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1、,Failure Mode & Effect Analysis 失败模式及影响分析,目标,提供FMEA 应用的内涵 确认危险源 定义不同类型的FMEA 学习制定的步骤 练习作FMEA,工程改善方法论,步骤 I: 工程测定,步骤 II: 工程分析,步骤 III: 工程改善,步骤IV: 工程管理,用 DOE 验证关键性的输入,持续验证工程的稳定性和能力,最后完成控制计划,决定最优的操作窗口,完成 FMEA 并评价控制计划,计划课题、明确关键的工程输入/输出变量,进行短期工程能力研究并 建立控制计划,完成 Multi-vari 研究以确定 潜在的关键输入,评价数据并优化关键的输入变量,进行基础测量系
2、统的测量 仪器研究,修正控制计划,步骤 0: 课题定义,风险从何而来？,模糊的作业标准,差的管理计划和标准作业程序,原材料散布,差的规格限,测量散布 (生产线上和 QC),设备的可靠性,潜在的安全危险,未明确的顾客期望,D. H. Stamatis, FMEA:FMEA from Theory to Practice, Quality Press, 1995,差的工程能力,历史,最早用于20世纪60年代Apollo 计划期间的宇宙航空工业 1974年美国海军应用FMEA开发了MIL-STD-1629 在20世纪70年代后期，由于成本驱动而应用于汽车工业,FMEA 的类型,系统 - 在早期概念和
3、设计阶段用来分析系统和子系统 集中于潜在的与系统功能相关的由设计造成的失败模式 设计 - 在产品投产之前，用于分析产品设计 集中于产品功能 工程- 用于分析制造和组装工程 集中于工程输入,FMEA 何时开始？,，在下页的表上填写来自你的课题的一个实际的输入 列举此输入可能出错的2或3方式 列举至少一个由于这个输入的出错而加于顾客或下一工序上的影响 对于每个“输入出错”列举一个或多个要因 对于每个要因，列举至少一个预防或探测的方法,练习,FMEA 的作用,工程队是以抢先 的方式（在失败发生之前） 改善工程的关键工具 用于优化 资源，以确保工程改善的努力有益于顾客 用于档案化课题的完成 应该是一个
4、动态 的档案，不断地回顾，补充，修正,工程FMEA的目的,分析 新的工程 确认 工程管理计划中的不足 建立 措施的优先顺序 评估 工程变化的风险 确认 Multi-vari和 DOE研究中要考虑的潜在变量 指导 新工程的开发 帮助 建立突破的舞台,工程改善计划回顾,FMEA 的输入和输出,输入 工程图 C&E 矩阵 工程历史 工程技术程序 输出 为预防要因或探测失败模式而采取的措施 所采取措施的历史,FMEA 队,队是必要的 负责的6 Sigma 领导带领这个队 推荐的代表: 设计 研制者/ 作业者/ 管理者 质量 可靠性 保全 材料 测试 供应商,术语定义,失败模式（ Failure Mod
5、e ） 影响（ Effect ） 要因（ Cause ） 当前设计控制（ Current Design Controls ） 发生（ Occurrence ） 严重度（ Severity ） 探测力（ Detection ） 风险优先数（ Risk Priority Number ） (RPN),方法论,两个主要的方法 ： 从QFD /要因影响矩阵开始 直接从工程图开始FMEA 我们将介绍用C&E 矩阵的方法，尽管两种方法十分相似。 已经准备好电子表格工具来帮助你准备FMEA,方法论 - 从C&E矩阵开始,优点: C&E矩阵在定义重要的、FMEA所涉及帮助优先化的问题上帮助你的队 重要的顾客要
6、求事项 可能潜在地影响这些要求的工程输入 按照对输出变量的影响来优化关键工程输入变量（我们想首先集中于对很多输出有很大影响的输入上） C&E 矩阵也可以提供定量的输出，能用于决定下一阶段FMEA过程特殊严重系数。,FMEA - 步进式,1.对于每个工程输入，决定其出错的方式（失败模式） 2.对于每个与输入相关的失败模式，决定其对顾客的影响。 记住内部的顾客呀！ 3.对于每个失败模式确定潜在的要因 4.对于每个要因或失败模式列举目前的控制方法 5.作出严重度，发生率，和探测力的等级范围 6.对每个要因，给出严重度，发生率，和探测力的数值 7.对每个要因计算RPN 8.决定减少高RPN的措施 9.
7、采取适当的措施，然后重新计算,工程绘图（Process Mapping）示例,制 造,C&E 矩阵示例,这是关于以前的制造工程图的C&E矩阵，关键输入已按总分数排序。 我们在最初的FMEA活动中将只 考虑最前面的5项,FMEA 工作表,在我们看示例之前，我们先看一个FMEA 工作表 这张表上的内容是从FMEA 表上直接转移过来的 这张表的目的是让队集中于FMEA的输入，而不是分数 评分应该在完成基本的输入后再做,FMEA Worksheet.XLS,术语定义 - 失败模式,失败模式 - 因为特定工程输入的失败方式-如果不被探测或祛除，将导致影响发生 可能与某个缺陷相关（在分离的生产中）或与超出
8、规格的工程输出变量相关 操作者可以看到的任何错的事件都被认为是一个失败模式 示例 温度太高 错的 PO 数 表面污染 未对策的要求 (顾客服务) 涂漆太薄,1.对于每个工程输入，决定出错的方式（失败模式 ）,我们将只讨论C&E矩阵上前两个关键工程输入变量，即剪切速度和冲孔速度 首先我们列举切割工序中的剪切速度,术语定义 - 影响,影响 - 对顾客要求的影响 一般集中于外部顾客，但也可包括下工序 示例 温度太高: 油漆破裂 错误的 PO 数: 帐目的可接受的、可查踪的错误 表面污染: 不良的附着 未对策的要求: 顾客的不满 喷漆太薄: 不良的覆盖,联系失败模式和影响,2.对于每个与输入相关的失败
9、模式，决定影响,这些影响是下一工序和/或最终顾客的内部要求,术语定义 - 要因,要因 导致失败模式发生的工程散布源 示例: 温度太高；不良的温度传感器 确认要因应该从相关严重度最高的失败模式开始 示例 温度太高: 热电偶没有校正 错误的 PO 数: 印刷错误 表面污染: 上部提升系统 未对策的要求: 顾客服务代表人数不足 油漆过薄: 溶剂含量高,3. 对每个失败模式确定潜在要因,绝大多数情况下，一个失败模式可能对应不止一个要因，但在这个练习中我们将其简单化,练习,每队选择一个都熟悉的过程 这个过程不一定是一个工作工程 确定3个输入变量 使用FMEA工作表，确定 ： 输入变量 2-3 失败模式
10、每个失败模式的所有影响 对于每个失败模式3-5 要因 你有20分钟！,术语定义 - 目前的控制方法,目前的控制方法 适当的系统化的方法/设计，用来预防或探测失败模式或要因（在导致影响前） 预防由错误检验（ Poka Yoke ），自动控制和设置查证组成 控制由审计，检查表，检查，实验室验证，培训，SOP，预防保全，等组成 哪个对工程改善，预防或探测更重要呢？,4. 针对每个要因列举目前的控制方法,对于每个失败模式/要因，我们要列举如何预防这个要因或如何探测这个失败模式 我们在有SOP的地方将列出程序号,练习,回到你的队里 对于每个要因决定你目前可能具有的任何控制方法 记住, 这只是在你的工程中
11、你现有的，不是你将有的控制方法 把你正在从事的工作写在FMEA工作表上 把这些信息转移到FMEA,FMEA的动态特性,为什么骑士大军输了战争,控制,FMEA 模型,控制,FMEA 模型,Prevention,哪个是最好的情况？ 哪个是最坏的情况？,风险优先数 (RPN),FMEA的输出是 风险优先数 RPN 是在你提供的信息基础上计算出来的数，要考虑 潜在的失败模式, 相关影响, 和 当前在达到顾客之前工程探测失败能力 它是三个定量的数率的乘积，分别相对于影响，要因和控制： RPN = 严重度 X 发生率 X 探测力,RPN 术语定义,（影响的）严重度（ Severity ）- 影响对顾客要求
12、的重要程度 - 如果失败发生，也可以和安全及其他风险相关（1=不严重，10=非常严重） （要因的）发生率（ Occurrence ）- 给定要因发生并导致失败模式的频率。有时也可以指失败模式的频率（1=不像，10=很像） 探测力（ Detection ） (当前的控制能力) - 当前控制计划的探测或预防的能力： 在导致失败模式之前的要因 在导致影响之前探测或预防的失败模式 1=可能探测, 10=根本不可能探测,风险优先数,风险优先数不是神圣的 严重度，发生率和探测力的范围可以根据具体情况确定 可以附加其他的种类 例如, 一个工程师可以在RPN计算中加一个影响的分数，以估计失败模式对工程的全部影
13、响,5. 作成严重度，发生率和探测力的数率范围,数率范围示例,FMEA 模型,因为探测力分数有一点难理解，我们将做一个快的练习。给下面的每个箱子一个探测力分数 ：,用5分钟填上结果（内部和外部）和应该采取的措施。再用10分钟在组内讨论。准备发表结果。,测验！,FMEA 打分,不论在定量上还是在定性上，打分“锚”有很大变化 两种类型的范围是1-5 或1-10 1-5 的范围对于队来说较容易决定分数 1-10 范围提供了较好的估计精确度和分数上的大范围的变化,1-10 一般认为是最好的选择,FMEA 表 - 初步估计,这是示例的剩余部分.,6. 给每个要因的严重度，发生率，探测力打分,我们准备好把
14、工作表转换成FMEA表 把工作表的列复制、粘贴到适当的FMEA表的列中 队开始给每列打分，一计算RPN 注: 你将只用一个严重度数值 决定哪个影响有最高关联的严重度，然后相应失败模式的所有要因都用这个SEV值 例如: 如果一个失败模式既导致表面痕(SEV 3)，又导致错误尺寸 (SEV 9)，那么对那个失败模式的所有的行都使用SEV=9,6. RPN 成分数值打分,7. 计算 RPN,把FMEA表中的严重度，发生率和探测力数值相乘 Excel 表能自动为你计算RPN 把所有的行以RPN 排序 注意你得确认所有的单元，以便你能把排序和失败模式，影响，要因和当前的控制方法一起考虑,RPN 回顾,一
15、旦你对每个失败模式/要因/控制方法的组合计算了RPN ，回顾一下结果，然后分析内在意义 做内在检查- Pareto 图中的项目有意义吗？ 如果没有，可能打分不同 决定可能的后续步骤： 数据收集 实验 工程改善 工程控制实施,最后的练习,回到你的队中 用FMEA 表，完成FMEA 确认严重度，发生率和探测力数值 计算RPN 确认你将建议从事改善的最前面的3-5个项目，并说明原因,FMEA 表 - 长期历史,8. 决定减少高RPN的推荐措施,现在填写对高RPN的推荐措施,只对高RPN推荐措施 关键是 聚焦!,9. 采取适当措施然后重新计算RPN,我们已经记录了采取的措施和其对RPN的影响 注意这是
16、跟踪过去活动的一个好方法 因为确认了新推荐的措施，小组应该重新评价FMEA,非制造示例,一个倍受热爱的工程 FMEA!,哲学的方法,聚焦于安全问题 假设进料是完美的，而工程有问题 假设工程是完美的，而进料有问题,FMEA 方法,方法 1 (C&E 矩阵聚焦) 从C&E矩阵分析中最高分数的关键输入开始 对于那些输出填写FMEA工作表 计算RPN 然后对最高RPN的制定推荐的措施 随后完成其他输入的工程FMEA 方法 2（聚焦顾客） 填写工作表中的失败模式和影响列。复制到FMEA表，然后估计严重度 对于高严重度数值，列举要因，对每个要因估计发生率 对最高的严重度发生率数值，评价目前的控制方法 对于最高的RPN制定推荐的措施,FMEA的方法,方法3 (全面的) 小工程的好方法 填写FMEA 工作表从第一个工序开始到最后一个工序结束 对所有要因打分：SEV, OCC和 DET 对最高的RPN制定推荐的措施 方法4 (超级聚焦) 从Pareto图上选取最大的不良项目 (损坏的部件) 或失败模式（温度的变化） 使FMEA过程只集中
