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1、潜在的失效模式及后果分析Potential Failure Mode and Effects AnalysisFMEA克萊斯勒汽车公司版权所有不得翻印复制福特汽车公司通用汽车公司潜在的失效模式及后果分析FMEA参 考 手 册本文件等效于SAE J-1739技术内容。适用QS-9000公司的供方采用潜在失效模式及后果分析FMEA概 要概述本手册介绍了潜在失效模式及后果分析FMEA的概念，给出了运用FMEA技术的通用指南。FMEA可以描述为一组系列化的活动，其目的是：1发现评介产品/过程中潜在失效模式及后果；2找到能够防止或减少这些潜在失效发生的措施；3将上述过程文件化。它是对设计过程的完善，以明
2、确什么样的设计才能满足顾客的需要。历史虽然工程技术人员早已在其设计和制造过程中应用了类似FMEA形式的分析方法，但第一次正式地应用FMEA技术那么是六十年代中期航天工业的一项革新。手册格式为便于使用，本参考手册将FMEA的编辑说明分为二个不同的局部，即设计FMEA和过程FMEA。在同一手册中介绍两种FMEA，有助于对用于制定不同类型FMEA的技术进行比拟，以便更清楚地说明它们的正确应用及其相互关系。FMEA的实施由于尽可能持续改良产品质量应是一个企业的承诺，所以将FMEA作为专门的技术应用以识别并帮助消除潜在隐患一直是非常重要的。对车辆回收的研究结果说明，全面实施FMEA能够防止许多回收事件的
3、发生。虽然在FMEA的编辑工作中，每项职责都必须明确到人，但是要完成FMEA还得依靠小组努力。小组应有知识丰富的人员组成，如设计、制造、装配、效劳、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程技术人员。时间性是成功实施的最重要的因素之一，它FMEA是一个“事前行为，而不是“事后行为。为到达最正确效益，FMEA必须在设计和过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。事先化时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低本钱地对产品和过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEA能够减少和消除因修改而带来更大损失的时机。适当地加以应用，FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。设 计潜在失效模式及后果分析设计FM
4、EA参考手册设计FMEA简 介设计FMEA主要是由“负责设计的工程师/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各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。应评估最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。FMEA以其最严密的形式总结了设计的一个零部件、子系统和系统时，一个工程师和设计组的设计思想包括根据以往的经验和教训对可能出现问题的工程的分析。这种系统化的方法表达了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之标准化、文件化。设计FMEA能够通过以下几方面支持设计过程，降低失效风险： 有助于对设计要求和设计方案进行客观评价； 有助于对制造和装配要求的最初设计
5、； 提高在设计/开发过程中考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的可能性； 为全面、有效的设计试验和开发工程的筹划提供更多的信息； 根据潜在失效模式对“顾客的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改良设计和开发试验的优先控制系统； 为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式； 为将来的分析研究现场情况、评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考。顾客的定义设计FMEA中“顾客的定义，不仅仅是指“最终使用者，还包括负责车型设计和更高一级装配过程设计的工程师/小组，以及在生产过程中负责制造、装配和售后效劳的工程师。FMEA的全面实施要求对所有新的部件、更改的部件以及应用和环境有变化的沿用零件进
6、行设计FMEA。FMEA始于负责设计工作的工程师，但对有专有权的设计来说，可能始于其供方。小组努力在最初的设计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。这些部门应包括，但不限于：装配、制造、材料、质量、效劳和供方，以及负责下一总成的设计部门。FMEA科成为促进有关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。此外，任何内部和外部的供方设计工程应向负责设计的工程师进行咨询。设计FMEA是一份动态文件，应在一个设计概念最终形成之时和之前开始，而且，在产品开发各阶段中，当设计有变化和得到其它信息时，应及时、不断地修改，并最终在产品加工图样完成之前全部结束
7、。考虑到制造/装配的要求是相互联系的，设计FMEA在表达设计意图的同时，还应保证制造和装配能够实现设计意图。对于制造和装配过程中可能发生的潜在失效模式和/和其起因/机理，当过程FMEA包括了它们的识别、影响和控制时，那么不需要包含，但也科包含在设计FMEA中。设计FMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷，但确实要考虑制造/装配过程中技术的/体力的限制。例如： 必要的拔模斜度； 外表处理的限制； 装配空间/工具可接近性； 钢材硬度的限制； 过程能力/性能。设计FMEA的开发负责设计的工程师拥有许多用于设计FMEA准备工作的文件。设计FMEA应从列出设计希望做什么及不希望做什么开始，即设计意图
8、。应将通过质量功能展开QFD、车辆要求文件、的产品要求和/和制造/装配要求等确定的顾客需求综合起来。期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，采取纠正措施。设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。附录A给出了一个框图的例如。这个方框图也可指示出信息、能量、力、流体等的流程。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工程之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。用于FMEA准备工作中的这种框图的复制件应伴随FMEA过程。为了便于将潜在的失效及其后果的分析形成文件，已设计出专用表格，见附录F。下面介绍这种表格
9、的具体应用，所述各项的序号都相应标在表上对应的栏目内。完成的设计FMEA表格的例如见附录B以及本局部中所见的表格。 1)FMEA编号 填人FMEA文件编号，以便查询。 2)系统、子系统或零部件的名称及编号 注明适当的分析级别并填人所分析系统、子系统或零部件的名称、编号。 3)设计责任 填入整车厂(OEM)、部门和小组。如果知道，还应包括供方的名称。 4)编制者 填入负责FMEA准备工作的工程师的姓名、 和所在公司的名称。 5)车型年车辆类型 填入将使用和或正被分析的设计所影响的预期的车型年及车辆类型(如果的话)。 6)关键日期 填人FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过方案的生产设计发布的
10、日期。 7)FMEA日期 填人编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。 8)核心小组 列出被授权确定和或执行任务的责任部门和个人姓名(建议所有参加人员的姓名、部门、 、地址等都应记录在一张分发表上)。 9)工程功能 填入被分析工程的名称和编号。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在最初发布之前，应使用试验性编号。 用尽可能简明的文字来说明被分析工程要满足设计意图的功能，包括该系统运行的环境信息(如说明温度、压力、湿度范围)。如果该工程有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有功能都单独列出。 10)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到达设计意图的形式。它可能是更
11、高一级子系统、系统的潜在失效模式的起因，也可能是它低一级的零部件潜在失效模式的后果。对一个特定工程及其功能，列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不是一定发生。建议将以往TGW(运行情况不良)的研究、问题报告以及小组的“头脑风暴的评审作为出发点。只可能在特定的运行环境条件下(加热、冷、枯燥、灰尘等)以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等)发生的潜在失效模式也应当考虑。典型的失效模式可以是但不限于以下情况：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路(电器)、氧化、断裂等。注：应用标准化、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。11)潜在失效后果潜在失
12、效的后果，就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终的顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到平安性或与法规不符。失效的后果必须依据所分析的具体系统、子系统或零部件来说明。还应记住不同级别系统、子系统和零件之间还存在着系统层次上的关系。比方，一个零件的断裂可能引起总成的振动，从而导致系统运行的中断。这种系统运行的中断会引起性能下降，最终导致顾客的不满。因此就需要小组的努力尽可能预见失效的后果。典型的失效后果可能是但不限于：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、运行中断、粗糙、不起作用、异味、工作减弱等
13、。 l 2)严重度(S)严重度是潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度列于前一栏中的评价指标。严重度仅适用于后果。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现，严重度的评估分为1到10级。推荐的评价准那么 (小组对评定准那么和分级规那么应意见致，即使因为个别产品分析对准那么作了修改也应一致) 后 果评定准那么：后果的严重度严重度无警告的 严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车平安和或不符合政府的法规 10有警告的 严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，并影响到行车平安和或不符合政府的法规 9
14、很高车辆(或系统)不能运行，丧失根本功能 8高车辆(或系统)能运行，但性能下降，顾客不满意 7中等车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性工程不能工作，顾客感觉不舒服 6低车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性工程性能下降，顾客感觉有些不舒服 5很低配合、外观或尖响、卡塔响等工程不符合要求，大多数顾客发现有缺陷 4轻微配合、外观或尖响、卡塔响等工程不符合要求，有一半顾客发现有缺陷 3很轻微配合、外观或尖响、卡塔响等工程不符合要求，但很少有顾客发现有缺陷2无无影响 113)级别本栏目可用于对零件、子系统或系统的产品特性分级(如关键、主要、重点等)，它们可能需要附加的过程控制。任何需要特殊过程控制的工程应用适当的字母或符号在设计FMEA表格中的“级别栏中注明，并应在“建议措施栏中记录。每个在设计FMEA中有如上标识的工程应在过程FMEA中有特殊的过程控制。14)潜在失效的起因机理所谓潜在失效起因是指个设计薄弱局部的迹象，其作用结果就是失效模式。在尽所能广的范围内，列出每个失效模式的所有可以想到的失效起因和或机理。应尽可能简明扼要、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
