FEMA：潛在的失效模式及影響分析

潛在的失效模式及影響分析

（FMEA第三版）

編寫：Lifegame2/2/20231前言1986年1月28日美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)在執(zhí)行51—L任務(wù)時，發(fā)射后一分鐘突然爆炸，一個女教師在內(nèi)的7名宇航員身亡。調(diào)查結(jié)果是一個價值幾美分的O型密封圈損壞而引起。2003年美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)，在返回途中爆炸。又一次7名宇航員身亡。2001年日本三菱公司帕捷洛—130在我國發(fā)生多起車毀人亡事故。均由于油管破裂，不得不召回。2003年德國奔馳面包車，由于油管堵塞，不得不召回。2/2/20232目的：

發(fā)現(xiàn)、評價設(shè)計/過程中潛在的失效模式及影響;

找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施;

書面總結(jié)上述過程。對設(shè)計/過程完善，確保顧客滿意。

2/2/20233發(fā)展歷史：

首次正式應(yīng)用FMEA技術(shù)是20世紀(jì)60年代中期航天工業(yè)的一項革新。形式：設(shè)計的潛在的失效模式及影響分析（DFMEA）;過程的潛在的失效模式及影響分析（PFMEA）.※對象：產(chǎn)品設(shè)計過程;過程設(shè)計過程.證實：航空航天工業(yè);汽車行業(yè).2/2/20234時機(jī)：

新設(shè)計、新技術(shù)或新過程；對現(xiàn)有設(shè)計或過程的修改（已有FMEA）；將現(xiàn)有的設(shè)計或過程用于新的環(huán)境、場所或應(yīng)用（已有FMEA）。2/2/20235改版內(nèi)容嚴(yán)重度的評分標(biāo)準(zhǔn)，頻度的評分標(biāo)準(zhǔn)，探測度的評分標(biāo)準(zhǔn)做了調(diào)整。一些部份的描述及說明做了調(diào)整。2/2/20236FMEA的實施注意事項由于不斷追求產(chǎn)品質(zhì)量是一個企業(yè)不可推卸的責(zé)任，所以應(yīng)用FMEA技術(shù)來識別并消除潛在隱患有著舉足輕重的作用。對車輛回收的研究結(jié)果表明，全面實施FMEA能夠避免許多事件的發(fā)生。雖然FMEA的準(zhǔn)備工作中，每項職責(zé)都必須明確到個人，但是要完成FMEA還得依靠集體協(xié)作，必須綜合每個人的智慧。例如，需要有設(shè)計、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等各方面的專業(yè)人才。2/2/20237FMEA的實施注意事項及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為”，為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在設(shè)計或過程失效模式被無意納入設(shè)計產(chǎn)品之前進(jìn)行。事前花時間很好地進(jìn)行綜合的FMEA分析，能夠容易、低成本地對產(chǎn)品或過程進(jìn)行修改，從而減輕事后修改的危機(jī)。FMEA能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機(jī)會。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用FMEA是一個相互作用的過程，永無止境。2/2/20238FMEA的實施注意事項不適合將一個小組的FMEA分?jǐn)?shù)和其他組的FMEA分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，因為即使用設(shè)計或過程是一樣的，但由于每個個的狀況不一樣所以打出來的分?jǐn)?shù)也會不一樣。對FMEA的文件對照FMEA的目標(biāo)來進(jìn)行評審(review)是被推薦的，包含管理評審。建立FMEA失效模式庫。2/2/20239現(xiàn)行預(yù)計的過程可能產(chǎn)生的失效模式分析分析對顧客或下工序的影響那些原因可能造成這個失效模式采取可行的對策評審、驗證并將更改加入到其它文件2/2/202310顧客的定義設(shè)計FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是更高一級工程師及負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和服務(wù)活動的工程師，或政府法規(guī)。過程FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是后序工序、維修工序或政府法規(guī)。2/2/202311下工序OEM使用者都是FMEA所要考慮的對象但最主要的是針對使用者可能產(chǎn)生的失效模式使用者下工序上工程設(shè)計過程2/2/202312小組責(zé)任工程師：產(chǎn)品工程師，對產(chǎn)品的設(shè)計、制造、服務(wù)均熟悉的人員擔(dān)任；成員視情況可包括（但不限于）裝配、制造、設(shè)計、分析/試驗、可靠性、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方等參與。2/2/202313設(shè)計FMEA2/2/202314設(shè)計FMEA作用：

有助于對設(shè)計要求的評估及對設(shè)計方案的相互權(quán)衡。有助于對制造和裝配要求的最初設(shè)計。提高對系統(tǒng)和車輛運行影響的可能。對設(shè)計試驗計劃和開發(fā)項目提供更多的信息。有助于建立一套改進(jìn)設(shè)計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng)。為推薦降低風(fēng)險的措施提供一個公開的討論形式。為將來的分析研究現(xiàn)場情況，評價設(shè)計的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計，提供參考。※

2/2/202315時間要求：

在一個設(shè)計概念最終形成之時或之前開始。在產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，發(fā)生更改或獲得更多的信息時，持續(xù)予以更新。在產(chǎn)品加工圖樣完工之前全部完成。2/2/202316考慮因素：與上一層部件的裝配關(guān)系；產(chǎn)品與零部件的裝配關(guān)系；特殊特性；材料/外協(xié)件/標(biāo)準(zhǔn)件；可維修性；回收；搬運；可制造性（可適當(dāng)考慮，此項主要在過程FMEA中考慮）2/2/202317定義：潛在失效模式:指過程可能發(fā)生的不滿足過程要求或設(shè)計意圖的形式,是對某具體工序不符合要求的描述.潛在失效影響:指失效模式對顧客的影響(顧客可以是下一道工序,后續(xù)工序或工位、代理商).嚴(yán)重度(S):潛在失效模式對顧客的影響影響的嚴(yán)重程度的評價指標(biāo).頻度(O):指具體的失效起因/機(jī)理在設(shè)計壽命內(nèi)發(fā)生的頻率.探測度(D):用現(xiàn)行控制方法找出失效模式可能發(fā)生的概率.2/2/202318定義：

風(fēng)險順序數(shù)RPN=S×O×D

風(fēng)險順序數(shù)（RPN）規(guī)定：一般工廠應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。

2/2/202319嚴(yán)重度(S)推薦評價準(zhǔn)則表

2/2/202320關(guān)于嚴(yán)重度（S）說明：嚴(yán)重度（S）一般不變。嚴(yán)重度（S）≥8以上，無論RPN大小如何。應(yīng)引起關(guān)切。嚴(yán)重度為1時，不應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2/2/202321發(fā)生頻度（O）推薦評價準(zhǔn)則表：2/2/202322探測度（D）推薦評價準(zhǔn)則表

2/2/202323對FMEA的幾點要求：

FMEA只要寫作業(yè)指導(dǎo)書，不用寫程序。對部件進(jìn)行“FMEA框圖/環(huán)境極限條件”分析.（附錄A）通過項目小組（多功能小組）作FMEA。DFMEA是動態(tài)文件，在產(chǎn)品加工圖樣完成前全部結(jié)束。跟蹤：用“FMEA檢查表”檢查DFMEA的結(jié)果。DFMEA不是靠過程控制來克服潛在的缺陷，但要考慮過程中能力的限制，如：必要的拔模（斜度）；要求的表面處理；裝配空間/工具可接近；要求的鋼材硬度；過程能力?！?/2/202324DFMEA框圖/環(huán)境極限條件（1）

系統(tǒng)名稱：車型年：FMEA識別號：工作環(huán)境極限條件：1．溫度：2．濕度：3．外部材料：4．可燃性（靠近的熱源是什么？）：5．抗腐蝕性：6．沖擊：7．振動：8．其他：9.設(shè)計框圖例子

2/2/202325DFMEA框圖/環(huán)境極限條件（2）

2341455開關(guān)開/關(guān)C燈罩A燈泡總成D＋極板E

電池B－極板F連接方法：不連接（滑動配合）鉚接螺紋連接卡扣裝接壓緊裝置設(shè)計框圖實例2/2/202326

附表的幾點說明（1）

關(guān)鍵日期：DFMEA——在制造樣件以前完成。設(shè)計責(zé)任：整車廠(OEM)、部門和小組，還包括供方名稱。項目/功能：項目的名稱和編號。如果一個項目有多種功能，有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能都單獨列出。設(shè)計潛在失效模式：要注意針對設(shè)計目標(biāo)、強(qiáng)度、剛度、試驗（振動、破壞、裂紋、變形、松動、泄漏、粘結(jié)、防腐、電路（電器）、氧化、斷裂…）、設(shè)計工裝……

“設(shè)計潛在失效影響”應(yīng)根據(jù)可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況描述。（項目小組發(fā)揮集體智慧）

分級（重要程度）：關(guān)鍵、重要、一般。

潛在失效的起因/機(jī)理：設(shè)計薄弱部分的跡象，要盡可能的范圍廣：典型的失效起因：材料不對、設(shè)計壽命估計不當(dāng)、應(yīng)力過大、潤滑不足、維修保養(yǎng)不夠、計算錯誤…典型的失效機(jī)理：屈服、疲勞、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損、腐蝕…

2/2/202327FMEA編號：填入fmea文件編號,以便可以追蹤使用。制成fmea表編號如下:編號XXXX–XXXXXXXX-XX年月代號

(如：0406；04年6月)零件代號版本號2/2/202328項目填入將被分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件名稱和編號；2/2/202329設(shè)計責(zé)任填入整車廠(OEM)、部門和小組,如果知道也包括供應(yīng)商名稱整車廠GM(通用汽車)FORD(福特汽車)BENZ-CHRYSLER(奔馳─克萊斯勒)VW(大眾汽車)TOYOTA(豐田)2/2/202330編制者填入負(fù)責(zé)編制FMEA工作的工程師姓名、電話及所在公司名稱。姓名：XXX部門：XXX電話：XXX公司名稱：XXX2/2/202331車型年/項目填入所分析的設(shè)計將要應(yīng)用和/或影響的車型年/項目(如果已知的話)。什么牌子什么車型什知年份2/2/202332關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過生產(chǎn)設(shè)計發(fā)布日期。備注：在此例的供應(yīng)商，初始FMEA的最后完成日必須不超過產(chǎn)品圖紙設(shè)計完成日期。關(guān)鍵日期產(chǎn)品圖紙發(fā)布日期2/2/202333FMEA日期填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期。第一版第二版第三版原始稿日期最新修訂日期2/2/202334核心小組:列出有權(quán)限參與或執(zhí)行這項工作負(fù)責(zé)人姓名和單位(建義將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表)。2/2/202335項目/功能填入被分析項目的名稱和其它相關(guān)信息。用盡可能簡明的文字來說明被分析項目滿足設(shè)計意圖的功能,如:溫度、濕度、壓力、壽命、外觀、尺寸、功能、性能、可靠性等；如該項目有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨列出。

2/2/202336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)有可能會未達(dá)到或不能實現(xiàn)項目/功能欄中所描述的預(yù)期功能的情況。對于特定的項目及其功能，列出每一個潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：裂紋、變形、松動、泄漏、粘結(jié)、氧化、斷裂、不傳輸扭矩、打滑、無支撐、支撐不足、剛性嚙合、脫離太快、信號不足、信號間斷、無信號等。2/2/202337失效模式：盡可能的思考，在這臺汽車上會出現(xiàn)那些的故障呢？沒有剎車、空調(diào)不冷、照明不亮等等。2/2/202338潛在失效的影響潛在失效影響定義為顧客受到的失效模式對功能的影響。描述時應(yīng)盡可能從零件到部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)。典型的失效影響可能是；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、運行間歇、熱衰變、泄漏、不符合法規(guī)。2/2/202339嚴(yán)重度嚴(yán)重度是給失效模式最嚴(yán)重的影響影響的級別；嚴(yán)重度數(shù)值只有通過改變設(shè)計才能夠?qū)崿F(xiàn)；嚴(yán)重度的評定準(zhǔn)則見下表；嚴(yán)重度為9、10時應(yīng)制訂措施；嚴(yán)重度為1時不應(yīng)進(jìn)行后序分析。2/2/202340嚴(yán)重度(S)推薦評價準(zhǔn)則表

2/2/202341級別：對需要附加過程控制的零件或子系統(tǒng)的特殊過程特性進(jìn)行分級(如關(guān)鍵、主要、重要、重點等),若確定了級別應(yīng)通知設(shè)計工程師檢查文件標(biāo)識.特殊特性標(biāo)識（顧客規(guī)定的標(biāo)識或組織自定標(biāo)識）。2/2/202342失效的潛在起因/機(jī)理所謂失效的潛在起因是指設(shè)計薄弱部分的跡象，其結(jié)果就是失效模式。盡可能列出每一失效模式的每一個潛在的起因/機(jī)理。可能是；規(guī)定的材料不正確、設(shè)計壽命設(shè)想不足等。2/2/202343頻度（O）頻度是指某一特定的起因/機(jī)理在設(shè)計壽命內(nèi)出現(xiàn)的可能性?？筛鶕?jù)下表確定頻度值?？蓞⒄誇MEA庫判定頻度值。應(yīng)考慮維修的經(jīng)驗；零件變化情況；用途變化情況；環(huán)境變化情況。2/2/202344頻度（O）推薦評價準(zhǔn)則表：2/2/202345Ppk換算2/2/202346現(xiàn)行設(shè)計控制列出已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計確認(rèn)/驗證或其它活動，并且確保設(shè)計對于所考慮的失效模式和/或起因/機(jī)理是足夠的。措施可能是設(shè)計評審、失效與安全設(shè)計、數(shù)學(xué)研究、臺架/試驗室試驗、可性行評審、樣件試驗、道路試驗、車隊試驗、計算機(jī)模擬等。設(shè)計控制分為兩類：設(shè)計控制預(yù)防、設(shè)計控制探測。2/2/202347探測度探測度是與設(shè)計控制中所列的最佳探測控制相關(guān)聯(lián)的定級數(shù)探測度數(shù)值確定見下表2/2/202348探測度（D）推薦評價準(zhǔn)則表

2/2/202349風(fēng)險順序數(shù)風(fēng)險順序數(shù)是嚴(yán)重度數(shù)(S)、頻度數(shù)(O)和探測數(shù)(D)的乘積，見公式。

RPN=(S)×(O)×(D)風(fēng)險順序數(shù)作為(S)×(O)×(D)的積，是對設(shè)計風(fēng)險性的度量。風(fēng)險順序數(shù)應(yīng)當(dāng)用于對過程中那些擔(dān)心事項進(jìn)行排序。RPN取值在1-1000之間。。一般工廠應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。

2/2/202350建議的措施應(yīng)首先對高嚴(yán)重度高RPN值的項目采取措施；順序一般為；嚴(yán)重度為9和10的項目，RPN值大的項目；采取措施應(yīng)先考慮嚴(yán)重度，其次頻度，再次探測度；可能的方法有：修改設(shè)計幾何尺寸/公差、修改材料規(guī)范、試驗設(shè)計、修改試驗計劃。2/2/202351建議措施的責(zé)任填入每一項建議措施的責(zé)任組織的名稱和個人的姓名以及目標(biāo)完成日期采取的措施在措施實施之后，填入實際措施的簡要說明以及生效日期。2/2/202352措施的結(jié)果記錄采取措施的后的RPN值；評審定級數(shù)值；評價進(jìn)一步采取措施的必要性；2/2/202353跟蹤措施保證設(shè)計要求得到實現(xiàn)；評審工程圖樣和規(guī)范；確認(rèn)這些已反映在裝配/生產(chǎn)文件之中；評審過程FMEA和控制計劃。2/2/202354過程FMEA

2/2/202355PFMEA作用：

確定與產(chǎn)品相關(guān)的過程潛在失效模式；評價失效對顧客的潛在影響;確定過程時失效的原因，確定減少失效發(fā)生或找出失效的條件的過程變量；編制潛在失效模式分級表，然后建立糾正措施優(yōu)選體系;將制造或裝配過程的結(jié)果編制成文件.2/2/202356關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過計劃的投入生產(chǎn)日期。備注：在此例的供應(yīng)商，初始FMEA的最后完成日必須不超過PPAP提交日期。關(guān)鍵日期PPAP提交日期2/2/202357過程功能/要求填入被分析過程的名稱和工序的簡要說明。用盡可能簡明的文字來說明被分析過程或工序的目的；如該過程有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨列出。

2/2/202358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)有可能會未達(dá)到或不能實現(xiàn)過程/功能欄中所描述的過程功能或設(shè)計意圖的情況。對于特定的過程及其功能，列出每一個潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：彎曲、毛刺、孔錯位、斷裂、開孔太深、漏開孔