探測度(D)不易探測度是指在零部件、子系統或系統投產之前，用第(2)种現行設計操纵方法來探測潛在失效缘故/机理(設計薄弱部分)才能的評价指標，或者用第(3)种設計操纵方法探測可發展為后序的失效方式才能的評价指標。說明：1. 為了获得較低的不易探測度數，計划的設計操纵(如預防、确 認、和/或驗証等活動)需要不斷地改進。培訓教材DFMEA 應用18) 風險順序(RPN) RPN=(S)x (O)x(D)風險順序數是嚴重度數(S)、頻率數(O)和不易探測
19、數(D)三者的乘 積。風險順序數RPN是對設計風險性的度量。說明：1. 風險順序數應當用于對設計中那些擔心事項進行排序(如用比例 圖)。2. RPN取值在11000之間，假如RPN特别高設計人員必須采取糾正 措施努力關減小該值。3. 在一般實踐中，不管RPN大小如何，當嚴重度(S)高時，就應予特別留意。培訓教材DFMEA 應用19) 建議措施 試驗設計(特別是在多种要素或互相作用時)； 修正試驗設計； 修正設計； 修正材料功能要求。假如對某一特定的缘故沒有建議措施則此欄內填寫“無。說明：1. 當失效方式按RPN排出次序后，應首先對級數最高的事和最關鍵的項 目采取糾正措施。2. 任何建議措施的目
20、的都是為了減小出現頻次(O)、嚴重度(S)及不易探測度三者中的任一個或所有的數值。3. 增加設計确認/驗証工作只能減小“D。通過修正設計來消除或操纵一個或多個失效方式的起因/机理來實現：減小“O及“S。培訓教材DFMEA 應用20) 責任(對建議措施)把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中。21) 采取的措施 當實施一次措施后，簡要記載一下详细的措施和生產日期。22) 糾正后的RPN當明确了糾正措施后，估算并記錄下糾正后的嚴重度，出現頻次及不易探測度數值。計算并記錄RPN結果。假如沒采取什么糾正措施，將“糾正后的RPN欄及對應的取值欄空白即可。所有糾正后的RPN都應复查，而且假如有必要考慮更進一步的措施，還應重复(19)到(22)的步驟。培訓教材DFMEA 跟蹤1. 設計主管工程師應負責保証所有的建議措施已被實施或已妥善地落實。FMEA是一個動態文件，而且應永遠体現最新的設計水平及最新采取的有關措施，包括開始生產后發生的設計更改和措施。2. 設計主管工程師有几种方式來保証找出了所擔心的問題以及建議措施的實施，這些方式包括但不限于以下情況： 保証達到設計要求； 复查工程圖樣和規范； 确認与裝配/制造文件的結合和一致性； 复查過程FMEA和操纵計划。26