《精编》FMEA潜在失效模式及后果分析手册

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1、 2001 07 第三版第三版 中國汽車技術研究中心譯中國汽車技術研究中心譯 Potential Failure Mode and Effects Analysis FMEA 潛在失效模式及后果分析潛在失效模式及后果分析 2002 年元月第三版第一次印刷 目目 錄錄 概要 頁碼 概述 什麼是 手冊格式 的實施 跟蹤 設計 簡介 9 顧客的定義 9 小組的努力 9 設計 FMEA 的開發 10 1 FMEA 編號 13 2 系統 子系統或零件部件的名稱及編號 13 3 設計責任 13 4 編制者 13 5 車型年 項目 13 6 關鍵日期 13 7 FMEA 日期 13 8 核心小組 15 9

2、項目 功能 15 10 潛在失效模式 15 11 潛在失效的後果 17 12 嚴重度 S 17 推薦的 DFMEA 嚴重度評價準則 19 13 級別 19 14 失效的潛在起因 機理 19 15 頻度 O 21 推薦 DFMEA 頻度評價準則 23 16 現行設計控制 23 17 控測度 D 25 推薦的 DFMEA 控測度評價準則 27 18 風險順序數 RPN 27 19 建議的措施 29 20 建議的措施和責任 29 21 採取的措施 31 22 措施的結果 31 跟蹤措施 31 過程 FMEA 33 簡介 35 顧客的定義 35 小組的努力 35 過程 FMEA 的開發 37 1 FM

3、EA 編號 37 2 項目 37 3 責任 39 4 編制者 39 5 車型年 項目 39 6 關鍵日期 39 7 FMEA 日期 39 8 核心小組 39 9 項目 功能 39 10 潛在失效模式 39 11 潛在失效的後果 41 12 嚴重度 S 41 推薦的 DFMEA 嚴重度評價準則 43 13 級別 45 14 失效的潛在起因 機理 45 15 O 47 推薦 DFMEA 頻度評價準則 47 16 現行設計控制 49 17 控測度 D 51 推薦的 DFMEA 控測度評價準則 53 18 風險順序數 RPN 53 19 建議的措施 55 20 建議的措施和責任 57 21 採取的措施

4、 57 22 措施的結果 57 23 跟蹤措施 57 附錄 A 設計 FMEA 質量目標車型年 項目 13 B 過程 FMEA 質量目標 60 C 設計 FMEA 的框圖示例 61 D 設計 FMEA 的標準表格 控制欄分 1 欄和 2 欄 62 E 設計 FMEA 示例 64 F 系統 FMEA 65 G 過程 FMEA 的標準表格 控制欄分 1 欄和 2 欄 68 H 過程 FMEA 的標準表格 控制欄分 1 欄和 2 欄 70 I 帶有 PPK 值的頻度評價準則 71 概要概要 一 概要 本手冊介紹了潛在失效模式及後果分析 FMEA 這一專題 給出了應 用 FMEA 技術的通用指南 二

5、什麼 FMEA FMEA 可以描述為一組系統化的活動 其目的是 a 認可并評價產品 過程中 的潛在失效以及該失效的後果 b 確定能夠消除或減少潛在失效發生機會的 措施 c 將全部過程形成文件 FMEA 是對確定設計或過程必須做哪些事情才 能夠使顧客滿意這一過程的補充 三 手冊格式 本參考文件介紹了兩種類型的 FMEA 設計 FMEA 和過程 FMEA 採用 QS 9000 或其等效文件的公司的供方應使用本手冊 FMEA 小組可以使 用手冊中給出的指南 但要以對於給定情況最有效的方式使用 四 FMEA 的實施 由於一般的工業傾向是要盡可能持續地改進產品和過程的質量 所以將 FMEA 作為專門的技

6、術應用以識別并幫助最大程度地減少潛在的隱患一 直是非常重要的 對車輛召回的研究結果表明 FMEA 項目的全面實施可能 會防止很多召回事件的發生 成功實施 FMEA 項目的最重要因素之一是時間性 其含義是指 事件發生 前 的措施 而不是 事實出現后 的演練 為實現最大價值 FMEA 必須在產 品或過程失效模式被納入到產品或過程之前進行 事先花時間很好地完 FMEA 分析 能夠最容易 低成本地對產品或過程進行更改 從而最大程度 地降低后期更改的危機 FMEA 能夠減少或消除實施可能會帶來更大隱患 的預防 糾正性更改的機會 應在所有 FMEA 小組間提倡交流和協作 圖 1 描述了進行 FMEA 的順

7、序 這並不是簡單地填寫一下表格 而是理解 FMEA 的過程 以便消除風險并策劃適宜的控制方法以確保顧客滿意 在進行 FMEA 時有三種基本情形 每一種都有其不同的範圍或關注重點 情形 1 新設計 技術或新過程 FMEA 的範圍是全部設計 技術或過程 情形 2 對現有設計或過程的修改 假設對現有設計或過程已有 FMEA FMEA 的範圍應集中於對設計或過程的修改 由於修改可能產生的相互 影響以及現場的歷史情況 情形 3 將現有的設計或過程用於新的環境 場所或應用 假設對現有設計 或過程已有 FMEA FMEA 的範圍是新環境或場所對現有設計或過程的影 響 雖然 FMEA 的編制責任通常都指派到某

8、個人 但是 FMEA 的輸入應是小組 努力 小組應由知識豐富的人員組成 如設計 分析 試驗 製造 裝配 服務 回收 質量及可靠性等方面有豐富經驗的工程師 FMEA 由責任單 位的工程師開始啟動 責任單位可能是原設備製造廠 OEM 即生產最終產 品 供方或分承包方 即使產品 過程看起來完全相同 將一個小組 FMEA 的評分結果與另一個小組 FMEA 的評分結果進行比較也是不適宜的 因為 每個小組的環境是不同的 因而各自的評分必然是不同的 也就是說 評分 是帶有主觀性的 建議根據 FMEA 的質量目標 見附錄 A 和附錄 B 對 FMEA 文件進行評審 包 括管理評審 跟蹤 採取有效的預防 糾正措

9、施對這些措施加以適當的跟蹤 對這方面的要求 怎樣強調也不算過分 措施應傳遞到所有受影響的部門 一個經過徹底思 考 周密開發的 FMEA 如果沒有積極有效的預防 糾正措施 其價值將是非 常有限的 責任工程師負責確保所有的建議措施都得到實施或充分的強調 FMEA 是動 態文件 應始終反映最新水平以及最近的相關措施 包括開始生產以后發 生的 責任工程師有幾種方法來確保建議的措施得到實施 包括但不限於以下幾 種 a 對設計 過程及圖樣進行評審 以確保建議的措施得到實施 b 確認更改已納入到設計 裝配 製造文件中 c 以設計 過程 FMEA FMEA 的特殊應用以及控制計劃進行評審 設計中潛在失效模式和

10、後果分析 設計 FMEA 簡介 設計 FMEA 是由負責設計的工程師 小組主要採用的一種分析技術 用以最大限 度地保證各種潛在的失效模式及其相關的起因 機理已得到充分的考慮和說明 對最終的項目以及與之相關的每個系統 子系統和部件都應進行評估 FMEA 以 最嚴密的方式總結了設計一個部件 子系統或系統時小組的設計思想 其中包括 根據以往的的經驗可能會出錯的一些項目的分析 這種系統化的方法體現了一 個工程師在任何設計過程中下沉經歷的思維過程 並使之規範化和文件化 設計 FMEA 為設計過程提供支持 它以如下的方式降低失效 包括產生不期望的結果 的風險 為客觀的評價設計 包括功能要求及設計方案 提供

11、幫助 評價為生 裝配 服務和回收要求所做的初步設計 提高潛在失效模式及其對系統和車輛運行影響已在設計和開發過程中得 到考慮的可能性 為完整和有效的設計 開發和確認項目的策劃提供更多的信息 根據潛在的失效模式後果對 顧客 的影響 開發潛在失效模式的排序清單 從而為設計改進 開發和確認試驗 分析建立一套優先控制系統 為推薦和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式 為將來分析研究現場情況 評價設計的更改及開發更先進的設計提供參考 如獲得的教訓 顧客的定義 設計 FMEA 中 顧客 的定義 不僅僅是 最終使用者 而且也包括負責整車或 更高一層總成設計的工程師 設計組以及負責生產 裝配和服務活動的生產

12、 工 藝工程師 小組的努力 在最初的設計 FMEA 過程中 希望負責設計的工程師能夠直接地 主動地聯 繫所有關部門的代表 這些專長和責任領域應包括 但不限於 裝配 製造 設計 分析 試驗 可靠性 材料 質量 服務和供方以及負責更高或更低一層次的總 成或系統 子系統或部件的設計領域 FMEA 應成為促進各相關部門之間相互交 換意見的一種催化劑 從而推進小組協作的工作方式 除非負責的工程師有 FMEA 和團隊工作推進經驗 否則 有一位有經驗的 FMEA 推進員來協助小組的工作是非常有益的 設計 FMEA 是一份動態的文件 應 在一個設計概念最終形成之時或之前開始 在產品開發的各個階段 發生更改或獲

13、得更多的信息時 持續予以更新 在產品加工圖樣完工之前全部完成 考慮到製造 裝配需求已經包容在內 設計 FMEA 針對設計意圖並且假定該設計 將按此意圖進行生產 裝配 製造或裝配過程中可能發生的潛在失效模式和 或其 原因 機理不需 但也可能包括在設計 FMEA 當中 當這些未包含在設計 FMEA 當中時 它們的識別 後果及控制應包括在過程 FMEA 當中 設計 FMEA 不依靠過程控制來克服潛在的設計缺陷 但是它的確要考慮製造 裝 配過程的技術 身體的限制 例如 必要的拔模 斜度 表面處理的限制 裝配空間 工具的可接近性 鋼材淬硬性的限制 公差 過程能力 性能 設計 FMEA 還應考慮產品維護

14、服務 及回收的技術 身體的限制 例如 工具的可靠性 診斷能力 材料分類符號 用於回收 設計設計 FMEA 的開發的開發 負責設計的工程師掌握一些有益於設計 FMEA 準備工作的文件是有幫助的 設 計 FMEA 從列出的設計期望做什麼和不期望做什麼的清單 即設計意圖開始 顧 客的希望和需求 可通過質量功能展開 QFD 車輛要求文件 已知的產品要 求和 或製造 裝配 服務 回收要求等確定 應包括在內 期望特性定義的越明確越 容易識別潛在的失效模式 以便採取預防 糾正措施 設計 FMEA 應從應所要分析的系統 子系統或零部件的框圖開始 附錄 C 給出了框圖的一個示例 框圖還可以批示信息 能源 力 流

15、體等的流程 其 目的是要明確向方框交付的內容 輸入 方框中完成的過程 功能 以及由方框所 交付的內容 輸出 框圖說明了分析中的各項目之間的主要關係 並建立了分析的邏輯順序 在 FMEA 準備工作中所有的框圖的復制件應伴隨 FMEA 過程 為了便於潛在的失效模式及影響後果分析的文件化 附錄 D 給出了設計 FMEA 的空白表 設計設計 FMEA 順序順序 1 FMEA 編號編號 填入 FMEA 文件編號 以便查詢 注 1 22 項的舉例見表一 2 系統 子系統或零件的名稱及編號系統 子系統或零件的名稱及編號 注明適當的分析級別并填入被分析的系統 子系統或部件的名稱及編號 FMEA 小組必須為他們

16、特定的活動確定系統 子系統或部件的組成 劃分系統 子系統和部件的實際界限是任意的並且必須由 FMEA 小組來確定 下面給出了 一些說明 具體示例見附錄 F 系統 FMEA 的範圍 一個系統可以看作是由各個子系統組成的 這些子系統往往是由不同的小組設計 的 一些典型的系統 FMEA 可能包括下列系統 底盤系統 傳動系統 內飾系統 等 因此 系統 FMEA 的焦點是要確保組成系統的各子系統間的所有接口和交互 作用以及該系統與車輛其他系統和顧客的接口都要覆蓋 子系統 FMEA 的範圍 一個子系統 FMEA 通常是一個大系統的一個組成部份 例如 前懸持系統是底盤 系統的一個組成部份 因此 子系統 FMEA 的焦點就是確保組成子系統的各個部 件間的所有的接口和交互作用都要覆蓋 部件 FMEA 的範圍 部件 FMEA 通常是一個以子系統的組成部份為焦點的 FMEA 例如 螺杆是前懸 挂 底盤系統的一個子系統 的一個部件 3 設計責任設計責任 填入整車廠 部門和小組 如適用 還包括供方的名稱 4 編制者編制者 填入負責編制 FMEA 的工程師的姓名 電話和所在公司的名稱 5 車型年車型年 項目項目