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1、失效模式及后果分析,F.M.EA,课程目的,掌握FMEA的概念和运用时机发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施书面总结上述过程,汽车行业缩略语,AIAG Automotive Industry Action GroupAPQP Advanced Product Quality PlanningDFMEA Design Failure Mode and Effect AnalysisDOE Design of ExperimentsFMEA Failure Mode and Effect AnalysisKCC Key Control Character
2、isticKPC Key Product CharacteristicPFMEA Process Failure Mode and Effect AnalysisPPAP Produce Part Approval ProcessQFD Quality Function Deployment,什么是FMEA？,FMEA是一组使设计、制造/装配过程尽可能完善的系统化的活动,FMEA是一种识别产品或过程中的潜在失效，以便在失效影响到顾客之前采取纠正措施的分析工具,FMEA 的时间顺序,DFMEA 开始早于过程，完成时间在早期的图样完成但任何工具的制造开始之前,PFMEA 开始于基本的操作方法讨论完
3、成时，完成时间早于生产计划制定和生产批准之前,概念提出/批准,项目批准,样件,试生产,投产,策划,生产,产品设计和开发,过程设计和开发,产品与过程确认,反馈,评定和纠正措施,计划和确定项目,产品设计和开发验证,过程设计和开发验证,产品和过程确认,反馈,评定和纠正措施,策划,D-FMEA产品设计与开发的输出是过程设计的输入,P-FMEA过程设计与开发的输出是产品和过程确认的输入,FMEA与QS、TS的要求相互影响,在APQP或项目管理中，有不同的阶段，各阶段分别如下：DFMEA与PFMEA是输出也是输入,FMEA共同的因素：功能框图或过程流程图（用于PFMEA）产品或过程要执行的功能是什么？产品
4、或过程功能失效的表现是怎样的？顾客如何确认失效？失效产生的后果多严重？什么引起失效？真正引起失效结果的可能性是多少？原因是被怎样预防或探测的？失效的预防和探测的效果怎样？全部失效风险的总和是什么？消除失效的原因改进探测度并减少风险的纠正措施是什么？,结合FEMA样表理解,FMEA 简 要,识别已知和潜在的失效模式,识别每一种失效模式的后果及原因,利用风险顺序数（RPN）对失效 模式排序,必要时，应采取纠正措施,书面总结活动过程,琢磨,估计,猜,（形成动态文件）,作 FMEA 的 时 机,新开发的产品 产品更改 主要过程更改 无法预测过程能力 受检测手段限制 安全问题 采用新装置、新机器或新工具
5、 预测返修费用 高废品率 环境/工作风险 重大的组织结构调整,作FMEA 的目的：,通过FMEA可为实现下列目标提供支持:提高产品的安全性和可靠性；使责任风险减少到最低限度；降低三包、索赔费用；避免初期故障；延长产品寿命；降低制造成本；提高工作效率增进内部沟通等等,1.认可并评价产品过程中的潜在失效以及该失效 的后果；2.确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。,FMEA 成功的条件,团队协作,有效的管理,充分利用FMEA这个工具 贯穿产品全过程 在FMEA分析之前，不制造任何样件,不是找别人毛病,专有信息,工 作 组 组 长/主 持 人,工作组组长/主持人的职责是：管理和主持小组工作帮助小
6、组成员筹措基本设施和资料对项目的期限、结果及进度负责必要时聘请具有专门知识和经验的专家调动小组成员的工作积极性对采取的措施进行跟踪确保 FMEA 文件的现实性,负责人、专家,专家的职责是：协助确定项目的构成、范围及界限（负责人）提供有关的资料、样品、经验等（专家、负责人）协助进行系统描述、缺陷分析及其优化（专家、负责人）协助选择和实施改进措施,FMEA 小组决定的标准/模式,一人做出决定一人请教全体，然后作出最终的决定小组或团体的决定建立在多数或一致的基础上,不同类型,FMEA,System FMEA,Design FMEA,Process FMEA,系统 FMEA,(S FMEA),(D F
7、MEA),(P FMEA),设计 FMEA,过程 FMEA,功能关系图,元件及设计要素的物理失效,因加工不符合要求所造成产品失效,DFMEA与PFMEA关系：产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分 考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生。产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施。PFMEA应将DFMEA作为重要的输入，对DFMEA中标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。,进行FMEA必须了解失效链：水箱支架断裂（起初原因）水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄漏冷却系统过热
8、发动机气缸损坏汽车停驶（最终结果）从“起初原因”到“最终结果”的失效链过程中，上阶的后果是造成下阶产生的原因，依此类推。,设计FMEA,何时进行设计FMEA?,设计FMEA是APQP(产品质量先期策划）中“产品设计和开发”阶段的产物,在分析了顾客要求和形成初始概念之后进行设计FMEA,当还有时间修改设计时！,设计FMEA的益处：帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果。指明相应的起因机理，降低或消除失效出现的机会的措施。辅助设计要求及方法的客观评价。辅助起草制造及装配设计的要求。增加在设计阶段就考虑失效模式及后果的可能性。辅助设计试验及开发项目。从顾客的观点出发对失效进行评定。对风险降低措施进
9、行追踪和记录。对未来的分析及设计是好的参考。记录设计FMEA的过程。,设计FMEA,设计FMEA,以下情况需进行设计FMEA（或至少评审过去的DFMEA）,是新的设计,在原设计基础上修改,应用条件或环境发生变化,顾客要求或希望发生变化,竞争环境、业务环境或法律环境发生变化,有设计责任且需提交PPAP（生产件批准程序）,发生实际失效,设计FMEA,设计FMEA的对象是谁？,应针对产品的每个性能，特别注意产品的特殊特性，以最大程度满足顾客的要求,典型的设计考虑,设计目的,顾客要求,顾客期望,产品要求,制造/装配要求,什么是设计期望什么是设计不期望,-能够被指定或测量,-某些不能解释,想想在你们公司
10、从什么文件/资料定义这些,质量功能展开与顾客接触竞争对手分析知名产品质量可靠性要求制造要求,由谁来做DFMEA？由负责设计的工程师工程师小组制定依靠小组的共同努力；组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组；吸收与设计有关的上游（如供方、材料、上一个相关系统设计师）和下游（如下一个相关系统设计师）的部门；对有专利权的设计，可由供方制定。,设计FMEA,DFMEA的准备工作：1.建立小组2.必须的资料：有（QFD）得到的设计要求；产品可靠性和质量目标；产品的使用环境；类似产品的失效分析（FMEA）；以往类似产品的DFMEA 初始工程标准；初始特殊特性明细表；功能框图。,
11、设计FMEA,设计FMEA,框图,表格,实现功能所要求的零部件、子系统,零部件、子系统之间的联接关系,该框图的复制件应伴随FMEA的全过程,共有22项内容组成,DFMEA功能框图：系统名称：闪光灯 年型号：FMEA识别号：工作环境极限条件温度：耐腐蚀性：振动：冲击：外部材料：湿度：可燃性（靠近热源的部件是什么）：其它：附着的相连的；：界面不相连；：不属于此FMEA；数字：连接方法。1：不连接2：铆接3：螺纹连接4：卡扣装接5：压紧装接,开关,灯罩,极板,灯泡总成,电池,弹簧,2,?,3,4,4,1,5,5,DFMEA如何展开制作：明确所分析的系统、子系统、零部件的功能；根据功能对照“类似产品的
12、失效清单”列出潜在失效模式，并参考现有类似产品的“DFMEA资料”。关注：顾客规定的特殊特性；（图纸、技术协议、商谈纪要）顾客的投诉；明确相关法律法规并提出必须满 足的要求。,设计FMEA,表格说明,12,严重度数（S）,指潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响的严重程度。,严重度仅适用于后果,严重度级别数值的减少只能通过修改设计来实现,可自定评分表,（设计小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别产品分析作了修改也应一致）,13,级别（重要程度）,表格说明,指出产品特性的重要性，用于对零件、子系统或系统的产品特性分级（如：关键、主要、重要和重要）,凡是识别为特殊特性，需要
13、特殊过程控制的应以适当的符号在此栏目中标注，使用顾客规定的字母或符号，并在“建议措施”栏中说明。,特殊特性识别一般为：当严重度8时，应确认为特殊特性；当严重度为58时，并频度3时，可以确认为重要特性。,过程FMEA,何时进行过程FMEA?,过程FMEA是APQP(产品质量先期策划）中“过程设计和开发”阶段的产物,在生产工装准备之前，在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造工序设计,当还有时间修改产品及工艺设计时！,在DFMEA之后,过程FMEA的益处：帮助确认已列出的与产品有关的过程失效模式及它们的后果。指明相应的起因机理。指明降低或消除失效出现的机会的措施。指明潜
14、在的制造或装配过程失效的原因。指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度。帮助对纠正措施进行优先排序。对类似的制造过程是有用的参考。过程FMEA的实施记录,过程FMEA,过程FMEA,以下情况需进行过程FMEA（或至少评审过去的PFMEA）,是新的过程,新产品，或从未用本过程加工的产品,原有的过程发生变化,顾客要求或希望发生变化,竞争环境、业务环境或法律环境发生变化,需提交PPAP（生产件批准程序）,发生实际失效,注意：PFMEA有可能成为DFMEA中对可制造性和装配性问题的补充，应该反馈DFMEA中去。,由谁来做PFMEA？由负责制造的工程师工程师小组制定依靠小组的共同努
15、力；负责的工程师应直接、主动地同有关部门联络，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的部门。,过程FMEA,PFMEA的准备工作包括：建立小组；必需的资料。,过程FMEA,PFMEA 的原则,PFMEA不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷,要考虑有关产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品能满足顾客的要求,DFMEA的工作不包含在PFMEA中,过程FMEA,PFMEA,表格,共有22项内容组成,特殊过程特性明细表,产品/过程参数,DFMEA文件,过程特性矩阵图,现有类似PFMEA资料,动作风险分析,工程规范,过程流程图,PFMEA假定所设计的产品能够满足设计要求。PF
16、MEA不依靠改变设计来克服过程中的薄弱环节。,PFMEA的前提,过程FMEA,PFMEA的开发：负责过程的工程师掌握一些用于PFMEA准备工作的文件是有帮助的。FEMA从列出过程期望做什么和不期望做什么的清单，即过程意图开始。PFMEA应从一般过程的流程图开始。这个流程图应明确与每一工序相关的产品过程特性。如果有的话，从相应的DFMEA中明确的一些产品影响后果应包括在内。用于FMEA准备工作的流程图的复制件应伴随着FMEA。FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。,PFMEA的第一步：创建过程流程图,1、识别过程和任务 你希望分析、定义重要的过程范围以便从不适的管理中识别改进的
17、动力2、请教熟悉过程的人员帮助建立流程图3、对过程流程的起始和结束点形成一致,PFMEA的第一步：创建过程流程图,4、关注改进提高的区域 过程是否符合标准，或者操作者是否使用相同的方法进行操作？操作步骤是否重复或无序？操作步骤是否为无增值劳动？操作步骤是否频繁出现错误？操作步骤是否循环返工？,PFMEA的第一步：创建过程流程图,5、识别顺序和过程中的搬运步骤6、创建流程图 从左到右、从上到下，有标准的符号和箭头连接每个步骤7、结果分析 那些操作步骤循环返工 那些操作步骤为无增值输出 那些操作步骤循环返工 与当前和期望之间有什么差异,PFMEA的第一步,表格说明,严重度数（S）,指潜在失效模式发
18、生时对顾客影响的严重程度的评价指标。,严重度仅适用于失效的后果,如果顾客是装配厂或产品使用者，严重度的评价应与设计工程师及装配厂的过程工程师共同商讨。当一个失效模式由若干可能的后果，严重度将列出危害程度最大的那个后果的严重度分数。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计或工艺过程来实现。,12,表格说明,现行过程控制,目前采用的防止失效模式及其原因发生，或降低其发生的可能性，或在过程中查出这些失效模式以采取措施防止不合格产生或流入下游工序的措施进行描述。,防错夹具,SPC,有两类过程控制可以考虑：预防：防止失效的起因机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因机理或失效
19、模式，导致采取纠正措施。,过程控制的评价可以在目标工序或后续工序进行。,16,表格说明,探测度数（D）,指在零部件离开制造工序或装配工位之前，假设失效已发生，然后评价所用现行过程控制方法阻止该部件发送出去的能力,频度数（O）,探测度数（D）,随机抽查,统计抽样检查,17,表格说明,风险顺序数（RPN）,RPN=S O D,S:严重度数（110）O：频度数（110）D：探测度数（110）,关注RPN较高的项目，过程设计人员必须采取纠正措施,S高时，特别注意,18,表格说明,建议措施,根据RPN的排序，应对RPN高及严重度S高的项目提出建议采取措施以减小风险顺序数,RPN,S,O,D,如没有建议措
20、施应填写“无”,永久性,预防措施,修改设计和/或工艺过程,改进探测方法，暂时性对策,19,表格说明,建议措施,当失效模式的原因不清楚时，应采取试验设计、因果图等方法，找出失效模式的原因，从而采取针对失效模式原因的控制措施。采用统计过程控制（SPC），把重点放在预防失效的发生，而不是放在发生缺陷后将之检测出来。提高检测能力，虽然能一定程度降低D，但一般来说是不经济的，效果较差的控制方法。100检验的有效性要进行分析，一般只能作为临时性的措施。应避免采用随机抽样和100检验方法。PFMEA的重点放在过程设计本身，不要过多依赖于产品设计的修改来解决问题。但是，也要考虑产品设计中有关可制造性与装配性的
21、问题，降低过程变差对产品特性的敏感性。依靠同步技术和小组的努力，使产品设计与过程设计最好的协调，降低成本，满足顾客的需要与期望。对所建议的措施应落实责任和实施日期。,19,表格说明,责任 目标 完成日期,明确执行“建议措施”的组织和个人以及预计完成的日期,采取的措施,简要记载已具体实施的措施和生效日期,20,21,表格说明,22,纠正后的 RPN,当明确了纠正措施后，估算并记录下纠正后的严重度数、频度数和探测度数，重新计算并记录RPN,有可能重新排序,有可能需要进一步改进,跟踪,过程主管工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已妥善地落实。,FMEA,FMEA文件应永远体现最新的设计改善及最新
22、采取的有关措施，其中包括产品正式投产后的类似活动。,PFMEA应在产品投产之前完成。,动态文件,PFMEA是一个动态文件。,风险顺序度数 RPN,RPN=(S)x(O)x(D)S=Severity 严重度O=Likelihood of Occurrence 发生度D=Likelihood of Detection 探测度,RPN 选择法选择法风险评估风险优先系数是严重度（S）、发生率（O）和探测度（D）的产物。（S）X(O)X(D)=RPN在独立 FMEA 范围内，这个数值（在 1 至 1000 之间）可以用于帮助小组对产品和过程的设计关注点进行排序。下表，是举例说明假设由不同的严重度（S）、发生率（O）&探测度（D）得出的 RPN 值18。在对每一个假设评审，小组将不仅仅基 RPN 建立的。,
