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1、FMEA潜在失效模式与后果分析 FMEA理解 预见风险 防止失败 促进提升周全考虑 应对风险 事半功倍 前言 一个在使用上100 合格的产品的故事 主要内容 一 FMEA起源和定义二 FMEA术语理解三 FMEA理解与实施前准备四 FMEA实施流程及注意事项五 FMEA分析思路六 PFMEA实施方法七 编制实施PFMEA 一 FMEA起源和定义 起源于美国国家宇航局NASA应用于航天产品的生产制造 1 预防观念 2 FMEA发展历史 20世纪50年代 美国格鲁曼公司开发了FMEA 主要用于飞机制造业和发动机故障评估 取得很好的实效 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
2、要求实施FMEA 七十年代 1972年 美国福特汽车公司受到美国太空总署许可正式在汽车行业使用FMEA 今天FMEA已经是一个国际化标准要求 现在已经进入一般性工业 如 电子 医药 计算机等 3 何谓FMEA FMEA是一组系统化的活动 其目的是 识别 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 它是对设计 产品 过程 过程的完善 以明确什么样的设计才能满足顾客要求 4 FMEA模式 纠正 预防 4 FMEA模式 识别失效 4 FMEA模式 5 FMEA分类 依据阶段不同可分为 DFMEA 设计的 PFMEA 过程制造的 依据作用不同可分为
3、系统FMEA 子系统FMEA 零件FMEA 还有安全的FMEA等等 第二章 FMEA术语理解 1 FMEA失效 失效 在规定条件下 环境 操作 时间 不能完成既定功能 在规定条件下 产品参数值不能维持在规定的上下限之间 产品在工作范围内 导致零组件的破裂 断裂 卡死等损坏现象 1 FMEA失效 2 DFMEA顾客 DFMEA中的顾客 是指 最终使用者 还包括负责设计或更高一级装配过程设计的工程师 小组 以及在生产过程中负责制造 装配和售后服务的工程师 多方顾客的概念 更高一层系统 汽车制造商 使用者 都是DFMEA所要考虑的对象 本设计可能产生的失效模式 2 DFMEA顾客 系统总成 全车总成
4、 最终客户 3 DFMEA潜在失效模式 潜在失效模式 设计 是系统 子系统或零部件有可能未达到或未完成在项目 功能栏中所描述设计意图的种类 如预期的功能丧失 它可能是更高一级子系统或系统的潜在失效模式的起因 也可能是它低一级的零部件潜在失效模式的后果 它可能只发生在特定的运行环境条件下 如热 冷 干燥 灰尘等 以及在特定的使用条件下 如超过平均里程 不平的路段 仅在城市行驶等 都应考虑 4 DFMEA潜在失效后果 潜在失效后果 设计 就是失效模式对功能的影响 就如顾客感受的一样 要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果 要清楚地说明该失效模式是否会影响到安全性 或与法规不符 不同级别的系
5、统 子系统或零件之间存在着系统层次上的关系 5 DFMEA潜在失效起因 机理 潜在失效起因 机理 设计 是指一个设计弱点的迹象 其结果就是失效模式 模式 后果 原因 6 DFMEA现行设计控制 现行设计控制 是指现行预防措施 设计确认 验证或其它活动 这些活动的完成或承诺将确保该设计对于所考虑的失效模式和 或机理来说是充分的 预防 预防失效起因 机理或失效模式的出现 或减少它们的频度 探测 在该项目投产之前 以任何解析的或物理的方法 查出失效或失效模式的起因 机理 7 DFMEA中的S O D 严重度 S 是对一个已假定失效模式的最严重影响的评价等级 频度 O 是指在设计的寿命中某一特定失效起
6、因 机理发生的可能性 探测度 D 是结合了列在设计控制中最佳的探测等级 8 PFMEA顾客 PFMEA中的顾客 一般是指 最终使用者 还包括是后续或下游制造或装配作业 服务工作 以及政府法规 下工程 经销商 使用者 都是PFMEA所要考虑的对象 本过程可能产生的失效模式 8 PFMEA顾客 9 PFMEA潜在失效模式 潜在失效模式 过程 是指过程可能潜在不满足过程要求和 或设计意图的种类 其已描述在过程功能 要求栏中 它是对某具体工序不符合要求的描述 它可能是引起下一道作业的潜在失效模式的起因 也可能是上一道作业的潜在失效模式的后果 在PFMEA准备中 要假设提供的零件 材料是合格的 除非这可
7、以被PFMEA小组由历史的数据指出这缺陷是属于进货零件的质量问题 10 PFMEA潜在失效后果 潜在失效后果 过程 是指失效模式对顾客的影响 应依据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果 使用顾客的语言对于最终使用者来说 失效后果应该一律用产品或系统的性能来描述 对于下一道作业 后续作业 地点 失效后果应该以过程 作业性能来描述 11 PFMEA潜在失效起因 机理 潜在失效起因 机理 过程 是指失效发生的根本原因 其作业结果的显现就是失效模式 12 PFMEA现行过程控制 现行过程控制 是指尽可能阻止失效模式或失效起因 机理的发生 或者探测将发生的失效模式或失效起因 机理的控制的描述 预
8、防 预防失效起因 机理或失效模式的出现 或减少它们的频度 探测 探测失效或失效的起因 机理 并引导至纠正措施 13 PFMEA中的S O D 严重度 S 是对一个已假定失效模式的最严重影响的评价等级 频度 O 是指具体的失效起因 机理发生的可能性 探测度 D 是结合了列在过程控制中最佳的探测控制等级 14 风险顺序数RPN 风险顺序数是产品严重度 S 频度 O 探测度 D 的乘积 在单独的FMEA范围之中 该值 1至1000之间 可被用来对设计或过程控制的等级次序 RPN S O D 15 过程流程图 初始过程流程图 从预料的材料和产品 过程方案中得出的预期加工过程的描述 过程流程图 描述材料
9、的整个加工流程 包括任何的返工和修理操作 样件 量产 三 FMEA理解与实施前准备 1 典型的FMEA 注意 将系统的失效模式降为最小目标 最大化的产品质量 可靠性和成本 注意 将设计的失效模式降为最小目标 最大化的产品质量 可靠性 成本和可维护性 机器 工具工作站生产线操作者培训过程测量 注意 将全过程的失效模式降为最小目标 最大化的全过程质量 可靠性 成本和可维护性 2 FMEA的关联性 3 FMEA的时间顺序 DFMEA PFMEA 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成时 完成时间早于生产计划制定和生产批准之前
10、4 典型产品和过程开发三部曲 柳州艾肯迪管理咨询有限公司 致力于卓越管理 5 控制计划 过程流程图 DFMEA 6 FMEA的益处 预防计划 识别改变需求 降低成本 减少浪费 降低保证成本 降低无增值操作 6 FMEA的益处 概念 设计 过程 Time Resourceforproblemsolving 工作量 纸面Paper 硬件Material FMEA Traditional 产品 7 FMEA前提条件 选择适当的小组和有效的组织成员 为每个产品 服务 过程 系统选择小组 建立团队体系 定义顾客和顾客需求 期望 涉及 过程需求 开发过程流程图 8 FMEA小组 小组 为完成同一任务或目标
11、的两个或更多的共同行动的个体 集体讨论 发现许多可能存在和可能发生情况需要小组的集体讨论 成功的FMEA小组 控制方向和焦点 建立自身的统一性 负责并使用测量方法 有全体的支持 是横向多功能小组 FMEA小组的守则 决定前召开小组会议 决定谁将参加 预先准备议题 主张进行会议笔记或记录 建立基本准则 遵守事先的议程 评价会议 不允许中断 FMEA小组的守则 基本的准则是对 同一组织 的帮助 小组必须确定自身的基本准则 一旦确定 每个人必须维护 他们可以在后续的会议上修订或更改这个准则 FMEA小组会议的责任 阐明 参与 听从 总结 管理时间 检验一致性 评价会议过程 FMEA小组决定的标准 模
12、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 9 设计FMEA小组成员 一般在筹备样件期间开始准备 设计工程师 通常的小组领导 检验工程师 可靠性工程师 制造工程师 最终服务工程师 项目经理 质量工程师 顾客联系人 其他 包括 销售 开发 过程 QA QC等 过程FMEA小组成员 过程工程师 通常的小组领导 生产操作者 工艺工程师 设计工程师 可靠性工程师 加工工程师 维修工程师 项目经理 质量工程师 其他 包括 销售 供应商 QA QC等 10 DFMEA与PFMEA比较 不要混淆 DFMEA与PFMEA的起因和失效 10 DFMEA与PFME
13、A比较 DFMEA PFMEA 来自经验和数据 来自预测 设计 过程 起因 后果 控制 失效模式 频度 严重度 探测度 四 FMEA实施流程及注意事项 1 FMEA的应用 FMEA作为一种重要的可靠度分析工具 应用于组织活动的各个阶段 包括从系统 子系统 零件的策划 开发阶段有计划地展开 由设计阶段延伸到制造和应用阶段 在设计阶段 用于指出设计上的问题点 改善设计 用以确认产品设计是否满足顾客要求 在制造阶段 用于指出加工 装配 生产 设计方面的问题点 反推至前一过程或前一阶段 要求进行必须的改进 2 应用FMEA三种典型时机 新设计 新技术或新制程 这时的FMEA是完整的设计 技术 或制程
14、修改现有的设计或制程 假设其设计或制程FMEA已存在 这时的FMEA的焦点在修改的设计 制程 以及由于修改设计 制程而导致的相互作用 使用现有的设计或过程于新的环境 地点 假设其设计或制程FMEA已存在 这时的FMEA范围是针对环境 地点对现有的设计 过程的影响 3 FMEA分析流程 1 实施前准备 2 确定FMEA评分标准 3 实施FMEA分析 4 讨论 总结和评估分析结果 5 实施改进对策 6 进行追踪确认效果 3 FMEA分析流程 后面分别介绍 3 FMEA分析流程 先期策划 3 FMEA分析流程 主流程 3 FMEA分析流程 应用 避免采用不良率高的设计和制程 集中资源 循序改善产品设
15、计和制程 循环改善 不断提升设计和制程可靠度 设计改进 制程检验 测试标准 检验程序 检验规范等 下次FMEA分析 产品可靠性 制程安全性 环保的评估 工程师训练 4 FMEA实施过程中注意事项 由于不断追求产品质量是一个企业不可推卸的责任 所以应用FMEA技术来识别并消除潜在隐患有着举足轻重的作用 对产品回收研究结果表明 全面实施FMEA能够避免许多事件的发生 虽然FMEA的准备工作中 每项职责都必须明确到个人 但是要完成FMEA还得依靠集体协作 必须综合每个人的智能 例如 需要有设计 制造 装配 售后服务 质量及可靠性等各方面的专业人才 4 FMEA实施过程中注意事项 及时性是成功实施FM
16、EA最重要因素之一 它是一个 事前的行为 机会之窗 关闭前实施 不是 事后的行为 为达到最佳效益 FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进行 事前花时间很好地进行综合的FMEA分析 能够容易 低成本地对产品或过程进行修改 从而减轻事后修改的危机 FMEA能够减少或消除因修改带来更大损失的机会 适当应用FMEA是一个相互作用的过程 永无止境 4 FMEA实施过程中注意事项 不适合将一个小组的FMEA分数和其它组的FMEA分数进行比较 因为即使设计或过程是一样的 但由于每个状况不一样所以打出来的分数也会不一样 对FMEA的文件应对照FMEA的目标来进行评审 Review 是被推荐的 包含管理评审 5 追踪 为了确保所采取的预防措施是有效的 所以应对这些行动进行追踪 对这方面的要求无论怎样强调都不过份 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 责任工程师应确认建议的措施已被执行或评估 FMEA是一份动态的文件 必须是最新的状况 以及最新的相关活动 包括在开始生产后才发生的活动 5 追踪 责任工程师有多种方式来确认建议的措施是否
