FMEA与CP的开发方法与技巧

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1、第 1 页 共 16 页FMEA与CP的开发方法与技巧FMEA（潜在失效模式及后果分析（Potential）Failure Mode and Effect Analysis）默菲定律：所有可能出错的地方都将会出错！FMEA的定义：FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的系统、子系统、零件（产品），对构成过程的各工序逐一进行分析，找出所有潜在失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。一、FMEA 的目的，学习目的：掌握 FMEA的概念和运用时机，发现、评价产品/过程中潜在的失效及该失效的后果，确定能够避免或减少这些潜在失效发生的

2、措施。FMEA 是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。FMEA是一种风险分析的方法，是一种设计评审的活动。所有的 FMEA都关注设计，无论是产品设计或者是过得设计。FMEA 文件是设计（产品、过程）输出的结果。二、什么是 FMEA ？FMEA 是先期质量策划中评价潜在失效模式及其起因的一种工具依照其发生失效的风险优先排列，并采取行动排除或降低其发生的方法为未来使用和持续改进提供文件化的预防经验/方法FMEA自身并不是问题的解决者， 它通常与其它问题解决的工具联合使用， “FMEA提出问题解决的时机并不是解决问题” 将问题扼杀在摇篮之中。三、FMEA 的特点和目的特点：F

3、MEA开始于一个过程所有功能的定义（功能驱动）FMEA必须由小组进行，以确保其有效（团队力量）1)失效还未产生，可能发生但不一定会发生；2)在产品或过程设计阶段前开始；3)小组活动，小组由各种有经验和专业知识的人构成；4)分析的工具使用专用表格，作为动态文件使用和更改；5)核心是缺陷预防；6)贯穿整个过程、产品和服务周期；7)动态的、文件化的、系统的小组活动。目的：（主要目的：筛选着重点！）识别关键特性和重要特性。聚焦于产品和过程问题的消除，防止问题再次发生。评估潜在的设计和工序不足。减少产品开发时间和成本。认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果；确定能够消除或减少潜在失效发生机会的

4、措施；将全部过程形成文件。FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。第 2 页 共 16 页FMEA是一种风险分析的方法，是一种设计评审的活动。所有的FMEA都关注设计，无论是产品设计或者是过程设计。FMEA文件是设计（产品、过程）输出的结果。四、FMEA的分析时机为达到最佳效益，事先花时间进行FMEA分析，能够容易并低成本地对产品或过程进行更改，从而减少事后更改的损失。设计FMEA分析时机：DFMEA应在初始图纸完成之前完成。1)开始于一个设计概念最终形成之时或之前；2)设计方案初步确定时应该开始设计FMEA初稿的编制。3)FMEA作为设计活动的一部分，应该在设计

5、任务完成(如设计图样完成)之时完成。过程FMEA分析时机：PFMEA应在初始工艺文稿完成之前完成。1)开始于制造可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前；2)过程FMEA在过程设计任务(如过程工艺文件)完成之时完成。五、FMEA 的益处，主要作用预防！改进产品的质量、可靠性与安全提升企业的形象和竞争力降低成本减少浪费降低保证成本书面规定并跟踪减少风险所需的措施六、FMEA 文件同一个FMEA可适用于相似的同一零件或材料家族的生产过程。FMEA文件应按文件控制要求进行分发、更改、回收、使用等管理。与“控制计划”分发到同一层次(DFMEA 保存在技术部门即可，PFMEA应与CP一样分发到生产车间)。

6、对FMEA文件应定期进行评审，以体现和确保最新的技术水平。FMEA文件作为PPAP资料，其保存期限为产品生产和服务周期再加上一个日历年（12个月）。七、实施FMEA的步骤：(1)成立小组，定义要分析的系统，包括内部及接口的功能，所有顾客要求的预期绩效，系统条件及失效的定义。(2)建立过程流程图或功能框图，确定过程或功能要求。(3)找出所有可能的失效模式，失效模式聚焦于：不能完成功能；功能完成得较糟糕；发生了非预期的功能。(4)判定失效模式对邻接的项目或功能，整个系统及运行寿命的影响。评估其可能导致最糟的影响结果，确定严重度。(5)对每一个失效模式（客户的感受和对客户的影响，有几种失效时，要评估

7、影响最大的失效），列出它的起因及现有的设计、过程控制预防方法。一种失效可能有多种原因，均应列出，原因应是客观的。(6)确定失效模式起因的频度。基于以下方面确定频度级数：现行控制的有效性；失效起因发生的频率；若失效起因发生，那么失效模式发生的频率如何。(7)确定现有的设计、过程控制预防方法，及确定探测失效模式或失效起因的所有方法。探测性控制方法既适用于失效模式，也适用于失效起因。(8)确定探测度级数，即每一种探测方法能探测出失效模式和/或起因发生的可能性。(9)评估RPN值FMEA可提供以下信息：每一个失效模式的风险顺序数(RPN)：RPN=SOD；指明哪个(些)失效模式/起因值得采取措施；可比

8、较每一个失效模式和起因的相对“风险性”。(10)就高风险项目（RPN值高或S、O、D值大）考虑予以改进。1)制定出失效探测方法及补救措施；2)第 3 页 共 16 页找出消除失效或控制风险的必要改进设计或措施；3)判定改进措施的影响；4)将FMEA记录起来，并将问题汇总，问题包括那些无法由变更设计而解决的问题，及降低风险的必要特殊控制。一、D FMEA 开发DFMEA只聚集于产品本身，假定过程是完美的。适用于系统、子系统、部件、原材料。设计 FMEA从列出设计期望和不期望做什么的清单，即设计意图开始。顾客的需求和期望可通过质量功能展开（QFD）确定。设计 FMEA是一个文件（有规定要求的表格）

9、 ，它的开发过程是制作完成设计 FMEA表格的过程。设计FMEA表格如下表所示。按规定要求填写设计 FMEA表格。设计 FMEA开发的过程/方法：（自上而下，即总成分总成零件，3 级或 4级；必须分层次分析）1） 定义产品；2） 划分功能块；3） 列举潜在失效模式、后果、起因；4） 进行风险分析；5） 提出改进措施并跟踪管理。即定义（顾客要求）功能框图(产品爆炸图)（设计矩阵表）设计FMEA。功能框图（或 QFD）是指对组成产品的每一部件列出具体的作用/功能，是设计 FMEA的一个输入。设计矩阵表决定了配方成分、成分特性、产品特性、过程限制和顾客使用条件之间复杂的相互关系，将顾客的期望与产品设

10、计项目联系在一起。 （表达产品功能/作用跟产品特性/要求之间的关系，可多级表） 。设计 FMEA从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。如灯罩产品的框图示例，其目的在于明确对于框图的输入，框图中完成的过程（功能） ，以及来自框图的输出。框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。例：某企业生产汽车钢制车轮，存在产品设计责任。一次接到顾客要求（提供样品）需要开发一新型无内胎车轮，立项后成立项目小组制定了 APQP计划，并按计划实施产品设计，开始开发设计 FMEA。首先，小组委托试验室对顾客提供的车轮进行了测试，明确了其特性要求。然后对产品及零件功能进行了分析，确定产品

11、由辋板、轮辋、辐板、轮辐、气门嘴、电泳底漆、面漆、焊丝等材料或部件组成，其采用先分别加工轮辋、轮辐，然后再焊接组装，最后经涂装而成。 明确产品特性要求和构成产品的部件； 对产品及零件功能进行分析（QFD） ； 确定产品构成的部件，明确生产工艺流程。其次，小组建立了设计矩阵表（零件与性能矩阵表） ，识别了相互关联性及程度。如下表所示：设计矩阵表（车轮总成）性能相关性组成外观 防腐性能 轮辋尺寸 轮辐尺寸 动不平衡 端跳 径跳 承载 力 疲劳性能 焊接强度 耐压辋板 1 1 1 2 2 2 3 3 1 1 轮辋 2 2 2 3 3 3 2 2 1 1 辐板 1 1 1 2 2 2 3 3 1 1

12、轮辐 1 1 3 2 1 3 3 3 1 1 说明：关于 DFMEA，存在设计责任的组织，必须对总成产品及构成总成的所有部件/零件进行 DFMEA分析，不管构成总成的部件/零件是自制还是外协。PFMEA则不然，可只对自制的部件/零件进行 PFMEA分析。第 4 页 共 16 页气门嘴 1 2 2 3 电泳底漆 2 3 1 面漆 3 2 焊丝 2 1 1 1 1 2 2 2 1 备注：3 为强相关，2 为中等相关，1 为弱相关。第 5 页 共 16 页概念 DFMEA PFMEA失效 润滑能力不足 润滑油使用不够失效 错误的原料说明 错误的原料使用顾客 最终使用者：使用产品的人 后序的操作者 最

13、终使用者：使用产品的人第三，策划小组对每一部件的可能的功能失效进行了分析，FMEA 表中仅列出其中轮辐部件 设计FMEA。设计 FMEA（轮辐部件）系统 底盘系统 22.58.25 钢圈（LT2535G） 子系统 FMEA 编号：FR1300-HAD001/DF部件： 轮辐（LT2535G-02) 设计责任： 技术中心 第 5 页 / 共 12 页型号年/车型：1300-96904 水散热器/重庆红岩重卡 关键日期： 2014/08/21 编制者： 李 核心小组： 见“项目小组”名单 FMEA日期：2014/08/05 修订：2014/09/29现行设计 措施结果项目/功能要求潜在失效模式潜在

14、失效后果严重度S分类潜在失效模式起因/机理控制预防频度O控制探测 探测度D风险顺序数RPN建议措施责任及目标完成日期采取的措施生效日期S O D RPN轮辐结构设计不合理有限元分析2 84承载力低使用寿命下降 7 轮辐板材选薄标杆研究 2疲劳试验684径跳超差车辆偏摆，驾乘不舒适，顾客抱怨8 平面度参数设计水合理标杆研究 2 5 80疲劳性能不足寿命降低 7 轮辐结构设计不合理有限元分析2 6 84轮辐/承载，与轮榖配合，舒适性，寿命承载力、径跳、疲劳性能、形状符合要求-包括功能和性能要求形状不适宜影响轮榖配合 5 外形尺寸设计水合理好的经验 3 5 75无 注：1、FMEA 分析时技巧：做

15、FMEA分析时，要一列一列地去完成。2、S.O.D 的取值技巧与非数学组合： 严重度 S一般取值区间为（3-9） ，总成级的严重度应为 9，特殊特性为 8或 9，其他特性的严重度为 3-7；部件级的严重度应低于总成级的严重度； 频度 O一般取值区间为（2-4） ； 探测度 D一般取值区间为（4-7）另注：O、D 为 1的项目不该列入 FMEA分析中。总结：设计 FMEA开发四步曲：1. 确定顾客要求明确产品特性要求；2. 进行功能框图分析对产品及零件功能进行分析（了解初始工艺流程） ；3. 建立设计矩阵表零件与性能矩阵表（性能即是产品的质量特性） ；4. 开发设计 FMEA策划小组对每一部件可

16、能的功能的失效进行分析。第 6 页 共 16 页2、设计 FMEA 应用注意事项： 在进行设计失效模式分析会议之前，必须做好以下准备工作：必须明确产品的设计要求，以及一些特殊的要求；产品的初始工艺流程必须制定完毕，并把它提供给设计失效模式分析小组（项目小组）的每个成员，使小组的每一成员都熟知该产品生产过程；准备一份失效模式分析草稿，以及一些相关的支持文件，如：产品规范、设计目标、工具书、相似产品或相似设计的失效模式分析等；如果条件允许，准备一份完整的“设计 FMEA”文件作为参考。 集体的努力。在最初的设计 FMEA过程中，负责设计的工程师们应直接地、主动地联系所有部门的代表。这些部门应包括但不限于：装配、制造、材料 、质量、服务和供方，以及负责下一总成的设计部门。 设计 FMEA中建议的措施通常