潛在失效模式分析(FMEA)1

1、失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 1失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 20世紀(jì)50年代，美國格魯曼公司開發(fā)了FMEA，用以飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障防范，取得較好成果。美國航空及太空總署(NASA)實(shí)施阿波羅登月計(jì)劃時(shí)，在合同中明確要求實(shí)施FMEA。1。FMEA的歷史及現(xiàn)狀 FMEA現(xiàn)已被廣泛用于飛機(jī)制造、汽車制造等多個(gè)領(lǐng)域。2失效實(shí)例舉證-失效鏈 不平道路引起的振動(dòng)與車體扭轉(zhuǎn)水箱支架斷裂水箱后頃產(chǎn)生異響水箱與風(fēng)扇碰撞水箱冷卻水管被風(fēng)扇括傷水箱中冷卻液泄漏冷卻系過熱汽車停駛發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸損壞環(huán)境

2、條件伴生模式最終模式根源模式中間模式最終模式3典型缺陷原因、缺陷模式和影響典型缺陷原因典型缺陷模式典型缺陷影響1材料選定不正確2設(shè)計(jì)壽命評估不合適3不足的潤滑4維護(hù)指引不足5很差的環(huán)境保護(hù)6算法不正確1斷裂2變形3松4泄漏5粘貼6短路7破裂1噪聲2不穩(wěn)定的操作3外觀不良4不穩(wěn)定5斷斷續(xù)續(xù)的操作6無法動(dòng)作7不愉快的氣味8操作能力削弱4失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 依據(jù)由質(zhì)量目標(biāo)所制定的技術(shù)文件 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 分析產(chǎn)品計(jì)劃與生產(chǎn)工藝中存在的 弱點(diǎn) 可能產(chǎn)生的缺陷 以及這些缺陷產(chǎn)生的后果與風(fēng)險(xiǎn)在決策中采取措施加以消除2。FMEA的理解5 QS-9

3、000明確規(guī)定FMEA是質(zhì)量體系和設(shè)計(jì)控制要素中的要求。QS-9000要求應(yīng)使用APQP手冊進(jìn)行質(zhì)量策劃。而DFMEA和PFMEA又是APQP規(guī)定的輸入、輸出要素。同時(shí)PPAP手冊也明確規(guī)定FMEA的要求。因此，F(xiàn)MEA是必須進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)。QS-9000要求中的FMEA6APQP與FMEAAPQP第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)第三章 過程設(shè)計(jì)和開發(fā)2.1 DFMEA2.4 設(shè)計(jì)評審3.6 PFMEA7失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 3。FMEA的工作流程圖缺陷的名 稱缺陷被發(fā)現(xiàn)的概率建議糾正措 施潛在失效的后果缺陷產(chǎn)生的頻 度缺陷產(chǎn)生的原因失效

4、嚴(yán)重度評度想象中可能產(chǎn)生的缺陷8失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 4。FMEA基本思路 3-1 劃分分析對象確定每一對象的分析內(nèi)容 研究分析結(jié)果及處理措施制作FMEA分析表 3-2 不僅要知道產(chǎn)品有哪些故障模式,而且還要依賴預(yù)知的能力設(shè)想將會(huì)有哪些故障模式,全部列出,分析后果,對風(fēng)險(xiǎn)較大的故障模式則預(yù)設(shè)補(bǔ)救措施,避免發(fā)生故障. 3-3 企圖實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品既定的設(shè)計(jì)和制造意圖,自始至終不出差錯(cuò)地.順利地完成制造的全過程和確保產(chǎn)品預(yù)期的性能的可靠性9失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 5。FMEA的

5、目的 FMEA是一組系統(tǒng)化的相互作用的過程; 為產(chǎn)品相關(guān)部門提供了共享資源; 發(fā)現(xiàn).確定和評價(jià)與產(chǎn)品有關(guān)的失效及其結(jié)果; 評價(jià)失效對顧客的潛在影響; 確定失效的起因,找出失效條件的變量,減少失效發(fā)生; 編制失效分級表,形成考慮措施的優(yōu)選體系; 對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作更改,減少缺陷的嚴(yán)重性; 提高發(fā)現(xiàn)缺陷的概率;10失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 6。FMEA的實(shí)施時(shí)機(jī) 1當(dāng)新的系統(tǒng)、產(chǎn)品或工序在設(shè)計(jì);2現(xiàn)存的設(shè)計(jì)或工序發(fā)生變化時(shí); 3當(dāng)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)、工序?qū)⒈挥糜谛碌沫h(huán)境或場合時(shí); 4完成一次糾正行動(dòng)后; 5. 對系統(tǒng)FMEA，在系統(tǒng)功能被確定，

6、但特定的設(shè)備選擇前; 6對設(shè)計(jì)FMEA，產(chǎn)品功能已確定，但投入生產(chǎn)前; 7對工序FMEA，當(dāng)初步產(chǎn)品的圖紙及作業(yè)指導(dǎo)做成時(shí);11失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 7。FMEA的分類12 FMEA既然是設(shè)計(jì)工作的一部分，自然應(yīng)該由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師或工程小組負(fù)責(zé)。但要完成好FMEA工作，非常關(guān)鍵的是要發(fā)揮集體的智慧。因此，F(xiàn)MEA的成功必須依靠小組的共同努力。必須組成一個(gè)包括設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等方面的專家小組。與設(shè)計(jì)有關(guān)的上游（如供方、材料、上一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師）和下游（如下一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師）的部門也將被吸收參加小組的

7、工作。FMEA的團(tuán)隊(duì)合作13失效模式及后果分析8。FMEA的變量-嚴(yán)重度(S) Severity 嚴(yán)重度是潛在失效模式對顧客的影響后果的嚴(yán)重程度的評價(jià)指標(biāo).影響影響嚴(yán)重性的標(biāo)準(zhǔn)評分無事先預(yù)兆的破壞非常高的嚴(yán)重性，當(dāng)此缺陷模式影響安全操作和(或)與政府法規(guī)相違背且無預(yù)兆10有預(yù)兆的破壞當(dāng)此缺陷模式影響安全操作或與政府法規(guī)沖突，并有預(yù)兆，嚴(yán)重性很高9很高當(dāng)操作無法進(jìn)行，喪失主要功能8高操作可實(shí)施，但降低了性能，客戶不滿意7中操作可實(shí)施，但舒適與方便方面有損失，客戶的實(shí)踐證實(shí)不舒適6低操作功能可實(shí)現(xiàn)。但舒適與方便方面性能降低,客戶有些不滿意5很低舒適程度不夠，這類缺點(diǎn)被大多數(shù)客戶發(fā)現(xiàn)4非常低舒適度等

8、項(xiàng)目不合適，被部分客戶發(fā)觀3罕見舒適度等項(xiàng)目不合適，被個(gè)別客戶發(fā)現(xiàn)2極為罕見無影響1后果判斷準(zhǔn)則:后果的嚴(yán)重度嚴(yán)重度數(shù)無警告嚴(yán)重危害無可能危害機(jī)器或裝配操作者沒有影響10 114案例:15失效模式及后果分析9。FMEA的變量-失效發(fā)生頻度(O) Occurrence 指具體的失效原因發(fā)生的頻率 評 定 規(guī) 範(fàn) 說 明 計(jì)分 出 現(xiàn) 與 上 下 限以 外 的 可 能 性 發(fā)生度極低 11 /5000 發(fā)生度甚低，制程在統(tǒng)計(jì)控制範(fàn)圍內(nèi) 21 / 2500 31 / 1000 發(fā)生度適中，通常與過去某項(xiàng)必然出現(xiàn)缺點(diǎn)之制程相似，制程能在統(tǒng)計(jì)控制範(fàn)圍內(nèi) 41 / 500 51 / 250 61 / 10

9、0 發(fā)生度適高，通常與過去某項(xiàng)必然出現(xiàn)缺點(diǎn)之制程相似，制程能在統(tǒng)計(jì)控制範(fàn)圍內(nèi) 71 / 50 81/25發(fā)生度適極高，幾乎必然出現(xiàn)缺點(diǎn) 91/10101/5失效發(fā)生的可能性可能的失效率CPK頻度數(shù)極低很高 1/1500000至 1/2 1.67至0.33110案例:16缺陷概率可能不良率CPK(工序能力)評分很高，缺陷幾乎不可避免1/20.33101/30.339高，重復(fù)發(fā)生的缺陷1/80.5181/200.677中等，偶然缺陷1/800.8361/4001.005低，相對少的缺陷1/20001.1741/150001.333極低，缺陷基本不會(huì)發(fā)生1/1500001.5021/15000001

10、.67117失效模式及后果分析10。FMEA的變量-探測度(D) Detection 指一項(xiàng)零件或組件已完成，離開該制造場所或裝配場所之前，能否檢出其己發(fā)生之缺點(diǎn) 不 易 探 測 數(shù) 評 分 規(guī) 範(fàn) 計(jì)分 將有缺點(diǎn)之產(chǎn)品出 廠 之 機(jī) 率 可能性極小 由於性能上之不良，而被送出廠的可能性很低如 : 產(chǎn)品破裂，少點(diǎn)油墨，沒有印刷產(chǎn)品 11 / 5000 可能性極低 例如 : 少導(dǎo)電黑粒少色 KEY困氣不熟缺料過熟雜質(zhì)絲印花流墨飛墨色點(diǎn)黑粒崩金片變形欠油凹點(diǎn)油污 23451 / 25001 / 10001 / 5001 / 250 可能性有 例如 : 黑粒脫落，耐磨擦油墨脫落 6781 / 100

11、1 / 501 / 25 可能性較高 例如 : 色差 (如不同型號混在一起) 91/10可能性高 例如 : 雜質(zhì)污染 101/5探測度評價(jià)準(zhǔn)則:被發(fā)現(xiàn)的可能性被發(fā)現(xiàn)的概率幾乎肯定幾乎不可能已知模式?jīng)]有已知模式110案例:18探測性標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)(工序)探測出的可能性評分絕對不可能設(shè)計(jì)(工序)控制不能偵測出潛在原因和缺陷模式，或沒有設(shè)計(jì)(工序)控制10非常困難設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率微乎其微9困難設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率極低8很低設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率很低7低設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率低6中等設(shè)計(jì)(工序)控制偵測

12、出潛在原因或不良模式的概率一般5較高設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率較高4高設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率高3非常高設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式的概率很高2幾乎沒問題可偵測出設(shè)計(jì)(工序)控制偵測出潛在原因或不良模式?jīng)]有問題119失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 11。FMEA的參數(shù)-風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(RPN)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)=嚴(yán)重度數(shù)失效產(chǎn)生頻數(shù)度缺陷被發(fā)現(xiàn)的概率 即: RPN= SO D 當(dāng)失效模式按RPN值排出先后次序后,應(yīng)首先對排列在最前面的事和最關(guān)鍵的項(xiàng)目采取糾正措施. 新產(chǎn)品須優(yōu)先改善 1) RPN 值

13、100 以上者 2) 嚴(yán)重度 9 10 者 量產(chǎn)后也須本著持續(xù)改善之精神，著眼于事前預(yù)防 PFMEA 修訂周期 : 原則上以量產(chǎn)后每 6 個(gè)月做一次修改 20失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 12。FMEA的表達(dá)式 FMEA編號: 項(xiàng)目名稱: 責(zé)任部門: 編制: 型 號: 關(guān)鍵日期: DFMEA日期(編制): (修訂) 主要參加人: 21案例:失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis 工序功能潛在缺陷模式潛在缺陷原因嚴(yán)重度S類別潛在缺陷原因發(fā)生概率0現(xiàn)行工序控制可偵測度DRPN推薦行動(dòng)責(zé)任者目標(biāo)

14、完成日行動(dòng)結(jié)果採取的行動(dòng)嚴(yán)重度發(fā)生概率可偵測度RPN波峰爐焊接(印刷線路元件可靠焊接)1錫面太低未焊接9I未及時(shí)加錫2每小時(shí)目測一次 472錫缸抑裝液面高度感應(yīng)器工程部 1014增加感應(yīng)器，有高低錫面報(bào)警功能92l18電機(jī)轉(zhuǎn)速變化2無控制8144加轉(zhuǎn)速表監(jiān)控電機(jī)轉(zhuǎn)速 工程部 117已加轉(zhuǎn)速表監(jiān)控電機(jī)轉(zhuǎn)速922362浸錫時(shí)間過短假焊，短路，半焊8I帶速過高4每2小時(shí)測試一次 7224增加帶速控帶裝置，用SPC進(jìn)行控制工程部 lO3已加轉(zhuǎn)速控制器，SPC顯示過程受控CPK=l.56 8143222典型缺陷原因典型缺陷模式典型缺陷影響1材料選定不正確2設(shè)計(jì)壽命評估不合適3不足的潤滑4維護(hù)指引不足5很

15、差的環(huán)境保護(hù)6算法不正確1斷裂2變形3松4泄漏5粘貼6短路7破裂1噪聲2不穩(wěn)定的操作3外觀不良4不穩(wěn)定5斷斷續(xù)續(xù)的操作6無法動(dòng)作7功能喪失8操作能力削弱典型缺陷原因、缺陷模式和影響 FMEA動(dòng)態(tài)管理要求23模式列舉對潛在的項(xiàng)目少； 過程的展開與流程圖混淆；錯(cuò)把原因當(dāng)不良模式內(nèi)容； 嚴(yán)重程度系數(shù)評定無輕重；發(fā)生頻度系數(shù)評定無根據(jù)； 發(fā)現(xiàn)概率系數(shù)評定成正比；建議措施提出只認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)度； 改進(jìn)之后三度評定不對應(yīng)；FMEA格式填寫用語不妥；過程FMEA制作中常見問題FMEA動(dòng)態(tài)管理要求24PFMEA中對是否要求提出 “建議措施”及 “降低哪個(gè)度”的考慮 FMEA動(dòng)態(tài)管理要求25過程FMEA檢查清單 1是否

16、使用了三大汽車公司的指南制定過程FMEA?2所有影響配合、功能、耐久性、政府法規(guī)和安全性的操作是否已被識別並按順序列出?3是否已考慮了類似零件的FMEA?4是否對已發(fā)生事件和保修數(shù)據(jù)進(jìn)行了評審？5對高風(fēng)險(xiǎn)序數(shù)的項(xiàng)目是否已計(jì)劃并采取了適當(dāng)?shù)募m正措施?6對高嚴(yán)重度數(shù)的項(xiàng)目是否已計(jì)劃并采取了適當(dāng)?shù)募m正措施?7當(dāng)糾正措施實(shí)完成后是否修改了高風(fēng)險(xiǎn)序數(shù)項(xiàng)目的序數(shù)?8當(dāng)完成設(shè)計(jì)變化時(shí),是否修改了高嚴(yán)重度數(shù)?9對以后的操作組裝和產(chǎn)品,在影響上是否考慮了顧客?10在制定過程FMEA時(shí),是否借助於保修信息?11在制定過程FMEA時(shí),是否借助於顧客工廠的問題?12是否已將原因描述為能固定成控制的事物?13當(dāng)找出主要因素時(shí),是否規(guī)定在下一操作前已對原因進(jìn)行控制.26DFMEA中對是否要求提出 “建議措施”及 “降低哪個(gè)度”的考慮 FMEA動(dòng)態(tài)管理要求27設(shè)計(jì)FMEA檢查清單 1是否使用了克萊斯勒、福特和通用汽車公司潛在失效模式及后果分析(FMEA)參考手冊來制定SFMEA和/或DFMEA?2是否已對過去已發(fā)生事件和保修數(shù)據(jù)進(jìn)行了評審?3是否已考慮了類似的零件DFMEA?4SFMEA和/或DFMEA是否識別特殊特性?5是否已確認(rèn)了影響高風(fēng)險(xiǎn)最先失效模式的設(shè)計(jì)特性?6對否高風(fēng)險(xiǎn)最先換效項(xiàng)目是否已確定了適當(dāng)?shù)募m正措施?7對否高嚴(yán)重度數(shù)項(xiàng)目是否已確