FMEA潛在失效模式和后果分析

潛在失效模式和后果分析董李2018/08/251課程目的掌握FMEA的概念和運(yùn)用時(shí)機(jī)發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品/過程中潛在的失效及其后果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2什么是

FMEA？依照其發(fā)生潛在失效的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先排列并采取行動(dòng)排除或降低其發(fā)生為未來(lái)使用和持續(xù)改進(jìn)提供文件化的預(yù)防經(jīng)驗(yàn)/方法FMEA自身并不是問題的解決者，它通常與其它問題解決的工具聯(lián)合使用“FMEA提出問題解決的時(shí)機(jī)并不是解決問題”

FMEA是先期質(zhì)量策劃中評(píng)價(jià)潛在失效模式及其起因的一種工具3失效的定義失效在規(guī)定條件下,(環(huán)境、操作、時(shí)間)不能完成既定功能。在規(guī)定條件下,產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間產(chǎn)品在工作范圍內(nèi),導(dǎo)致零組件的破裂、斷裂、卡死、損壞現(xiàn)象4FMEA的失效模式小組的開發(fā)FMEA轉(zhuǎn)變成個(gè)人的行為FMEA是創(chuàng)造顧客或第三方滿意，而不是提高過程FMEA在過程開發(fā)中運(yùn)用太遲或沒有改進(jìn)產(chǎn)品/過程循環(huán)發(fā)展在產(chǎn)品壽命期內(nèi)FMEA沒有被重新評(píng)定和更新，沒有像動(dòng)態(tài)工具一樣被加工FMEA被認(rèn)為太復(fù)雜或花費(fèi)太多的時(shí)間5FMEA的起源1950’s

起源于宇航和美國(guó)軍方對(duì)關(guān)注的問題加以分類和排列將評(píng)定結(jié)果作為預(yù)防的目標(biāo)堅(jiān)持安全的觀點(diǎn)第一次被注意和使用在工程可靠性多方小組準(zhǔn)備對(duì)產(chǎn)品/過程潛在失效模式和產(chǎn)品性能影響的文件化體系評(píng)定產(chǎn)品或過程潛在失效模式的文件，采取相應(yīng)措施來(lái)消除或降低潛在失效的影響6系統(tǒng)FMEA

-用來(lái)在早期構(gòu)思設(shè)計(jì)階段分析系統(tǒng)與子系統(tǒng)

-重點(diǎn)分析由設(shè)計(jì)缺陷所引起的與系統(tǒng)功能相聯(lián)系的潛在失效模式

-包括一個(gè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間的相互作用以及系統(tǒng)的單元間的相互作用的分析

設(shè)計(jì)FMEA-用來(lái)在產(chǎn)品交付生產(chǎn)前分析產(chǎn)品

-重點(diǎn)分析由設(shè)計(jì)缺陷引起的產(chǎn)品潛在失效模式

過程FMEA-用來(lái)分析制造與裝配過程

-重點(diǎn)分析制造或裝配過程缺陷引起的潛在產(chǎn)品失效模式典型的FMEAs7典型的FMEAs系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程部件子系統(tǒng)主系統(tǒng)注意：將系統(tǒng)的失效模式降為最小部件子系統(tǒng)主系統(tǒng)注意：將設(shè)計(jì)的失效模式降為最小目標(biāo)：最大化的產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和成本目標(biāo)：最大化的產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、成本和可維護(hù)性人機(jī)料法環(huán)測(cè)機(jī)器工具工作站生產(chǎn)線操作者培訓(xùn)過程測(cè)量注意：將全過程的失效模式降為最小目標(biāo)：最大化的全過程質(zhì)量、可靠性、成本和可維護(hù)性8FMEAs的關(guān)聯(lián)失效模式后果原因SFMEA問題的分支問題問題產(chǎn)生的原因DFMEA問題產(chǎn)生的原因來(lái)自SFMEA準(zhǔn)確的后果定義來(lái)自SFMEA設(shè)計(jì)失效模式產(chǎn)生的原因PFMEA問題產(chǎn)生的原因來(lái)自DFMEA和DFMEA相同的后果詳細(xì)的過程失效模式產(chǎn)生的原因9FMEA的時(shí)間順序概念初始設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成樣件制造設(shè)計(jì)/過程確認(rèn)生產(chǎn)開始DFMEAPFMEADFMEA

開始早于過程，完成時(shí)間在早期的圖樣完成但任何工具的制造開始之前PFMEA

開始于基本的操作方法討論完成時(shí)，完成時(shí)間早于生產(chǎn)計(jì)劃制定和生產(chǎn)批準(zhǔn)之前10FMEA的關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)顧客輸入小組—小組的選擇（橫向功能小組）等級(jí)—等級(jí)的確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估設(shè)計(jì)過程生產(chǎn)過程11

過程流程圖控制計(jì)劃作業(yè)指導(dǎo)書列出每一個(gè)操作規(guī)程；當(dāng)前的控制方法；建議的加強(qiáng)的控制方法；KPC；KCC。每一個(gè)過程的：檢驗(yàn)頻次；量具及校驗(yàn)方法；反應(yīng)計(jì)劃。每一個(gè)過程的：檢驗(yàn)頻次；量具及校驗(yàn)方法；反應(yīng)計(jì)劃。典型的過程控制開發(fā)三部曲12FMEA的益處預(yù)防計(jì)劃識(shí)別改變需求降低成本減少浪費(fèi)降低保證成本降低無(wú)增值操作13FMEA的前提條件選擇適當(dāng)?shù)男〗M和有效的組織成員為每個(gè)產(chǎn)品/服務(wù)、過程/系統(tǒng)選擇小組建立團(tuán)隊(duì)體系定義顧客和顧客需求/期望涉及/過程需求過程流程圖**14FMEA小組小組為完成同一任務(wù)或目標(biāo)的兩個(gè)或更多的共同行動(dòng)的個(gè)體集體討論發(fā)現(xiàn)許多可能存在和可能發(fā)生情況需要小組的集體討論15

成功的FMEA小組控制方向和焦點(diǎn)建立自身的統(tǒng)一性負(fù)責(zé)并使用測(cè)量方法有全體的支持是橫向多功能小組16設(shè)計(jì)FMEA小組成員在籌備樣件期間開始設(shè)計(jì)工程師—通常的小組領(lǐng)導(dǎo)檢驗(yàn)工程師可靠性工程師制造工程師最終服務(wù)工程師項(xiàng)目經(jīng)理質(zhì)量工程師顧客聯(lián)系人其他，包括：銷售、開發(fā)、過程、QA/QC等17過程FMEA小組成員過程工程師—通常的小組領(lǐng)導(dǎo)生產(chǎn)操作者工藝工程師設(shè)計(jì)工程師可靠性工程師加工工程師維修工程師項(xiàng)目經(jīng)理質(zhì)量工程師其他，包括：銷售、供應(yīng)商、QA/QC等18定義顧客DFMEA的顧客最終使用者：使用產(chǎn)品的人PFMEA的顧客后序的操作者最終使用者：使用產(chǎn)品的人19注意不要混淆DFMEA與PFMEA的起因和失效DFMEA的失效PFMEA的失效潤(rùn)滑能力不足潤(rùn)滑油使用不夠錯(cuò)誤的原料說(shuō)明錯(cuò)誤的原料使用20風(fēng)險(xiǎn)順序度數(shù)

RPNRPN=(S)x(O)x(D)S=Severity

嚴(yán)重度O=LikelihoodofOccurrence頻度D=LikelihoodofDetection探測(cè)度21RPN流程項(xiàng)目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴(yán)重度S級(jí)別潛在失效的起因/機(jī)理頻度O現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制探測(cè)度DRPN項(xiàng)目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴(yán)重度S級(jí)別潛在失效的起因/機(jī)理頻度O現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制探測(cè)度DRPNDFMEAPFMEA來(lái)自經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)來(lái)自預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)過程起因后果控制失效模式頻度嚴(yán)重度探測(cè)度22FMEA的順序過程功能要求潛在失效模式潛在失效的后果嚴(yán)重度數(shù)S級(jí)別潛在失效的起因/機(jī)理頻度數(shù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制不易探測(cè)度數(shù)D風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN建議措施責(zé)任和目標(biāo)完成日期措施結(jié)果預(yù)防探測(cè)采取的措施嚴(yán)重度數(shù)頻度數(shù)不易探測(cè)度數(shù)R.P.N功能、特征或要求?會(huì)有什么問題?無(wú)功能部分功能功能過強(qiáng)功能降級(jí)功能間歇非預(yù)期功能有多糟糕?起因是什么?后果是什么?發(fā)生頻率如何?該方法在探測(cè)時(shí)有多好?能做些什么?設(shè)計(jì)更改過程更改特殊控制采用新程序或指南的更改

跟蹤評(píng)審確認(rèn)控制計(jì)劃怎樣預(yù)防和探測(cè)?23DFMEA簡(jiǎn)介由“設(shè)計(jì)主管工程師／小組”采用的一種分析技術(shù)以其最嚴(yán)密的形式總結(jié)了設(shè)計(jì)一個(gè)零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)時(shí)，工程師／小組的設(shè)計(jì)思想在最大范圍內(nèi)保證已充份的考慮到并指明潛在失效模式及與其相關(guān)的后果起因／機(jī)理在任何設(shè)計(jì)過程中正常經(jīng)歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化24DFMEA范圍新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)更改階段25DFMEA的目的為客觀評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、包括功能要求及設(shè)計(jì)方案提供幫助評(píng)價(jià)對(duì)制造、裝配、服務(wù)、回收要求所作的最初設(shè)計(jì)提高在設(shè)計(jì)/開發(fā)過程中已考慮潛在失效模式及其對(duì)系統(tǒng)和車輛運(yùn)行影響的可能性（概率）為全面和有效的設(shè)計(jì)、開發(fā)和確認(rèn)項(xiàng)目的策劃，提供更多的信息。26根據(jù)潛在失效模式對(duì)“顧客”的影響，對(duì)其進(jìn)行排序列表，進(jìn)而建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)。為推薦和跟蹤降低風(fēng)險(xiǎn)的措施提供一個(gè)公開的討論形式為將來(lái)分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計(jì)，提供參考。DFMEA的目的27DFMEA顧客的定義DFMEA“顧客”的定義，不僅僅指“最終使用者”，并且包括車型設(shè)計(jì)或更高一級(jí)裝配過程設(shè)計(jì)的工程師/設(shè)計(jì)組，以及在生產(chǎn)過程中負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和售后服務(wù)的工程師。28DFMEA集體的努力在最初的DFMEA

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)系所有相關(guān)部門的代表。

FMEA應(yīng)成為促進(jìn)不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整個(gè)集體的工作水平。29在設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前開始，在產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當(dāng)設(shè)計(jì)有變化或得到其他信息時(shí)，應(yīng)及時(shí)、不斷地修改最終在產(chǎn)品加工圖樣完成前全部結(jié)束動(dòng)態(tài)的DFMEA30DFMEA在體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖時(shí)，還應(yīng)保證制造和裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)意圖例如：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強(qiáng)度過程能力/性能DFMEA的拓展31DFMEA的拓展還要考慮產(chǎn)品維護(hù)（服務(wù)）及回收的技術(shù)/身體的限制便利的維修工具簡(jiǎn)便的診斷方法材料的分類符號(hào)（用于回收）32典型的設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)目的顧客要求顧客期望產(chǎn)品要求制造/裝配要求什么是設(shè)計(jì)期望什么是設(shè)計(jì)不期望---能夠被指定或測(cè)量---某些不能解釋想想在你們公司從什么文件/資料定義這些質(zhì)量功能展開與顧客接觸競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析知名產(chǎn)品質(zhì)量可靠性要求制造要求33DFMEA的第一步希望、不希望顧客的期望（QFD）車輛要求的文件產(chǎn)品的制造/裝配/服務(wù)/回收要求期望特性的定義越明確，就越容易識(shí)別潛在的失效模式34DFMEA第二步系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件關(guān)系框圖。燈罩A開/關(guān)C燈泡總成D極板E電池B彈簧F243155系統(tǒng)名稱：閃光燈工作環(huán)境極限條件溫度：-20~160F耐腐蝕性：規(guī)范B沖擊：6英尺下落外部物質(zhì)：灰塵濕度：0~100RH可燃性：連接方法：

1.不連接（滑動(dòng)）2.鉚接3.螺紋連接4.卡扣連接5.壓緊連接不屬于此FMEA35設(shè)計(jì)FMEA事例36項(xiàng)目/功能列出被分析項(xiàng)目的名稱和其他相關(guān)信息（如編號(hào)、零件級(jí)別、設(shè)計(jì)水平）同簡(jiǎn)潔的文字說(shuō)明滿足設(shè)計(jì)意圖的功能，包括運(yùn)行環(huán)境（溫度、壓力、濕度、壽命等），度量/測(cè)量變量如項(xiàng)目有多種功能，則分別列出失效模式37潛在失效模式列出所有失效，不一定肯定發(fā)生利用經(jīng)驗(yàn)和頭腦風(fēng)暴在特殊情況下的失效應(yīng)予以考慮（客戶的營(yíng)銷戰(zhàn)略、產(chǎn)品定位）失效模式用規(guī)范化的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，不必與顧客的感覺現(xiàn)象吻合38失效的潛在起因/機(jī)理起因機(jī)理規(guī)定材料不正確設(shè)計(jì)壽命設(shè)想不足應(yīng)力過大潤(rùn)滑能力不足維護(hù)說(shuō)明書不充分算法不正確表面精加工規(guī)范不當(dāng)形成規(guī)范不足規(guī)定的摩擦材料不當(dāng)過熱公差不當(dāng)屈服化學(xué)氧化疲勞電移材料不穩(wěn)定蠕變磨損腐蝕39設(shè)計(jì)控制

常用的控制(如:道路試驗(yàn)、設(shè)計(jì)評(píng)審、運(yùn)算研究、可行性審查、樣件試驗(yàn)等)為一些已被或正在使用的相同或類似的設(shè)計(jì)。

有三種設(shè)計(jì)管制或特征：1預(yù)防起因/機(jī)理,或失效模式/后果的出現(xiàn)或降低發(fā)生比率。2查出起因/機(jī)理,并提出糾正措施。3查出生效模式。可能的話,最好利用第1種控制方法;再使用第2種控制方法;最后才使用第3種控制方法。

40建議的措施修改設(shè)計(jì)幾何尺寸和/或公差修改材料規(guī)范試驗(yàn)設(shè)計(jì)修改試驗(yàn)計(jì)劃41PFMEA簡(jiǎn)介由“制造/裝配工程師／小組”采用的一種分析技術(shù)在最大范圍內(nèi)保證已充份的考慮到并指明潛在失效模式及與其相關(guān)的后果起因／機(jī)理以其最嚴(yán)密的形式總結(jié)了開發(fā)一個(gè)過程時(shí)，工程師／小組的設(shè)計(jì)思想在任何制造策劃過程中正常經(jīng)歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化。42PFMEA的目的確定過程功能和要求確定與產(chǎn)品和過程相關(guān)的潛在失效模式評(píng)價(jià)潛在失效對(duì)顧客產(chǎn)生的后果確定潛在制造或裝配過程起因并確定要采用控制來(lái)降低失效產(chǎn)生的頻度或失效條件探測(cè)度的過程變量確定過程變量以此聚焦于過程控制編織一個(gè)潛在失效模式分級(jí)表，以便建立一個(gè)考慮預(yù)防/糾正措施的優(yōu)選體系記錄制造或裝配過程的結(jié)果43PFMEA顧客的定義PFMEA“顧客”的定義，通常指“最終使用者”，也可以是隨后或下游制造、裝配工序，維修工序或政府法規(guī)。44PFMEA集體的努力在最初的PFMEA

中，希望負(fù)責(zé)的工程師能夠直接地、主動(dòng)地聯(lián)系所有相關(guān)部門的代表。

FMEA應(yīng)成為促進(jìn)不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整個(gè)集體的工作水平。一位有經(jīng)驗(yàn)的FMEA推進(jìn)員非常關(guān)鍵45在可行性階段或之前進(jìn)行在生產(chǎn)用工裝到位前考慮到從單個(gè)部件到總成的所有的制造工序。動(dòng)態(tài)的PFMEA46PFMEA假定所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠滿足設(shè)計(jì)要求。PFMEA不依靠改變?cè)O(shè)計(jì)來(lái)克服過程中的薄弱環(huán)節(jié)。PFMEA的前提47PFMEA的第一步：使用過程流程圖你希望了解你目前的過程你希望得到改進(jìn)的機(jī)會(huì)你希望闡明潛在的解決方案你希望提高過程和使新過程文件化48PFMEA的第一步：創(chuàng)建過程流程圖1、識(shí)別過程和任務(wù)你希望分析、定義重要的過程范圍以便從不適的管理中識(shí)別改進(jìn)的動(dòng)力2、請(qǐng)教熟悉過程的人員幫助建立流程圖3、對(duì)過程流程的起始和結(jié)束點(diǎn)形成一致49PFMEA的第一步：創(chuàng)建過程流程圖4、關(guān)注改進(jìn)提高的區(qū)域□

過程是否符合標(biāo)準(zhǔn)，或者操作者是否使用相同的方法進(jìn)行操作？□操作步驟是否重復(fù)或無(wú)序？□操作步驟是否為無(wú)增值勞動(dòng)？□操作步驟是否頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤？□操作步驟是否循環(huán)返工？50PFMEA的第一步：創(chuàng)建過程流程圖5、識(shí)別順序和過程中的搬運(yùn)步驟6、創(chuàng)建流程圖

從左到右、從上到下，有標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)和箭頭連接每個(gè)步驟7、結(jié)果分析□那些操作步驟循環(huán)返工□那些操作步驟為無(wú)增值輸出□那些操作步驟循環(huán)返工□與