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的概念和運用時機發(fā)現、評價產品/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)生的措施書面總結上述過程2什么是

FMEA？依照其發(fā)生潛在失效的風險優(yōu)先排列并采取行動排除或降低其發(fā)生為未來使用和持續(xù)改進提供文件化的預防經驗/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合使用“FMEA提出問題解決的時機并不是解決問題”

FMEA是先期質量策劃中評價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、時間)不能完成既定功能。在規(guī)定條件下,產品參數值不能維持在規(guī)定的上下限之間產品在工作范圍內,導致零組件的破裂、斷裂、卡死、損壞現象4FMEA的失效模式小組的開發(fā)FMEA轉變成個人的行為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)中運用太遲或沒有改進產品/過程循環(huán)發(fā)展在產品壽命期內FMEA沒有被重新評定和更新，沒有像動態(tài)工具一樣被加工FMEA被認為太復雜或花費太多的時間5FMEA的起源1950’s

起源于宇航和美國軍方對關注的問題加以分類和排列將評定結果作為預防的目標堅持安全的觀點第一次被注意和使用在工程可靠性多方小組準備對產品/過程潛在失效模式和產品性能影響的文件化體系評定產品或過程潛在失效模式的文件，采取相應措施來消除或降低潛在失效的影響6系統FMEA

-用來在早期構思設計階段分析系統與子系統

-重點分析由設計缺陷所引起的與系統功能相聯系的潛在失效模式

-包括一個系統與其他系統間的相互作用以及系統的單元間的相互作用的分析

設計FMEA-用來在產品交付生產前分析產品

-重點分析由設計缺陷引起的產品潛在失效模式

過程FMEA-用來分析制造與裝配過程

-重點分析制造或裝配過程缺陷引起的潛在產品失效模式典型的FMEAs7典型的FMEAs系統設計過程部件子系統主系統注意：將系統的失效模式降為最小部件子系統主系統注意：將設計的失效模式降為最小目標：最大化的產品質量、可靠性和成本目標：最大化的產品質量、可靠性、成本和可維護性人機料法環(huán)測機器工具工作站生產線操作者培訓過程測量注意：將全過程的失效模式降為最小目標：最大化的全過程質量、可靠性、成本和可維護性8FMEAs的關聯失效模式后果原因SFMEA問題的分支問題問題產生的原因DFMEA問題產生的原因來自SFMEA準確的后果定義來自SFMEA設計失效模式產生的原因PFMEA問題產生的原因來自DFMEA和DFMEA相同的后果詳細的過程失效模式產生的原因9FMEA的時間順序概念初始設計設計完成樣件制造設計/過程確認生產開始DFMEAPFMEADFMEA

開始早于過程，完成時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，完成時間早于生產計劃制定和生產批準之前10FMEA的關鍵術語顧客輸入小組—小組的選擇（橫向功能小組）等級—等級的確定風險評估設計過程生產過程11

過程流程圖控制計劃作業(yè)指導書列出每一個操作規(guī)程；當前的控制方法；建議的加強的控制方法；KPC；KCC。每一個過程的：檢驗頻次；量具及校驗方法；反應計劃。每一個過程的：檢驗頻次；量具及校驗方法；反應計劃。典型的過程控制開發(fā)三部曲12FMEA的益處預防計劃識別改變需求降低成本減少浪費降低保證成本降低無增值操作13FMEA的前提條件選擇適當的小組和有效的組織成員為每個產品/服務、過程/系統選擇小組建立團隊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或目標的兩個或更多的共同行動的個體集體討論發(fā)現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建立自身的統一性負責并使用測量方法有全體的支持是橫向多功能小組16設計FMEA小組成員在籌備樣件期間開始設計工程師—通常的小組領導檢驗工程師可靠性工程師制造工程師最終服務工程師項目經理質量工程師顧客聯系人其他，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—通常的小組領導生產操作者工藝工程師設計工程師可靠性工程師加工工程師維修工程師項目經理質量工程師其他，包括：銷售、供應商、QA/QC等18定義顧客DFMEA的顧客最終使用者：使用產品的人PFMEA的顧客后序的操作者最終使用者：使用產品的人19注意不要混淆DFMEA與PFMEA的起因和失效DFMEA的失效PFMEA的失效潤滑能力不足潤滑油使用不夠錯誤的原料說明錯誤的原料使用20風險順序度數

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

嚴重度O=LikelihoodofOccurrence頻度D=LikelihoodofDetection探測度21RPN流程項目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效的起因/機理頻度O現行設計控制探測度DRPN項目/功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效的起因/機理頻度O現行設計控制探測度DRPNDFMEAPFMEA來自經驗和數據來自預測設計過程起因后果控制失效模式頻度嚴重度探測度22FMEA的順序過程功能要求潛在失效模式潛在失效的后果嚴重度數S級別潛在失效的起因/機理頻度數現行設計控制不易探測度數D風險順序數RPN建議措施責任和目標完成日期措施結果預防探測采取的措施嚴重度數頻度數不易探測度數R.P.N功能、特征或要求?會有什么問題?無功能部分功能功能過強功能降級功能間歇非預期功能有多糟糕?起因是什么?后果是什么?發(fā)生頻率如何?該方法在探測時有多好?能做些什么?設計更改過程更改特殊控制采用新程序或指南的更改

跟蹤評審確認控制計劃怎樣預防和探測?23DFMEA簡介由“設計主管工程師／小組”采用的一種分析技術以其最嚴密的形式總結了設計一個零部件、子系統或系統時，工程師／小組的設計思想在最大范圍內保證已充份的考慮到并指明潛在失效模式及與其相關的后果起因／機理在任何設計過程中正常經歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化24DFMEA范圍新產品設計階段設計更改階段25DFMEA的目的為客觀評價設計、包括功能要求及設計方案提供幫助評價對制造、裝配、服務、回收要求所作的最初設計提高在設計/開發(fā)過程中已考慮潛在失效模式及其對系統和車輛運行影響的可能性（概率）為全面和有效的設計、開發(fā)和確認項目的策劃，提供更多的信息。26根據潛在失效模式對“顧客”的影響，對其進行排序列表，進而建立一套改進設計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統。為推薦和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式為將來分析研究現場情況，評價設計的更改及開發(fā)更先進的設計，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”，并且包括車型設計或更高一級裝配過程設計的工程師/設計組，以及在生產過程中負責生產、裝配和售后服務的工程師。28DFMEA集體的努力在最初的DFMEA

中，希望負責設計的工程師能夠直接地、主動地聯系所有相關部門的代表。

FMEA應成為促進不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平。29在設計概念最終形成之時或之前開始，在產品開發(fā)各階段中，當設計有變化或得到其他信息時，應及時、不斷地修改最終在產品加工圖樣完成前全部結束動態(tài)的DFMEA30DFMEA在體現設計意圖時，還應保證制造和裝配能夠實現設計意圖例如：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度過程能力/性能DFMEA的拓展31DFMEA的拓展還要考慮產品維護（服務）及回收的技術/身體的限制便利的維修工具簡便的診斷方法材料的分類符號（用于回收）32典型的設計考慮設計目的顧客要求顧客期望產品要求制造/裝配要求什么是設計期望什么是設計不期望---能夠被指定或測量---某些不能解釋想想在你們公司從什么文件/資料定義這些質量功能展開與顧客接觸競爭對手分析知名產品質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）車輛要求的文件產品的制造/裝配/服務/回收要求期望特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效模式34DFMEA第二步系統、子系統和零部件關系框圖。燈罩A開/關C燈泡總成D極板E電池B彈簧F243155系統名稱：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：灰塵濕度：0~100RH可燃性：連接方法：

1.不連接（滑動）2.鉚接3.螺紋連接4.卡扣連接5.壓緊連接不屬于此FMEA35設計FMEA事例36項目/功能列出被分析項目的名稱和其他相關信息（如編號、零件級別、設計水平）同簡潔的文字說明滿足設計意圖的功能，包括運行環(huán)境（溫度、壓力、濕度、壽命等），度量/測量變量如項目有多種功能，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)生利用經驗和頭腦風暴在特殊情況下的失效應予以考慮（客戶的營銷戰(zhàn)略、產品定位）失效模式用規(guī)范化的技術術語，不必與顧客的感覺現象吻合38失效的潛在起因/機理起因機理規(guī)定材料不正確設計壽命設想不足應力過大潤滑能力不足維護說明書不充分算法不正確表面精加工規(guī)范不當形成規(guī)范不足規(guī)定的摩擦材料不當過熱公差不當屈服化學氧化疲勞電移材料不穩(wěn)定蠕變磨損腐蝕39設計控制

常用的控制(如:道路試驗、設計評審、運算研究、可行性審查、樣件試驗等)為一些已被或正在使用的相同或類似的設計。

有三種設計管制或特征：1預防起因/機理,或失效模式/后果的出現或降低發(fā)生比率。2查出起因/機理,并提出糾正措施。3查出生效模式?？赡艿脑?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建議的措施修改設計幾何尺寸和/或公差修改材料規(guī)范試驗設計修改試驗計劃41PFMEA簡介由“制造/裝配工程師／小組”采用的一種分析技術在最大范圍內保證已充份的考慮到并指明潛在失效模式及與其相關的后果起因／機理以其最嚴密的形式總結了開發(fā)一個過程時，工程師／小組的設計思想在任何制造策劃過程中正常經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品和過程相關的潛在失效模式評價潛在失效對顧客產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降低失效產生的頻度或失效條件探測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潛在失效模式分級表，以便建立一個考慮預防/糾正措施的優(yōu)選體系記錄制造或裝配過程的結果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，希望負責的工程師能夠直接地、主動地聯系所有相關部門的代表。

FMEA應成為促進不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平。一位有經驗的FMEA推進員非常關鍵45在可行性階段或之前進行在生產用工裝到位前考慮到從單個部件到總成的所有的制造工序。動態(tài)的PFMEA46PFMEA假定所設計的產品能夠滿足設計要求。PFMEA不依靠改變設計來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的機會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、識別過程和任務你希望分析、定義重要的過程范圍以便從不適的管理中識別改進的動力2、請教熟悉過程的人員幫助建立流程圖3、對過程流程的起始和結束點形成一致49PFMEA的第一步：創(chuàng)建過程流程圖4、關注改進提高的區(qū)域□

過程是否符合標準，或者操作者是否使用相同的方法進行操作？□操作步驟是否重復或無序？□操作步驟是否為無增值勞動？□操作步驟是否頻繁出現錯誤？□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、識別順序和過程中的搬運步驟6、創(chuàng)建流程圖

從左到右、從上到下，有標準的符號和箭頭連接每個步驟7、結果分析□那些操作步驟循環(huán)返工□那些操作步驟為無增值輸出□那些操作步驟循環(huán)返工□與