潜在失效模式及后果分析基础与应用培训

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1、潜在失效模式及后果分析 基础与应用,目录,1、FMEA导言 2、设计中的潜在失效模式和后果分析 （设计FMEA） 3、制造和装配过程潜在失效模式及后果分析 （过程FMEA） 4、FMEA的开发,FMEA导言,FMEA导言,功能、特性或要求是什么？,会有什么问题？ 无功能 部分功能/功能 过强/功能降级 功能间歇 非预期功能,后果是什么?,有多 糟糕?,起因 是什么?,发生的 频率 如何?,怎样能 得到预 防和探 测?,该方法在探测 时有效果吗?,能做些什么? 设计更改 特殊控制 标准程序或 指南的更改,FMEA导言,FMEA简介 FMEA （Failure Mode and Effect An

2、alysis ） 是潜在失效模式及后果分析的英文缩写。 主要运用在二个方面： 设计(DFMEA) 过程(PFMEA),FMEA导言,FMEA的演变： FMEA的前身为FMECA ( Failure Mode, Effects and Criticality Analysis故障模式影响及危害性分析 )，是在1950由格鲁曼飞机提出，用在飞机主控系统的失效分析。 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。 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。 19

3、85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。,FMEA导言,失效的定义： 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。,FMEA导言,失效的直接表现形式如下： 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项是机能因老化（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。,FMEA导言,将失效依照其应用的目的或特性加以分类

4、： 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,FMEA导言,为什么要做FMEA(FMEA有什么用途) 事先进行FMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或制程进行完善，从而减轻事后修改的危机。 减少生产过程中的失效，避免事后花大量的时间返工、返修，将产品一次做好。 划分失效模式等级，依据失效风险的高低建立相应的纠正措施体系。,FMEA导言,什么时侯需要做FMEA 新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。 对现有设计或过

5、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、由于修改可能产生手工艺相互影响以及现场的历史情况。 将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（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。,FMEA导言,谁来做FMEA 横向职能小组 组员包括与过程相关部门的人员，如部门经理、相关主管、工程师、QC，如有必要，还可以包括供应商代表和顾客代表 怎样记录FMEA 多功能小组讨论的最终结果，记录在专用的FMEA表上,设计中的 潜在失效模式和后果分析 （设计FMEA）,编制设计FMEA的目的,为客观地评价设计,包括功能要

6、求及设计方案,提供帮助； 评价为生产、装配、服务和回收要求所做的设计； 提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性； 为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息；,编制设计FMEA的目的,根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统； 为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式； 为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考（如获得的教训）。,设计FMEA的思维模式,现行预计的设计可能 产生的失效模式,对顾客的影响,哪些原因可能 造成这个失效模式

7、,每个原因造成这个 失效模式的的可能性,采取可行的对策,顾客,顾客的定义 设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，而且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。,顾客,更高一层系统,汽车制造商,最终使用者,都是DFMEA所要考虑的对象，但 最主要的是针对最终使用者。,本设计可能 产生的失效 模式的影响,设计FMEA的开发,组织的建立,设计目标识别,系统分析,DFMEA编制,在最初的设计FMEA过程中，希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括（但不限于）装配、制造、设计、分析/试验、

8、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。 除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。,组织的建立,持续更新,设计FMEA的开发,组织的建立,设计目标识别,系统分析,DFMEA编制,设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单，即设计意图开始。 顾客的希望和需求可通过: 新产品设计要求文件 质量功能展开（QFD） 已知的产品要求和/或制造/装配/服务/ 回收要求等确定。 期望特性定义的

9、越明确就容易识别潜在的 失效模式，以便采取预防/纠正措施。,持续更新,设计FMEA的开发,组织的建立,设计目标识别,系统分析,DFMEA编制,持续更新,接口子系统之间通过接口直接连接。 交互作用一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。,系 统,设计FMEA的开发,车座总成,链条总成,下前车管,下后车管,链轮管,把手总成,前轮总成,后轮总成,链轮总成,设计FMEA的开发,组织的建立,设计目标识别,系统分析,DFMEA编制,持续更新,设计FMEA是一份动态的文件，应： 在一个设计概念最终形成之时或之前开始； 在产品开发的各个阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予以更新； 在产品加工图样完工

10、之前全部完成。 成为以后设计的经验来源。,设计FMEA的开发,组织的建立,设计目标识别,系统分析,DFMEA编制,持续更新,设计FMEA除考虑产品设计本身因素外，还需要考虑： 制造/装配的需求。 制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其原因/机理不需、但也可能包括在设计FMEA当中。当这些未包含在设计FMEA当中时，它们的识别、后果及控制应包括在过程FMEA当中。 潜在的设计缺陷，但是它的确要考虑制造/装配过程的技术/身体的限制。 产品维护/服务/回收的技术的限制。,设计FMEA开发,设计FMEA开发,1）FMEA编号 填入FMEA文件编号，以便查询。 2）系统、子系统或零部件的名称及编

11、号 注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。,设计FMEA开发,3)设计责任 填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。 4)编制者 填入负责编制FMEA的工程师的姓名、 电话和所在公司的名称。 5)车型年/项目 填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知的话）。 6)关键日期 填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期。 7)FMEA日期 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期 。,设计

12、FMEA开发,8)核心小组 列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记录在一张分发表上。） 9)项目/功能 填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等）。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在初次发布（如在概念阶段）前，应使用试验性编号。用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命）相关的信息（度量/测量变量）。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。,设计FMEA开发,10)潜在失效模式 所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统

13、有可能会未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。 对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出错）研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。 只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等）的潜在失效模式应予以考虑。,失效模式：尽可能的思考，在所分析的汽车、系统、部件上会出现那些的故障：没有剎车、空调不

14、冷、照明不亮。,设计FMEA开发,设计FMEA开发,典型的失效模式可包括，但不限于： 裂纹 变形 松动 泄漏 粘结 氧化 断裂 不传输扭矩 打滑（不能承受全部扭矩） 无支撑（结构的） 支撑不足（结构的） 刚性啮合 脱离太快 信号不足 信号间断 无信号 注：潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同。,设计FMEA开发,11)潜在失效的后果 潜在失效后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。 要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户。 如果失效模式影响可能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。 失效的后果应按照所

15、分析的具体的系统、子系统或部件来说明。还应记住不同级别的部件、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例如，一个零件可能会断裂，这样会引起总成的振动、从而导致一个系统间歇性运行。系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。分析的意图就是在小组所拥有的知识层次上，尽可能的预测到失效的后果。,失效后果：尽可能的思考，在汽车上出现此失效模式时对顾客有什么影响、会造成什么后果呢？,设计FMEA开发,设计FMEA开发,典型的失效后果可能是但不限于以下情况： 噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外观不良 异味 不稳定 工作减弱 运行间歇 热衰变 泄漏 不符合法规,设计FMEA开发,12）严重度（S） 严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过改变设计才能够实现。 推荐的评价准则 小组应对评定准则和分级规则达成一致意见，尽管个别产品分析可做修改。 注：不推荐修改确定为9和10的严重度数值。严重度数值定级为1的失效模式不应进行进一步的分析。 注：有时，高的严重度定级可以通过修改设计，使之补偿或减轻失效的严重度结果来予以