FMEA课程讲义教学教案

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1、FMEA（第三版）潛在失效模式及後果分析,2,內容:,潛在失效模式及後果分析的簡介 設計FMEA概論 設計FMEA的分析方法 過程FMEA概論 過程FMEA的分析方法 後果及原因/机理分析 失效風險分析(RPN) FMEA工作表,3,FMEA簡介,起源於六十年代中期,應用於軍方及軍用品的採購。 首先在航天工業界應用 美國汽車業界作為管理的必備工具,5,FMEA簡介,通用汽車在一件由於汽車碰撞而引起爆炸起火的賠償訴訟中被判賠付幾十億美金(非最終裁決). 道康寧公司由於隆乳手術所使用的乳膠硅對人體的危害而判令需賠付每個消費者幾千美金. 東芝由於筆記本電腦存在FDC瑕疵而潛在可能發生存盤錯誤,在美國

2、由於訴訟而賠付10億美金.,6,FMEA簡介,1984年印度BHOPAL化工廠發生爆炸,造成廠外2500人死亡,兩萬人受傷. 1986年前蘇聯切爾諾貝爾核電廠由於過熱產生爆炸,造成31死亡,造成非常廣泛且嚴重的污染 1998年香港醫院藥房配錯咳嗽水事件,7,FMEA簡介,源頭管理概念 失效的早期識別越來越重要,也即應從源頭防止,包括設計和制造,8,FMEA簡介,利用FMEA進行失效分析是其中之一技術 越來越多的客戶將實施FMEA作為對供應商管理的內容,9,FMEA簡介,FMEA的思路 假定產品或過程會產生的失效及後果 尋找產生失效的原因 制定防止失效發生的管制措施,10,失效模式概論,一般習慣

3、將FMEA分為兩部分,考慮制造過程的缺陷而可能導致的失效及後果,PFMEA:,考慮產品設計的缺陷而可能導致的失效及後果,DFMEA:,11,設計失效模式概論,DFMEA定義 是對由於系統,子系統或零部件的設計結果(如規範等)有可能未達到設計意圖所造成的失效進行的分析. 失效可能是一般環境下的,也可能是極限條件下的.,12,設計失效模式概論,DFMEA細分類,13,設計失效模式概論,DFMEA小組 包括但不限於:專案經理,設計工程師,測試工程師,可靠性工程師,裝配,制造,材料,質量,服務,安全,分供方,顧客.,14,設計失效模式概論,DFMEA顧客定義 產品的使用者和最終使用者 包括內部顧客,使

4、用者,15,設計失效模式概論,DFMEA作用 有助於設計要求的評估和設計方案的權衡 有助於製造和裝配要求的最初設計 對制定全面有效的設計試驗計劃和開發項目,提供更多的信息,16,設計失效模式概論,DFMEA作用(續) 根據潛在失效模式對顧客的影響,對其進行排序列表,進而建立一套改進設計和開發試驗的優先控制系統 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.,17,設計失效模式的分析方法,明確設計意圖 設計期望和不期望事項 顧客的需求和期望-如利用QFD工具 國家強制性要求-法律法規 系統結構圖 製造/裝配要求,18,設計失

5、效模式的分析方法,功能框圖 從上到下,列出產品的項目/功能 系統,子系統,零部件 繪出構成產品的分解框圖開始分析 明確各部分的輸入,過程(功能),輸出關係 明確各項目間的主要關係,19,設計失效模式的分析方法,可能發生的失效模式 來自類似產品 來自經驗 來自邏輯推斷,20,設計失效模式的分析方法,可能發生的失效模式(續) 考慮極限使用條件 考慮濫用狀況 用專業的詞匯描述失效模式,而非顧客所見的現象. 例如裂紋,變形,松動,泄漏,短路,氧化,斷裂,21,設計失效模式的分析方法,例子:電視機,22,過程失效模式概論,PFMEA定義 對由於過程的操作或條件不符合要求而可能發生失效進行的分析. 失效可

6、能是已發生過的,也可能是未發生過的. 假定過程中使用的零件/材料是合格的,23,过程失效模式概论,典型的过程失效模式的包括 -开路 -短路 -虚焊 -设备损坏 -表面毛刺,24,過程失效模式概論,PFMEA小組 包括但不限於:設計,工藝,裝配,設備,製造,質量,服務,分供方,顧客.,25,過程失效模式概論,PFMEA顧客定義 一般指最終使用者,但也可指後續工序.,26,過程失效模式概論,PFMEA作用 確定與產品相關的過程潛在失效模式 評價失效對顧客的潛在影響 確定潛在製造或裝配過程失效的起因,確定減少失效發生或找出失效條件的過程控制變量 優化過程控制,降低失效風險,27,過程失效模式的分析方

7、法,過程流程圖 確定產品生產過程相關的產品/過程特性參數 詳細描述過程的具體步驟 考慮流程與特性的相關性 對流程進行風險評定,28,過程失效模式的分析方法,29,過程失效模式的分析方法,風險評定包括: 過程對產品特性的影響 過程對設備的影響 過程對員工的影響,30,過程失效模式的分析方法,考慮較大風險過程可能發生的失效模式 低風險 中風險 高風險,31,過程失效模式的分析方法,可能發生的失效模式 來自類似生產過程 來自經驗/歷史 來自邏輯推斷 用專業的詞匯描述失效模式,而非顧客所見的現象. 例如裂紋,變形,松動,泄漏,短路,氧化,斷裂,32,後果及原因/机理分析,站在顧客的角度,將失效模式所帶

8、來的一切可能的影響和後果都列出 失效的後果在產品的不同級別系統不同 失效的後果對不同順序的顧客不同,33,後果及原因/机理分析,失效的後果應使用顧客的語言描述, 對最終使用者則一律用產品或系統的性能來描述, 例如:噪聲,無電源,間歇性工作,外殼帶電,表面不美觀,有異味 對下工序顧客則可用工藝/工序性能來描述: 例如:無法裝配/緊固,損壞設備,不匹配,34,後果及原因/机理分析,潛在失效的起因/機理 對應失效模式,在盡可能廣的範圍內,列出每個失效模式的所有可以想得到的失效起因和/或機理 一個失效模式一般有可能多個起因機理 失效起因可能是相互作用的,35,後果及原因/机理分析,潛在失效的起因/機理

9、 利用故障樹進行分析 參考有關的退貨分析報告及不合格分析報告 必要時,進行驗証工作,36,後果及原因/机理分析,(設計)起因/機理 考慮由於產品設計不當而造成的失效可能 例如:材料規格不正確,設計壽命估計錯誤,計算錯誤,37,後果及原因/机理分析,(過程)起因/機理 考慮由於過程控制不當而造成的失效可能 例如:零件錯裝或漏裝,熱處理溫度過低,焊接時間過長,操作順序錯誤,38,设计失效模式与后果分析案例示例 分析对象：系统、子系统和零部件 典型的设计失效模式有：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路（电器）、氧化、断裂等。 典型的设计失效后果有：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、运行中断、粗糙、不

10、起作用、异味、工作减弱等，失效后果是下一道工序或客户的感受。 DFMEA从严重度（S）、频度（O）、探测度（D）三个方面进行定级。,39,嚴重度 自我制定評價准則,但應保持意見一致 最高的原則為安全,其次為健康,再次為性能,最後為外觀 110級,越嚴重越高,40,DFMEA的嚴重度評價准則,41,失效风险分析（RPN）,频度数 对应具体的失效起因/机理发生的频率/可能性。 频度的分级数著重在其意义而不是数值。,42,失效风险分析（RPN）,频度数 自我制定评价准则，但对不同的产品和时间应意见一致。 110级，越频繁越高。 某个过程后探测到的某项不合格率并不等于频度数 考虑类似产品的数据，包括维

11、修档案，不合格品统计分析数据、制程能力等。,43,DFMEA的频度評價准則,44,失效风险分析（RPN）,现行控制 -对潜在失效的起因/机理，现行的设计及过程控制当中所采取的（已存在的）控制措施。 -例如：设计确认/验证、检验、首件认可，SPC。,45,失效风险分析（RPN）,不易探测度数 -利用现行控制的方式找出失效起因/机理产生的缺陷的可能性。 -应考虑到对某种缺陷的现行控制可能是多项的。,46,失效风险分析（RPN）,不易探测度数 -自我制定评价准则，小组中应意见一致 -110级，越难探测出越高。 -随机质量抽查一般不影响不易探测度数 -考虑过程发现的某项不合格品和顾客发现的同类不合格品

12、比例。,47,DFMEA的探测度評價准則,48,PEMEA过程失效模式与后果分析,1）分析对象：以加工工艺过程的每道工序为分析对象； 2）典型的过程失效模式有：弯曲、粘合、毛刺、转运损坏、断裂、变形、脏污、安装调试不当、接地、开路、短路、工具磨损等；,49,3）过程的失效后果分两种： a.下道工序而言：有无法紧固、无法钻孔/攻丝、无法加工表面、危害操作者、不配合、不连续、损坏设备等； b.对最终使用者而言：有噪声、工作不正常、不起作用、不稳定、牵引动力、外观不良、粗糙、费力、异味、工作减弱、间歇性工作、车辆控制减弱等。,50,4）PFMEA从严重度（S）、频率（0）、探测度（D）三个方面进行定

13、级，并计算RPN风险顺序数、RPN值高的定义要明确。 5）严重度评估分110个等级，10级最高，1级最低，严重度评价如下表：,51,52,53,54,PFMEA频度评价表,55,探测度是指零部件(半成品、成品)在制造或在装配过程中，利用现行工艺控制方法找出失效起因/机理过程缺陷的可能性的评价指标，或利用现行工艺控制方法找出后续发生的失效模式的可能性的评价指标，评价指标为110级。,56,PFMEA探测度评价表,57,58,失效風險分析(RPN),風險順序數:RPN=嚴重度頻度數探測度 數字越大,表明該失效模式對公司的風險影響越大 從1到1000,中位數為125.,59,失效風險分析(RPN),

14、不管RPN的結果如何當嚴重度（S）高時就應予特別注意 評審RPN值並達成一致 考慮外界因素影響 尋找改進的空間,60,制定改善的糾正措施建議 措施,責任者,期限 實施建議措施 效果驗証 計算改善后的新的風險順序數 必須採取措施的原則 高嚴重度 (建議在8以上) 高風險順序數(建議在以上),61,如何降低風險順序數 改變/替代設計和功能 改變過程 增加驗証/試驗過程 改變工藝/設備 採用統計制程控制 改進測試手段 培訓,62,FMEA工作表的制定,63,FMEA工作表,FMEA編號 項目 過程責任 編製者 產品型號 關鍵日期 FMEA日期 核心小組,64,FMEA工作表,過程功能/要求 潛在失效模式 潛在失效後果 嚴重度 級別,65,FMEA工作表,潛在失效的起因/機理 頻度數 現行過程控制 不易探測度 風險順序數,66,FMEA工作表,建議措施 責任和目標 採取的措施 糾正後的RPN,