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1、潜在失效模式及后果分析F M E A,企业管理中高层使用,一、产品风险与可靠度,汽车工业的质量管理系统：TS16949，QS9000为汽车工业的品质管理系统，其以持续改进为目标，强调缺点预防，降低品质差异，减少生产过程的浪费与废弃物。面对市场开放与日本的竞争压力，美国福特、克莱斯勒、通用汽车等三大汽车厂共同主导制定QS9000品质系统，并结合美国品管学会（ASCQ）与车辆工程学会(SAE)，开始研究如何将可靠度之失效预防观念工程技术导入汽车业。改善现有之可靠度工程分析工具（如FMEA、FTA等）作为前端工程作业，以提高开发产品过程中之工程决策支援，并发展新的前端工程分析工具。,课程大纲,产品风
2、险与可靠度FMEA的基本概念设计FMEA的开发过程FMEA的开发FMEA实施步骤FMEA精义与要项说明应用FMEA提升产品可靠度如何有效实施FMEAFMEA学员演练如何应用FMEA与Control Plan附录A附录B附录F附录I术语,一、产品风险与可靠度,汽车工业的质量管理系统之各种作业程序与参考手册，成为美国汽车工业共同的作业准则，其将被TS16949替代并已成为全世界汽车行业共同规范。工程人员普遍缺乏整体系统开发观念，前端工程分析作业无法连贯，分析工作变成多余而无效的，造成许多在研发初期就应该作好的预防工作，却要等到进入原型生产才能提出修改建议进行矫正。如此，不仅浪费时间，而且浪费资源、
3、金钱。必须有整体性的规划，并且循序渐进地逐步改善企业的研发环境,一、产品风险与可靠度,QS9000品质系统要求,ISO9000:1994品质系统,客户要求QS9000+IASGPPAP/客户特殊要求,质量手册程序文件作业文件/记录,客户参考手册APQP&CPFMEAMSASPC,一、产品风险与可靠度,TS16949：2000汽车工业质量体系要求,ISO9000:2000质量管理体系要求,客户要求TS16949+IATFPPAP/客户特殊要求,质量手册程序文件作业文件/记录,客户参考手册APQP&CPFMEAMSASPC,二、FMEA的基本概念,“早知道 就不会”早知道 作好防震设计 就不会 造
4、成大楼倒塌早知道 改进电力输配设计 就不会 造成美国等国的大停电早知道 不滥砍滥伐 就不会 造成泥石流早知道 作好桥梁设计 就不会 造成重庆彩虹大桥倒塌有些 早知道 是必需的！有些 就不会 是不允许发生的核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用 FMEA 可减少事后追悔,二、FMEA的基本概念,“我先 所以没有”我先 看了气象预报 所以没有 淋成落汤鸡我先 评估金融大楼高度 所以没有 影响飞机安全我先 设计电脑放火墙 所以没有 被骇客入侵我先 作好桥梁设计 所以没有 造成重庆彩虹大桥倒塌有些 我先 是必需的！有些 所以没有 是可预期避免的核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用
5、 FMEA 可减少事后追悔,二、FMEA的基本概念,及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会，它是一个相互作用的过程，永无止境的改善活动。,二、FMEA的基本概念,FEMA内容：利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。失效模式分析（Failure Mode analysis)FM 由下而上分析，即由零、组件至系统
6、，确定在系统内不同结构层或功能层次的失效模式。失效效应分析（Failure effect analysis)EA 对每一个失效模式，确定其失效对其上一层模组及最终系统的失效影响，了解其组件界面失效关联性，作为改进的依据。关键性分析(Critical analysis)CA 对每一个失效模式，依其严重等级和发生几率综合评估并予以分类，以便确定预防或改正措施的内容和优先顺序。,二、FMEA的基本概念,失效的定义：根据據Collins(1981)的定义失效为一件装备,装备的组件或一件结构发生任何形状、尺度或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。规格：对于系统或装备的性能或
7、功能范围，必须验证时可以测量。GOOD/NO GOOD计数型：较易研究判定计量型：功能与规格界限不易确定,二、FMEA的基本概念,物品直接表现失效的形式如下：1、实体破坏：硬式失效2、操作功能终止3、功能退化 软式失效4、功能不稳定24项物品机能因老化（Aging)、退化（Degradation)或不稳定（Unstable)而不能满足原设定的要求标准，所以失效现象及研 判准则必须量化。,二、FMEA的基本概念,将失效依照其应用的目的或特性加以分类：1、依失效发生原因分类 2、依失效发生的时间情况分类 先天性弱点的失效 突发性失效 误用失效 渐次性失效3、依失效范围程度分类 4、依失效根源分类
8、局部性失效 老化、组件、环境、人员 全面性失效,二、FMEA的基本概念,列出极板的失效定义（附录C)(功能、外观、尺寸),列出下列系统对极板的特殊功能需求 车用 电池 灯罩,有否见过极板极端失效的情况,二、FMEA的基本概念,二、FMEA的基本概念,FMEA的演变：1、FMEA的前身为FMECA，是在1950由格鲁曼飞机提出，用在飞机主控系统的失效分析2、波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序，列在其工程手册中3、60年代初期，美太空总署将FMECA成功的应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术，并于1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。4、1985
9、由国际电工委员会（IEC）出版的FMECA国际标准（IEC812),即参考MIL-STD-1629A加以部分修改而成。,二、FMEA的基本概念,国际间采用FMEA的状况：1、ISO9004 8.5节FMEA作为设计审核的要项，另FTA、EN1441风险分析亦是。2、CE标志，以FMEA作为安全分析方法。3、ISO14000，以FMEA技术作为重大环境影响面分析与改进方法。4、TS16949/QS9000以FMEA作为设计与制程失效分析方法。,二、FMEA的基本概念,典型汽车工业开发三步骤：,APQP Timeline,过程流程图（包含所有流程）,过程/流程控制计划（所有主要流程）,由APQP
10、程序启动过程 有些要素可能含在,关键特性与失效影响讲题,制程FMEA,(在所有流程）,过程控制计划,关键特性与特性控制讲题,设计FMEA（包含所有流程）,二、FMEA的基本概念,汽车文件发展：,发展过程流程清单,将流程清单主要的流程填入FMEA 表格内,运用FMEA思索 每一过程的要素,针对关键特性 发展控制计划,检查顾客需求,仔细考量什麽是主要的过程,使用RPN指标及相关咨询决定关键特性,对关键特性发展合适的控制机制,仔细考量每一阶段的控制计划PrototypePre-launchProduction,二、FMEA的基本概念,FMEA的功用：阶 段1、设计阶段2、开发阶段 3、制造阶段4、客
11、户服务/抱怨阶段,功 用1、发掘所有可能的失效模式2、依固有的技术进行设计变更3、必要时，采用可靠性高的零组件1、明确把握失效原因，并实施适当改善2、零件安全的宽放确认的确定3、寿命、性能、强度等1、活用工程设计，进而改善制程上的弱点2、利用FMEA的过程制定必要1、不同环境产生的失效，以FMEA克服2、不同使用法产生的失效，以FMEA克服,二、FMEA的基本概念,FMEA的特征：1、是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠度技术。2、用表格方式进行工程分析，使产品在设计与制程规划时，早期发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。3、是一种系统化的工程设计辅助工具。4、FMEA因分析对象不同
12、分成“设计FMEA”及“过程FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析项目缺少现行控制方法，故适合设计时使用。FMEA为归纳法应用，根据零组件的失效资料，由下而上推断系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方法。,二、FMEA的基本概念,FMEA的开发时机：在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都有其不同的范围或关注焦点：情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全 部设计、技术或过程。情形2：对现有设计或过程的修改（假设对现有设计 或过程已有FMEA）。FMEA的范围应集中于 对设计或过程的修改、由于修改可能产生的 相互影响以及现场的历史情况。情形3：将现有的设计或过程用于新的环
13、境、场所或 应用（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或 过程的影响。,二、FMEA的基本概念,FMEA的开发小组共同努力：虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师）。FMEA由责任单位的工程师开始启动，责任单位可能是原设备制造厂（OEM，即生产最终产品）、供方或分承包方。即使产品/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的，因为每个小组的环境是不同的，因而各
14、自的评分必然是不同的（也就是说，评分是带有主观性的）。建议根据FMEA的质量目标（见附录A和附录B）对FMEA文件进行评审，包括管理评审。,二、FMEA的基本概念,FMEA的跟踪：采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪，对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到所有受影响的部门。一个经过彻底思考、周密开发的FMEA，如果没有积极有效的预防/纠正措施，其价值将是非常有限的。责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的强调。FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施，包括开始生产以后发生的。责任工程师有几种方法来确保建议的措施得到实施，包括但不限于以下几种：
15、a.对设计、过程及图样进行评审，以确保建议措施得到实施；b.确认更认更改已纳入到设计/装配/制造文件中；c.对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划进行评 审。,二、FMEA的基本概念,初始FMEA,修正FMEA1,DFMEA必须在计划的生产设计发布前PFMEA必须在计划的试生产日期前,各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新,修正FMEA2,时间,各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新,FMEA动态文件：,二、FMEA的基本概念,FMEA表及开发顺序：,子系统,功能要求,功能、特性或要求是什么？,会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能,后果是什么
16、？,有多糟糕？,起因是什么？,发生的频率如何？,怎样能得到 预防和探测？,该方法在探测时有多好？,能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改,二、FMEA的基本概念,MLD-STD-1629A FMECA：,设计中的潜在失效模式和后果分析（设计FMEA）,设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。FMEA以最严密的方式总结了设计一个部件、子系统或系统时小组的设计思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的
17、分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化和文件化。设计FMEA为设计过程提供支持，它以如下的方式降低失效（包括产生不期望的结果）的风险：为客观地评价设计，包括功能要求及设计方案，提供帮助；,三、设计FMEA开发,评价为生产、装配、服务和回收要求所做的初步设计；提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性；为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息；根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统；为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个
18、公开的讨论形式；为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考（如获得的教训）。,三、设计FMEA开发,现行预计的设计可能产生的失效模式,分析,分析,对顾客的影响,那些原因可能造成这个失效模式,每个原因造成这个失效模式的的可能性,采取可行的对策,三、设计FMEA开发,顾客的定义 设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，而且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。小组的努力 在最初的设计FMEA过程中，希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括（但不限于）装配、制造
19、、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。,三、设计FMEA开发,更高一层系统,汽车制造商,最终使用者,都是DFMEA所要考虑的对象，但最主要的是针对最终使用者。,本设计可能产生的失效模式的影响,三、设计FMEA开发,除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，由一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。设计FMEA是一份动态的文件，应：在一个设计概念最终形成之时或之前开始；在产品开始的各个阶段，发生更改或获得更多的信
20、 息 时，持续予以更新；在产品加工图样完工之前全部完成。考虑到制造/装配需求已经包容在内，设计FMEA针对设计意图并且假定该设计将按此意图进行生产/装配。制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其原因/机理不需、但也可能包括在设计FMEA当中。当这些未包含在设计FMEA当中时，它们的识别、后果及控制应包括在过程FMEA当中。,三、设计FMEA开发,设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但是它的确需要考虑制造/装配过程的技术/身体的限制，例如：必要的拔模（斜度）；表面处理的限制；装配空间/工具的可接近性；钢材淬硬性的限制；公差/过程能力/性能。设计FMEA还应考虑产品维护（服务）及
21、回收的技术/身体的限制，例如：工具的可接近性；诊断能力；材料分类符号（用于回收）。,三、设计FMEA开发,负责设计的工程师掌握一些有益于设计FMEA准备工作的文件是有帮助的。设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单，即设计意图开始。顾客的希望和需求可通过质量功能展开（QFD）、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造/装配/服务/回收要求等确定。期望特性定义的越明确就越容易识别潜在的失效模式，以便采取预防/纠正措施。设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。附录C给出了框图的一个示例；框图还可以指示信息、能源、力、流体等的流程。其目的是要明确向方框交付的内容（输入），
22、方框中完成的过程（功能）以及由方框所交付的内容（输出）。框图说明了分析中的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。在FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。为了便于潜在的失效模式及其影响后果分析的文件化，附录D给出了设计FMEA的空白表。,三、设计FMEA开发,三、设计FMEA开发,三、设计FMEA开发,钝化液的特性矩阵图,三、设计FMEA开发,钝化液的特性矩阵图,附录D：设计 FMEA的标准表,子系统,功能要求,潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）,FMEA编号：共 页，第 页编制人：FMEA日期（编制）（修订）,系统 子系统,部件 设计责任 年车型年/车辆类型 关键
23、日期 年核心小组 等,附录D：设计 FMEA的标准表,子系统,功能要求,潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）,FMEA编号：共 页，第 页编制人：FMEA日期（编制）（修订）,系统 子系统,部件 设计责任 年车型年/车辆类型 关键日期 年核心小组 等,1）FMEA编号 填入FMEA文件编号，以便查询。注：1-22项的举例见表1。2）系统、子系统或零部件的名称及编号 注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。下面给出了一些说明，具体示例见附录
24、F。,三、设计FMEA开发,附录F 系统FMEA,为帮助示意系统、子系统和部件FMEA的含义，以下提供两个示例，如图F1（关于接口和交互作用）和图F2（关于项目、功能和失效模式）。例1：接口和交互作用,图F1 接口和交互作用,FMEA小组负责确定相关FMEA的范围。图F1的示例表明小组已确定了在进行系统FMEA时必须考虑的子系统A、B、C和D，以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境。,接口 子系统之间通过接口直接连接。图F1示意了子系统之间的接口，子系统A与子系统B接触（连接），B与C接触，C与D接触，A与D，且B与D接触。环境也与图F1中列出的每一个子系统相连接，这就要求在
25、进行FMEA时要对“环境接口”加以考虑。注：每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中。交互作用 一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。在图F1中，任何接口系统间都可能发生交互作用（例如，子系统A加热，会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量，而且子系统A还向环境释放热量）。交互作用还可能通过“环境”的传递发生在“非接触”子系统之间（例如，如果环境湿度很大，子系统A和C是不同的金属，由非金属组成的子系统B隔开，由于环境的湿度，子系统A和C之间仍然会发生电解反应）。因此，非接触子系统之间的交互作用在预测上会相对难一些，但却很重要，应加以考虑。,三、设计FM
26、EA开发,示例2：项目、功能和失效模式图F2（见下页）描述了以“树形排列”方式展示项目、功能和失效模式的一种方法，可以帮助小组直观地分析系统、子系统和部件。在系统等级上的描述比子系统和部件等级的描述更趋于一般性（对部件的描述通常是最具体的）。“树形排列”对系统、子系统和部件作如下安排：项目 设计目标（对设计目标的描述通常是有帮助的）功能1 潜在的失效模式A 潜在的失效模式B 等等 功能2 潜在的失效模式A 潜在的失效模式B 等等,三、设计FMEA开发,系统FMEA的范围 一个系统可以看作是由各个子系统组成的。这些子系统往往是由不同的小组设计的。一些典型的系统FMEA可能包括下列系统：底盘系统、
27、传动系统、内饰系统等。因此，系统FMEA的焦点是要确保组成系统的各子系统间的所有接口和交互作用以及该系统与车辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。子系统FMEA的范围 一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。因此，子系统FMEA的焦点就是确保组成子系统的各个部件间的所有的接口和交互作用都要覆盖。部件FMEA的范围 部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA，例如，螺杆是前悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。,三、设计FMEA开发,3)设计责任 填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。4)编制者 填入负责编制FMEA的工程
28、师的姓名、电话和所在公司的名称。5)车型年/项目 填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知的话）。6)关键日期 填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期。7)FMEA日期 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。,三、设计FMEA开发,三、设计FMEA开发,8)核心小组 列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记录在一张分发表上。）9)项目/功能 填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等）。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在初次发布（如在概念阶段）前，应使用试验性
29、编号。用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命）相关的信息（度量/测量变量）。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。,三、设计FMEA开发,10)潜在失效模式所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出
30、错）研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等）的潜在失效模式应予以考虑。,三、设计FMEA开发,失效模式：尽可能的思考，在所分析的汽车、系统、部件上会出现那些的故障：没有剎车、空调不冷、照明不亮。,三、设计FMEA开发,典型的失效模式可包括，但不限于：裂纹 变形 松动 泄漏 粘结 氧化 断裂 不传输扭矩 打滑（不能承受全部扭矩）无支撑（结构的）支撑不足（结构的）刚性啮合 脱离太快 信号不足 信号间断 无信号注：潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现
31、象相同。,三、设计FMEA开发,11)潜在失效的后果 潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户。如果失效模式影响可能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统或部件来说明。还应记住不同级别的部件、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例如，一个零件可能会断裂，这样会引起总成的振动、从而导致一个系统间歇性运行。系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。分析的意图就是在小组所拥有的知识层次上，尽可能的预测到失效的后果。,三、设
32、计FMEA开发,失效后果：尽可能的思考，在汽车上出现此失效模式时对顾客有什么影响、会造成什么后果呢？,典型的失效后果可能是但不限于以下情况：噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外观不良 异味 不稳定 工作减弱 运行间歇 热衰变 泄漏 不符合法规12）严重度（S）严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过改变设计才能够实现。严重度应以表2为导则进行估算：,三、设计FMEA开发,推荐的评价准则 小组应对评定准则和分级规则达成一致意见，尽管个别产品分析可做修改。（见表2）注：不推荐修改确定为9和10的严重度数值。严重度数值定级为1
33、的失效模式不应进行进一步的分析。注：有时，高的严重度定级可以通过修改设计，使之补偿或减轻失效的严重度结果来予以减小。例如，“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。13）级别 本栏目可用于对那些可能需要附加的设计或过程控制的部件、子系统或系统的产品特殊特性的分级（如关键、主要、重要、重点）。本栏目还可用于突出高优先度的失效模式，以便在小组认为有所帮助时或部门管理者要求时进行工程评价。产品或过程特殊特性符号及其使用服从于特定的公司规定，在本文件中不予以标准化。,三、设计FMEA开发,表2.推荐的DFMEA严重度评价准则,14）失效的潜在起因/机理所谓失效的潜在起因是
34、指设计薄弱部分的迹象，其结果就是失效模式。尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机理。起因/机理应尽可能简明而全面的列出，以便有针对性地采取补救的努力。典型的失效起因可包括但不限于：规定的材料不正确 设计寿命设想不足 应力过大 润滑能力不足 维护说明书不充分 算法不正确 维护说明书不当 软件规范不当 表面精加工规范不当 行程规范不足,三、设计FMEA开发,规定的磨擦材料不当 过热 规定的公差不当典型的失效机理包括但不限于：屈服 化学氧化 疲劳 电移 材料不稳定性 蠕变 磨损 腐蚀,三、设计FMEA开发,导致此失效模式的发生?,A原因？,B原因？,C原因？,15）频度（O）频度是指某
35、一特定的起因/机理在设计寿命内出现的可能性。描述出现的可能性的级别数具有相对意义，而不是绝对的数值。通过设计变更或设计过程变更（如设计检查表、设计评审、设计导则）来预防或控制失效模式的起因/机理是可能影响频度数降低的唯一的途径。（见表3）潜在失效起因/机理出现频度的评估分为1到10级。在确定此值时，需考虑以下问题：类似的部件、子系统或系统的维修史/现场经验如何？部件是沿用先前水平的部件、子系统或系统还是与其 相类似？相对于先前水平的部件、子系统或系统变化有多显著？部件是否与先前水平的部件有着根本的不同？部件是否是全新的？,三、设计FMEA开发,失效模式,A原因,B原因,C原因,D原因,频度？,
36、频度？,频度？,频度？,部件的用途是否有所变化？环境有何变化？针对该用途，是否采用了工程分析（如可靠性）来 估计其预期的可比较的频度数？是否采取了预防性控制措施？应采用一致的频度分级规则，以保持连续性。频度数是 FMEA范围内的相对级别，它不一定反映实际出现的可 能性。推荐的评价准则 小组应对相互一致的评定准则和定级方法达成一致的意 见，尽管对个别产品分析可作调整。（见表3）频度应采用表3做导则来进行估算：注：级数1专用于“极低：失效不太可能发生”的情况。,三、设计FMEA开发,表3.推荐的DFMEA频度评价准则,16）现行设计控制列出已经完成或承诺要完成的预防措施、设计确认/验证（DV）或其
37、它活动，并且这些活动将确保设计对于所考虑的失效模式和/或起因/机理是足够的。现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那些措施（如设计评审，失效与安全设计（减压阀），数学研究，台架/试验室试验，可行性评审，样件试验，道路试验，车队试验）。小组应一直致力于设计控制的改进；例如，在实验室创立新的系统试验或创立新的系统模型化运算方法等。要考虑两种类型的设计控制：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：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。,三、设计FMEA开发,如果可能，最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被融入设计意图
38、并成为其一部分，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。对于设计控制，本手册中的设计FMEA表中设有两栏（即单独的预防控制栏和探测控制栏），以帮助小组清楚地区分这两种类型的设计控制。这可迅速而直观地确定这两种设计控制均已得到考虑。最好采用这样的两栏表格。注：在这里的示例中，小组没有确定任何预防控制。这可能是因为同样或类似的设计没有应用过预防控制。设计控制如果使用单栏表格，应使用下列前缀。在所列的每一个预防控制前加上一个字母“P”。在所列的每一个探测控制前加上一个字母“D”。一旦确定了设计控制，评审所有的预防措施以决定是否有需要变化的频度
39、数。,三、设计FMEA开发,17）探测度（D）探测度是与设计控制中所列的最佳探测控制相关联的定级数。探测度是一个在某FMEA范围内的相对级别。为了获得一个较低的定级，通常计划的设计控制（如确认和/或验证活动）必须予以改进。推荐的评价准则小组应对相互一致的评定准则和定级方法达成一致意见，尽管对个别产品分析可作调整。在设计开发过程中，最好是尽早采用探测控制。注：在确定了探测度级别之后，小组应评审频度数定 级并确保频度数定级仍是适宜的。探测度应用表4作为估算导则。注：级数1专用于“几乎肯定”的情况。,三、设计FMEA开发,表4.推荐的DFMEA探测度评价准则,18）风险顺序数（RPN）风险顺序数是严
40、重度（S）、频度（O）和探测度（D）的乘积。RPN=（S）（O）（D）在单一FMEA范围内，此值（1-1000）可用于设计中所担心的事项的排序。19）建议的措施应首先针对高严重度，高RPN值和小组指定的其它项目进行预防/纠正措施的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：严重度、频度和探测度。一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须予以特别注意，以确保现行的设计控制或预防/纠正措施针对了这种风险。在所有的已确定潜在失效模式的后果可能会给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以便通过消除，减弱或控制起因来避免失效模式的产生。在对严重度值为9或10
41、的项目给予特别关注之后，小组再考虑其它的失效模式，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。,三、设计FMEA开发,应考虑但不限于以下措施：修改设计几何尺寸和/或公差；修改材料规范；试验设计（尤其是存在多重或相互作用的起因时或其它解决问题的技术）；和修改试验计划。建议措施的主要目的是通过改进设计，降低风险，提高顾客满意度。只有设计更改才能导致严重度的降低。只有通过设计更改消除或控制失效模式的一个或多个起因/机理才能有效地降低频度。增加设计确认/验证措施将仅能导致探测度值的降低。由于增加设计确认/验证不是针对失效模式的严重度和频度的，所以该种工程措施是不太期望采用的。对于一个特定的失效模式/起
42、因/控制的组合，如果工程评价认为无需采用建议措施，则应在本栏内注明“无”。,三、设计FMEA开发,20）建议措施的责任填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。21）采取的措施 在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。22）措施的结果 在确定了预防/纠正措施以后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步措施的话，重复该项分析。焦点应永远是持续改进。,三、设计FMEA开发,跟踪措施,负责设计的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已妥善落实。
43、FMEA是一个动态文件，它不仅应体现最新的设计水平，而且还应体现最新相关措施，包括开始生产后所发生的措施。负责设计的工程师可采用几种方式来保证所关注的问题得到明确答复并且所建议的措施得到实施。这些方式包括但不限于以下内容：保证设计要求得到实现；评审工程图样和规范；确认这些已反映在装配/生产文件之中；评审过程FMEA和控制计划。,三、设计FMEA开发,制造和装配过程潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）,过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。FMEA以最严密的方式总结了开发一个过程时小组的
44、思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划过程中正常经历的思维过程，并使之规范化。过程FMEA：确定过程功能和要求；确定与产品和过程相关的潜在的失效模式；评价潜在失效对顾客产生的后果；确定潜在制造或装配过程起因并确定要采取控制来 降低失效产生频度或失效条件探测度的过程变量；确定过程变量以此聚焦于过程控制；编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立一个 考虑预防/纠正措施的优选体系；记录制造或装配过程的结果。,四、过程FMEA开发,顾客的定义 过程FMEA中“顾客”的定义通常是指“最终使用者”。然而，顾客也可以是随后或下游的制造或装配工序
45、，维修工序或政府法规。小组的努力 在最初的过程FMEA过程中，希望负责的工程师能够直接地、主动地联系所有有关领域的代表。这些领域包括（但不限于）设计、装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一层次装配的领域。过程FMEA应成为促进各相关领域之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。,四、过程FMEA开发,下工序,经销商,最终使用者,都是PFMEA所要考虑的对象，但最主要的是针对最终使用者。,本过程可能产生的失效模式的影响,四、过程FMEA开发,过程FMEA是一份动
46、态文件，它应：在可行性阶段或之前进行；在生产用工装到位之前；考虑到从单个部件到总成的所有的制造工序。在新车型或部件项目的制造策划阶段，促进对新的或更改的过程进行早期评审和分析，以便预测、解决或监控潜在的过程问题。过程FMEA假定所设计的产品能够满足设计要求。因设计的薄弱环节而产生的潜在失效模式可包括在过程FMEA中，而其后果和避免包括在设计FMEA当中。过程FMEA不依靠改变产品设计来克服过程中的薄弱环节，但是它的确要考虑与计划的制造或装配过程有关的产品设计特性，以最大限度的保证产品能够满足顾客的要求和期望。,四、过程FMEA开发,负责过程的工程师掌握一些有益于过程FMEA准备工作的文件是有帮
47、助的。FMEA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。过程FMEA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，相应的设计FMEA中所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。为了便于潜在失效模式及其后果分析的文件化，编制了过程FMEA表，见附录G。FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。,四、过程FMEA开发,过程流程图-格式,附录G：过程 FMEA的标准表,子系统,功能要求,潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）,FMEA编号：共 页，第 页编制人：FMEA日期（编制）（
48、修订）,系统 子系统,部件 过程责任 年车型年/车辆类型 关键日期 年核心小组 等,附录G：过程 FMEA的标准表,子系统,功能要求,潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）,FMEA编号：共 页，第 页编制人：FMEA日期（编制）（修订）,系统 子系统,部件 过程责任 年车型年/车辆类型 关键日期 年核心小组 等,1）FMEA编号 填入FMEA文件的编号，以便查询。注：有关1-22项的示例见表5。2）项目 注明正在进行过程分析的系统、子系统或部件的名称和编号。3）过程责任 填入整车厂、部门和小组。如已知，还包括供方的名称。4）编制者、填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和公司的名称。5）车
49、型年/项目 填入所分析的设计/过程将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知）。6）关键日期 填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划 的投入生产日期。注：对于供方，初始的FMEA日期不应超过顾客要求 的生产件批准过程（PPAP）的提交日期。,四、过程FMEA开发,7）FMEA日期 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。8）核心小组 列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话，地址等都应记录在一张分发表上）。9）过程功能/要求 填入被分析过程或工序的简要说明（如车削、钻孔、功丝、焊接、装配等）。另外，建议记录所分析的步骤的相关过程/
50、工序编号。小组应评审适用的性能、材料、过程、环境和安全标准。以尽可能简洁的方式指明所分析的过程或工序的目的，包括有关系统、子系统或部件的设计（度量/变量）的信息。如果过程包括许多具有不同潜在失效模式的工序（如装配），那么，可以把这些工序作为独立过程列出。,四、过程FMEA开发,10）潜在失效模式 所谓潜在失效模式是指过程有可能不能满足过程功能/要求栏中所描述的过程要求和/或设计意图。它是对该特定工序上的不符合的描述。它可能是下一（下游）工序的某个潜在失效模式的一个相关起因或者是前一（上游）工序的某个潜在失效模式的一个相关后果。然而，在准备FMEA时，应假定所接收的零件/材料是正确的。当历史数据
