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1、DFMEA Training,Design Failure Mode Effect Analysis,FMEA概述DFMEA简介DFMEA分析建议,Agenda,FMEA起源及其发展 20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，主要用于飞行制造业和发动机故障评估，取得很好的实效；20世纪60年代,美国航空及太空署（NASA)实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA;七十年代1972年，美国福特汽车公司得到美国太空总署的许可正式在汽车行业内使用FMEA；今天FMEA已经是一个国际化标准要求；现在FMEA已经进入一般性工业，如：电子，医药，计算机等。,FMEA概述,什么是FEMA?P
2、otential Failure Mode and Effects Analysis 潜在的 失效 模式 及 后果 分析Potential 潜在的:存在于事物内部尚未显露出来；Failure 失效: 失去效力-完全丧失原定功能；-功能降低，部分功能，功能随时间降低；-功能间歇性中断；-非预期的功能。,FMEA概述,FMEA 是一种用于确保在产品和过程开发(APQP)中潜在问题予以考虑并描述的分析方法学。,为什么要做FMEA分析？确保产品在设计/过程中潜在的风险均被识别并得到相应的预防措施；降低产品临近量产及投放市场后更改设计/过程造成的重大成本损失。,FMEA概述,Design,Process
3、,FMEA事前行为，而非事后练习！,FMEA分析类型,FMEA概述,Potential FMEA,Design FMEA,Process FMEA,System 系统,Sub-System 子系统,Component部件,System 系统,Sub-System 子系统,Component部件,FMEA概述DFMEA简介DFMEA分析建议,Agenda,设计失效模式及后果分析即DFMEA。有助于对设计包括功能要求和设计方案在内的设计进行客观评价；提高在设计/开发过程中，考虑潜在失效模式及其对系统和车辆影响的可能性；为全面，有效的设计，开发和项目确认计划提供更多的信息；为建议和跟踪降低风险的措施
4、，提供一个公开的讨论形式；为将来描述售后市场关切情况，评价设计更改及开发先进的设计提供参考（设计经验）。,Design FMEA简介,何时做DFMEA分析？,DFMEA简介,产品设计及开发,过程设计及开发,产品及过程验证,反馈，评估及纠正措施,计划及定义项目,DFMEA :是一份动态文件，应：1.在设计概念最终确定前开始；2.在更改发生时或产品开发阶段获得补充信息时进行更新；3.在生产设计发布前完成；4.成为以后重新设计时的经验来源。,DFMEA Team,DFMEA简介,电子工程师主导，CFT小组讨论制定讨论计划，并定期开展DFMEA讨论活动一人提案多人讨论并取得一致或多人意见，提高会议效率
5、积极总结并反馈DFMEA讨论内容后续潜在风险跟踪及DFMEA更新,FMEA概述DFMEA简介DFMEA分析建议,Agenda,DFMEA分析工具,质量及可靠性历史（Quality History） 经验教训（Lesson Learned） 客户的图解，图纸，相关法规等 产品或功能模式清单 电路图，机构图，系统图或草图 材料清单（BOM表） 质量功能展开（QFD） HC-RND-05-01-02 边界图（B图） HC-RND-05-01-03 界面矩阵图 HC-RND-05-01-04 参数图（P图） 初始过程流程图 以往类似产品DFMEA,DFMEA分析流程,B-Diagram: Bounda
6、ry Diagram边界图 定义工程范围，理解系统与周围系统之间的关系及界面。 B-Diagram分析的目的 1.以图形的表示法使团队能将注意力集中在： 系统工作之环境 定义系统的研究范围 2.了解相互之关系 探索系统与其界面系统之间的关系 3.管理系统工程 确定界面之间拥有权并将相应要求从上到下予以分配 4.提供一个与界面分析DFMEA及P-图之连接,DFMEA-B Diagram,DFMEA-B Diagram,Design InternalSubsystems定义内部子系统,Define External Subsystem定义外部子系统,Outside Subsystems Inter
7、actions外部子系统互连,Inside SubsystemsInteractions内部子系统互连,Establish the B diagram建立边界图,The internal subsystems are mainly generated from internal block diagram. In addition, it contains other subsystems, like PCB, mechanical part(s) etc.内部子系统由内部系统框图转化，另包含其他组件，如PCB,机构件等,DFMEA-B Diagram,Design InternalSubsy
8、stems定义内部子系统,Define External Subsystem定义外部子系统,Outside Subsystems Interactions外部子系统互连,Inside SubsystemsInteractions内部子系统互连,Establish the B diagram建立边界图,DFMEA-B Diagram,Design InternalSubsystems定义内部子系统,Define External Subsystem定义外部子系统,Outside Subsystems Interactions外部子系统互连,Inside SubsystemsInteraction
9、s内部子系统互连,Establish the B diagram建立边界图,F:Physics connectionR:RF(Emission)N:NoiseS:Signal(Electrical)P:Power(Electrical)C:Communication Data,DFMEA-B Diagram,Design InternalSubsystems定义内部子系统,Define External Subsystem定义外部子系统,Outside Subsystems Interactions外部子系统互连,Inside SubsystemsInteractions内部子系统互连,Est
10、ablish the B diagram建立边界图,F:Physics connectionR:RF(Emission)N:NoiseS:Signal(Electrical)P:Power(Electrical)C:Communication Data,DFMEA-B Diagram,Design InternalSubsystems定义内部子系统,Define External Subsystem定义外部子系统,Outside Subsystems Interactions外部子系统互连,Inside SubsystemsInteractions内部子系统互连,Establish the B
11、 diagram建立边界图,注意事项：是否有遗漏的部件？是否有遗漏的接口界面？是否考虑各种不同的接口关系？系统定义范围是否太大？是否使用分层方法表示一个复杂的系统？,DFMEA-B Diagram,DFMEA-Interface Matrix,Interface Matrix: 接口矩阵图 归纳总结产品内部系统及与其邻近系统接口之关系。 Interface Matrix分析的目的 1.分析并管理系统及其与之邻近系统之间的接口关系 2.确定应对接口负责的工程师 3.就如何控制这些接口相邻的系统工程师达成一致 Interface Matrix分析的用途 1.帮助捕捉及控制系统之间的相互依赖之关系
12、2.发现设计规范中不足之处 3.提供信息到： P-Diagram：输入，功能，错误模式，噪声 DFMEA:功能，失效，潜在原因,DFMEA-Interface Matrix,将B图分析的接口类型按顺序罗列于此项目内。,说明相关接口类型。,1,2,DFMEA-Interface Matrix,定义各个接口之依赖关系。,3,DFMEA-Interface Matrix,定义接口对系统之影响。（+）Function（-） Noise,4,DFMEA-Interface Matrix,接口定义所涉及到得规范号。客户之图纸，SDS，辉创设计规范等等。,5,DFMEA-Interface Matrix,接
13、口负责人。,6,DFMEA-Interface Matrix,现行的接口设计方法。,7,DFMEA-Interface Matrix,注意事项：接口的分析与B图是否一致？有无接口被遗漏？有没有与邻近系统的工程师沟通，并对如何控制接口达成一致？是否将接口分析的结果输入到P图？,DFMEA-P Diagram,P-Diagram: Parameter Diagram参数图 P图分析影响系统功能的一切参数。 P图分析的目的： 1.了解系统内部能量转化 2.分析所有会影响到系统功能的各类因素 3.研究会将输入能量转成误差状态的干扰因素 4.确定哪些能将输入能量最大地转换成理想功能的控制因素 5.用直观
14、图形的方法将思考过程表现出来,System,Input Factors,Ideal Function,Noise Factors,Control Factors,Error States,DFMEA-P Diagram,P-Diagram 基本元素,Input Factors：输入因素一种作为输入的能量，材料和信号，这些输入使系统正常运作,Ideal Function：理想功能即为系统设计的主要功能，一般表现为能量，材料，信号或信息的转换与传输,Noise Factors：干扰因素能使系统偏离其理想功能，导致误差状态，产生失效模式的一些不可控因素,Error States：偏差状态不希望系统出
15、现的状态，输入能量转换成无用功，这些误差状态可导致系统的失效模式，这些误差模式可以是“软”失效（偏离理想功能之标定值，及理想功能的衰退），或“硬”失效（即失去理想功能）,Control Factors：控制因素与物理，尺寸，材料特性相关联的设计参数，工程师可以调整这些参数以对应于干扰因素的出现而导致的实效模式,-完全丧失原定功能；-功能降低，部分功能，功能随时间降低；-功能间歇性中断；-非预期的功能。,DFMEA-P Diagram,Noise Factors干扰因素,DFMEA-P Diagram,干扰因素之应对,DFMEA-P Diagram,P-Diagram分析流程,1.输出功能必须涵
16、盖产品所实现的所有功能，能量化的功能，要以量化形式体现；2.集合CFT小组讨论，尽可能确认所有影响产品失效的干扰因素；3.针对每一个干扰因素必须有相对应的控制因素以消除此项干扰。,DFMEA-P Diagram,DFMEA-P Diagram,注意事项：理想功能是否可以度量？偏差状态是否与功能相联系？是否考虑到所有五类干扰因素？系统是否太复杂不能用一个P图表达？,DFMEA,On Industry Standard compliant (SAE J1739) Forms产业标准表格（SAE J1739）,How is an FMEA Documented?,DFMEA-Title,填入整车厂，
17、部门和小组。如适用，还包括供方的名称,填入负责编制FMEA工程师的姓名，电话和所在公司名称,填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期,填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知）,列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人姓名（建议所有参加人员的姓名，部门，电话地址都应记录在一张分发表上）,填入初次FMEA应完成的日期，该日期不应超过计划的生产设计发布日期,FMEA文件编号，以便查询,FMEA小组必须为特定的活动确定系统，子系统或部件的组成。划分实际界限必须由FMEA小组确定,DFMEA-Process Function/Requirement,Function功能：设
18、计意图或工程要求，代表各类顾客和系统的需求。填写方法：1）功能来源：为输入通过B图，P图或其他图纸，包括小组分析识别的项目，接口或零件，所使用的术语应与顾客要求，使用在其他设计文件一致，确保其追溯性。2）功能描述：依据顾客要求和小组讨论必须符合设计目的的需求进行分析的功能或接口文字尽量简明表达需要满足的功能,注意：1.此项目中罗列的所有功能必须涵盖客户所有功能的需求。2.将各个功能编号。3.能够量化的功能要量化（并非所有功能要量化）。例如：1.PAS侦测距离2m。2.Sensor安装角度为0。,DFMEA-Potential Failure Mode,Potential Failure Mod
19、e潜在失效模式：隐藏于产品本身，可能造成相应的设计意图（功能）未实现的存在形式。填写方法_功能法：1.无功能；2.部分功能/功能随时间降低；3.功能间歇性中断；4.非预期的功能。,注意：1.组织开展CFT讨论。2.按照功能法，针对每项功能逐项讨论所有的潜在失效模式，即一种功能可能有多种失效模式。例如：车速小于40kph，PAS提供驾驶者声音及图形报警功能。1.PAS完全不能提供警报信息给客户。2.仅提供声音警报信息给客户。3.低温下PAS不能提供报警功能。4.当车速大于40kph时PTS提供警报信息给客户。,-完全丧失原定功能；-功能降低，部分功能，功能随时间降低；-功能间歇性中断；-非预期的
20、功能。,DFMEA-Potential Effects of Failure,Potential Effects of Failure潜在失效结果：失效模式对产品功能的影响。填写方法：按照失效模式对产品功能造成的影响链逐一分析其失效结果。 影响链 零件/分部件子系统系统车辆政府法规顾客（内部和最终客户）,注意：1.严格按照影响链分析所有的实效结果。2.每项失效结果均编号，并按照严重度评分标准逐一打分。例如：仅提供声音警报信息给客户。对应的潜在失效结果：1.不能提供图像信号给CAN BUS;-5分2.Display无显示；-5分3.PAS系统不能提供图像警报给驾驶者；-6分4.造成车辆碰撞；-6
21、分5.无（原因：PTS为辅助系统，不涉及到政府法规。例如RKE类产品会涉及到此项 ）6.客户抱怨。-6分,DFMEA-Severity,Severity严重度：对一个已假定的失效模式造成的最严重影响的评价定义。判定标准：参考下一页判定要求：1.严重度的评级要在整个小组内达成一致；2.推荐的严重度评价准则如下所述，如果不适合，可结合公司的产品特定进行适当调整；3.严重度级别为1时，不应该进行分析；4.高严重度级别有时通过设计修改来降低，其能减轻或抵消失效产生的严重度,DFMEA-Severity,未能符合安全和/或法规要求,基本功能的损失或降级,次要功能的损失或降低,其他功能不良,没有影响,DF
22、MEA-Classification,Classification等级:区分任何对零件，子系统或系统可能要求附加于设计或过程控制的特殊特性的等级，一般用公司所固有的（或顾客认可的）符号表示。特性的分类可以是：关键的，主要的，重要的，重点的产品特性，一般用公司固有的（或顾客认可的）符号表示；目的为突出某些产品特性以优先进行评定。,YC = Yes Potential Critical CharacteristicsYS = Yes Potential Significant Characteristic,CC = Critical CharacteristicsSC = Significant
23、CharacteristicOS = Operator SafetyHI = High Impact,KPC = Key Product CharacteristicsPQC = Product Quality CharacteristicsSPC = Standard Product Characteristics,SCC = Standard Critical CharacteristicsKCC = Key Control Characteristics,DFMEA-Potential Causes/Mechanisms of Failure,Potential Causes of Fa
24、ilure潜在失效原因：设计弱点的迹象，其结果是失效模式；在设计过程中，如何让失效发生的一种迹象加以定义，可用纠正或可控制的倾向描述。Potential Mechanisms of Failure潜在失效机理：物理的，化学的，电的或其他过程导致的实效模式。其失效模式是可观察的或外部的，实际物理现象或功能降级的过程或导致特别失效模式的一系列事件失效。分析方法：支架法和鱼骨法,Function,Input 1,System1,Input 2,System2,System3,Component 1,Component 2,Component 3,DFMEA-Occurrence,Occurrence
25、发生频度：设计的寿命中某一特定的失效起因/机理发生的可能性。描述频度级别数重在其含义，而不是具体的数值。判定标准：参考下一页判定要求：1.一致的频度级别系统应该确保其能持续的被使用2.质量历史分析3.设计经验,DFMEA-Occurrence,DFMEA-Current Design,Current Design现有设计控制：作为已完成的设计过程的一部分而实施的活动，将确保设计功能和可靠性要求予以充分考虑。-Prevention预防：消除（预防）失效机理的起因或失效模式的发生，或降低发生频度。 -Detection探测：在项目放行到生产前，通过分析或物理方法识别（探测）起因， 失效的机理或失效
26、模式是否存在。,Prevention预防方法：1.基于当前的设计，填写具体设计过程中所开展的活动，例如：分析的过程，遵循的标准，采用的设计手段，工程计算，设计手册，客户的SPEC，模拟分析，采用的分析工具（DOE,CAE，FEA等等）。2.选定符合要求的元器件，并列出元器件的重要规格参数。例如：1.采用3D数模模拟Sensor与Fascia装配，得出Sensor头盖公差为+/-0.1mm。2.通过Pspice电路仿真，采用LDO输出电压为5V+/-0.05V，以满足温飘引起的实效。,Detection探测方法：1.设计评审2.原型实验3.验证实验4.模拟研究-设计验证5.设计实验，包括可靠性试
27、验6.使用类似零部件的模型要求：1.填写针对每一项造成失效原因采用的探测方法。2.具体的试验项目，不局限于DV,EMC，更多的是性能或者电气模拟实际失效模式的实验方法。,建立产品设计规范,DFMEA-Detection,Detection探测度：针对现有设计控制探测栏中列出的最好的探测控制的对应等级。判定标准：参考下一页判定要求：1.当识别出一种以上控制时，建议对每种控制进行探测度排序，将最低排序值记录在探测度栏。 2.现有设计控制探测度是假设失效已经发生，然后评价现有设计控制探测失效模式的能力。,DFMEA-Detection,Physical Test物理测试,Math Simulatio
28、n数模,Prevention预防,DFMEA-RPN,Severity (S)严重度,Severity * Occurrence (SO = Criticality)严重度*发生率（SO=危险程度）,Severity * Occurrence * Detection (SOD = RPN)严重度 * 发生率 * 探测度 （SOD = RPN),应用RPN用于协助实施措施优先排序的一种方法；对于已确定的需要采取措施的，不建议使用RPN评估；为确定一个可接受的风险，应规定RPN目标值，以便识别采取措施的机会。小组考虑在资源，时间，技术和其他因素的内在限制。公司制定RPN改善措施并更新准则：1. R
29、PN值大于802. 严重度大于83. RPN值最高的5项，注：若客户有相关判定标准， 依客户定义实施。RPN值大于80判定准则优先于 RPN值最高的5项。RPN值的高低不是唯一判断FMEA的风险大小，实施相应对策的评价标准。需要综合考虑S,O,D的先后顺序，以及对应三种影响有风险大小的理解与评估；不适合将一个小组的FMEA分数和其他组的FMEA分数比较，因为设计或过程是一样的，但由于状况不一样，所以分数也会不一样,DFMEA- Recommended Action & Results,Recommended 建议措施：目的是改善设计从而降低发生度。填写要求：1.当设计者认为当前的设计预防还有改
30、善空间，即写入此项目列。2.CC,SC项目要有相应的建议措施。3.EMC/EMI,DV失效时，应当有相应的建议措施作为debug措施，并更新DFMEA。4.辉创程序文件，RPN80要有相应的建议措施。,对每一个建议措施要有相应负责人与之对应并标明完成日期。,建议措施实际执行结果及日期。,建议措施执行后重新评判S O D,并计算RPN值。,Severity,Occurrence,Detection,1.只有设计更改才能降低严重度等级。2.自行的设计更改不意味着严重度将被降低。3.为了达到这种方法的最好效果和最大效率，产品和过程的设计更改应在开发过程的早期实施。,1.为消除失效模式的防错设计2.修改设计几何尺寸和公差3.修改设计以降低压力或替代不耐用（高失效可能性）零部件。,1.设计确认/验证措施的增加2.DOE试验设计3.修改试验计划,DFMEA- Focus On,FMEA概述DFMEA简介DFMEA分析建议,Agenda,建议,Thank You！,
