FMEA 课程目的•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其后果•找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施•书面总结上述过程 AgendaAM •FMEA 基础知识培训•Break•练习• PM•SPC测试和课程评估 什么是 FMEA ？潜在的失效模式及后果分析(Potential Failure Mode and Effects Analysis,简称FMEA)是在产品/过程/服务等的策划设计阶段策划设计阶段，对构成产品的子系统，零部件，对构成过程，服务的各个程序逐逐一进行分析，找出潜在的失效模式，分析其可能的后一进行分析，找出潜在的失效模式，分析其可能的后果，评估其风险果，评估其风险，从而预先采取措施，减少失效模式预先采取措施，减少失效模式的严重程度，降低其可能发生的概率，以有效的提高的严重程度，降低其可能发生的概率，以有效的提高质量与可靠性，确保顾客满意质量与可靠性，确保顾客满意的系统化活动系统化活动. FMEA 的起源FMECA•Failure Mode Effects and Criticality Analysis•1950’s 起源于宇航和美国军方•对关注的问题加以分类和排列•将评定结果作为预防的目标•坚持安全的观点 FMEA 的起源FMEA•Failure Mode Effects Analysis- 1960’s和70’s•第一次被注意和使用在工程可靠性•多方小组准备对产品/过程潜在失效模式和产品性能影响的文件化体系•评定产品或过程潜在失效模式的文件，采取相应措施来消除或降低潜在失效的影响 失效的定义失效在在規規定定条条件件下下, , ( (环环境境、、操操作作、、时时间间) )不不能能完完成成既定功能。
既定功能在在規規定定条条件件下下, , 产产品品参参数数值值不不能能维维持持在在規規定定的上下限之间的上下限之间产产品品在在工工作作范范围围內內, , 导导致致零零组组件件的的破破裂裂、、断断裂裂、、卡卡死死、、損坏現象損坏現象 典型的失效模式弯曲弯曲 毛刺毛刺 孔错位孔错位断裂断裂 转运损坏转运损坏 漏开孔漏开孔脏污脏污 变形变形 表面太光滑表面太光滑短路短路 开路开路表面粗糙表面粗糙 开孔太深开孔太深 失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象 潜在失效的后果噪音 粗糙 费力工作不正常 异味渗漏 不能工作报废 外观不良 无法紧固 不能配合不能连接 无法安装损坏设备 危害操作者工装过度磨损对最终使用者对下道工序 实效的潜在起因/机理起因机理扭矩不当焊接不当测量不精确热处理不当浇口/通风不足润滑不足或无润滑零件漏装或错装定位器有碎屑损坏的工装不正确的机器设置 水箱支架断裂水箱后倾，与风扇碰撞水箱中冷却液泄露冷却系过热汽车停驶根源模式中间模式最终模式不平道路引起震动与车体扭转环境条件产生异响伴生模式发动机气缸最终模式失效链 失效链 根源模式中间模式最终模式不能控制转速整车失控毛刺脱落线路板短路跑到时震动环境条件毛刺碰到控制线路板发动机过速发热伴生模式车毁，生命危险 电池贮存一段时间根源模式正、负极片接触正、负极碎料掉入钢壳或正、负极片膨胀 电池微短路或短路充不进电零电压或低电压中间模式电池报废最终模式伴生模式失效链 Ø有助于更有利的设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据Ø有助于对设计中问题的早期发现，从而避免和减少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；Ø有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术；Ø给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进设计的优先控制系统，从而引导资源去解决需要优先解决的问题。
Ø识别特殊特性的重要工具，结果用来制定质量控制计划Ø一个组织的经验积累，为以后的设计开发项目提供宝贵的参考Ø发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会为什么要进行FMEA？ 质量杠杆100 : 110 : 11 : 1产品设计产品设计工艺过程设计工艺过程设计生产生产改进产品改进产品回报回报低显现率低显现率/效益效益高显现率高显现率/效益效益时间时间500 : 1概念设计概念设计 失效发现得太迟的后果 顾客满意•Customer satisfaction means: Never having to say you’re sorry !• 顾客满意意味着：顾客满意意味着： 决不要说决不要说对不起对不起 ！！ FMEA 对工艺过程及设计改变的影响 设计设计 开始开始 开发开发 生产生产 放行放行 生产生产 时间时间 工程改变的数量工程改变的数量 传统方法传统方法FMEA 方法方法 由谁来做FMEA？Ø依靠小组的共同努力Ø必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组；Ø与设计有关的上游和下游部门；Ø对有专利权的设计，可由供方制定。
FMEAIntroduction FMEA 小组成员•销售工程师•工艺设备工程师•制造工程师•采购工程师•项目经理•质量工程师•销售、开发、过程、QA/QC等 成功的FMEA 小组•控制方向和焦点•建立自身的统一性•负责并使用测量方法•有全体的支持•是横向多功能小组 FMEA : 重要的成功因素• 诚实诚实• 积极积极• 严密周到严密周到• 注重细节注重细节• 贯彻始终贯彻始终• 任用合适人员任用合适人员•“ 安全至上安全至上”• 基于事实的管理基于事实的管理-将猜测和估计的成分降至最低将猜测和估计的成分降至最低-最大限度地使用数据和量化方法最大限度地使用数据和量化方法 FMEA 的失效模式•小组的开发FMEA转变成个人的行为•FMEA是创造顾客或第三方满意，而不是提高过程•FMEA在过程开发中运用太迟或没有改进产品/过程循环发展•在产品寿命期内FMEA没有被重新评定和更新，没有像动态工具一样被加工•FMEA被认为太复杂或花费太多的时间 脑力风暴 Brainstorming 脑力风暴是一种技法，可以激发小组成员产生大量的有创意的点子，由纽约广告代理的老板Alex F Osborn在1930年发明，其前提是在一般的讨论中，人们害怕别人批评而约束自己，因此而不能产生有创意的点子。
脑力风暴包括创造一种氛围，让人们感到无拘无束，此时人们可能提出在平时认为不太可能提出的解决方案，但往往收到意想不到的效果 脑力风暴 Brainstorming4个明确阶段•问题开始•问题再开始•对一个或多个陈述进行讨论（脑力风暴）•评论产生的点子 通过去除法找出决定最终列表—找出可能实现的建议，此时投票法是有用的 脑力风暴 Brainstorming4个原则（在会议前向成员解释）•暂缓下结论 不要批评其他人的观点，更不要嘲笑人或其观点•自由 鼓励参与者梦想或遐想，鼓励大胆及愚蠢的建议，但不提议无任何建议或离座闲逛•数量 要求大量的建议•交叉培养 鼓励一个小组的建议被其他小组的成员扩展或开发，将所有人的建议写在题板上以便被全部人都能够看到，同时编号但建议减少或小组成员感到空洞时千万不要说丧气话 定义顾客DFMEA的顾客•最终使用者：使用产品的人PFMEA的顾客•后序的操作者•最终使用者：使用产品的人 风险顺序度数 RPNRPN = ( S ) x ( O ) x ( D )•S=Severity 严重度严重度•O=Likelihood of Occurrence 频度频度•D=Likelihood of Detection 探测度探测度 RPN 流程项目/功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效的起因/机理频度O现行设计控制探测度DRPN项目/功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效的起因/机理频度O现行设计控制探测度DRPNDFMEAPFMEA来自经验和数据来自预测设计过程起因后果控制失效模式频度严重度探测度 FMEA的顺序过程功能要求潜在失效模式潜在失效的后果严重度数S级别潜在失效的起因/机理频度数现行设计控制不易探测度数D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施结果预防探测采取的措施严重度数频度数不易探测度数R.P.N功能、特征或要求会有什么问题•无功能•部分功能•功能过强•功能降级•功能间歇•非预期功能有多糟糕起因是什么后果是什么发生频率如何怎样预防和探测该方法在探测时有多好能做些什么•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 汇报•以标准格式汇报的以标准格式汇报的 FMEA 的结果的结果• 应建立行动清单计划如下应建立行动清单计划如下:- 在重要阶段性的会议上汇报在重要阶段性的会议上汇报- 在项目团队中得到了解在项目团队中得到了解- 在每一次的项目团队会议上进行讨论在每一次的项目团队会议上进行讨论 PFMEA的准备工作PFMEA的准备工作可包括:1)建立小组2)必要的资料,如:Ø过程流程图,Ø过程特性矩阵表,Ø现有的类似的过程FMEA资料,Ø现有的类似的过程FMA资料,Ø特殊过程特性明细表,Ø工程规范.3)PFMEA表格 过程的功能与要求Ø简要描述被分析的过程工序。
Ø尽可能短的说明工艺过程/工序的目的Ø如果该过程包括有多次不同的失效模式的工序,则这些工序单独纠正 如：把中间轴装入变速箱箱体,把变速箱盖装上变速箱箱体等： 潜在的失效模式Ø潜在失效模式是指过程不能达到过程功能要求或过程设计意图的问题的表现形式Ø一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在的失效问题，但由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成的失效，或容易产生误操作的问题也是潜在失效模式考虑的范围Ø失效模式有两种类型： I类：不能完成规定的功能，如零件超差、错装 II类：产生了非期望的功能，如在加工过程中操作者或机器受到伤害、损坏、产生粉尘、躁声，温度过高等Ø对有非期望功能发生的情况下,应检查在功能栏中是否对非期望功能的限值已列出 潜在的失效模式Ø在考虑过程潜在失效模式时,我们常常使用“零件为什么会被拒收?”的思考方法Ø上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式也可能上游工序失效模式的后果Ø对应特定工序列出每一个失效模式Ø对于试验、检验过程可能的失效模式有两种： ◇接受不合格的零件 ◇拒收合格的零件Ø由于设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的失效原则上也应括在PFMEA中，也可以由设备、工装的FMEA来实施。
Ø零件变形、毛刺、定位错误、少装零件、表面不清洁等等Ø对下一道工序或下游工序的后果也应使用过程/工序的性能 术语来描述 潜在的失效后果Ø潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影响Ø顾客是广义的,包括最终顾客、直接顾客，中间顾客Ø描述失效的后果，尽可能采用表达顾客关注和感受的词汇，站在顾客角度描述失效后果Ø对最终顾客的影响应使用与产品性能有关的术语来描述 严重度(S)－后果严重性的评估Ø定义：失效后果的严重程度Ø要减少严重度级别数值，只能通过修改设计或工艺过程来 实现Ø严重度采用10分制进行打分 严重度评分表后果判定准则：后果的严重度S无警告的严重危害可能危害机器或装配操作者潜在失效模式严重影响电池安全使用和／或包含不符合政府法规项，严重程度很高失效发生时无警告１0有警告的严重危害可能危害机器或装配操作者潜在失效模式严重影响电池安全使用和／或包含不符合政府法规项，严重程度很高失效发生时有警告9很高生产线严重破坏，可能100%的产品得报废,电池无法使用,丧失基本性能,顾客非常不满.8高生产线不严重破坏，产品需筛选部分(低于100%)报废，电池能是使用,但性能下降,顾客不满.7中等生产线破坏不严重，部分(低于100%)的产品报废(不筛选),电池能运行,但舒适性或方便性项目性能下降, 顾客感觉不舒适..6低生产线破坏不严重，产品需要100%返工,电池能使用,但有些舒适性或方便性项目性能下降,顾客有些不满意5很低生产线破坏不严重，产品经筛选,部分(少于100%)需要返工, 装配或其他等项目不符合要求,多数顾客发现有缺陷.4轻微生产线破坏较轻，部分(少于100%)需要在生产线上或其它工位上返工,装配或其他等项目不符合要求, 有一半顾客发现有缺陷.3很轻微生产线破坏轻微，部分(少于100%)产品需要在生产线上原工位上返工,装配或其他项目不符合要求,很少顾客发现有缺陷.2无没有影响1 潜在的失效原因/机理Ø失效原因/机理是指使失效模式 发生的原因.Ø考虑失效原因时,输入本过程的零件/材料是正确的情况下可能的原因是什么? Ø由于输入资源的不正确的情况下可能的原因是什么?Ø上一道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因;Ø下一道工序的失效模式可能是上一道工序失效的后果.Ø误操作是失效模式的可能原因之一.Ø分析失效原因的办法,应使用现有类似过程的失效分析资料,同时应用工序上下的关系,应用“五个为什么?”方法,应用因果图、排列图等方法.采用正交试验方法,找出引起失效的主要因素 。
失效模式出现可能性大小的评估－频度(O)Ø某一原因使失效模式发生的可能性大小的评估.Ø频度采用不着10分制. Ø频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料,如过程的CPK值,PPM值，故障率等.对于无历史资料参考的过程,根据小组的经验,工程判断来估计. 失效发生的可能性可能的失效率CPK频度数很高:失效几乎是不可避免的 ≥1/210高:一般与以前经常发生失效的过程相似的工艺有关1/3 ≥0.339中等:一般与以前时有失效发生,但不占主要比例的过程相类似的工艺有关1/8≥0.518低:很少几次与相似过程有关的失效1/20≥0.6771/80≥0.8361/400≥1.0051/2000≥1.174低:很少几次与相似过程有关的失效1/15000≥1.333很低:很少几次与几乎完全相同的过程有关的失效.1/150000≥1.502极低:失效不大可能发生.几乎完全相同的过程也未有过失效.1/1500000≥1.671发生可能性评分表 现行的过程控制Ø现行过程控制目前是指采用的防止失效模式及其原因发生,或降低其发生的可能性,或在过程中查出这些失效模式以采取措施防止不合格品产生或流入下游工序的措施.Ø过程控制有三种不同深度的方法,或称三道防线.第一方法:防止失效原因/机理的发生,或减少其发生的可能性. Ø如采取有效的防错设计,防止错装、漏装发生（错装、漏装情况下，过程不能进行）。
第二方法:是找出失效的原因/机理，从而找出纠正措施Ø通过初始过程能力研究，找出变差的特殊原因，从而采取措使过程受控利用排列图法找出造成缺陷与拒收的主要原因，次要原因，采取措施第三控制:方法是查明失效模式Ø优先采用的控制方法是第一种，其次是第二种，最后是第三种当然是最差的是没有任何过程控制Ø依靠检验，剔除不合格品，或对不合格品采取返工的过程控制方法是一种事后措施，它承认会产生不合格，也就是承认浪费抽样检验还有相当的风险，在过程中采取控制措施采取的越早越好 过程控制方法有效性的评估－探测度（Ｄ）Ø探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前，采用上述的第二种控制方法找出失效模式原因／机理，和第三种控制方法找出失效模式的可能性大小．Ø随机抽查，不能改善探测度；Ø以统计原理的抽样检测则是有效改善探测度的措施；Ø增加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度Ø100%检验方法成本高，而且也不一定有绝对把握，它会受到测量系统误差的影响Ø100%目视检验方法还受到人的判断能力的影响，Ø以统计原理的抽样检测则是有效改善探测度的措施；以及失效模式性质是否易于用目视方法发现；Ø不能认为100%检验就具有高的探测度。
可探测性评分表探测性评价准则:在下一个或后续工艺前,或零部件离开制造或装配工位之前,利用过程控制方法找出缺陷存在的可能性.探测度几乎不可能没有已知的控制方法能找出失效模式10很微小现行控制方法找出失效模式的可能性很微小9微小现行控制方法找出失效模式的可能性微小8很小现行控制方法找出失效模式的可能性很小7小现行控制方法找出失效模式的可能性小6中等现行控制方法找出失效模式的可能性中等5中上现行控制方法找出失效模式的可能性中等偏上4高现行控制方法找出失效模式的可能性高3很高现行控制方法找出失效模式的可能性很高2几乎肯定现行工艺控制方法几乎肯定能找出失效模式,已知相似工艺的可靠的探测控制方法1 建议措施Ø当失效模式的RPN估计完成后,则应按其大小次序以及失效模式的严重度来考虑纠正措施,以降低S、O和D ◇降低S，只有通过设计修改才能实现； ◇减少O，也需要改进产品与过程的设计； ◇减少D，仍然需要改进过程或设计Ø失效模式原因不清楚时，应采用实验设计，因果图等方法，找到失效模式原因，从而采取针对失效模式原因的控制措施 Ø采用SPC，把重点放在预防失效的发生，而不是放在产生缺陷后将其检测出来。
Ø提高检测力度，虽然能一定程度降低O，但不经济，效果较差的控制方法，100%检验的有效性也要具体分析，一般只能作为临时性的措施，应避免采用随机抽样和100%检验方法ØPFMEA的重点放在过程设计本身，不要过多依赖产品设计的修改来解决问题但也要考虑产品设计中有关可制造性和装配性的问题，降低过程变差对产品特性的敏感性 对被采用的措施的评价在对所建议的措施实施后,小组将根据实施的结果,确定应采用的旨在降低S、O、D的措施.并将之记录下来,重新评估S、O、D和计算RPN. 跟踪Ø在建议措施的落实是重要的PFMEA是一个动态的文件，随设计的修改和过程的完善， PFMEA也要进行不断的更新和完善Ø应体现最新设计及改进措施的情况，包括产品正式投产之后的改进活动 RPN : 可 接 受 的 临 界 值S = 5 ( 降低性能降低性能 + 衰退衰退)O = 5 ( 大约大约 0.25%) D = 5 ( 可在装运前检测到可在装运前检测到) 一般而言一般而言, RPN 125 可能是一个很适用的临界值可能是一个很适用的临界值 也即对也即对RPN > 125 => 需要采取纠正行动需要采取纠正行动 但也有例外但也有例外 ;SxOxDRPN125SOD 描述描述 行动行动 ?1011 失效不可能触及使用者失效不可能触及使用者 1101 频繁的很小，可检测的失效频繁的很小，可检测的失效1110 使用者偶尔会遇到很小的故障使用者偶尔会遇到很小的故障10101 严重而且频繁的失效严重而且频繁的失效11010 使用者频繁地遇到很小的故障使用者频繁地遇到很小的故障10110 使用者遇到严重的故障使用者遇到严重的故障101010 出麻烦了出麻烦了!!! 纠正行动的选择 不可能有效的不可能有效的推荐的选择推荐的选择* 增加检查增加检查 * Poka-yoke (有安有安 全装置的全装置的)* 额外的测试额外的测试 * 工艺的改变工艺的改变* 额外的校核额外的校核* 设计的改变设计的改变* 重新培训操作员重新培训操作员* 自动化自动化* 重写重写 SOP* 计算机化计算机化 * 采用机器人采用机器人 纠正行动优先权的体系任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失效的任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失效的 严重性，失效的发生严重性，失效的发生, 失失效的检测效的检测 或以上全部三项来提高或以上全部三项来提高RPN 的等级的等级.重点应以预防为主重点应以预防为主, 也就是说减少失效的发生也就是说减少失效的发生.如果预防没有可能，那么应采用下列的如果预防没有可能，那么应采用下列的优先权体系优先权体系 :1. 预防或排除潜在的原因预防或排除潜在的原因2. 检测检测, 尽早在产品的使用寿命周期内进行尽早在产品的使用寿命周期内进行: 最佳最佳 ……… 在设计阶段在设计阶段 次佳次佳 ……… 在大规模生产之前在大规模生产之前 其次其次 ……… 在装运之前在装运之前 作为最后的手段作为最后的手段 ……… 在现场在现场, 但在灾难性的失效之前但在灾难性的失效之前3. 减小影响减小影响, 也即减低失效的严重性也即减低失效的严重性通常通常, 减低上述三项中的任何一项减低上述三项中的任何一项- O, S, D- 需要对工艺和需要对工艺和/或设计进行改变或设计进行改变/ 改进改进 过程FMEA事例 FMEA 是是 不不 是是* 结构化的结构化的* 一个供展览的样品一个供展览的样品* 系统化的系统化的* 一个数字游戏一个数字游戏 * 严密的严密的* 一个猜想游戏一个猜想游戏* 综合的综合的* 一项文件编制的练习一项文件编制的练习* 科学的科学的* 一项自我安慰的训练一项自我安慰的训练 * 一门学科一门学科..* 预防性的预防性的..* 针对客户的针对客户的..* 一个团队的努力一个团队的努力..* 一项具交叉功能的训练一项具交叉功能的训练 ..* 一份生动的文件一份生动的文件..* 一个连续的工艺过程一个连续的工艺过程* 一项单件的生产的训练一项单件的生产的训练 。