(DFMEA)汽車行業(yè)設(shè)計(jì)失效模式分析

1、1,DFMEA培訓(xùn)資料,2,FMEA的基本概念,FMEA表及開發(fā)順序,子系統(tǒng),功能要求,功能、特 性或要求 是什么,會(huì)是什么問題？ -無功能 -部分功能/功能 過強(qiáng)/功能降級(jí) -功能間歇 -非預(yù)期功能,后果是 什么,有多 糟糕 ,起因是 什么,發(fā)生的頻 率如何,怎樣能得到 預(yù)防和探測,該方法在 探測時(shí) 有多好,能做些什么？ -設(shè)計(jì)更改 -過程更改 -特殊控制 -標(biāo)準(zhǔn)、程序或 指南的更改,3,DFMEA步驟,一、定義顧客 二、成立DFMEA小組 三、繪制功能框圖 四、設(shè)計(jì)輸入清單 五、列出項(xiàng)目/功能要求 六、列出潛在失效模失 七、列出失效后果 八、定義級(jí)別 九、分析失效原因 十、分析頻度 十一、

2、分析現(xiàn)行控制、十二、分析探測度 十三、分析RPN值 十四、建議措施 十五、采取措施 十六、措施說明 十七、重新評(píng)估RPN值 注：1、表頭說明 2、DFMEA時(shí)機(jī) 3、DFMEA與PFMEA關(guān)系 4、小結(jié),4,顧客的定義 1、終端客戶 2、OEM安裝或制造中心 3、供應(yīng)商或下道工序 4、法規(guī) 最主要的顧客是最終使用者即終端客戶,一、客戶定義,5,二、建立DFMEA小組,在最初的設(shè)計(jì)FMEA過程中，希望負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師能夠直接地、主動(dòng)地聯(lián)系所有有關(guān)部門的代表。這些專長和責(zé)任領(lǐng)域應(yīng)包括（但不限于）裝配、制造、設(shè)計(jì)、分析/試驗(yàn)、可靠性、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方以及負(fù)責(zé)更高或更低一層次的總成或系統(tǒng)、子系統(tǒng)

3、或部件的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。FMEA應(yīng)成為促進(jìn)各相關(guān)部門之間相互交換意見的一種催化劑，從而推進(jìn)小組協(xié)作的工作方式。 應(yīng)建立一名有經(jīng)驗(yàn)的小組組長,6,三、繪制功能框圖（方塊圖,方框圖最好地展示了部件與部件之間的物理和物流關(guān)系。功能框圖指出了在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)部件與子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，這種關(guān)系包括：信息流、能量、力和流體,7,閃光燈方塊圖,8,四、制定設(shè)計(jì)輸入清單,9,填入被分析項(xiàng)目的名稱和其他相關(guān)信息（如編號(hào)、零件級(jí)別等）。利用工程圖紙上標(biāo)明的名稱并指明設(shè)計(jì)水平。在初次發(fā)布（如在概念階段）前，應(yīng)使用試驗(yàn)性編號(hào)。用盡可能簡明的文字來說明被分析項(xiàng)目滿足設(shè)計(jì)意圖的功能，包括該系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境（規(guī)定溫度、壓力、濕度范圍、

4、設(shè)計(jì)壽命）相關(guān)的信息（度量/測量變量）。如果該項(xiàng)目有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨(dú)列出,五、列出項(xiàng)目/功能要求,10,潛在失效模式所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會(huì)未達(dá)到或不能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目/功能欄中所描述的預(yù)期功能的情況（如預(yù)期功能失效）。這種潛在的失效模式可能會(huì)是更高一級(jí)的子系統(tǒng)或系統(tǒng)的潛在失效模式的起因或者是更低一級(jí)的部件的潛在失效模式的影響后果。 對(duì)于特定的項(xiàng)目及其功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。前提是這種失效可能發(fā)生，但不一定發(fā)生。推薦將對(duì)以往TGW（運(yùn)行出錯(cuò)）研究、疑慮、報(bào)告和小組頭腦風(fēng)暴結(jié)果的回顧作為起點(diǎn)。 只可能出現(xiàn)在特定的運(yùn)行條件下（如熱、冷、干燥、粉

5、塵等）和特定的使用條件下（如超過平均里程、不平的路面、僅在城市內(nèi)行駛等）的潛在失效模式應(yīng)予以考慮,六、列出潛在失效模式,11,失效模式：盡可能的思考，在所分析的汽車、系統(tǒng)、部件上會(huì)出現(xiàn)那些的故障：沒有剎車、空調(diào)不冷、照明不亮,三、設(shè)計(jì)FMEA開發(fā),12,典型的失效模式可包括，但不限于： 裂紋 變形 松動(dòng) 泄漏 粘結(jié) 氧化 斷裂 不傳輸扭矩 打滑（不能承受全部扭矩） 無支撐（結(jié)構(gòu)的） 支撐不足（結(jié)構(gòu)的） 剛性嚙合 脫離太快 信號(hào)不足 信號(hào)間斷 無信號(hào) 注：潛在失效模式應(yīng)以規(guī)范化或技術(shù)術(shù)語來描述,13,潛在失效的后果定義為顧客感受到的失效模式對(duì)功能的影響。 要根據(jù)顧客可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況來描述失效

6、的后果，要記住顧客既可能是內(nèi)部的顧客也可能是最終用戶。 如果失效模式影響可能影響安全性或?qū)Ψㄒ?guī)的符合性，要清楚地予以說明。 失效的后果應(yīng)按照所分析的具體的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件來說明。 還應(yīng)記住不同級(jí)別的部件、子系統(tǒng)和系統(tǒng)之間存在著一種系統(tǒng)層次上的關(guān)系。例如，一個(gè)零件可能會(huì)斷裂，這樣會(huì)引起總成的振動(dòng)、從而導(dǎo)致一個(gè)系統(tǒng)間歇性運(yùn)行。系統(tǒng)的間歇性運(yùn)行可能會(huì)造成性能的下降并最終導(dǎo)致顧客的不滿。分析的意圖就是在小組所擁有的知識(shí)層次上，盡可能的預(yù)測到失效的后果,七列出潛在失效后果,14,失效后果：盡可能的思考，在汽車上出現(xiàn)此失效模式時(shí)對(duì)顧客有什么影響、會(huì)造成什么后果呢,15,典型的失效后果可能是但不限于以下情

7、況： 噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外觀不良 異味 不穩(wěn)定 工作減弱 運(yùn)行間歇 熱衰變 泄漏 不符合法規(guī),16,八、評(píng)估嚴(yán)重度（S,嚴(yán)重度是一給定失效模式最嚴(yán)重的影響后果的級(jí)別。嚴(yán)重度是單一的FMEA范圍內(nèi)的相對(duì)定級(jí)結(jié)果。嚴(yán)重度數(shù)值的降低只有通過改變?cè)O(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)。嚴(yán)重度應(yīng)以表2為導(dǎo)則進(jìn)行估算： 小組應(yīng)對(duì)評(píng)定準(zhǔn)則和分級(jí)規(guī)則達(dá)成一致意見，盡管個(gè)別產(chǎn)品分析可做修改。（見表2） 注：不推薦修改確定為9和10的嚴(yán)重度數(shù)值。嚴(yán)重度數(shù)值定級(jí)為1的失效模式不應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。 注：有時(shí)，高的嚴(yán)重度定級(jí)可以通過修改設(shè)計(jì)，使之補(bǔ)償或減輕失效的嚴(yán)重度結(jié)果來予以減小。例如，“癟胎”可以減輕突然爆胎的嚴(yán)重度，“

8、安全帶”可以減輕車輛碰撞的嚴(yán)重程度,17,表2.推薦的DFMEA嚴(yán)重度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,18,本欄目可用于對(duì)那些可能需要附加的設(shè)計(jì)或過程控制的部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)的產(chǎn)品特殊特性的分級(jí)（如關(guān)鍵、主要、重要、重點(diǎn)）。 本欄目還可用于突出高優(yōu)先度的失效模式，以便在小組認(rèn)為有所幫助時(shí)或部門管理者要求時(shí)進(jìn)行工程評(píng)價(jià)。產(chǎn)品或過程特殊特性符號(hào)及其使用服從于特定的公司規(guī)定，在本文件中不予以標(biāo)準(zhǔn)化,九、定義級(jí)別,19,所謂失效的潛在起因是指設(shè)計(jì)薄弱部分的跡象，其結(jié)果就是失效模式。 盡可能地列出每一失效模式的每一個(gè)潛在起因和/或失效機(jī)理。起因/機(jī)理應(yīng)盡可能簡明而全面的列出，以便有針對(duì)性地采取補(bǔ)救的努力。 典型的失效起因可包

9、括但不限于： 規(guī)定的材料不正確 設(shè)計(jì)壽命設(shè)想不足 應(yīng)力過大 潤滑能力不足 維護(hù)說明書不充分 算法不正確 維護(hù)說明書不當(dāng) 軟件規(guī)范不當(dāng) 表面精加工規(guī)范不當(dāng) 行程規(guī)范不足,十、分析失效的潛在起因/機(jī)理,20,導(dǎo)致此失效 模式的發(fā)生,A原因,B原因,C原因,21,22,頻度是指某一特定的起因/機(jī)理在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)出現(xiàn)的可能性。描述出現(xiàn)的可能性的級(jí)別數(shù)具有相對(duì)意義，而不是絕對(duì)的數(shù)值。通過設(shè)計(jì)變更或設(shè)計(jì)過程變更（如設(shè)計(jì)檢查表、設(shè)計(jì)評(píng)審、設(shè)計(jì)導(dǎo)則）來預(yù)防或控制失效模式的起因/機(jī)理是可能影響頻度數(shù)降低的唯一的途徑。（見表3） 潛在失效起因/機(jī)理出現(xiàn)頻度的評(píng)估分為1到10級(jí)。在確定此值時(shí)，需考慮以下問題： 類似的

10、部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)的維修史/現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)如何？ 部件是沿用先前水平的部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)還是與其 相類似？ 相對(duì)于先前水平的部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)變化有多顯著？ 部件是否與先前水平的部件有著根本的不同？ 部件是否是全新的,十一、 分析頻度（O,23,失效模式,A原因,B原因,C原因,D原因,頻度,頻度,頻度,頻度,24,表3.推薦的DFMEA頻度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,25,列出已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證（DV）或其它活動(dòng)，并且這些活動(dòng)將確保設(shè)計(jì)對(duì)于所考慮的失效模式和/或起因/機(jī)理是足夠的?，F(xiàn)行控制是指已被或正在被同樣或類似的設(shè)計(jì)所采用的那些措施（如設(shè)計(jì)評(píng)審，失效與安全設(shè)計(jì)（減壓閥），數(shù)學(xué)研究，臺(tái)

11、架/試驗(yàn)室試驗(yàn)，可行性評(píng)審，樣件試驗(yàn)，道路試驗(yàn)，車隊(duì)試驗(yàn)）。小組應(yīng)一直致力于設(shè)計(jì)控制的改進(jìn)；例如，在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)立新的系統(tǒng)試驗(yàn)或創(chuàng)立新的系統(tǒng)模型化運(yùn)算方法等。 要考慮兩種類型的設(shè)計(jì)控制： 預(yù)防：防止失效的起因/機(jī)理或失效模式出現(xiàn)，或者降低其出現(xiàn)的幾率。 探測：在項(xiàng)目投產(chǎn)之前，通過分析方法或物理方法，探測出失效的起因/機(jī)理或者失效模式,十一、分析現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制,26,如果可能，最好的途徑是先采用預(yù)防控制。假如預(yù)防性控制被融入設(shè)計(jì)意圖并成為其一部分，它可能會(huì)影響最初的頻度定級(jí)。探測度的最初定級(jí)將以探測失效起因/機(jī)理或探測失效模式的設(shè)計(jì)控制為基礎(chǔ)。 對(duì)于設(shè)計(jì)控制，本手冊(cè)中的設(shè)計(jì)FMEA表中設(shè)有兩欄（即單獨(dú)

12、的預(yù)防控制欄和探測控制欄），以幫助小組清楚地區(qū)分這兩種類型的設(shè)計(jì)控制。這可迅速而直觀地確定這兩種設(shè)計(jì)控制均已得到考慮。最好采用這樣的兩欄表格。 注：在這里的示例中，小組沒有確定任何預(yù)防控制。這可能是因?yàn)橥瑯踊蝾愃频脑O(shè)計(jì)沒有應(yīng)用過預(yù)防控制。 設(shè)計(jì)控制如果使用單欄表格，應(yīng)使用下列前綴。在所列的每一個(gè)預(yù)防控制前加上一個(gè)字母“P”。在所列的每一個(gè)探測控制前加上一個(gè)字母“D”。 一旦確定了設(shè)計(jì)控制，評(píng)審所有的預(yù)防措施以決定是否有需要變化的頻度數(shù),27,探測度是與設(shè)計(jì)控制中所列的最佳探測控制相關(guān)聯(lián)的定級(jí)數(shù)。探測度是一個(gè)在某FMEA范圍內(nèi)的相對(duì)級(jí)別。為了獲得一個(gè)較低的定級(jí)，通常計(jì)劃的設(shè)計(jì)控制（如確認(rèn)和/或驗(yàn)

13、證活動(dòng)）必須予以改進(jìn)。 推薦的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 小組應(yīng)對(duì)相互一致的評(píng)定準(zhǔn)則和定級(jí)方法達(dá)成一致意見，盡管對(duì)個(gè)別產(chǎn)品分析可作調(diào)整。 在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，最好是盡早采用探測控制。 注：在確定了探測度級(jí)別之后，小組應(yīng)評(píng)審頻度數(shù)定 級(jí)并確保頻度數(shù)定級(jí)仍是適宜的。 探測度應(yīng)用表4作為估算導(dǎo)則。 注：級(jí)數(shù)1專用于“幾乎肯定”的情況,十二、分析探測度（D,28,表4.推薦的DFMEA探測度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,29,風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度（S）、頻度（O）和探測度（D）的乘積。 RPN=（S）（O）（D） 在單一FMEA范圍內(nèi)，此值（1-1000）可用于設(shè)計(jì)中所擔(dān)心的事項(xiàng)的排序,十三、計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN,30,十四、建議的措施,應(yīng)首

14、先針對(duì)高嚴(yán)重度，高RPN值和小組指定的其它項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)防/糾正措施的工程評(píng)價(jià)。任何建議措施的意圖都是要依以下順序降低其風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別：嚴(yán)重度、頻度和探測度。 一般實(shí)踐中，不管其RPN值是多大，當(dāng)嚴(yán)重度是9或10時(shí)，必須予以特別注意，以確?，F(xiàn)行的設(shè)計(jì)控制或預(yù)防/糾正措施針對(duì)了這種風(fēng)險(xiǎn)。在所有的已確定潛在失效模式的后果可能會(huì)給最終用戶造成危害的情況下，都應(yīng)考慮預(yù)防/糾正措施，以便通過消除，減弱或控制起因來避免失效模式的產(chǎn)生。 在對(duì)嚴(yán)重度值為9或10的項(xiàng)目給予特別關(guān)注之后，小組再考慮其它的失效模式，其意圖在于降低嚴(yán)重度，其次頻度，再次探測度,31,應(yīng)考慮但不限于以下措施： 修改設(shè)計(jì)幾何尺寸和/或公差； 修改

15、材料規(guī)范； 試驗(yàn)設(shè)計(jì)（尤其是存在多重或相互作用的起因時(shí)或其它解決問題的技術(shù)）；和修改試驗(yàn)計(jì)劃。 建議措施的主要目的是通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高顧客滿意度。 只有設(shè)計(jì)更改才能導(dǎo)致嚴(yán)重度的降低。只有通過設(shè)計(jì)更改消除或控制失效模式的一個(gè)或多個(gè)起因/機(jī)理才能有效地降低頻度。增加設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證措施將僅能導(dǎo)致探測度值的降低。由于增加設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證不是針對(duì)失效模式的嚴(yán)重度和頻度的，所以該種工程措施是不太期望采用的。 對(duì)于一個(gè)特定的失效模式/起因/控制的組合，如果工程評(píng)價(jià)認(rèn)為無需采用建議措施，則應(yīng)在本欄內(nèi)注明“無,十四、建議的措施,32,填入每一項(xiàng)建議措施的責(zé)任組織的名稱和個(gè)人的姓名以及目標(biāo)完成日期。 22

16、）措施的結(jié)果 在確定了預(yù)防/糾正措施以后，估計(jì)并記錄嚴(yán)重度、頻度和探測度值的結(jié)果。計(jì)算并記錄RPN的結(jié)果。如果沒有采取任何措施，將相關(guān)欄空白即可。 所有修改了的定級(jí)數(shù)值應(yīng)進(jìn)行評(píng)審。如果認(rèn)為有必要采取進(jìn)一步措施的話，重復(fù)該項(xiàng)分析。焦點(diǎn)應(yīng)永遠(yuǎn)是持續(xù)改進(jìn),十五、措施的責(zé)任人、目標(biāo)及完成時(shí)間,33,十六、采取的措施,在措施實(shí)施之后，填入實(shí)際措施的簡要說明以及生效日期,34,十七、重新評(píng)估RPN值,35,注1、表頭說明,36,注2、DFMEA和PFMEA之關(guān)的關(guān)系和聯(lián)系,一、DFMEA在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之前進(jìn)行；PFMEA是產(chǎn)品已經(jīng)設(shè)計(jì)定型，在制造前進(jìn)行； 二、DFMEA和PFMEA的嚴(yán)重度必須一致，即PFME

17、A嚴(yán)重度必須按DFMEA的定義執(zhí)行； 三、特殊特性選擇：DFMEA識(shí)別產(chǎn)品特殊特性；PMEA根據(jù)產(chǎn)品特殊特性識(shí)別過程特殊特性；但不能認(rèn)為一定是先有DFMEA之后才有特殊特性，有些時(shí)候會(huì)有先有DFME，如：以汽車為例，汽車的尾氣排放量屬于特殊特性，這個(gè)特性在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)是作為其設(shè)計(jì)輸入要求的特性，也是與法律法規(guī)密切相關(guān)的產(chǎn)品特性，不用DFMEA即可確定，但有的產(chǎn)品特性可能需要在DFMEA的過程中對(duì)其重要性和風(fēng)險(xiǎn)予以評(píng)審和確認(rèn)，從而形成特殊特性。 四、特殊特性符合必須相對(duì)應(yīng)； 五、DFMEA不能用檢測作業(yè)控制方法；而PFMEA可以； 六、DFMEA來源于功能框圖;PFMEA來源于過程流程圖,37,注3、DFMEA時(shí)機(jī),FMEA的開發(fā)時(shí)機(jī)： 在進(jìn)行FMEA時(shí)有三種基本的情形，每一種都有其不同的范圍或關(guān)注焦點(diǎn)： 情形1：新設(shè)計(jì)、新技術(shù)或新過程。FMEA的范圍是全 部設(shè)計(jì)、技術(shù)或過程。 情形2：對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或過程的修改（假設(shè)對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì) 或過程已有FMEA）。FMEA的范圍應(yīng)集中于 對(duì)設(shè)計(jì)或過程的修改、由于修改可能產(chǎn)生的 相互