潜在失效模式与效应分析

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1、潜在失效模式与效应分析 (FMEA)深圳市德信诚经济咨询有限公司我们共同的课堂约定请将手机调到静音或关掉请勿任意走动、交谈、接听电 话 保持教室宁静并按照座位就坐 请准时到课，不要随便走出第一章 概述FMEA于1960年首次应用于航空工业 中的阿波罗任务(Apollo)，并于80年代被美 国军方确认为军方规范(MIL-STD-1629A)， 是一种系统化之工程设计辅助工具，主要是 利用表格方式协助工程师进行工程分析。其 目的在于改善产品和制造的可靠性，指出在 设计阶段就可提升设计的可靠性，从而提升 产品质量，降低成本损失。FMEA 之沿革Grumman Aircraft Company1950

2、 FMEA飞机主 操纵系統失效分析Boeing 以 及在最终产品加工图样完成之前全部 结束第二章 设计DFMEA1.FMEA编号:填入FMEA文件编号,以便查询整理 2.系统、子系统或零件部件名称及编 号 注明适当的分析级别并填入所分析系统、子系 统或零部件的名称、编号.系统FMEA的范围:一个系统可被视为由很多个 子系统所组成,这些子系统通常由不同小组所设计.如:某典型 系统可能涵盖了下列系统:底盘系统、发动机系统或内饰系 统等.系统FMEA的重点是确保所有的接口与互动都涵盖了 整个由不同子系统所组成的系统,以及与其他车辆系统和顾 客的相互影响.第二章 设计DFMEA子系统FMEA的范围一个

3、子系统FMEA一般是一个较大 子系统的子组.例如:前悬吊系统是底盘系统 的一个子组.子系统的重点是确保所有的接 口与互动都有涵盖了整个由不同零件组所 组成的系统. 零件组FMEA的范围一个零件组FMEA一般重点是在于 一子系统的子组的FMEA,例如:支撑架是前 悬吊(其是底盘系统的一个子系统)的零组件.第二章 设计DFMEA3.设计责任填入整车厂(OEM).部门和小组,如 果适用还可填入供方的名称. 4.编制者填入负责FMEA准备工作的工程师 姓名,电话和所在公司的名称. 5.车型年度/项目填入将使用和/或将被分析的设计 影响的预期车型年度/项目(如果已知的话)第二章 设计DFMEA6.关键日

4、期填入FMEA初次预定完成的日期, 该日期不应该超过计划的量产设计发布的 日期 7.FMEA日期填入编制FMEA原始稿的完成日期 及最新修订的日期第二章 设计DFMEA10.潜在失效模式所谓潜在失效模式是指系统、 子系统或零部件有可能未达到或未完成在 项目/功能栏中所描述设计意图的种类(如预 期的功能丧失),这潜在失效模式可能是更高 一级子系统或系统的潜在失效模式的起因, 也可能是比它低一级的零部件潜在失效模 式的后果.潜在失效模式可能只发生在特 定的运行环境条件下(如热,冷,干燥,灰尘等), 以及在特定的使用条件下(如超过平均里程, 不平的路段,仅在城市行驶等),应该都考虑.第二章 设计DF

5、MEA8.核心小组列出被授权以确定和/或执行任 务的责任个人和部门名称(建议所有小组成 员的姓名,部门,电话,地址等都记录在一张分 发表上) 9.项目/功能填入将被分析项目的名称和其 他适当的信息,说明被分析项目要满足设计 意图的功能,如果该系统有多种功能,且有不 同的失效模式,要把所有功能都单独列出.第二章 设计DFMEA典型的潜在失效模式,例如 :破碎 变形 松动泄露 氧化 无信号支撑不足 脱离过快 信 号不适当 注:应该用物理的,专业性的术语 来描述潜在失效模式,而不同于顾客所 见的现象.第二章 设计DFMEA潜在失效模式后果潜在失效模式后果就是失效模 式对功能的影响,就如同顾客感受的一

6、样.要根据内/外部顾客可能发现 或经历的情况来描述失效的后果,描述清楚 是否会影响到安全,或与法规不符.典型的后果,例如:噪音 粗糙 运行不稳 无法运作 运行减损 外观不良 不适的异味 发热 间歇运行第二章 设计DFMEA严重度(S)严重度是对一个已假定失效模式的 最严重影响的评价等级.要减少严重度,只 能通过设计变更来实现.对级别数值为9和10,不建议修改其 判定准则.当某失效模式的严重度为1时,不 应该再被分析.第二章 设计DFMEA后果判定准则:后果的严重度级别无警告的严 重危害严重级别很高.潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府 法规情形.失效发生时无预警.10有警告的严 重

7、危害严重级别很高.潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府 法规情形.失效发生时有预警.9很高车辆/系统无法运行(丧失基本功能)8高车辆/系统能运行,但性能下降.顾客很不满意.7中等车辆/系统能运行,但舒适性/方便性方面失效.顾客不满意6低车辆/系统能运行,但舒适性/方便性方面性能下降.顾客有些不满意.5很低装配和外观/尖响声和卡塔响声不符合要求,多数顾客发现有缺陷(75% 以上)4轻微装配和外观/尖响声和卡塔响声不符合要求,50%的顾客发现有缺陷3很轻微装配和外观/尖响声和卡塔响声不符合要求,有辩识能力的客户发现有 缺陷(少于25%)2无没有可识别的影响1推荐的DFMEA严重度评价准

8、则13.分类本栏位可用来对需要附加设计或 过程控制的零部件、子系统或系统的任 何特殊产品特性等级加以分类(如关键,主 要,重要,重点等)特殊产品或过程特殊特性符号及 其使用是由特定的公司政策所规定.第二章 设计DFMEA14.潜在失效起因/机理 是指一个设计弱点的迹象,其结果就 是失效模式.应该简明扼要,完整地将起因/机 理列出来,使得对相应的起因能采取适当的 纠正措施. 典型的失效起因,例如:规定的材料不正确, 设计寿命估 计不足压力过大 润滑能力不足 流程 规范错误典型的失效机理,例如:屈服 化学性氧化 疲劳 电位移 磨损 腐蚀第二章 设计DFMEA15.频度(O)是指在设计的寿命中某一特

9、定 失效起因/机理发生的可能性.通过设计更改 或设计过程更改(如设计查检表,设计评审, 设计指南)来预防或控制失效模式的起因/机 理是降低频度级别数的唯一途径.频度评估分为1 到10级,在确定 这个值时,应该要考虑下列问题:类似零部件,子系统或系统的维修服务历 史/经验如何?零部件是否为沿用或相似于以前版本的零 部件,子系统或系统?相对先前版本的零部件,子系统或系统,所 作的变更有多显著?是否与以前版本的零部件有根本不同?第二章 设计DFMEA失效发生可能性可能的失效率级别很高 : 持续性发生的失效 100 件/每一千輛車1050 件/每一千輛車9高 : 反复发生的失效20 件/每一千輛車81

10、0 件/每一千輛車7 中等 : 偶尔发生的失效5 件/每一千輛車62 件/每一千輛車51 件/每一千輛車4低 : 相对很少发生的失效0.5 件/每一千輛車30.1 件/每一千輛車2极低 : 不太可能发生失效0.010 件/每一千輛車1推荐的DFMEA频度评价准则频度评估分为1 到10级,在确定这个 值时,应该要考虑下列问题(续):是否是全新的零部件?零部件的用途有无变化?有哪些环境改变?针对该用途,是否作了工程分析(如 可靠度)来估计其预期可比较的频度?是否加入了预防控制?第二章 设计DFMEA16.现行设计控制指的是那些已经用于或正在用 于相同或相似设计中的那些方法.两种类型的设计预防控制特

11、性:预防:预防失效起因/机理或失效 模式的出现,或减少它们的频度.探测:在该项目投产之前,以任何 解析的或物理的方法,查出失效或失效模式 的起因/机理.第二章 设计DFMEA17.探测度(D)探测度是结合了列在设计控制 中最佳的探测控制等级.为了取得较低的探 测度数值,计划的设计控制(如确认,和/或验 证等活动)需要不断地改进.小组应该对一个评价准则和级 别系统有一致的共识,即使是对个别的产品 分析而对准则作了修改,作成探测度级别之 后,小组应该评审频度级别,并确保存该频度 级别仍是适当的.级别为1的数值是为”几乎肯定”所 保留.第二章 设计DFMEA探测度评价准则:被设计控制探测的可能性级

12、别绝对不肯定设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效 模式;或根本没有设计控制.10很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模 式9极少设计控制只有极少的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式8很少设计控制有很少的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式7少设计控制有较少的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式6中等设计控制有中等机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式5中上设计控制有中上多的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式4多设计控制有较多的机会能找出潜在起因/机理及后续的失效模式3很多设计控制有很多机会能够找出潜在起因/机理及后续的失效模

13、式2几乎肯定设计控制几乎肯定能够找出潜在起因/机理及后续的失效模式1推荐的DFMEA探测度评价准则18 风险顺序数(RPN)风险顺序数是产品严重度(S), 频度(O) 和探测度(D)的乘积:(S) (O) (D)=RPN该值在1到1000之间,可被用来 对设计中关注的等级排序.第二章 设计DFMEA19.建议措施在一般的实施当中, 不论RPN大 小如何,当严重度为9或10时必须赋予特别 注意,以确保通过现存的设计控制或预防/纠 正措施已经满足了该风险.任何纠正措施的意图是要减少 下列的级别:严重度、频度和探测度.第二章 设计DFMEA只有设计修改才能使严重度级别减小 要降低频度级别只能通过设计

14、修改来 消除或控制一个或多个失效模式的起因/机理来实 现 增加设计确认/验证措施只能减小探测 度级别增加设计确认/验证措施是一项不会令 人满意的工程措施.因为它不是针对失效模式的严 重度或频度.注:如果没有建议措施,则在此栏内填写” 无”第二章 设计DFMEA20.对建议措施的责任把负责对每一项建议措施执行的组 织和个人名称,及预计完成的日期填写在本 栏中. 21.采取的措施当实施一项措施后,简要记录具体 的措施和生效日期第二章 设计DFMEA22.措施执行后的RPN当确定了预防/纠正措施后,估算 并记录措施执行结果的严重度、频度及探 测度数值.计算并记录RPN的结果.如没采取什么措施,将相应

15、的等 级栏空白即可.第二章 设计DFMEA跟踪行动负责设计的工程师负责确保所有的建议措施 已被实施或已妥善落实.FMEA是一个动态文件,它不仅应该 随时体现最新的设计版本,还应该体现最新的有关纠正措施, 包括开始量产后发生的事件.负责设计的工程师有几种方式来确保已经鉴 别了所顾虑的问题以及建议措施的实施,这些方式包括但不 局限于下列情况:确保达到设计要求评审工程图样 确认装配/制造文件的结合和一 致性评审过程PFMEA和控制计划第二章 设计DFMEA过程PFMEA主要是由负责制造的工程 师/小组采用的一种分析技术,用来保证在可能的 范围内已充分地考虑到并指明潜在失效模式及其 相关的起因/机理过程PFMEA:确定该过程的功能和要求 确定潜在的失效产品和过程相关的失效 模式 评审潜在的失效对顾客的影响 确定潜在的制造或装配过程失效的起因 及在为频度减少或失效情况探测而关注的控制过 程变量第三章 过程PFMEA过程PFMEA(续):确定出在重点过程控制上的变量 展开潜在失效模式的等级表,然后建 立一个预