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1、潜在失效模式及其后果分析(FMECA)FMEA引言引引 言言 从神舟载人飞船谈起从神舟载人飞船谈起2FMEA引言u 产品可靠性产品可靠性 现代产品质量的关键现代产品质量的关键.u 产品二种质量指标产品二种质量指标l性能指标性能指标 产品完成规定功能所需的性能产品完成规定功能所需的性能l可靠性指标可靠性指标 产品性能随时间保持的能力产品性能随时间保持的能力u 产品竞争的焦点产品竞争的焦点 谁不重视可靠性必将受到惩罚谁不重视可靠性必将受到惩罚 !3第一讲 概 述1.11.1 FMECAFMECA包含两部分包含两部分 失效模式及后果分析失效模式及后果分析(FMEA);FMEA);危害度分析危害度分析
2、(CA);CA);FMEAFMEA与与CACA合并为合并为FMECAFMECA。可靠性工程中最基本、最有效和最重要的可靠性工程中最基本、最有效和最重要的 分析技术之一分析技术之一FMEA41.21.2 发展过程发展过程 FMEA60FMEA60年代中期由美国军方研发和建立年代中期由美国军方研发和建立;首先在航空航天及核技术中应用首先在航空航天及核技术中应用;后对可能造成特别严重后果的失效进行单独后对可能造成特别严重后果的失效进行单独 分析，发展成危害度分析，即分析，发展成危害度分析，即CACA，与与FMEAFMEA合合 称称FMECA;FMECA;以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相以后在世
3、界范围内得到广泛应用，并形成相 应标准。应标准。FMEA 概述概述51.3 现现 状状 在航天工程研制中，己被规定为必须采在航天工程研制中，己被规定为必须采用的用的 方法；方法；在汽车制造业中，已成为汽车在汽车制造业中，已成为汽车OEM厂商及其厂商及其 供应商质量体系要求之一；供应商质量体系要求之一；如如:QS9000与与VDA6.1 TS16949 产品特点产品特点:大规模复杂系统大规模复杂系统 高科技产品高科技产品 FMEA 概述6ISO/TS16949技术规范nPPAP:生产件批准程序生产件批准程序nAPQP:产品质量先期策划产品质量先期策划nSPC :统计过程控制统计过程控制nFMEA
4、:潜在失效模式及后果影响分析潜在失效模式及后果影响分析nMSA:测量系统分析测量系统分析体系要求的五大核心工具之一体系要求的五大核心工具之一:7大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点8FMEA 参考手册参考手册n由北美三大汽车公司由北美三大汽车公司（克莱斯勒、福特和通用克莱斯勒、福特和通用）FMEA工作组编写工作组编写；是一本设计是一本设计FMEA和过程和过程FMEA的开发指的开发指南；目的不在于定义要求，而是在于阐明南；目的不在于定义要求，而是在于阐明FMEA技术开发技术开发中的问题；中的问题；n1993年年2月发布第一版
5、；月发布第一版；1995年年2月发布第二版月发布第二版；2001年年7月发布第三版；月发布第三版；2008年年6月发布第四版；月发布第四版；n2001年年11月发布月发布设备和工装潜在失效模式及后果分设备和工装潜在失效模式及后果分析析（MFMEA）第一版；第一版；n手册提供了应用手册提供了应用 FMEA 技术的总体指南，但并没有给出技术的总体指南，但并没有给出如何完成每一如何完成每一 FMEA 项目的具体说明项目的具体说明，也不是综合性的也不是综合性的参考资料或培训资料参考资料或培训资料。9n包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方
6、法，以及与制造和装配的过程相关的方法；方法，以及与制造和装配的过程相关的方法；n增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；n定义并强化设计和过程定义并强化设计和过程FMEA的联系的理解，同时定义了的联系的理解，同时定义了和其他工具的关联；和其他工具的关联；n改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际分析和使用更有意义；分析和使用更有意义；n介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调“标准表格标准表格”n建议不要把建议不要把RPN作为风险评估的首要
7、方法。作为风险评估的首要方法。FMEA参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化10FMEA参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化n第一章：提供了第一章：提供了FMEA通用指南，提出管理者支持的需求通用指南，提出管理者支持的需求和定义一个开发并维持和定义一个开发并维持FMEA的过程的需求，以及持续改的过程的需求，以及持续改进需求；进需求；n第二章：描述了在第二章：描述了在DFMEA和和PFMEA之间比较通用的应用之间比较通用的应用方法，其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的方法，其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和需求和FMEA中的职责；中的职责；n第三章：着重于第三章：着
8、重于DFMEA，包括，建立分析的范围、框图，包括，建立分析的范围、框图使用、使用、DFMEA的各种类型，小组的组建、分析的基本程的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措施计划、后续行动、序、措施计划、后续行动、RPN的可选方法、与的可选方法、与PFMEA以及确认计划的联系。以及确认计划的联系。n第四章：着重于第四章：着重于PFMEA，包括，建立分析的范围、流程，包括，建立分析的范围、流程图的使用、图的使用、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、与与DFMEA以及控制计划的开发的联系。以及控制计划的开发的联系。11对组织和管理者的影响对组织和管理者的影响1
9、2对组织和管理者的影响对组织和管理者的影响13 1.4 FMEA 技术的应用：n设计设计-一开始就使缺陷降到最低一开始就使缺陷降到最低 尽可能完善尽可能完善,管理效益管理效益n制造制造-不是根据发生的问题采取措施，不是根据发生的问题采取措施，而是事先对可能发生的问题进行而是事先对可能发生的问题进行 先期控制先期控制n事物事物-经验经验/认识的程度认识的程度 避免在过程阶段化费大量人力物力避免在过程阶段化费大量人力物力14The philosophy behind it:FMEA背后的理念nDO IT RIGHT THE FIRST TIME 第一次就做好第一次就做好nAvoid TRIAL A
10、ND ERROR 避免尝试和失误避免尝试和失误 1.4 FMEA 技术的应用：关注产品系统的可靠性安全性关注产品系统的可靠性安全性15第二讲第二讲 有关术语与概念有关术语与概念2.1 可靠性与可靠度可靠性与可靠度2.2 失效与寿命特征参数失效与寿命特征参数2.3 系统与可靠性模型系统与可靠性模型2.4 可靠性工程可靠性工程2.5 失效模式失效模式 有关术语有关术语FMEA162.1 可靠性与可靠度可靠性与可靠度 2.1.1 可靠性可靠性产品在规定的条件下和规定的时间内完成规产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。定功能的能力。FMEAn 规定条件：使用条件、环境条件、贮存条件规定条
11、件：使用条件、环境条件、贮存条件n 规定时间规定时间：小时、频次、里程小时、频次、里程n 规定功能：故障判据规定功能：故障判据产品质量特性随时间变化的内在规律产品质量特性随时间变化的内在规律17u 可靠性的形成可靠性的形成 设计过程形成：分析、评估、优化设计过程形成：分析、评估、优化 生产过程形成：控制计划生产过程形成：控制计划 使用过程形成使用过程形成：使用规范使用规范固有固有可靠性可靠性 2.1.1 可靠性FMEA使用可靠性使用可靠性182.1.2 可靠度可靠度 产品在规定的条件下和规定的时间内完产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。成规定功能的概率。可靠度是时间的递减函数。
12、可靠度是时间的递减函数。有关术语有关术语R（t）=P（T t）FMEA19可靠性 u 可靠度的估计值：可靠度的估计值：R(t)=No-r(t)No其中：其中：No:t=0时刻，在规定条件下工作的产品数时刻，在规定条件下工作的产品数 r(t):在在0t时刻的工作时间内，发生故障的时刻的工作时间内，发生故障的 产品数产品数100台计算机开始工作台计算机开始工作t=0tt=1000h仍有仍有95台在工作台在工作有有5台发生故障台发生故障 有关术语有关术语20可靠性 2.1.3 累积故障概率累积故障概率u 产品在规定的条件下和规定的时间内，产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率丧失规定功
13、能的概率u 亦称为不可靠度亦称为不可靠度 F(t)=P(T t)有关术语21可靠性n累积故障概率的估计值：累积故障概率的估计值：F(t)=r(t)No其中：其中：No、R(t)同可靠度计算同可靠度计算 有关术语222.2 失效与故障失效与故障2.2.1 定义：定义：n产品或产品的一部份不能或将不能完成预定产品或产品的一部份不能或将不能完成预定功能的事件或状态。功能的事件或状态。故障与失效在英文中统称故障与失效在英文中统称 failure；故障故障 可修复产品可修复产品 失效失效 不可修复的产品。不可修复的产品。FMEA23失效的三种形式失效的三种形式:1）功能 失效2）参数 失效3）破坏 失效
14、242.2.3 失效率失效率n已工作到已工作到 t 时刻的产品，在时刻的产品，在 t时刻后单位时间时刻后单位时间 t内发生故障的概率。内发生故障的概率。（t）=r（t）NS t0tr（t）r（t）t+ttN0NS 有关术语有关术语FMEA251)平均故障时间平均故障时间(MTTF)MTTF=t i 其中：其中：No：参加试验数参加试验数最终失效数最终失效数 tI：开始工作到失效的时间开始工作到失效的时间1N0i=1 2.2.4 寿命特征参数可靠性N0n 不可修复的产品不可修复的产品:由于产品用途的规定由于产品用途的规定/经济上的考经济上的考 虑不能或不需要修理的产品；虑不能或不需要修理的产品；
15、262)平均故障间隔时间平均故障间隔时间(MTBF)其中其中 n：故障发生次数故障发生次数;tI：每次工作持续时间每次工作持续时间 T：产品总工作时间产品总工作时间MTBF=t I=i=1n1 2.2.4 寿命特征参数可靠性nTn 可修复的产品可修复的产品:基本修复、完全修复基本修复、完全修复27可靠性u 产品维修性产品维修性3)平均修复时间平均修复时间(MTTR)其中：其中：n：修复修复次数次数 t I:第第 i 次修复时间次修复时间MTTR=t ii=1n1n 2.2.4 寿命特征参数28 系统系统:广义概念广义概念:由若干个单元有机组成的一个可完成某一由若干个单元有机组成的一个可完成某一
16、 功能的综合体。功能的综合体。狭义概念狭义概念:为完成某项任务或实现某种功能的设备、为完成某项任务或实现某种功能的设备、人员、技术及环境的集合。人员、技术及环境的集合。FMEA2.3 系统与可靠性模型系统与可靠性模型系统的可靠性系统的可靠性R系系=R设设R软件软件R人员人员R接口接口29 一般系统的功能结构图一般系统的功能结构图系统SystemSE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.1SE2.2SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接点系统与系统结构图.（SE：系统单元）30 串联系统可靠性模型串联系统可靠性模型A1A2A3An RS（t）=Ri（t）ni=1系统与系统结构图
17、 S（t）=1+2+3+n 31 并并联系统可靠性模型联系统可靠性模型A1A2An RS（t）=1-1-Ri（t）ni=1 系统与系统结构图32 混联系统可靠性模型混联系统可靠性模型A1A1B2B1B3C1C2A3 系统与系统结构图332.4 可靠性工程可靠性工程 目的目的:减少失效率和寿命周期费用；减少失效率和寿命周期费用；最佳区域R（t）费用费用总费用总费用研制费用研制费用使用费用使用费用FMEA34 可靠性工程内容可靠性工程内容：(1)论证论证确定可靠性指标确定可靠性指标 定性定性 定量：定量：MTBF/（t）准则准则:1)必要性；必要性；2)可能性；可能性；3)危害性；危害性；4)重要
18、性重要性(后果程度后果程度)；5)复杂性。复杂性。FMEA 有关术语有关术语35(2)进行可靠性计算进行可靠性计算:指标分配、预计、评估指标分配、预计、评估 可靠性模型可靠性模型；(3)进行可靠性分析进行可靠性分析 FMECA/FTA；(4)制定可靠性设计准则制定可靠性设计准则；(5)进行可靠性验证与评估。进行可靠性验证与评估。(6)可靠性控制可靠性控制生产制造。生产制造。(7)可靠性维护可靠性维护用户使用。用户使用。FMEA 有关术语有关术语36 失效模式：元器件或产品失效的一种表现形式失效模式：元器件或产品失效的一种表现形式；例：继电器的触头失效模式。例：继电器的触头失效模式。失效后果：失
19、效模式对产品功能、安全失效后果：失效模式对产品功能、安全性所性所 造成的后果；造成的后果；危害度危害度(严重度严重度)：某种失效后果的严重程度；：某种失效后果的严重程度；潜在失效模式：可能发生的失效模式。潜在失效模式：可能发生的失效模式。FMEA2.5 失效模式失效模式37典型的失效模式典型的失效模式 弯曲弯曲 毛刺毛刺 孔错位孔错位 断裂断裂 转运损坏转运损坏 漏开孔漏开孔 脏污脏污 变形变形 表面太光滑表面太光滑 短路短路 开路开路 接触不良接触不良 表面粗糙表面粗糙 开孔太深开孔太深注意：失效模式应以规范化技术术语描述，注意：失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象不同于顾客
20、察觉的现象38潜在失效的后果潜在失效的后果噪音噪音 粗糙粗糙 费力费力工作不正常工作不正常 异味异味渗漏渗漏 不能工作不能工作报废报废 外观不良外观不良无法紧固无法紧固 不能配合不能配合不能连接不能连接 无法安装无法安装损坏设备损坏设备 危害操作者危害操作者工装过度磨损工装过度磨损对最终使用者对下道工序39FMEAn物理的：磨损、屈服、疲劳物理的：磨损、屈服、疲劳n化学的：腐蚀、老化、变质化学的：腐蚀、老化、变质 n原材料原材料/元器件缺陷：元器件缺陷：不稳定、不均匀、选择处理不当不稳定、不均匀、选择处理不当典型的失效机理典型的失效机理40失效的潜在起因/机理n扭矩不当扭矩不当n焊接不当焊接不
21、当n测量不精确测量不精确n热处理不当热处理不当n浇口浇口/通风不足通风不足n润滑不足或无润滑润滑不足或无润滑n零件漏装或错装零件漏装或错装n定位器有碎屑定位器有碎屑n损坏的工装损坏的工装n不正确的机器设置不正确的机器设置起起 因因 机机 理理41失效发生的主要原因分布失效发生的主要原因分布n失效发生的原因主要包括六个方面：失效发生的原因主要包括六个方面：一、设计问题；一、设计问题；二、材料问题（含器件）二、材料问题（含器件）三、加工问题；三、加工问题；四、装配问题；四、装配问题；五、检测问题；五、检测问题；六、使用问题。六、使用问题。42可能发生的失效模式可能发生的失效模式FMEA（1）指可适
22、合于系统性、要求和运行限制的其它独特失效条件）指可适合于系统性、要求和运行限制的其它独特失效条件433.1 可靠性分析可靠性分析 3.2 失效分析技术失效分析技术3.3 FMECA 分析技术分析技术 3.4 FEMA 特点特点3.5 分析对象、范围分析对象、范围3.6 目的、意义、作用目的、意义、作用第三讲 FMECA分析技术 443.1 可靠性分析可靠性分析 为了保证产品为了保证产品/过程设计的可靠性，应对设计方过程设计的可靠性，应对设计方 案做可靠性分析；案做可靠性分析；目目 的的:1）评价系统及其组成单元的可靠性水平；）评价系统及其组成单元的可靠性水平；2）提高系统及其组成单元的可靠性）
23、提高系统及其组成单元的可靠性(更重要更重要)主要方法主要方法:故障故障/失效分析技术。失效分析技术。FMEA第三讲 FMECA分析技术 453.2 失效分析技术失效分析技术 对对发发生生或或可可能能发发生生失失效效的的系系统统及及其其组组成成单单元元进行分析。进行分析。鉴别其失效模式、失效原因鉴别其失效模式、失效原因(失效机理失效机理)；估计该失效模式对系统可能产生的后果估计该失效模式对系统可能产生的后果；分析该后果的严重程度分析该后果的严重程度(影响和后果分析影响和后果分析)；采取措施，提高系统的可靠性。采取措施，提高系统的可靠性。FMEAFMECAFMECA分析技术分析技术 46常用失效分
24、析方法常用失效分析方法 按失效原因分类按失效原因分类:直方图、因果图、主直方图、因果图、主次图；次图；u 按失效模式影响分类按失效模式影响分类:FMECA、FTA、ETA；u 按综合应用分类按综合应用分类:FMECA+FTA、FTA+ETA。FMEA473.3 FMECA 分析技术分析技术 潜在失效模式影响及后果分析潜在失效模式影响及后果分析(FMEA):v Failure Mode and Effects Analysisv 一种系统化的可靠性定性分析方法一种系统化的可靠性定性分析方法;v 通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、评价产品或过程中潜在评
25、价产品或过程中潜在的失效模式，查明其对的失效模式，查明其对 系统的影响程度，以系统的影响程度，以便采取措施进行预防。便采取措施进行预防。n 危危害害度度分分析析(Criticality Analysis,简简称称CA):对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分 析的方法析的方法;n FMEA与与CA合称合称 FMECA。FMEA483.4 FEMA FEMA 特点特点n 系统性系统性:全面的、系统的、有组织的活动；全面的、系统的、有组织的活动；n 规范性：规定格式或程序；规范性：规定格式或程序；n 预想性预想性:预想、预防、时机；预想、预防、时机；n
26、 时间性：产品或过程正式定型之前；时间性：产品或过程正式定型之前；n 动态性动态性:随设计、信息的改变，及时不断修改；随设计、信息的改变，及时不断修改；n 复杂性复杂性:系统复杂、工作量大、要求高；系统复杂、工作量大、要求高；n 协同性协同性:系统有关人员系统有关人员、有关专业人士共同合作。、有关专业人士共同合作。FMEA FMECAFMECA分析技术分析技术 493.5 分析对象、范围分析对象、范围 不同技术不同技术 机、电、液、气等，及其机、电、液、气等，及其组合；组合；不同对象不同对象 硬件、软件与行为；硬件、软件与行为；不同过程不同过程 设计、试验、工艺、方法设计、试验、工艺、方法等任
27、等任 何过程；何过程；不同领域不同领域 可靠性、安全性、维修性。可靠性、安全性、维修性。不同层次不同层次 系统、子系统、部件、元器件。系统、子系统、部件、元器件。FMEAFMECAFMECA分析技术分析技术 503.6 目的、意义、作用目的、意义、作用1)全面找出一切的、可能的失效模式；全面找出一切的、可能的失效模式；2)单点失效单点失效:一旦发生，导致不可接受的一旦发生，导致不可接受的/严重严重 影响的后果；影响的后果；FMEA 目的、作用目的、作用有效降低开发设计或制造过程中的风险有效降低开发设计或制造过程中的风险513）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更）为可靠性建模、设计评定提供
28、依据，有助于更有利的设计控制方法，为制定设计计划，质量有利的设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；控制计划提供正确的、恰当的根据；4）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；5）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术；施同步工程技术；3.6 目的、意义、作用有效降低产品研发的周期和成本有效降低产品研发的周期和成本526）识别系统特殊特性的重要工具，有助于）识别系统特殊特性的重要工具，有助于
29、 质量控制计划的制定。质量控制计划的制定。7)制定关键件制定关键件/重要件清单；重要件清单；8)确定需要重点控制的环节；确定需要重点控制的环节；有效进行可靠性控制有效进行可靠性控制FMEA3.6 目的、意义、作用53 9）进行故障诊断、隔离；）进行故障诊断、隔离；10）制定维修方案；）制定维修方案；11）必要时进行结构重组；）必要时进行结构重组；FMEA有效保障系统的可靠性和方便维修改进有效保障系统的可靠性和方便维修改进 目的、作用目的、作用3.6 目的、意义、作用5412）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进 设计的优先控制系统，从而引导资源去解决设
30、计的优先控制系统，从而引导资源去解决 需要优先解决的问题。需要优先解决的问题。13）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组 的集体知识文件化，为以后的设计开发项目的集体知识文件化，为以后的设计开发项目 提供宝贵的参考。提供宝贵的参考。14）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织 的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。有效提高组织的管理有效提高组织的管理/控制的能力和水平控制的能力和水平3.6 目的、意义、作用目的、意义、作用55第四讲第四讲 一般工作程序一般工作程序 4.1 4
31、.1 应用应用FMEAFMEA过程的三种情况过程的三种情况4.2 FMECA 4.2 FMECA 计划与输入计划与输入 4.2.1 FMECA 4.2.1 FMECA 计划计划 4.2.2 FMECA 4.2.2 FMECA 的输入的输入4.3 FMECA 4.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序564.1 应用应用FMEA过程的三种情况过程的三种情况n情况一：新设计、新技术、或新过程情况一：新设计、新技术、或新过程 FMEA的范围是完整的设计、技术和过程；的范围是完整的设计、技术和过程；n情况二：对现有设计和过程的更改情况二：对现有设计和过程的更改 FMEA的范围应当着重于设计和过程
32、的更改、由更改的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的相互作用以及从市场上所获得的历史信而可能引起的相互作用以及从市场上所获得的历史信息，它可包括法规要求的变更。息，它可包括法规要求的变更。n情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下（包括工作环境、法规要求等）使用现有的下（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计和过程。设计和过程。FMEA的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使用形式对现有设计和过程的影响。用形式对现有设计和过程的影响。57 4.2 FMECA 计划与输入计划与输入 不同阶段的不同阶
33、段的FMECA要求要求 分析方法分析方法 表格模式表格模式 最低约定层次最低约定层次 编码体系编码体系 失效判据失效判据 与其它工作计划的配合与其它工作计划的配合 FMEA4.2.1 FMECA 计划计划584.2.2 FMECA的输入的输入 设计任务书；设计任务书；设计方案论证报告；设计方案论证报告；有关的设计图样、工艺文件；有关的设计图样、工艺文件；有关产品有关产品/系统的工作环境和预期的用途；系统的工作环境和预期的用途；被分析对象及所处系统、分系统在启动运行、被分析对象及所处系统、分系统在启动运行、操作维修中的功能、性能、可靠操作维修中的功能、性能、可靠性信息性信息；可靠性数据及失效案例
34、等。可靠性数据及失效案例等。FMEA 工作程序工作程序594.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序 1)定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求 2)建立可靠性模型建立可靠性模型 3)确定最低约定层次确定最低约定层次 4)选择并填写选择并填写FMEA表表 5)危害度分析危害度分析 6)分析报告与改进措施分析报告与改进措施60 4.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序 1)定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求FMEAn 主要功能和次要功能（不同的工作模式）主要功能和次要功能（不同的工作模式）n 用途和预期的性能要求用途和预期的性能要求n
35、 环境条件和系统可能的约束条件环境条件和系统可能的约束条件n 构成故障的条件等构成故障的条件等612)建立建立可靠性可靠性模型模型u建立结构建立结构/功能系统图功能系统图u建立建立可靠性可靠性方框图方框图3)确定最低约定层次确定最低约定层次u系统结构的复杂程度系统结构的复杂程度u所得资料的充分程度所得资料的充分程度4.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序 FMEA62 编写代码编写代码；一一列清产品功能一一列清产品功能；所有可能发生的失效模式、何种类别所有可能发生的失效模式、何种类别；失效原因失效原因；工作阶段；工作阶段；失效后果；失效后果；检测方法；检测方法；采取措施采取措施(补救措
36、施补救措施)。FMEA 工作程序工作程序4)选择并填写选择并填写FMEA表表63失效模式及影响分析表FMEA 工作程序工作程序初次约定层次 任 务 审核 第 页 共 页 约 定 层 次 分析人员 批准 填表日期64 发生概率：故障概率分级；发生概率：故障概率分级；严重程度：危害度分级；严重程度：危害度分级；矩阵图分析：危害性排序矩阵图分析：危害性排序。5)危害度分析危害度分析概率大、严重度高的必须优先采取措施概率大、严重度高的必须优先采取措施FMEA 工作程序工作程序65n以标准格式汇报以标准格式汇报 FMEA 的的 结果，结果，形成书面报告形成书面报告n改进优化措施，改进优化措施，应建立行动
37、应建立行动清单计划清单计划n跟踪验证跟踪验证FMEA 工作程序工作程序6)分析报告与改进措施分析报告与改进措施66n产品及其工作原理简述n分析的基本假设分析的基本假设n数据来源及分析中采用的方法数据来源及分析中采用的方法n功能或工作原理图和可靠性框图及说明和可靠性框图及说明n完整的FMEA工作表格工作表格n分析结果综述分析结果综述FMECA报告应包括的内容报告应包括的内容67分析结果综述n结论和建议结论和建议n单点故障表，关键项目表单点故障表，关键项目表n主要可靠性薄弱环节，以及设计修改等措施与建议的简洁说明 n未作未作FMEA的产品一览表及其理由的产品一览表及其理由68FMEA实施注意点q
38、FMEA实施应特别重视：实施应特别重视：接口分析接口分析过程转移分析过程转移分析故障持续时间影响分析故障持续时间影响分析冗余环节分析冗余环节分析q FMEA的资料可作为的资料可作为FTA分析过程的分析过程的 输入输入69维护维护DFMEA70故障原因故障模式故障影响故障原因故障模式对高一层次的故障影响故障原因故障模式对高一层次的故障影响最终影响最高层次产品最高层次产品高一层次产品高一层次产品低层次产品低层次产品不同层次产品不同层次产品FMECA数据的迭代关系数据的迭代关系71第五讲第五讲 失效危害度分析失效危害度分析（CACA）5.1 危害度分析对象及用途危害度分析对象及用途u 可能造成特别严
39、重后果的失效模式可能造成特别严重后果的失效模式u 建立预防纠正措施的优先程序。建立预防纠正措施的优先程序。FMEA危害度分析危害度分析725.2 定性分析5.2.1 严酷度类别严酷度类别 I 类：灾难的，引起人员死亡类：灾难的，引起人员死亡/系统失效系统失效II 类：致命的，引起人员严重伤害类：致命的，引起人员严重伤害/系统主要系统主要 功能失效功能失效/重大经济损失重大经济损失III 类：临界的，引起人员轻度伤害类：临界的，引起人员轻度伤害/系统功能系统功能 降低降低IV 类：轻微的，导致非计划性维护或修理类：轻微的，导致非计划性维护或修理73 A级级 一一 经常发生、失效概率经常发生、失效
40、概率20%B级级 一一 较常发生、失效概率较常发生、失效概率10%20%C级级 一一 偶尔发生、失效概率偶尔发生、失效概率1%10%D级级 一一 很少发生、失效概率很少发生、失效概率0.1%1%E级级 一一 极少发生、失效概率极少发生、失效概率 125=需要采取纠正行动需要采取纠正行动 但也有例外但也有例外：SxOxDRPN125SOD 描述描述 行动行动?1011 失效不可能触及使用者失效不可能触及使用者 1101 频繁的很小，可检测的失效频繁的很小，可检测的失效1110 使用者偶尔会遇到很小的故障使用者偶尔会遇到很小的故障10101 严重而且频繁的失效严重而且频繁的失效11010 使用者频
41、繁地遇到很小的故障使用者频繁地遇到很小的故障10110 使用者遇到严重的故障使用者遇到严重的故障101010 出麻烦了出麻烦了!91FMEA第四版对第四版对RPN的使用变化的使用变化nFMEAMEA第四版不推荐使用第四版不推荐使用RPN N阈值来决定是否阈值来决定是否需要采取措施需要采取措施n使用阈值意味着使用阈值意味着RPN是衡量相对风险的方法是衡量相对风险的方法（它们通常不是）（它们通常不是）nRPN也不要求持续的改进（事实上是要求的）也不要求持续的改进（事实上是要求的）n例如：顾客使用例如：顾客使用100阈值，对下面情况不合理：阈值，对下面情况不合理：92第七讲第七讲 FMEA 应用与案
42、例应用与案例7.1 系统系统 SFMECA 7.2 7.2 设计设计 DFMECA 硬硬 件件软软 件件功功 能能7.37.3 过程过程 PFMECA 工工 艺艺接接 口口其其 它它系统系统子系统子系统系统单元系统单元 7.4 7.4 设备设备 MFMECA 设设 计计接接 口口维维 护护 93 识别系统总体设计中的潜在缺陷和识别系统总体设计中的潜在缺陷和 失效模式。失效模式。确定系统功能之间逻辑关系确定系统功能之间逻辑关系,分析失分析失 效后果及原因。效后果及原因。减少开发过程与策划过程中的风险。减少开发过程与策划过程中的风险。提高系统的功能保证和可靠性。提高系统的功能保证和可靠性。FMEA
43、 7.1 系统SFMEA7.1.1 7.1.1 系统系统S SFMFMEAEA的目的的目的94 缩短开发过程、降低研制和系统缩短开发过程、降低研制和系统 维护费用；维护费用；促进相关职能部门早期合作；促进相关职能部门早期合作；跨职能团队运作方式；跨职能团队运作方式；预防原则的贯彻体现。预防原则的贯彻体现。FMEA 7.1 系统FMEA7.1.1 7.1.1 系统系统S SFMFMEAEA的目的的目的957.1.2 一般系统的功能结构图一般系统的功能结构图系统SystemSE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.1SE2.2SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接点.（SE：系统
44、单元）967.1.3系统系统FMEA的五个步骤的五个步骤系统单元系统单元与系统结构与系统结构第一步第一步功能与功能与功能结构功能结构失效分析失效分析风险评价风险评价系统优化系统优化第二步第二步第三步第三步第四步第四步第五步第五步FMEA977.2.1 DFMEA的目的和作用的目的和作用n评估最终产品及每个与之相关的系统、子系评估最终产品及每个与之相关的系统、子系统部件可能存在的失效模式。统部件可能存在的失效模式。n确保潜在的失效模式和相关的可能原因或机确保潜在的失效模式和相关的可能原因或机理已被考虑并记录。理已被考虑并记录。n不断改进和优化设计方案直至设计定型。不断改进和优化设计方案直至设计定
45、型。7.2 设计失效模式及影响分析98DFMEA的作用的作用n降低设计错误的风险降低设计错误的风险n客观评价各种设计要求和方案客观评价各种设计要求和方案n增加在设计阶段考虑到各种潜在失效模式增加在设计阶段考虑到各种潜在失效模式的可能性的可能性n有助于提高设计的效果和效率有助于提高设计的效果和效率n通过对失效模式的排序，指出改进的重点通过对失效模式的排序，指出改进的重点n为未来的设计提供参考和经验为未来的设计提供参考和经验997.2.2 设计设计FMEA团队的组成团队的组成负责人：设计工程师负责人：设计工程师成成 员：材料、工艺、员：材料、工艺、制造、装配、制造、装配、销售、服务、销售、服务、质
46、量人员。质量人员。FMEA 类别类别100 7.2.3 7.2.3 DFDFMEAMEA前的准备前的准备1)用户过程矩阵表用户过程矩阵表按照用户的使用过程，寻找产品失效的模式，按照用户的使用过程，寻找产品失效的模式，确定需要关注的产品特性。确定需要关注的产品特性。2)流程图风险评定表流程图风险评定表从预期的大生产的流程中，找出有可能失效的过程，从预期的大生产的流程中，找出有可能失效的过程，并评定其风险的大小。并评定其风险的大小。1013)设计矩阵表设计矩阵表 描述了产品的成分特性、过程约束和顾客描述了产品的成分特性、过程约束和顾客使用条件之间的复杂的相互关系。使用条件之间的复杂的相互关系。4)
47、DOE试验设计试验设计 经设计的试验，根据设计矩阵图系统的改经设计的试验，根据设计矩阵图系统的改变各个过程变量，以确定产品性能与过程变量变各个过程变量，以确定产品性能与过程变量的关系。的关系。DFMEADFMEA 7.2.3 7.2.3 DFDFMEAMEA前的准备前的准备102性能指标与用性能指标与用户使用过程的户使用过程的相互关系相互关系工艺参数与工艺参数与产品失效的产品失效的对应关系对应关系全流程工艺参全流程工艺参数的确定数的确定确保的工艺确保的工艺参数实现参数实现用户过程用户过程矩阵表矩阵表设计失效模式设计失效模式和后果分析和后果分析(DFMEA)设计设计矩阵表矩阵表过程失效模式过程失
48、效模式和后果分析和后果分析(PFMEA)FMEA表格间的逻辑递进关系表格间的逻辑递进关系103基本力学基本力学性能性能 屈服强度、抗拉强度、延伸率、屈服强度、抗拉强度、延伸率、r、r r、n n特殊力学特殊力学性能性能屈强比、屈强比、DWTT DWTT、CVNCVN、疲劳强度、硬度、疲劳强度、硬度表面性能表面性能表面粗糙度、镀锌层厚度表面粗糙度、镀锌层厚度用户使用用户使用性能性能可焊性、抗腐蚀性能、冲击吸收能可焊性、抗腐蚀性能、冲击吸收能产品特性检查表产品特性检查表特殊特性的识别方法？特殊特性的识别方法？104特殊特性的识别方法？特殊特性的识别方法？过程特性检查表过程特性检查表炼炼 钢钢C、S
49、、P、N等等元元素素的的控控制制、铸铸坯坯的的内内部质量、铸坯的表面质量等部质量、铸坯的表面质量等热热 轧轧加加热热温温度度、终终轧轧温温度度、卷卷取取温温度度、冷冷却却模式、模式、厚度精度、表明质量等厚度精度、表明质量等冷冷 轧轧罩罩式式炉炉退退火火温温度度、连连退退工工艺艺、平平整整延延伸伸率等率等热热 镀镀 锌锌锌锅温度、锌锅锌锅温度、锌锅AlAl含量等含量等105特殊特性的识别方法？特殊特性的识别方法？高强度高强度管线钢管线钢冲击冲击韧性韧性S含量的含量的控制控制热轧热轧双相钢双相钢延伸率延伸率屈强比屈强比冷却工艺冷却工艺控制控制高强度高强度防弹钢防弹钢冲击能冲击能的吸收的吸收？106
50、7.3.1 PFMEA的目的和作用的目的和作用 识别产品或服务过程中每一环节的潜在隐患识别产品或服务过程中每一环节的潜在隐患;分析潜在失效模式对装配、调试和最终产品分析潜在失效模式对装配、调试和最终产品 的失效效应；的失效效应；查清每一种潜在失效模式可能的原因，并采查清每一种潜在失效模式可能的原因，并采 取措施加以消除；取措施加以消除；编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立 一个考虑预防一个考虑预防/纠正措施的优选体系；纠正措施的优选体系；7.3 过程失效模式及影响分析107PFMEA的作用的作用n有助于判别潜在过程失效模式有助于判别潜在过程失效模式n评价