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1、Knowledge sharingKnowledge sharing PFMEA PFMEA Process Failure Mode and Process Failure Mode and Effect AnalysisEffect Analysis知识分享知识分享 之过程失效模式及后果分析要点 / Key points1FMEA的通俗讲解 / Overview of FMEA2FMEA手册 / FMEA Manual34培训笔记/Training Minutes我们的作业指导书/ WI of oursOverview of FMEAHistory of FMEA 40年代FMEA被正式引
2、入美国军用标准1629。 60年代美国的航天工业鼓励在产品开发上采用FMEA概念，并在阿波罗登月计划上取得成功。 70年代后期美国汽车工业引用作为设计评审的一种工具 1993年美国三大汽车公司编写了FMEA参考手册 1994 年美国汽车工程学会SAE发布了SAE J-1739-潜在失效模式及后果分析标准 现行版本是2008年6月第四版Overview of FMEAWhat is FMEA FMEA潜在失效模式及后果分析，是在产品设计和过程设计阶段，对构成产品的系统、子系统或零部件、工序中可能存在、可能产生的弱点和缺陷，以及这些弱点和缺陷可能产生的后果与风险进行分析，并采取必要的措施加以消除的
3、系统的、文件化的、持续的、预防性的活动。 前期前期 行为 潜在潜在 的失效模式与后果，可能但不一定会发生可能但不一定会发生 目的：找出可能的原因原因，分析出我们必须或能够必须或能够 采取的措施 虽不一定发生的实效模式，但是预防和探测措施必须切实执行 用一定的准则准则 评价出风险的高低高低 一种持续改进持续改进 的工具Overview of FMEADifference with FT/MA FMEA与与FMAFTA （失效分析）的比较（失效分析）的比较FMEA（潜在失效模式及后果分析）（潜在失效模式及后果分析）FMA（失效模式分析）（失效模式分析）FTA（失效树分析）（失效树分析）事前行为，强
4、调预防事前行为，强调预防事后行为，注重纠正事后行为，注重纠正事后行为，注重纠正事后行为，注重纠正局部失效入手，分析关联影响性局部失效入手，分析关联影响性目标失效入手和分析目标失效入手和分析系统失效入手，分析产生原因系统失效入手，分析产生原因由下至上分析路径由下至上分析路径独立目标分析独立目标分析由上至下分析路径由上至下分析路径由下一级级预防，保证上部系统由下一级级预防，保证上部系统良好良好针对失效进行分析，不考虑针对失效进行分析，不考虑关联性与整体性关联性与整体性由系统开始来分析原因，逐级由系统开始来分析原因，逐级分解，以找到失效点分解，以找到失效点经济，成本低，简单易做经济，成本低，简单易做
5、针对性，特定情况针对性，特定情况成本高，费时，分析复杂成本高，费时，分析复杂Overview of FMEA分类-F M E A s 系统FMEA-SFMEA 产品（设计）FMEADFMEA 过程FMEAPFMEA 服务FMEASFMEA 采购FMEAPFMEA 应用FMEAAFMEA FMEA无处不在，可以应用于任何活动 FMEA天天在用，只是没有文件化（Document）Overview of FMEA Team Approach FMEA是由一个多方论证（跨职能）的小组来开发和维护的。小组应由负责设计过程的工程师领导。在PFMEA的初始开发中，负责工程师/小组领导人应当积极直接联系受影响
6、领域的代表。 其专业和职责范围领域包括，但不限于，设计、装配、制造、材料、质量、服务、供应商，物流，销售，以及后续装配领域。 为了确保持续性，最好由同一个跨职能小组开发过程流程图，PFMEA和控制计划Overview of FMEACompare DPDFMEAPFMEA对象系统、子系统或零部件每道工序谁做？设计工程师/小组制造工程师/小组何时做？设计概念最终形成之前过程设计完成之前DFMEA是是PFMEA的的重要输入重要输入过程FMEA假设所设计的产品会满足设计要求。因设计设计缺陷所产生的失效模式不包缺陷所产生的失效模式不包含在含在PFMEA中。它们的影响及避免措施由设计FMEA来解决。PF
7、MEA并不是依靠改产品并不是依靠改产品设计来克服过程缺陷设计来克服过程缺陷的，它要考虑的制造和装配过程有关特性参数，以便最大限度地保证产品能满足顾客的要求和期望。 Overview of FMEAInformations DFMEA, DFMEA的失效原因应在PFMEA的失效模式中考虑 图样和设计记录 过程清单 关联（特性）矩阵 内部和外部（顾客）的不符合（基于历史数据的已知失效模式） 质量与可靠性历史 工具和信息来源 研究信息 以往产品和过程设计试验中的经验教训 任何可以建立最佳实践的信息，例如：指南和标准，标准件标识，防错方法 以往相似产品和过程设计获得的质量性能信息，包括，过程产出率，一
8、次通过率， PPM，pk和Ppk 等。Overview of FMEAUnderstanding 功能/Function, 该设计/过程要做什麽？What do you want to do ? 要求/requirement, 做到什麽程度？ What is the acceptance standard? 潜在失效模式/Potential Failure Mode, 设计、产品、过程失效的表现形式根据零件的工艺特性，对特定的工序列出每一个列出每一个 潜在（可能发生，但不一定发生）失效模式。确定这些缺陷时，应参考同类产品或工艺以前的FMEA表格，以及生产加工过程中或用户使用过程中经常出现的质量
9、问题。DiagramexampleOverview of FMEAUnderstanding典型的失效模式可能是，但不局限于下列情况：Bent 弯曲 Burred毛刺Hole Off Location孔位错误 Cracked断裂Hole Too Shallow孔过浅 Hole Missing孔缺失Dirty脏污 Mislabeled 贴错标签Hole Too Deep孔过深 Surface Too Rough表面太粗糙Deformed 变形 Surface Too Smooth表面太光滑Open Circuited开路 Short Circuited短路Overview of FMEAUnde
10、rstanding潜在失效后果/ Potential Effects of Failure，是指失效模式对顾客的影响 顾客的定义，FMEA过程中有四类主要顾客，1.最终用户：使用产品的人员或组织，对最终用户的影响，噪音、外观锈蚀、工作不正常等 2. OEM组装和制造中心（工厂）：汽车厂3. 供应链制造：可以是任何后续操作/下游操作，或者下一层的制造过程4. 政府法律法规。Overview of FMEAUnderstanding 严重度（S）/severity, 后果的严重程度，用110相对分数来评判 是一给定的与失效模式是一给定的与失效模式最严重后果最严重后果 对应对应 的一个值的一个值。
11、理理 解：解： 、严重、严重度度仅适用于仅适用于结果；结果； 、要要减小减小失效失效严重严重度等度等级数级数字，只能字，只能通过通过修改修改设计设计 才能才能达达成。成。 Overview of FMEAUnderstanding后果后果准准则：对产品影响的品影响的严重度重度（对顾客的影响）客的影响）等等级 后果后果准准则：对过程影响的程影响的严重度重度（对制造制造/ /装配的影响）装配的影响）安全和或政府法安全和或政府法规要求的失效要求的失效失效模式影响车辆安全操作和或涉及不符合政府法规的情形，发生时无警告1010安全和或政府安全和或政府法法规要求要求的失效的失效（机器或组装）可能危及操作者
12、，发生时无警告失效模式影响车辆安全操作和或涉及不符合政府法规的情形，发生时有警告9 9（机器或组装）可能危及操作者，发生时有警告主要功能的主要功能的丧失或失或劣化（降低）劣化（降低）主要功能丧失（车辆不能运行，但不影响车辆安全操作）8 8严重中断重中断100%的产品须报废。生产线关闭或停止发运主要功能降低（车辆能运行，但性能下降）7 7显著中断著中断部分产品须报废。偏离基本过程，包括降低产线速度及增加人力。次要功能的次要功能的丧失或失或劣化（降低）劣化（降低）次要功能丧失（车辆能运行，但舒适便捷性功能不能运行）6 6中等中断中等中断100%的产品须离线返工后再被接受。次要功能降低（车辆能运行，
13、但舒适便捷性功能的性能下降）5 5部分产品须离线返工后再被接受。干干扰外观、可听噪声、车辆操作性方面有问题，且能被大多数顾客（75%）觉察到4 4中等中断中等中断100%的产品须在加工前 在线返工。外观、可听噪声、车辆操作性方面有问题，且能被许多顾客（50%）觉察到3 3部分产品须在加工前 在线返工。外观、可听噪声、车辆操作性方面有问题，且能被少数有识别能力的顾客觉察到2 2微小中断微小中断对过程、加工、操作者的轻微的不便没影响没影响无可辨别的影响1 1没影响没影响无可辨别的影响Overview of FMEAUnderstanding潜在失效后果的描述1对最终使用者来说，失效的后果应一律用产
14、品或系统的性能 来描述，例如：Noise噪音 Rough粗糙Erratic Operation作业不正常 Excessive过度Effort费力 Inoperative不起作用Unpleasant Odor异味 Unstable不稳定Operation Impaired作业减弱 Draft阻力Intermittent Operation间歇性工作 Poor Appearance外观不良Leakage泄漏 Vehicle Control Impaired车辆控制减弱Overview of FMEAUnderstanding潜在失效后果的描述2如果客户是下一道作业或后续作业/工位，该后果应该以过程
15、/作业性能来描述。例如：Cannot Fasten无法紧固 Does Not Fit 无法安装Cannot Bore/Tap无法钻孔/攻丝 Does Not Connect 无法结合Cannot Mount无法设置 Does Not Match 无法配合Cannot Face无法加工表面 Causes Excessive Tool Wear 导致工 具过度磨损Damages Equipment 损坏设备 Endangers Operator 危害操作者Overview of FMEAUnderstanding潜在失效原因潜在失效原因 / Potential Causes of Failure,
16、 产生失效的原因 针对每一个潜在失效模式，在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效原在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效原因。因。不论缺陷是何种类，只有找到原因，才能找出解决的措施。失效的许多起因并不是相互独立产生、惟一相互独立产生、惟一的，要纠正或控制一个起因，需要考虑诸如试验设计方法等，以便针对那些相关的因素采取纠正措施。典型的失效的起因包括：扭矩过大、焊接不正确、零件漏装或错装等 Overview of FMEAUnderstanding潜在失效原因的描述引起失效的原因/机理应是：物理的/机械的/化学的应明确列出具体的错误或误操作具体的错误或误操作 情况（例如：操作者未装密封垫）
17、，而不应用一些含糊不清的词语（如，操作者错误，机器工作不正常）。Improper torque -over, under扭矩不正确过大，过小Improper parameters temperature, time, pressure 参数不正确温度，时间，压力Inaccurate gauging量具不精确Improper heat treat time temperature 热处理不正确时间，温度有误Inadequate gating/venting浇口/通气口不正确Inadequate or no lubrication 润滑不当或无润滑Part missing or miss loca
18、ted零件漏装或错装Worn locator 定位器老化Worn tool工具磨损 Chip on locator 定位器有缺口Improper machine setup 机器设置不正确Improper programming 不正确的程序设计Overview of FMEAUnderstanding频度（O）/Occurrence，失效模式发生的频率失效可能性失效可能性准则：原因的发生率准则：原因的发生率PFMEAPFMEA（每个项目或车辆事件数）（每个项目或车辆事件数）等级等级很高很高100 100 每千辆车每千辆车/ /项目项目1 1101010高高50 50 每千辆车每千辆车/ /项
19、目项目1 12020920 20 每千辆车每千辆车/ /项目项目 1 15050810 10 每千辆车每千辆车/ /项目项目1 11001007中等中等2 2每千辆车每千辆车/ /项目项目1 150050060.50.5每千辆车每千辆车/ /项目项目1 12000200050.1 0.1 每千辆车每千辆车/ /项目项目1 11010，0000004低低0.01 0.01 每千辆车每千辆车/ /项目项目1 1100100，00000030.0010.001每千辆车每千辆车/ /项目项目1 11,000,0001,000,0002很低很低失效通过预防控制消除失效通过预防控制消除1 1Overvie
20、w of FMEAUnderstanding 当前过程控制/ Current Process Control 尽可能阻止失效模式或失效原因/机理的发生，或者探测失效模式或失效原因/机理的产生控制的描述有以下类型的过程控制要考虑，即：1. 预防：预防失效起因/机理或失效模式的出现，或减少它们的出现率。2. 探测：查出失效或失效的起因/机理，并引导至纠正措施。3. 查明失效模式可能的话，最先使用第 (1) 种控制；其次，才使用第 (2) 种控制；最后，才考虑第 (3) 种控制。在设计开发过程中加入预防控制是最好的方法Overview of FMEAUnderstanding 探测度/Detecti
21、on, 发现失效模式或者原因的难易程度，用110相对分数来评判探探测的的时机机准准则：通通过过程控制控制的可能性程控制控制的可能性等等级探探测的可能性的可能性没有探没有探测的可能的可能无现行过程控制；不能探测或没有分析10几乎不可能几乎不可能任何任何阶段不可探段不可探测失效模式和或错误（原因）不能很容易探测（如随机审核）9很微小很微小后工序（后工序（问题）探）探测失效模式依靠操作者的视觉听觉触觉的后工序探测8很小很小来源来源处（问题）探）探测失效模式依靠操作者的视觉听觉触觉的本工序探测或者使用计数量具（如GO/NOGO、手动扭矩查核扳手等）的后工序探测7很低很低后工序（后工序（问题）探）探测失
22、效模式通过操作者使用计量量具的后工序探测或者使用计数型量具（如GO/NOGO、手动扭矩查核扳手等）的本工序探测6低低来源来源处（问题）探）探测失效模式或错误（原因）通过操作者使用计量量具的本工序探测或者通过本工序的自动控制探测出有差异的零件并提醒操作者（如光、声音等）。作业来源处设定中的量具应用或首件检验（仅对作业设定原因）5中等中等后工序（后工序（问题）探）探测失效模式通过后工序的自动控制探测出有差异的零件并锁定，避免进一步的加工。4中等偏高中等偏高来源来源处（问题）探）探测失效模式通过本工序的自动控制探测出有差异的零件并自动锁定零件在本工序，避免进一步的加工。3高高误差探差探测和或和或问题
23、预防防误差（原因）通过本工序的自动控制探测，防止有差异的零件被制造。2很高很高错误防止；探防止；探测不适用不适用通过夹具设计、机器设计或零件设计预防错误（原因）。有差异的零件不可能被制造因为在产品过程设计时已有防错设计。1几乎可以几乎可以肯定肯定Overview of FMEAUnderstanding 风险顺序数/R.P.N（11000 的数值） 风险顺序数是严重度(S)、频度(O)和探测度(D)的乘积。 RPN = (S) X (O) X (D) 是一项过程风险的指标。当RPN较高时，功能小组应提出纠正措施来降低RPN数。一般分析中，会特別注意严重度较高的失效模式，而不理会RPN的数值。
24、当严重等级达到9或10，小组必须确保该风险已经通过现有设计控制或者建议措施(在FMEA内有记录)得到处理。Overview of FMEAUnderstanding 推荐措施/Recommended Actions, 为降低具有较高风险的失效模式而制定的措施计划 可以从减低严重度，频度，探测度，三个方面考虑选择推荐措施严重度级别的降低只可以通过设计或过程更改来实现。降低探测度级别最好的方法就是采用防错方法如果对一个失效模式/原因/控制评估之后，没有推荐措施，则在栏里输入“无”的同时还注明理由将非常有用，特别是在严重度高的情况下。负责过程的工程师负责确保所有的建议措施已被实施或以妥善地落实。FM
25、EA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相关纠正措施，包括产品正式投产后发生的事件。FMEA ManualVariations of 4th edition FMEA不再强调“标准表格”，取而代之的是现今行业内FMEA应用 的多种选择；明确表示“不推荐使用RPN阀值来决定是否需要采取措施 ”改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便更适合实际 的分析和使用，更强调了对本工序，或者后工序操作者的保护第三版把SPC作为探测手段，第四版把SPC作为预防措施强调了最高管理者的作用Training Minutes1. 做什么样的FMEA2. DFMEA与PFMEA的关注点D
26、FMEA 关注产品设计质量PFMEA 关注产品制造质量有设计责任无设计责任总成零件总成零件SFMEADFMEAPFMEA3. 特殊特性（SC）顾客制定的（产品SC）-产品特性符号应对准失效模式和要求自行开发的（产品过程特性） -过程特性符号应准起因Training Minutes4. 对特殊特性的控制方法（1）防错（2）100%检查/挑选（3）SPC5. 产品控制与过程控制的关注点产品控制 关注点 特性是否符合公差要求， 合格/不合格， 针对结果过程控制 关注点 （1）变差大小（包括位置变差，宽度变差） （2）变差与公差的关系 针对原因与结果的关系Training Minutes变差来源过程流
27、程交付物步骤功能要求失效模式失效后果严重度分类失效原因现行过程RPN推荐措施责任完成日期实施结果控制预防O控制探测D采取措施完成日期SODRPN过程编号过程名称夹具工具特性特殊特性分类方法反应计划纠正措施编号产品过程产品/过程规范/公差评价测量技术样本控制方法容量频率6. FLOW CHART PFMEA CPTraining Minutes7. 常用的预防控制手段（变差源不同选择的方法应不同）：（1）人员培训/已形成的稳健过程参数 /SPC/ MSA/防错（防止/预报）/点检/预知性方法/预防性方法/FIFO/周期检定。（2）常用的探测控制手段有，试验/检验（注明方法/样本/频次），防错（探测/流出）/DOE(通过试验确定过程参数)等。Training Minutes8. 频度打分的注意事项（1）有/无预防措施 有且有效 低 有但效果不佳 较高 无 高 （2）参考CPk值 1, 很高 1 1.33 比较高 1.33 较低 1.33 1.67 很低 WI of ours目的/Purpose在公司内部，特别IE，统一认识，统一编写规范；有利于多功能小组的联系/沟通，协作更顺畅；有利于内/外部审核，让PFMEA经得起考验；让PFMEA真正成为动态工具，利于持续改进。
