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1、失效模式及后果分析,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 发 展,六十年代航天工业的一项技术革新 在美国质量控制协会汽车部和汽车 工业行动集团主持下，克莱斯勒、福特和通用汽车公司对其各自有关 FMEA的参考手册、程序、报告格 式和技术术语进行标准化处理，形 成统一的标准。,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
2、成动态文件）,FMEA的,体现最大利益原则,通过事前行为减轻事后修改的风险。,价值,FMEA的,指导原则,遇到疑难问题时，请记住FMEA的目的是使顾客免受损失。一定要尽力保护顾客利益。,FMEA是预防性的不是反应性的,应当尽量避免失效而不是等着顾客提出申诉,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 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
3、命降低制造成本提高工作效率增进内部沟通,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,F M E A-工 作 组,专家,负责人,开发设计,规划,生产,检验试验,工作组,销售,质保,采购,物流,产品工程师了解过程,过程工程师了解产品,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,负责人、
4、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,参 考 资 料,在进行FMEA的各阶段 所需的参考资料有：设计任务书，订单质量特性清单功能描述标准，法律法规图纸，工艺作业指导检验计划以往的/类似的 FMEA行业信息FMEA表格，等等。,不同类型,FMEA,System FMEA,Design FMEA,Process FMEA,系统 FMEA,(S FMEA),(D FMEA),(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
5、不符合要求所造成产品失效,FMEA-总 体 步 骤,系统单元 和结构单元,建立系统结构,功能和功能结构,列出系统单元功能,建立功能结构,缺陷分析,建立缺陷机理结构,列出系统单元缺陷,风险评估,评价各要素的重要度、频度和不易探测度,优化,确定优化措施,验证措施有效性并重新进行风险评估,风险被识别/危害被排除,产 品 系 统 FMEA,考虑系统的构成：通过事先预测，故障树分析；确定相互作用关系，质量功 能展开，等等；以动力系统为例。动力系统 失效可能是传动器失效(失效 起因)造成整车失效(失效后果)评估由此产生的风险并设法 消除。,传动器 失效,齿轮 失效,驱动轴 失效,离合器,发动机,整车 失效
6、,动力系统 失效,过 程 系 统 FMEA,过程1,分过程2.2失效,机器 失效,分过程2.3,分过程2.1,人,材料,环境,整个过程 失效,过程 2 失效,考虑过程的构成：通过事先预测，故障树分析；确定工艺流程（流程图、指导书、记录等）；考虑会产生失效的因素例如，过程2发生失效，起因是分过程2.2的机器失效，导致的后果使整个过程失效；评估由此产生的风险并设法消除。,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,以下情况需进行设计FMEA（
7、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,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,设计FMEA,框图,开关C,极板E+,灯罩A,灯泡总成D,电池B,弹簧F-,1,2,3,4,4,5,5,系统名称：闪光灯,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,设计FMEA,表格,采取的措施,现行设计控制,级别,项目
8、功能,责任目标完成日期,建议措施,风险顺序数,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),潜在失效后果,潜在失效模式,潜在失效模式及后果分析,（设计FMEA）,FMEA编号：,页码：第 页 共 页,编制人：,FMEA日期（编制）：（修订）,设计责任：,关键日期：,系统,子系统,零部件：,年型/车型：,主要参加人：,1,8,7,6,5,4,3,2,9,10,11,12,13,潜在失效的起因/机理,14,15,16,17,RPN,18,19,20,措 施 结 果,RPN,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),21,22,表格说明,1,FMEA编号：FMEA文件编号，以便查询、索引
9、,2,系统、子系统或零部件的名称及编号,3,设计责任：整车厂、部门和小组,4,编制人：负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所属部门,5,年型/车型：设计所影响的预期的年型及车型,8,6,7,关键日期：FMEA初次预定完成的日期，该日期 不应超过计划的生产设计发布日期,FMEA日期：编制FMEA原始稿的日期及最新修 订日期,主要参加人：有权确定和/或执行任务的责任部门 和个人姓名,表格说明,9,项目/功能：,填入被分析项目的名称和编号 注明被分析项目的所有功能及工作条件 使用尽可能简明的文字描述，定义准确,功能描述为：动词+宾语+修饰词,例如,使线芯绝缘 保证端子在插接件内位置正确 防止管
10、脚被压碎,10,表格说明,潜在失效模式：,列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效 可能发生，但不是一定发生。指明工作环境 考虑范围包括项目本身、低一级和高一级。特殊环境条件下的失效模式也应当考虑。使用规范化的专业术语,典型的失效模式如：断裂、变形、松动、泄露、腐蚀、短路、等。,失效=未达到质量要求,无功能,功能不足,功能过强,表格说明,11,潜在失效后果：,指失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。,根据（内、外）顾客可能发现或经历的情况描述 失效后果（许多失效模式有不止一种后果）明确说明是否会影响到安全性或与法规不符 必须考虑系统、子系统和零部件之间存在的相互 影响作用（连锁反应）,表
11、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,严重度数（S）推荐的评价准则,（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,用于对零件、子系统或系统的产品特性分级（例如：关键、主要、重要和重点）,用适当的字母或符号在DFMEA中注明并在建议措施中记录，是特殊过程控制的依据。,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,指明失效模式发生的原因或作用机理,是产品设计所固有的,与产品的使用有关,列出每个失效模式
12、的所有可以想象到的失效起因和机理,许多失效模式是多种原因造成的,失效通常是由一连串的原因造成的，从直接原因到根本原因（原因链）,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,简明扼要、完整地将起因/机理列出来,典型的失效起因如：,规定的材料不对设计寿命估计不当应力过大润滑不足维修保养说明不当环境保护不够计算错误等,典型的失效机理如：,屈服、疲劳材料不稳定蠕变、磨损腐蚀等,考虑“可预见的产品误用”情况,20A保险丝,10A保险丝,表格说明,15,频度数（O）,指某一特定失效起因/机理出现的可能性,通过设计更改来消除或控制一个或多个失效起因/机理是降低频度数的唯一途径,需考虑,类似零部件或子系统的维修档案
13、及维修服务经验？零部件是否为以前使用的零部件或子系统还是与其相似？相对先前水平的零部件或子系统所做的变化有多显著？零件是否全新？零件是否与原来有根本不同？零部件的用途有无变化？有哪些环境改变？针对该用途是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数？,频度数（O）推荐的评价准则,（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）,表格说明,16,现行设计控制,能够确保设计充分性的任何技术,失效模式如同疾病设计控制则象医生采取的诊断方法（医生喜欢采取预防措施）,设计控制有三种类型：,（1）消除失效产生的原因（2）查明失效的原因（3）检测失效模式,表格说明,17,不易探
14、测度数（D）,指在零部件、子系统或系统投产之前 用现行设计控制方法对潜在失效起因/机理及后续的失效模式探测能力的评价,为了减小 D 值需不断改进设计控制方法,不易探测度数（D）推荐的评价准则,（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）,表格说明,18,风险顺序数（RPN）,RPN是对设计风险性的度量,RPN=S O D,S:严重度数（110）O：频度数（110）D：不易探测度数（110）,关注RPN较高的项目,表格说明,19,建议措施,根据RPN的排序，提出建议采取措施以减小风险顺序数,更改设计,RPN,S,O,D,更改设计,改进设计确认/验证,如没有建议
15、措施应填写“无”,表格说明,20,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,21,采取的措施,简要记载已具体实施的措施和生效日期,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、频度数和不易探测度数，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,设计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水平及最新采取的有关措施，包括生产后发生的设计更改和措施,DFMEA应在设计发布之前完成,动态文件,过程FMEA,何时进行过程FMEA?,过程FMEA是APQP(
16、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,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,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,过程
17、FMEA,PFMEA,表格,共有22项内容组成,过程流程图/风险评定,产品/过程参数,DFMEA文件,过程FMEA,表格,采取的措施,现行过程控制,级别,过程功能要求,责任目标完成日期,建议措施,风险顺序数,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),潜在失效后果,潜在失效模式,潜在失效模式及后果分析,（过程FMEA）,FMEA编号：,页码：第 页 共 页,编制人：,FMEA日期（编制）：（修订）,过程责任部门：,关键日期：,项目名称：,年型/车型：,主要参加人：,1,8,7,6,5,4,3,2,9,10,11,12,13,潜在失效的起因/机理,14,15,16,17,RPN,18,19
18、,20,措 施 结 果,RPN,不易探测度数(D),频度数(O),严重度数(S),21,22,表格说明,1,FMEA编号：FMEA文件编号，以便查询、索引,2,项目：所分析的过程名称、编号,3,过程责任：整车厂、部门和小组（还包括供方）,4,编制人：负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所属部门,5,年型/车型：过程所影响的预期的年型及车型,8,6,7,关键日期：FMEA初次预定完成的日期，该日期 不应超过计划开始生产的日期,FMEA日期：编制FMEA原始稿的日期及最新修 订日期,主要参加人：有权确定和/或执行任务的责任部门 和个人姓名,表格说明,9,过程功能/要求：,简单描述被分析过程或
19、工序（如车、焊接）尽可能简单描述被分析过程或工序的目的 若过程包含有不同失效模式的操作应独立列出 基本功能和辅助功能都要考虑 列出顾客的希望或要求,功能描述为：动词+宾语+修饰词,例如,零件成型 零件弯曲,10,表格说明,潜在失效模式：,典型的失效模式如：断裂、变形、毛刺、弯曲、安装调试不当、短路、等。,指过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意图的形式，是对某具体工序不符合要求的描述。,可能是下一道工序的潜在失效模式也可能是上一道工序潜在失效的后果,假设这种失效可能发生，但不是一定非得发生。,假定提供的零件/材料是合格的,表格说明,11,潜在失效后果：,指失效模式对顾客的影响，顾客可以是下一
20、道工序或工位、代理商和/或车主。,对最终使用者，失效后果一律用产品或系统的 性能来描述，如：噪声、不起作用、不稳定等 如果顾客是下一道工序或工位，失效的后果应 以工艺/工序性能来描述，如：无法紧固、无法 钻孔、不匹配、损坏设备等。,表格说明,12,严重度数（S）,指潜在失效模式发生时对顾客影响的严重程度。,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。,严重度数（S）推荐的评价准则,（过程小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别过程的分析作了修改也应一致）,13,级别（重要程度）,表格说明,对需要附加过程控制的零部件、子
21、系统或系统的一些特殊过程特性进行分级（例如：关键、主要、重要和重点）,如果在PFMEA中确定了某一级别，应通知设计主管工程师，因为可能会影响有关确定 控制项目标识的工程文件,表格说明,14,潜在失效的起因/机理,指明失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述。,失效的许多起因不是相互独立的、唯一的，需明确哪些起主要作用，哪些容易控制。,典型的失效起因如：,扭矩不正确过大、过小 焊接不正确电流、时间、压力不正确 热处理不正确时间、温度有误 零件漏装或错装,操作者错误,表格说明,15,频度数（O）,指某一特定失效起因/机理发生的频率,频度的分级数着重在其含义而不是数值,如果能从类似的过程中
22、获取数据则可以用统计数据来确定频度数,频度数（O）推荐的评价准则,（过程小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别过程分析作了修改也应一致）,表格说明,16,现行过程控制,是对尽可能阻止失效模式的发生，或者探测将发生的失效模式的控制的描述。,三种过程控制方法：,（1）阻止失效起因/机理或失效模式/后果的发生，或减小其发生的概率（2）查明起因/机理并找到纠正措施（3）检测失效模式,防错夹具,SPC,优先使用第一种控制方法,表格说明,17,不易探测度数（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）,不易探测度数
23、（D）,随机抽查,统计抽样检查,不易探测度数（D）推荐的评价准则,（过程小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别过程分析作了修改也应一致）,表格说明,18,风险顺序数（RPN）,RPN=S O D,S:严重度数（110）O：频度数（110）D：不易探测度数（110）,关注RPN较高的项目,特别注意,表格说明,19,建议措施,根据RPN的排序，提出建议采取措施以减小风险顺序数,RPN,S,O,D,修改设计和/或工艺过程,如没有建议措施应填写“无”,永久性,预防措施,表格说明,20,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,21,采取的措施,简要记载已具体实
24、施的措施和生效日期,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、频度数和不易探测度数，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,可 能 的 风 险 组 合,FMEA表 格 探 讨,现状态,特性功能,潜在的失效模式,(种类),潜在的失效后果,(影响),潜在的失效机理,(原因),控制措施,频度,严重度,探测度,RPN,Spule
25、wickeln,(gleichfrmig,nach Anw.,AB111),Windungszahl,zu hoch,Spulen-,widerstand zu,hoch,Zhler fr,Windungszahl,setzt aus,Zhler periodisch,kalibrieren,6,8,8,384,-Relais zieht,nicht an,-Ausfall,Beispiel,列出可能失效模式?,会导致什么发生？,风险有多大？,建议,改进,推荐措施,负 责,日 期,采纳措施,频度,严重度,探测度,RPN,Zhlergetriebe,subern,Fert.-Tech.,30.09,3,8,8,192,neuer Zhler+,Regelung 15.10.,2,8,4,64,该谁做？做到什么程度？何时完成？,设想改进结果,何时真正改变了什么？新的RPN？,FMEA表 格 探 讨,集体智慧,事前行为,最佳效益,永无止境,FMEA,
