潛在失效模式及后果分析（FMEA）的理解與實(shí)施

1、潛在失效模式及后果分析（FMEA）的理解與實(shí)施一、 基本原理1、什么是FMEAFMEA的定義：在設(shè)計(jì)階段/更改設(shè)計(jì)階段，對(duì)產(chǎn)品/零件/制造過程進(jìn)行分析，找出潛在失效模式，分析其可能的后果，評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)先采取措施，減少失效模式的嚴(yán)重程度，降低發(fā)生的概率，有效提高可靠性，確保顧客滿意的系統(tǒng)化活動(dòng)。（設(shè)計(jì)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)（工藝）實(shí)施FMEA的時(shí)機(jī)：開發(fā)新產(chǎn)品、實(shí)施新技術(shù)、開發(fā)新過程時(shí)應(yīng)用；對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品/過程實(shí)施更改；現(xiàn)有產(chǎn)品/過程應(yīng)用于新的環(huán)境、場(chǎng)所時(shí)；（產(chǎn)品更改：結(jié)構(gòu)更改、材料更改、參數(shù)更改。）（過程更改：工藝流程、工藝方法）實(shí)施FMEA的目的：尋找產(chǎn)品及加工過程中的潛在失效及其后果；確定消除

2、或減少潛在失效發(fā)生的措施；將全部分析過程文件化，以供評(píng)審；FMEA是事前行為 通過FMEA確定的措施為預(yù)防措施； 各類失效模式均為“潛在”，即可能會(huì)發(fā)生； 潛在失效模式是憑經(jīng)驗(yàn)和對(duì)以往事故的評(píng)估獲得；FMEA是為各類設(shè)計(jì)/更改設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的活動(dòng) FMEA是對(duì)“設(shè)計(jì)策劃”環(huán)節(jié)的補(bǔ)充活動(dòng)； 在設(shè)計(jì)策劃過程中，通過FMEA明確如何使顧客滿意； （設(shè)計(jì)策劃FMEA設(shè)計(jì)輸口）FMEA是集體分析的產(chǎn)物FMEA的分類 D-FMEA（設(shè)計(jì)FMEA）：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中使用，分析對(duì)像為：總成/分總成/零件； P-FMEA(過程FMEA):在工藝設(shè)計(jì) 過程 中使用，分析對(duì)像為加工工序及各物流過程；2、FMEA是系統(tǒng)的

3、分析方法 明確分析對(duì)像的功能性能要求 若設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)有什么問題？問題后果？問題起因？怎樣預(yù)防探測(cè)？嚴(yán)重程度？發(fā)生頻率？方法有效？采取措施設(shè)計(jì)更改過程更改特殊控制其他更改 實(shí)施 3、FMEA分析的基本方法基本方法：運(yùn)用失效鏈，連問為什么。失效鏈： 定義：一個(gè)潛在失效事件發(fā)生，引起下游系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖的失效事件，為失效鏈。 在失效鏈中，上一個(gè)失效是下一個(gè)失效的原因，在實(shí)施FMEA中，一定要找到最終失效，才能從根本上解決問題。思考：1、什么時(shí)候進(jìn)行FMEA？2、實(shí)施FMEA的目的？3、FMEA是什么性質(zhì)的活動(dòng)？4、FMEA主要是分析哪幾方面的問題？5、什么是失效鏈？6、FMEA分析的基本方法是什么？二、

4、 設(shè)計(jì)FMEA（D-FMEA）1、D-FMEA的基本要求分析對(duì)象：所設(shè)計(jì)的/更改設(shè)計(jì)的總成、分總成、零件。圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的缺陷展開分析 （不正確的材料、.參數(shù)、.結(jié)構(gòu)）不要引入不正確的內(nèi)容：制造缺陷、采購缺陷、檢驗(yàn)缺陷等。要明確產(chǎn)品總成/分總成/零件的功能及關(guān)聯(lián)關(guān)系，即采用質(zhì)量功能展開的形式確定相應(yīng)的分析思路。（關(guān)聯(lián)圖）2、D-FMEA報(bào)告中的欄目解釋項(xiàng)目/功能 項(xiàng)目：被分析的總成/分總成/零件名稱。 功能：被分析產(chǎn)品的作用，即設(shè)計(jì)意圖。 確定功能時(shí)，應(yīng)將產(chǎn)品所有的功能列完整。潛在失效模式 失效：喪失功能； 失效模式：喪失功能所表現(xiàn)的形式； 失效模式的類別： 突發(fā)型：斷裂、破碎、短路等； 漸變

5、型：磨損、老化、變色等； 產(chǎn)生非期望功能：噪聲、振動(dòng)等；潛在失效后果：潛在失效模式給顧客帶來的影響； 顧客包括內(nèi)部顧客、主機(jī)廠顧客、最終顧客。 必須明確潛在失效模式影響安全或法規(guī)符合性的程度。嚴(yán)重度（S） 潛在失效后果嚴(yán)重程度的級(jí)別，用來評(píng)估后果的嚴(yán)重性。 級(jí)別類的分類：110級(jí)，S越大，后果越嚴(yán)重。如： 10級(jí)：無先兆影響行車安全及法規(guī)。 9級(jí)：有先兆影響行車及法規(guī)。 8級(jí)：車輛/項(xiàng)目不能運(yùn)行（喪失基本功能）。 7級(jí)：車輛/項(xiàng)目可運(yùn)行，但性能下降。級(jí)別 所分析對(duì)象的特殊特性的分級(jí)（關(guān)鍵、主要等）。 此欄目也可用特殊特性符號(hào)標(biāo)注。 包括總成/分總成/零件的各層次特殊特性。 若所分析的特性并非特

6、殊特性，此欄目不填。潛在失效起因/機(jī)理 失效起因：由于設(shè)計(jì)缺陷而造成失效模式的原因。 不正確的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 不正確的設(shè)計(jì)參數(shù) 不正確的材料選用 失效機(jī)理：由于設(shè)計(jì)未進(jìn)行動(dòng)態(tài)考慮而造成失效模式的原因。 未考慮材料：過早屈服、過早疲勞、不穩(wěn)定等 未考慮產(chǎn)品本身：過早磨損、氧化、腐蝕等 尋找失效起因/機(jī)理的原則： 運(yùn)用失效鏈 連問為什么 找到最終原因頻度(O) 失效起因引起失效模式發(fā)生的可能性。用來評(píng)估失效模式出現(xiàn)的頻率。 級(jí)別的分類：110級(jí)，O越大，失效模式出現(xiàn)的可能性越大。 如：10級(jí)：失效率10%，持續(xù)性失效。 8級(jí)：失效率2%，經(jīng)常性失效。 6級(jí)：失效率0.5%，偶然性失效。 確定頻度O時(shí)，要

7、分析： 維修經(jīng)驗(yàn) 新材料，新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)的采用量 預(yù)期的使用壽命現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制 己經(jīng)使用或正在使用類似設(shè)計(jì)過程中的控制方法 采用設(shè)計(jì)中的控制方法，是為了識(shí)別設(shè)計(jì)缺陷 設(shè)計(jì)控制方法的類別： 設(shè)計(jì)評(píng)審：預(yù)防類控制方法，右防止失效起因發(fā)生或降低發(fā)生概率； 設(shè)計(jì)驗(yàn)正（DV）：探測(cè)類控制方法，可尋找到失效起因；設(shè)計(jì)確認(rèn):探測(cè)類控制方法，可尋找到失效模式； 3種不同的控制方法，通過不手段尋找設(shè)計(jì)缺陷；探測(cè)度（D）控制方法一一對(duì)應(yīng) 通過控制方法識(shí)別潛在失效起因或防止失效起因發(fā)生的難易程度。用來評(píng)估設(shè)計(jì)控制方法的有效性。 級(jí)別分類：110級(jí)，D越大，失效起因識(shí)別越困難。 如：10級(jí)：設(shè)計(jì)控制不能找到起困/無控制

8、方法。 6級(jí)：設(shè)計(jì)控制有較少機(jī)會(huì)找到起因及模式。風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN） 風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度S，頻度O，探測(cè)度D的乘積，是對(duì)潛在失效風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)估。RPN=SOD，11000。 三度（S、O、D）從不同角度將失效模式嚴(yán)重程度量化。（自己定三度，盡量不查手冊(cè)） RPN的警或線要依據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)憑經(jīng)驗(yàn)確定，一般推薦為：RPN8時(shí)嚴(yán)重度）建議的措施 針對(duì)高RPN及高S的項(xiàng)目，準(zhǔn)備采取的措施。 采取措施的目的：降低S/O/D，從而降低RPN。 提出建議措施的順序：降低S降低O降低D。 建議措施的類別： 降低嚴(yán)重度S：改變?cè)O(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。 降低頻度O：改變?cè)O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，改變使用材料，改變 預(yù)防類控制方法。

9、降低探測(cè)度D：若控制方法充分，則增加控制度。若控制方法不充分，則增加/改變控制方法。采取的措施 建議措施實(shí)施后，最終確定的設(shè)計(jì)結(jié)果。（結(jié)構(gòu)、材料、參數(shù)） 所確定的最終結(jié)果要在相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件中體現(xiàn)。（進(jìn)行驗(yàn)證） 措施落實(shí)后，重新評(píng)估S、O、D及RPN值。3、D-FMEA的實(shí)施準(zhǔn)備工作 評(píng)審過去已發(fā)生的事件及維修經(jīng)驗(yàn)，建立零件關(guān)系圖。 確定分析對(duì)象： 通過特殊特性明細(xì)表及質(zhì)量功能展開確定分析對(duì)象。 凡與特殊特性相關(guān)的總成/分總成/零件均應(yīng)進(jìn)行分析。 凡涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)/更改設(shè)計(jì)的總成/分總成/零件均應(yīng)進(jìn)行分析。D-FMEA的分析流程確定項(xiàng)目明確功能（喪失功能是如何表現(xiàn)？）明確失效模式(失效模式出現(xiàn)會(huì)有

10、什么后果？) 明確失效后果（失效后果有多么嚴(yán)重？）確定S（失效模式為什么會(huì)出現(xiàn)？運(yùn)用失效鏈問為什么）確定起困/機(jī)理（失效模式出現(xiàn)的可能性大嗎？）確定O（目前采用什么控制方法？）確定現(xiàn)行控制方法（控制方法有效嗎？）確定D（綜合風(fēng)險(xiǎn)大嗎？）計(jì)算RPNRPN高否？S高否？不高：分析結(jié)束高：現(xiàn)行控制方法是否充分？充分：增加控制程度；改變結(jié)構(gòu)/參數(shù)/材料不充分：增加設(shè)計(jì)/更改控制方法；改變結(jié)構(gòu)/參數(shù)/材料建議措施采取措施重新確定S、O、D、RPNRPN高否？S高否？不高：結(jié)束高：重新分析思考：1、什么是潛在失效模式?有哪幾類？如何確定S/O/D？2、什么是建議措施？有哪幾種？尋找失效起因的原則是什么？3

11、、什么是控制方法？有哪幾種？使用它們的目的是什么？第三部分 過程FMEA(P-FMEA)1、P-FMEA的基本要求分析對(duì)象：所設(shè)計(jì)的/更改設(shè)計(jì)的加工工序及物流過程。(搬運(yùn)貯存)圍繞過程設(shè)計(jì)中的缺陷分析。不要引入不正確的分析內(nèi)容：產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷、采購缺陷、工藝實(shí)施等。要明確各工序的工藝目的，應(yīng)從工藝流程圖中識(shí)別要分析的工序。2、P-FMEA報(bào)告中的欄目解釋 過程功能/要求 過程功能：被分析的工序/過程名稱。 要求：該工序/過程的目的。 若一個(gè)工序有許多工步，每工步會(huì)產(chǎn)生不同的失效模式，則各工步作為獨(dú)立工序處理。（裝配）潛在失效模式 失效模式：達(dá)不到原工序/過程目的的表現(xiàn)形式，（工藝流程圖中的質(zhì)量特

12、性） 典型的失效模式包括：彎曲、開裂、開路、變形、毛刺、尺寸超差等。潛在失效后果 失效后果：失效模式給顧客帶來的影響，包括后續(xù)工序。 給最終使用者帶來的后果包括：噪音、工作不正常、異味、泄漏、顧客不滿意、危及使用者等。 給下游工序帶來的后果包括：無法加工、無法安裝、損壞設(shè)備、危及操作者等。嚴(yán)重度（S） 嚴(yán)重度S：潛在失效模式帶來后果的嚴(yán)重級(jí)別，用來評(píng)估后果的嚴(yán)重性。 級(jí)別分類：110級(jí)。S越大則后果越嚴(yán)重。 對(duì)最終顧客：10級(jí)：無警告，危及使用者安全/法規(guī)； 8級(jí)：車輛/項(xiàng)目不能正常工作（喪失功能） 對(duì)下游工序：10級(jí)：無警告、危及操作者 8級(jí)：造成全部產(chǎn)品報(bào)廢。級(jí)別 級(jí)別：所分析工序/過程中

13、特殊特性的分級(jí)（關(guān)鍵、主要） 此欄目可用特殊特性符號(hào)標(biāo)注。 要描述加工工序中過程特殊特性。潛在失效起因/機(jī)理 失效起因/機(jī)理：由于設(shè)計(jì)缺陷而造成失效模式產(chǎn)生的原因 不正確的工藝方法加工手段；加工程序、設(shè)備；監(jiān)測(cè)方法 不正確的工藝參數(shù) 不充分的控制方法對(duì)工藝參數(shù)控制方法；對(duì)其它的工藝因素控制方法（刀具、模具）；對(duì)操作工無法避免的控制方法（防錯(cuò)方法）；對(duì)周邊環(huán)境的控制方法；對(duì)原材料/半成品轉(zhuǎn)換特性具體方法 尋找失效起因的原則 運(yùn)用失效鏈 連問為什么 找到最終原因頻度（O） 頻度：失效起因引起失效模式發(fā)生的可能性，用來評(píng)估失效模式出現(xiàn)的概率。 級(jí)別分類：110.O越大失效模式出現(xiàn)的可能性越大 如：1

14、0級(jí)：持續(xù)性失效，失效不可避免 8級(jí)：經(jīng)常性失效，發(fā)生頻率高 6級(jí)：偶然性失效，發(fā)生頻率低現(xiàn)行過程控制 已經(jīng)使用或正在使用于類似制造過程中的控制方法。 采用制造過程中控制方法，是為了對(duì)制造過程進(jìn)行控制，他不能識(shí)別工藝設(shè)計(jì)過程中的失效起因。 過程控制方法的分類 防錯(cuò)的應(yīng)用：預(yù)防類控制方法，可防止失效的發(fā)生 監(jiān)視及檢查：預(yù)防類控制方法，可查找失效起因（偏離工藝要求的起因），采取預(yù)防措施。（定期調(diào)整、連續(xù)監(jiān)檢、點(diǎn)檢、SPC） 檢驗(yàn)：探測(cè)類控制方法，可查找失效模式，采取糾正措施。探測(cè)度(D) 通過控制方法識(shí)別失效模式或防止失效模式發(fā)生的難易程度。用來評(píng)估控制方法的有效性。 級(jí)另分類：110級(jí)，D越大失

15、效模式識(shí)別/防止越困難。 如：10級(jí)：不能探測(cè)或沒有檢查 8級(jí)：只通過目測(cè)檢查實(shí)施控制。風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN） 風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)是嚴(yán)重度S、頻度O、探測(cè)度D的乘積，是對(duì)失效風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)價(jià)，RPN=SOD，11000。 三度從不同角度將失效模式嚴(yán)重程度量化。 RPN的警或線要依據(jù)加工特點(diǎn)憑經(jīng)驗(yàn)確定，一般推薦為：RPN33=27時(shí)，安全， 27RPN43=64時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)較大， RPN53=125時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重。 當(dāng)RPN較高或S較高時(shí)，均要采取措施降低。建議的措施 針對(duì)高RPN及高S的項(xiàng)目，準(zhǔn)備采取的措施。 采取措施的目的：降低S/O/D，從而降低RPN。 提出建議措施的順序：降S，降O，降D。 建議措施的類

16、別： 降低嚴(yán)重度S：改變工藝方法 降低頻度O：改變工藝方法，改變工藝參數(shù)，改變預(yù)防類控制方法。 降低探測(cè)度D：若控制方法充分，則增加控制程度，若控制方法不充分，則增加/改變控制方法。采取的措施 建議措施實(shí)施后，最終確定的設(shè)計(jì)結(jié)果（方法、參數(shù)、手段） 所確定的最終結(jié)果要在相應(yīng)的文件中體現(xiàn)（進(jìn)行驗(yàn)證） 措施落實(shí)后，重新評(píng)估S，O，D及RPN值。3、P-FMEA的實(shí)施準(zhǔn)備工作 評(píng)審過去已發(fā)生的事件及返工、報(bào)廢經(jīng)驗(yàn) 確定分析對(duì)象 通過工藝流程圖、特殊特性明細(xì)表確定分析對(duì)象。 凡與特殊特性相關(guān)的加工工序及重要工序均應(yīng)進(jìn)行分析 凡涉及工藝設(shè)計(jì)/更改設(shè)計(jì)的工序過程均應(yīng)進(jìn)行分析。P-FMEA的分析流程確定工序明確該工序目的（達(dá)不到工序目的是如何表現(xiàn)？）明確失效模式(失效模式出現(xiàn)會(huì)有什么后果？) 明確失效后果（失效后果有多么嚴(yán)重？）確定S（失效模式為什么會(huì)出現(xiàn)？運(yùn)用失效鏈問為什么）確定起困/機(jī)理（失效模式出現(xiàn)的可能性大嗎？）確定O（目前采用什么控制方法？）確定現(xiàn)行控制方法（控制方法有效嗎？）確定D（綜合風(fēng)險(xiǎn)大嗎？）計(jì)算RPNRPN高否？S高否？不高：分析結(jié)束高：現(xiàn)行控制方法是否充分？充分：增加控制程度；改變工藝方法/工藝參數(shù)