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1、F M E A,潜在失效模式及后果分析,1,一.概要（FMEA的由来）,产品风险与可靠度 可靠性的概念 可靠性问题：产品可靠而有效工作的能力的认识。 包括三个方面内容 可靠性 维修性 可用性,一.概要（FMEA的由来）,产品风险与可靠度 可靠性的概念 可靠性：在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。 描述可靠性一般用 可靠度 平均故障间隔时间 瞬时故障率 故障前平均时间,一.概要（FMEA的由来）,产品风险与可靠度 可靠性的概念 维修性：产品在规定条件和规定时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。 维修性包括维护和修理两方面 维护也称预防性维修 描述维修性一般用
2、平均修复时间 平均预防维修时间 维修停机时间率,一.概要（FMEA的由来）,产品风险与可靠度 可靠性的概念 可用性:是指可以维修的产品在某时刻，具有或维持规定功能的能力。 可用性综合反映产品的可靠性和维修性达到的成绩 描述可用性一般用 瞬时有效度 平均有效度 极限有效度,可靠性指标,一、概要（FMEA的由来）,汽车工业的质量管理系统： TS16949，QS9000为汽车工业的品质管理系统，其以持续改进为目标，强调 缺陷预防，降低品质差异，减少生产过程的浪费与废弃物。 面对市场开放与日本的竞争压力，美国福特、克莱斯勒、通用汽车等三大汽车厂共同主导制定QS9000品质系统，并结合美国品管学会（AS
3、CQ）与车辆工程学会(SAE)，开始研究如何将可靠度之失效预防观念工程技术导入汽车业。 改善现有之可靠度工程分析工具（如FMEA、FTA等）作为前端工程作业，以提高开发产品过程中之工程决策支援，并发展新的前端工程分析工具。,一、概要（FMEA的由来）,汽车工业的质量管理系统之各种作业程序与参考手册，成为美国汽车工业共同的作业准则，其将被TS16949替代并已成为全世界汽车行业共同规范。 工程人员普遍缺乏整体系统开发观念，前端工程分析作业无法连贯，分析工作变成多余而无效的，造成许多在研发初期就应该作好的预防工作，却要等到进入原型生产才能提出修改建议进行矫正。如此，不仅浪费时间，而且浪费资源、金钱
4、。 必须有整体性的规划，并且循序渐进地逐步改善企业的研发环境,一、概要（FMEA的由来）,TS16949：2000汽车工业质量体系要求,ISO9000:2000质量管理体系要求,客户要求 TS16949+IATF PPAP/客户特殊要求,质量手册 程序文件 作业文件/记录,客户参考手册 APQP FMEA MSA SPC,二、FMEA的基本概念,“早知道 就不会” 早知道 作好防震设计 就不会 造成大楼倒塌 早知道 改进电力输配设计 就不会 造成美国等国的大停电 早知道 不滥砍滥伐 就不会 造成泥石流 早知道 作好桥梁设计 就不会 造成重庆彩虹大桥倒塌 有些 早知道 是必需的！有些 就不会 是
5、不允许发生的 核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用 FMEA 可减少事后追悔,二、FMEA的基本概念,“我先 所以没有” 我先 看了气象预报 所以没有 淋成落汤鸡 我先 评估金融大楼高度 所以没有 影响飞机安全 我先 设计电脑防火墙 所以没有 被骇客入侵 我先 作好桥梁设计 所以没有 造成重庆彩虹大桥倒塌 有些 我先 是必需的！有些 所以没有 是可预期避免的 核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用 FMEA 可减少事后追悔,二、FMEA的基本概念,及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。 它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。 事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低
6、成本地对产品设计或制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。 FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会，它是一个相互作用的过程，永无止境的改善活动。,二、FMEA的基本概念,FMEA内容： 利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。 失效模式分析（Failure Mode analysis) FM 由下而上分析，即由零、组件至系统，确定在系统内不同结构层或功能层次的失效模式。 失效效应分析（Failure effect analysis) EA 对每一个失效模式，确定其失效对其上一层模组及最终
7、系统的失效影响，了解其组件界面失效关联性，作为改进的依据。 关键性分析(Critical analysis) CA 对每一个失效模式，依其严重等级和发生几率综合评估并予以分类，以便确定预防或改正措施的内容和优先顺序。,二、FMEA的基本概念,失效的定义： 根据Collins (1981 )的定义失效为一件装备,装备的组件或一件结构发生任何形状、尺度或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。 规格： 对于系统或装备的性能或功能范围，必须验证时可以测量。 GOOD/NO GOOD计数型：较易研究判定 计量型：功能与规格界限不易确定,二、FMEA的基本概念,物品直接表现失效
8、的形式如下： 1、实体破坏：硬式失效 2、操作功能终止 3、功能退化软式失效 4、功能不稳定 24项物品机能因老化（Aging)、退化（Degradation)或不稳定（Unstable)而不能满足原设定的要求标准，所以失效现象及研判准则必须量化。,二、FMEA的基本概念,将失效依照其应用的目的或特性加以分类： 1、依失效发生原因分类 2、依失效发生的时间情况分类 先天性弱点的失效 突发性失效 误用失效 渐次性失效 3、依失效范围程度分类 4、依失效根源分类 局部性失效 老化、组件、环境、人员 全面性失效,二、FMEA的基本概念,FMEA的演变： 1、FMEA的前身为FMECA，是在1950由
9、格鲁曼飞机提出，用在飞机主控系统的失效分析 2、波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序，列在其工程手册中 3、60年代初期，美太空总署将FMECA成功的应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术，并于1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。 4、1985由国际电工委员会（IEC）出版的FMECA国际标准（IEC812),即参考MIL-STD-1629A加以部分修改而成。,二、FMEA的基本概念,国际间采用FMEA的状况： 1、ISO9004 8.5节FMEA作为设计审核的要项，另FTA、EN1441风险分析亦是。 2、CE标志，以FMEA作为安全分析方法
10、。 3、ISO14000，以FMEA技术作为重大环境影响面分析与改进方法。 4、TS16949/QS9000以FMEA作为设计与制程失效分析方法。,二、FMEA的基本概念,典型汽车工业开发三步骤：,APQP,过程流程图 （包含所有流程）,过程/流程控制计划 （所有主要流程）,由APQP 程序启动过程 有些要素可能含在,关键特性与失效影响讲题,制程FMEA,(在所有流程）,过程控制计划,关键特性与特性控制讲题,设计FMEA （包含所有流程）,二、FMEA的基本概念,汽车文件发展：,发展过程流程清单,将流程清单主要的流程填入FMEA 表格内,运用FMEA思索 每一过程的要素,针对关键特性 发展控制
11、计划,检查顾客需求,仔细考量什麽是主要的过程,使用RPN指标及相关咨询决定关键特性,对关键特性发展合适的控制机制,仔细考量每一阶段的控制计划 Prototype Pre-launch Production,二、FMEA的基本概念,FMEA的功用： 阶 段 1、设计阶段 2、开发阶段 3、制造阶段 4、客户服务/抱怨阶段,功 用 1、发掘所有可能的失效模式 2、依固有的技术进行设计变更 3、必要时，采用可靠性高的零组件 1、明确把握失效原因，并实施适当改善 2、零件安全的宽放确认的确定 3、寿命、性能、强度等 1、活用工程设计，进而改善制程上的弱点 2、利用FMEA的过程制定必要 1、不同环境产
12、生的失效，以FMEA克服 2、不同使用法产生的失效，以FMEA克服,二、FMEA的基本概念,FMEA的特征： 1、是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠度技术。 2、用表格方式进行工程分析，使产品在设计与制程规划时，早期发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。 3、是一种系统化的工程设计辅助工具。 4、FMEA因分析对象不同分成“设计FMEA”及“过程FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析项目缺少现行控制方法，故适合设计时使用。 FMEA为归纳法应用，根据零组件的失效资料，由下而上推断系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方法。,二、FMEA的基本概念,风险顺序数 S：严重度，
13、取值在110之间 O：频率数，取值在110之间 D：不易探测度 ，取值在110之间,二、FMEA的基本概念,SEVERITY：严重度 是潜在失效模式发生时，对下工序、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标。严重度仅适用于后果。要减少失效后果的严重度级别，只能通过修改设计来实现。严重度的评估分为1到10 级。,二、FMEA的基本概念,OCCURRENCE：频度（频率数） 是指某一特定失效起因或机理出现的可能性。描述频度级别数着重在其含义而不是具体的数。通过设计更改来消除或控制一个或更多的失效起因或机理是降低频度数的唯一途径。频度数的评估分110级。确定评估级别时要考虑的是历史记录。,二、
14、FMEA的基本概念,DETECTION：不易探测度 是探测失效模式/原因/机理的能力的指标。评估值为110。总的来讲，为了取得比较低的不易探测度值，需要不断改进设计控制（如预防/确认/验证等）。,二、FMEA的基本概念,FMEA的开发时机： 在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都有其不同的范围或关注焦点： 情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全 部设计、技术或过程。 情形2：对现有设计或过程的修改（假设对现有设计 或过程已有FMEA）。FMEA的范围应集中于 对设计或过程的修改、由于修改可能产生的 相互影响以及现场的历史情况。 情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所或 应
15、用（假设对现有设计或过程已有FMEA）。 FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或 过程的影响。,二、FMEA的基本概念,FMEA的开发小组共同努力： 虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师）。FMEA由责任单位的工程师开始启动，责任单位可能是原设备制造厂（OEM，即生产最终产品）、供方或分承包方。 即使产品/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的，因为每个小组的环境是不同的，因而各自的评分
16、必然是不同的（也就是说，评分是带有主观性的）。 建议根据FMEA的质量目标（见附录A和附录B）对FMEA文件进行评审，包括管理评审。,二、FMEA的基本概念,FMEA的跟踪：（取得工作成效的关键） 采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪，对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到所有受影响的部门。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。 责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的强调。FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施，包括开始生产以后发生的。 责任工程师有几种方法来确保建议的措施得到实施，包括但不限于以下几种： a. 对设计、过程及图样进行评审，以确保建议措施得到实施； b. 确认更认更改已纳入到
