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1、FMEA学习资料,质量管理部,2012年5月25日,FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。,FMEA,Potential Failure Mode and Effects Analysis潜在失效模式与效应分析,FMEA,FMEA,50年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析； 60年代中期，FMEA技术正式用于航天工业（Apollo计划）； 1976年，美国国防部颁布了FMEA的军用标准，但仅限于设计方面。
2、70年代末，FMEA技术开始进入汽车工业和医疗设备工业。 80年代初，进入微电子工业。 80年代中期，汽车工业开始应用过程FMEA确认其制造过程。 1988年，美国联邦航空局发布咨询通报要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA。 1991年，ISO-9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计。 1994年，FMEA又成为QS-9000的认证要求。,什么是FMEA,FMEA与APQP之关系,DFMEA,PFMEA,FMEA的种类,FMEA,DFMEA,PFMEA,SFMEA,MFMEA,DFMEA, PFMEA, MFMEA之關係,DFMEA,PFMEA,MFMEA,典型FMEA的时机,
3、高风险时刻,新设计、新技术、新制程,设计变更、技术变更、制程变更,应用变更(新环境、新地点),FMEA的时机和失败成本,时间,失败成本,动态的PFMEA文件,开始PFMEA,陆续优化PFMEA,陆续优化PFMEA,陆续优化PFMEA出第一版,陆续优化PFMEA出第二版,陆续优化PFMEA出第三版,陆续优化PFMEA出第四版,FMEA的应用逻辑,FMEA风险分析,控制计划控制风险,作业指导书(检验、操作、保养),贯彻落实,了解后续结果,持续改善,FMEA的追踪,风险了解了吗,高风险项目降低有方法降低吗,控制方法有规定吗,控制方法有落实执行吗,结果有效吗,功能、特征或要求,会有什么问题无功能部分功
4、能功能过强功能降级功能间歇非预期功能,有多糟糕,起因是什么,后果是什么,发生频率如何,怎样预防,目前如探測,能做些什么设计更改过程更改特殊控制采用新程序或指南的更改,跟踪评审确认控制计划,FMEA的填写逻辑,探測能力如何,DFMEA,简介,设计失效模式与影响分析(DFMEA) .能够通过以下方式减少风险,支持设计过程: 客观的设计评估：包括功能要求和设计选项评估初始设计是否满足了制造、装配、服务、回收的要求 提高将潜在失效模式,如以及它对系统和汽车操作的影响考虑进设计/开发过程中的可能性 提供额外信息,从而有助于彻底旦有效率的设计、开发、验证项目的策划 根据对顾客的影晌,建立一个潜在失效模式等
5、级排列的清单,并且为设计改进、开发、确认测试/分析建立一个优先系统。 提供一个未解决问题的表单,从而推荐、跟踪风险降低的措施。 为将来提供参考(例如,教训) ,以帮助提出市场上可能出现的问题,评估设计变更,开发更高级设计。,简介,DFMEA是一个动态文件,因此应当: 在设计概念最终确定之前开始DFMEA。 在产品开发过程中,一旦有变更发生,或者获取到额外信息时,及时更新DFMEA。在生产设计发布之前,基本上完成DFMEA。 作为一种经验累积,为将来的设计作准备。,小组方法,DFMEA是由一个多方论证(跨职能)的小组来开发和维护的。小组通常由负责设计的工程师领导,此工程师来自有设计职责的部门 (
6、比如: OEM、第一级供应商或第二级性应商,依次提推)。 责任工程师应当积极直接的联系所有受影响领域的代表。这些专业和职责领域可能包括:但不限于,装配、制造、设计、分析/测试、可靠性、材料、质量、服务和供应商,同时也包括更高级或低级的总成或系统、子系统或零部件的设计的责任人员。,可制造性.可装配性与可服务性的考虑,DFMEA应当包括所有在制造或装配过程中可能发生的,且由设计所导致的潜在失效模式和原因。这种失效模式可以通过设计变更来减少(比如:防止零件错误装配的设计特性防错)。DFMEA并不依靠过程控制来克服潜在的设计不足,但它会把制造和装配过程中的技术、物理限制考虑在内。当产品投入现场使用后,
7、 DFMEA还能将产品服务性和可回收性的技术限制和物理限制考虑在内。,DFMEA的应用逻辑,DFMEA风险分析,验证计划确认计划控制计划,产品规格书零件规格各项图面作业指导书,贯彻落实,了解后续结果,持续改善,DFMEA的分析步骤,先系统分析,子系统分析,零件分析,潜在失效模式,潜在失效模式潜在失效模式是指零部件、子系统、系统可能潜在地不能满足或者实现项目栏里描述的预期功能的状态。 识别与功能/要求有关的潜在失效模式。潜在失效模式应当用专业技术术语描述,不必描述成顾客能够注意到的现象。, 一个功能可能有多个失效模式。如果一个功能被识别有大量的失效模式,则可能说明要求没有妥善定义。 由于假设失效
8、模式可能发生,但不是一定会发生,因此使用“潜在” 一词。,潜在失效模式,潜在失效模式可能只在特定的运行条件(比如:热、冷、干燥、灰尘环境等) ,和特定的使用状态下(超过平均里程,不平的路段,仅在市内行驶等等)发生,这些应当予以考虑在确定了所有的失效模式后,分析的完整性可以通过对过往运行不良、关注点、问题报告和小组“头脑风暴”的评审来确认。 潜在失效模式也可能是上级子系统或系统的潜在失效模式的原因,或者是一个下级零部件的失放模式导致的影晌。 有关不同要求的失效模式的例子,可以参见下表。,潜在失效模式,潜在失效影响,潜在失效影响潜在失效影响是指由顾客感受到的失效模式对功能的影响。 根据顾客可能察觉
9、和经历到的现象来描述失效影响。这里的顾客可以是内部顾客,也可以是最终使用者。如果失效模式可能会造成安全方面的影响,或者不符合法律条例,则应当清楚的说明这个问题:应当始终根据受分析的特定系统、子系统或零部件来进行说明后果。需要注意的是,在零部件、子系统、系统等级之间存在系统层次上的关系4.例如:一个零件的断裂可能会引起总成件的震动,从而导致操作系统的中断。操作系统中断会使性能下,最后引起顾客的不满。因此,就需要根据专业小组的知识程度,来尽可能的预测潜在的失效影响。,潜在失效影响,严重度(S),严重度(S) 严重度是指对一个特定失散模式的最严重的影响后果的评价等级。推荐的评估标准 小组应当同意一个
10、评估标准和评级系统,即使为单个过程分析而更改,也应始终一致地应用此标准。(标准指南可参见下面的Cr1) 不建议更改严重度为9和10的评级标准。严重度等级评为1的失效模式不应当再进一步分析。,失效模式的潜在原因/机制,失效模式的潜在原因失效潜在原因是对设计过程如何允许失效发生的说明,应被描述为可以纠正、控制的问题。潜在失效原因可能是一个设计或过程不足的显示,其结果是失效模式。 在识别失效潜在原因时,对特定的失效原因要使用简洁明确的描述,比如:特定的螺栓电镀会产生氢脆。不能使用模棱两可的用词,例如:设计薄弱,不恰当的设计。 在进行原因调查时,应关注于失效的模式,而非失效的影响。,失效模式的潜在原因
11、/机制,失效模式的潜在机制失效机制是指导致失效模式的物理、化学、电、热或其它过程。需要注意,失效模式是一个“观察到的”或“外部的”影晌,不应当把失效模式和失效机制,失效模式背后的实际物理现象,退化过程,或者导致失效模式的连锁事件相混淆。,失效模式的潜在原因/机制,通常来说,各种不同的原因每个都可能引发失效模式,从而导致了失效模式的原因的多个线索(原因分支)。 尽可能的将每个失效模式/失效机制的每个潜在原因简洁、完整的列出,以便可以对各个原因进行详细分析,进而采取不同的衡量,控制,纠正措施。,现行设计控制预防：,现行设计控制 作为设计过程的一部分,现行设计控制是已经实施或承诺的活动,它将确保设计
12、充分考虑设计功能性的和可靠性的要求。预防：消除(预防)失效机制的原因或失效模式的发生,或者降低其发生的机率。如有可能,应优先采用预防控制方法。,示例,发生频度(0),发生频度(0) 发生频度是指一个特定原因/机制的发生的可能性。此原因会在设计寿命内导致失效模式发生。 发生可能性的等级评估代表的是相对意义,而不是绝对的值(参见表Cr2)。 应当有一个一致的发生频度的评级系统以确保连续性。发生频度是一个FMEA范围内的相对评级,不是绝对反映实际的发生可能性。,探测度(D),探测度(D)探测度是指最佳的探测控制相关的等级。当识别到不止一个的控制的时候,建议将每个控制的探测等级包括在控制描述内,并且在
13、探测度栏里记录等级最低的评分。 现行设计控制探测度的建议方法是:首先假定失效已经发生,然后评估现有设计控制探测此失效模式的能力。 不要因为发生频度等级低,就理所当然认为探测度等级也一定低。探测度是在单个的FMEA范围内的一个相对评级。为了达到更低的等级,就应当对设计控制(分析或验证活动)进行改进。,决定措施的优先级别,小组首要关注的应当是严重度等级最高的失效模式。当严重度等级达到9或10,小组必须确保该风险已经通过现有设计控制或者推荐措施(在FMEA内有记录)得到处理。 严重度等级小于等于8的失效模式,小组应当考虑有最高发生频度或探测度等级的原因。,风险顺序数(RPN),风险评估：风险顺序数(
14、RPN)帮助决定优先措施的方法之一就是使用风险顺序数: RPN=严重度(S) x发生频度(0) x探测度(D) 在单独的FMEA范围内,数值可以在1到1000之间变化。,风险顺序数(RPN),本手册不推荐使用RPN阀值来决定是否需要采取措施。使用阀值意味着RPN是衡量相对风险的方法(它们通常不是) ,而且不要求持续的改进(事实上是要求的)。 例如:顾客如果在下面不合理地使用了100这个阀值,供应商就会对 RPN为112的特性B采取措施。,风险顺序数(RPN),在这个例子中,特性B的RPN更高,但还是应当先处理A，因为它的严重度等级为9.尽管A的RPN为90,低于阀值。 优先级别的选取应当建立在
15、对严重度、发生频度、探测度的分析上,而不是通过RPN阀值来决定。,建议措施,建议措施总的来说,预防措施(降低发生率比探测措施更好。举例来说,比起设计定稿后的产品验证确认,使用己证实的设计标准或最佳实践更加可取。 建议措施的目的在于改进设计。在识别措施的时候,应当按照严重度、发生频度、探测度的顺序来降低等级。下面是解释: 降低严重度等级:只有设计更改能够降低严重度等级。,建议措施,设计变更并不意味着严重度会降低。任何设计变更都应当经过小组评审,来决定它对产品功能和过程的影响。为了达到此种方式的最大效率和最佳效果,对产品和过程设计的任何变更应当在开发过程的早期实施。例如:在开发周期的早期阶段,就需
16、要考虑准备代用材料,以避免庸蚀严重度的问题。,建议措施,降低发生频度等级：通过设计更改去除或控制一个或多个失效模式的原因/机制,从而降低发生频度等级。下面列出的是应当考虑到,但不仅限于此的措施: 防错设计,消除失效模式 修订设计几何和公差 修订设计来降低压力:替换薄弱(失效可能性高)的零部件 增加冗余度 修订材料规格,建议措施,降低探测度等级：最好的方法是使用防错/防误。设计验证/设计确认的增加只能降低探测度等级。某些情况下,对特定零件作设计更改,可能会增加探测的可能性(即:降低探测度等级)。此外,还应考虑: 试验设计(尤其当失效模式的原因有多个或者交互作用时) 修订试验计划,建议措施,维护DFMEA,DFMEA是一个动态文件, 任何按要求作出的设计变更或更新都应当经过评审。推荐措施的更新及其最终结果(起作用的和不起作用的)应当包括在后续DFMEA内。 DFMEA的持续维护还应包括对DFMEA的评分等级做定期的评审。 要特别关注发生频度和探测度等级,尤其当改进是通过产品变更,或设计控制的改进来实现的时候,更显得重要。此外,当现场有问题发生时,应当对等级作出相应的调整。,
