潜在的失效模式及后果分析(FMEA)

潜在的失效模式及后果分析（FMEA）第1章 概论1.1 什么是FMEA? 潜在的失效模模式及后果分分析（英文：Potenntial Failuure Moode annd Efffects Analyysis.简简称 FMEEA）。是在在产品过程程服务等的的策划设计阶阶段，对构成成产品的各子子系统，零部部件，对构成成过程，服务务的各个程序序逐一进行分分析，找出潜潜在的失效模模式，分析其其可能的后果果，评估其风风险，从而预预先采取措施施，减少失效效模式的严重重程度，降低低其可能发生生的概率，以以有效地提高高质量与可靠靠性，确保顾顾客满意的系系统化活动。FMEA是一种种系统化的工工作技术和模模式化的思考考形式。FMEA就是及及早地指出根根据经验判断断出的弱点和和可能产生的的缺陷，及其其造成的后果果和风险，并并在决策过程程中采取措施施加以消除。FMEA是一个个使问题系统统地得到合理理化解决的工工具，实际上上也是目前全全世界行之有有效的预防手手段，实施FFMEA就是是根据经验和和抽象思维来来确定缺陷，在在研究过程中中系统地剔除除这些缺陷的的工作方法，它它可划分为三三个方面：SFMEA系系统FMEAADFMEA设设计FMEAAPFMEA过过程FMEAA1.2 FMMEA的历史史世界上首次采用用FMEA这这种概念与方方法的是在本本世纪60年年代中期美国国的航天工业业。进入700年代，美国国的海军和国国防部相继应应用推广这项项技术，并制制订了有关的的标准。70年代后期，FFMEA被美美国汽车工业业界所引用，作作为设计评审审的一种工具具。19933年2月美国国三大公司联联合编写了FFMEA手册册，并正式出出版作为QSS9000质质量体系要求求文件的参考考手册之一，该该手册于19995年2月月出版了第22版。19994年，美国国汽车工程师师学会SAEE发布了SAAE J17739潜在在失效模式及及后果分析标标准。FMEA还被广广泛应用于其其他行业，如如粮食、卫生生、运输、燃燃气等部门。1.3 为什什么要进行FFMEA?工程中大量的事事实证明，由由于策划设计计阶段疏忽，分分析不足，措措施不够，以以至造成产品品过程服服务等投入运运行时严重程程度不同的失失效，给顾客客带来损失，甚甚至产生诸如如“挑战者”号航天飞机机爆炸的惨痛痛事故。因此此，事先花必必要的时间对对产品过程程进行充分的的潜在失效模模式与后果分分析，能够大大大减少事后后产生失效而而带来的风险险与损失。FMEA有助于于对设计中问问题的早期发发现，从而避避免和减少晚晚期修改带来来的损失，使使开发的成本本下降。产品设计的FMMEA还有助助于可制造性性和装配性的的早期考虑，利利于实施同步步工程技术。FMEA有助于于采用更有利利的设计控制制方法，为制制订试验计划划，质量控制制计划提供正正确的、恰当当的根据。由多方面人员组组成的小组所所进行的FMMEA能够发发挥集体的经经验与智慧，使使设计表现出出组织的最佳佳水平，提供供了一个公开开讨论的机会会。FMEA是一个个组织的经验验积累，为以以后的设计开开发项目提供供了宝贵的参参考。FMEEA还是识别别特殊特性的的重要工具。FFMEA的结结果也是用来来制订质量控控制计划。FMEA给出的的失效模式的的风险评估顺顺序，提供改改进设计的优优先控制系统统，从而引导导资源去解决决需要优先解解决的问题。FMEA的文件件化，使它成成为重要设计计文件之一，并并成为设计评评审的重要内内容。因此，FMEAA已成为现代代质量策划的的重要工具，而而被广泛应用用。1.4 由谁谁来做FMEEA?FMEA既然是是设计工作的的一部分，自自然应该由负负责设计的工工程师或工程程师小组负责责。但要完成成好FMEAA工作，非常常关键的是要要发挥集体的的智慧。因此此，FMEAA的成功必须须依靠小组的的共同努力。必必须组成一个个包括设计、制制造、装配、售售后服务、质质量及可靠性性等方面的专专家小组。与与设计有关的的上游（如下下一个相关系系统的设计师师）的部门也也将被吸收参参加小组的工工作。1.5 什么么时候做FMMEA?FMEA旨在及及早识别出潜潜在的失效，因因此愈早开始始愈好。一般般来说，在一一个设计概念念形成，设计计方案初步确确定时应该开开始FMEAA初稿的编制制。随着设计活动的的展开，在设设计的各个重重要阶段，对对FMEA的的初稿进行评评审，不断进进行修改。FMEA作为设设计活动的一一部分，应该该在设计任务务完成（如设设计图样完成成，过程设计计文件完成）之之时完成FMMEA工作。FMEA是一个个动态文件，在在整个产品寿寿命周期内，根根据反馈信息息，在进行设设计修改时对对FMEA进进行重新评审审和修改。要要注意，任何何为改进系统统某一问题而而进行的设计计修改活动，都都要谨慎地评评审它对系统统，对相关的的部分的影响响。因此对相相关的FMEEA（DFMMEA，PFFMEA等）都都要进行重新新评审，并做做必要的修改改。1.6 失效效链一个潜在的失效效事件的发生生，如果没有有采取或来不不及采取或事事实上不可能能采取措施，而而使之引起下下游系统或相相关系统产生生链琐失效事事件，我们称称之为“失效链”。不平道路引起的振动与车体扭转水箱支架断裂 根源模式水箱后倾环境条件水箱与风扇碰撞产生异响水箱冷却水管被风扇括伤 伴生模式式 中中间模式 水箱中冷却液泄漏发动机气缸损坏 冷却系过热 汽车停驶 最终终模式 最终终模式可以看出： 水箱支架强度不不足而造成的的支架断裂是是这个失效链链的根源。 道路不平引起的的车体振动与与扭转是引起起支架断裂的的环境条件，但但不能视为失失效的内在原原因。因为汽汽车在不平道道路上行驶是是正常的输入入条件。 失效链中，上一一个失效模式式是下一个失失效模式的起起因，下一个个失效模式是是上一个失效效模式的后果果。 在没有任何措施施情况下，失失效将发展到到最终的模式式。最有效的的措施是不让让支架断裂这这一根源模式式发生。在失失效链中任何何环节采取“切断”措施，如在在水箱与发动动机（假设风风扇安装在发发动机上）之之间增加撑杆杆，保证风扇扇不与水箱碰碰撞，可以防防止失效链的的发展。但这这种措施是否否合理要认真真评审。 失效链的发展常常常会有分支支，有时分支支的链也会产产生更加严重重的后果失效效模式。以上这些概念对对进行FMEEA活动时，将将十分有帮助助。1.7 顾客客的广义概念念 在FFMEA中，多多处要涉及“顾客”的概念。广广义的“顾客”。包括：最终顾客：产品品服务的使使用者。直接顾客：下一一道工序或用用户。中间顾客：下游游工序或用户户。其他凡是产品服务受益或或受损害者均均在广义顾客客概念之中。1.8 DDFMEA与与PFMEAA的联系DFMEA与PPFMEA既既有明确的分分工，又有紧紧密的联系，有有以下几点需需要注意： 产品设计部门的的下一道工序序是过程设计计，产品设计计应充分考虑虑可制造与可可装配性问题题，由于产品品设计中没有有适当考虑制制造中技术与与操作者体力力的限制，可可能造成过程程失效模式的的发生。 产品设计FMEEA不能依靠靠过程检测作作为控制措施施。 PFMEA应将将DFMEAA作为重要的的输入。对DDFMEA中中标明的特殊殊特性也必须须在PFMEEA中作为重重点分析的内内容。第2章 产品设计FMEEA（DFMMEA）2.1 DFFMEA的准准备工作 建立小组。 必需的资料，例例如：l 经由质量功能展展开（QFDD）而得到的的设计要求；l 产品可靠性和质质量目标；l 产品的使用环境境；l 以往类似产品的的失效分析（FFMA）资料料；l 以往类似产品的的DFMEAA资料；l 初始工程标准；l 初始特殊特性明明细表。开 关开 关C2灯泡总成D灯罩A 3电池B 44 1 4弹簧F-极板E+ 55 5零 件 连连接方法A.灯罩 11.不连接(滑动配合)B.电池(2节节电池) 2.铆接接C.开/关 开关 3.螺螺纹连接D.灯泡总成 4.卡卡扣装接E.电极 55.压紧装接接F.弹簧 所要分析的系统统、子系统或或零部件的逻逻辑框图。它它标明信息、能能量、力、流流体等的流程程。明确该系系统的输入、过过程及输出。表表示系统内零零部件的联接接和关系。附录1是QS99000中推推荐的DFMMEA表格。本本教材以该表表格为基础，详详细介绍DFFMEA的具具体应用。在进行DFMEEA之前，填填写好该表格格表头的各项项内容，它们们是：FMEA编号系统、子系统或或零部件的名名称及编号设计责任部门，包包括供方名称称编制者（姓名、部部门、电话等等）年型车型（该该系统零部部件应用的年年型车型）关键日期（预定定FMEA完完成的日期，不不应超过设计计图样完成日日期） FFMEA日期期（初稿日期期与最新修订订日期） 小组组成员（组长长、成员的姓姓名、单位、电电话等）2.2 系统统子系统零部件的功功能传统的产品可靠靠性的定义指指出：可靠性性是指产品在在规定的条件件下和规定的的时间内完成成规定功能的的能力。不能能完成规定的的功能就称失失效。因此FFMEA，必必须从搞清功功能开始。所谓功能，通俗俗地说，就是是：设计这个个系统子系系统零部件件做什么？也也就是根据顾顾客需要，经经过QFD明明确的设计要要求。或者说说为满足设计计意图，该“产品”的具体的要要求是什么？一个零部件（或或子系统，或或系统）的功功能往往是多多项的。这种种情况下，必必须把所有的的功能全部列列出，不能遗遗漏。例如一一个变速箱功功能应包括：汽车起步时输出出的扭矩，汽车行驶过程中中，通过合理理的速比满足足整个行驶速速度范围内的的扭矩输出，倒车时，改变传传动方向，发动机制动状态态下，传递相相反方向的扭扭矩，提供方便舒适的的变速操作，空档，卡车变速箱有的的还要有功率率输出功能。给出完成这些功功能的重要的的环境条件，如如大气温度、湿湿度、大气压压、道路、灰灰尘和腐蚀介介质等。如变变速箱的润滑滑系统的正常常工作与环境境温度有重要要关系。给出设计要求的的寿命。以上这些要求都都应尽可能给给出可度量的的（即定量的的）的要求。如如各档速比，传传递的扭矩、功功率、工作温温度，等等。除满足最终顾客客的要求而确确定的功能外外，还要考虑虑满足直接顾顾客和中间顾顾客的要求。其其中可制造性性和装配性的的要求尤为重重要。一个产品在产生生满足顾客期期望的功能的的同时，有时时还会产生顾顾客非期望的的功能。这些些非期望功能能常常与安全全及政府法规规的符合性相相关。诸如噪噪声、振动、电电磁干扰、环环境污染、能能源消耗、材材料回收再循循环等。如变变速箱的噪声声、润滑油泄泄漏的要求也也应明确列入入功能要求中中。许多产品对维修修性、服务和和后勤保障性性还有重要的的要求，也应应列入功能项项目之中。2.3 潜在在失效模式所谓失效，就是是丧失功能。而而失效模式，就就是失效表现现的形式。这这里，我们说说的是“潜在的”，意思是，这这些失效可能能发生，但不不一定发生。广义的说，失效效模式有两大大类型。 I型失效模式，指指的是不能完完成规定的功功能。这类失效的典型型模式，可举举例如下：突发型：断裂、开开裂、碎裂、弯弯曲、塑性变变型、失稳、短短路、断路、击击穿、泄漏、松松脱，等等。渐变型：磨损、腐腐蚀、龟裂、老老化、变色、热热衰退、蠕变变、低温脆变变、性能下降降、渗漏、失失去光泽、褪褪色，等等。 II型失效模式式，指的是产产生了有害的的非期望功能能。典型的这类失效效模式有：噪噪声、振动、电电磁干扰、有有害排放、等等等。当出现现这类失效时时，要返回功功能描述部分分，看是否已已有限制要求求，如果没有有，是否应加加以补充。在描述失效模式式时，要注意意使用普遍使使用的术语，避避免使用地方方性、行业性性哩语。2.4 潜在在失效后果潜在的失效后果果，是指失效效模式可能带带来的对完成成规定功能的的影响，以致致带来顾客的的不满意，和和不符安全和和政府的法规规。失效后果的分析析，要运用失失效链分析方方法，搞清楚楚直接后果、中中间后果和最最终后果。失效后果可以从从以下几方面面考虑： 对完成规定功能能的影响； 对上一级系统完完成功能的影影响； 对系统内其他零零件的影响； 对顾客满意的影影响； 对安全和政府法法规符合性的的影响； 对整车系统的影影响。举例来说，发动动机进气阀阀阀座烧蚀这一一失效模式，其其直接后果是是造成气阀密密封不严；其其中间后果是是造成压缩压压力下降，燃燃烧状况恶化化；最终后果果是发动机功功率下降，燃燃油消耗增加加，排气有害害物增加，引引起顾客不满满，甚至不符符合政府法规规。2.5 后果果严重性评估估严重度度（S）为了对失效模式式的后果之严严重程度进行行评估，把对对后果的定性性描述作成某某种数量化的的评价，以便便于工程中的的交流，从而而产生了对严严重程度进行行打分的办法法。习惯的打打分办法是，分分数愈高，后后果愈严重。曾曾经采用过的的有3分制，55分制，100分制等。QQS90000手册采用的的是10分制制。后果评定准则：后果果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严严重的失效形形式，它是在在没有任何失失效预兆的情情况下影响到到行车安全或或违反了政府府的有关法规规。10有警告的严重危害这是一种非常严严重的失效形形式，是在具具有失效预兆兆的前提下所所发生的，并并影响到行车车安全或违反反了政府的有有关法规。9很高车辆（或系统）不不能运行，丧丧失基本功能能。8高车辆（或系统）能能运行，但性性能下降，顾顾客不满意。7中等车辆（或系统）能能运行，但舒舒适性或方便便性项目性能能下降，顾客客感觉有些不不舒服。5低车辆（或系统）能能运行，但舒舒适性或方便便性部件不能能工作，顾客客感觉不舒服服。5很低配合、外观或尖尖响、卡嗒响响等项目不符符合要求，大大多数顾客发发现有缺陷。3轻微配合、外观或尖尖响、卡嗒响响等项目不符符合要求，有有一半顾客发发现有缺陷。3很轻微配合、外观或尖尖响、卡嗒响响等项目不符符合要求，但但很少有顾客客发现有缺陷陷。2无无影响。12.6 失效效模式重要程程度等在QS90000中，突出了了对产品过过程特殊特性性的注意。所所谓特殊特性性是指：显著著影响安全和和政府法规符符合性的特性性；显著影响响顾客满意的的特性。在FMEA中，要要突出对特殊殊特性的关注注。因此，专专门设置一个个栏目，用以以标记所分析析的失效模式式是否属于特特殊特性，并并且使用顾客客规定的符号号进行标注。如如：安全和或政府府法规定符合合性特性l 克莱斯勒公司 Saafety Item 符号（S）与盾盾形l 福特公司 Crittical Charaacteriistic 符号（）l 通用公司 Safeety/Coompliaance KKey Prroductt Charracterristicc 符号（SSC）或重要性能、配合合或外观特性性l 克莱斯勒公司 Crriticaal Chharactteristtic 符符号（）或（D）l Criticaal Verrificaation 符号（）或（P）l 福特公司 SSignifficantt Charracterristiccl 通用 Fit/Functtion KKey Prroductt Charracterristicc 符号（）或（FF）特殊特性一般由由特殊特性初初始明细表给给出。同时，FFMEA也是是发现潜在特特殊特性的工工具之一。当严重度8时时，应确认为为特殊特性，当当严重度为558，而频频度3（频频度的含义下下面将叙述）时时，可确认为为重要特性。2.7 潜在的失失效起因机机理研究失效可能的的原因与机理理，是为了能能够正确采取取控制措施，防防止失效的发发生或减少基基发生的可能能性。在DFMEA中中，我们所要要研究的失效效原因与机理理，是指引起起失效模式的的可能的设计计薄弱点。注注意，不要把把产品的工作作环境（如道道路产生的振振动、冲击、气气温的变化、湿湿度、粉尘、电电磁干扰等）作作为我们的分分析目标。工工作环境是造造成失效的重重要外因，但但它是客观存存在的，难以以控制的。我我们要分析的的是，在外因因作用下的内内因。造成一种失效模模式的潜在的的原因或机理理有时是多种种的。这时，我我们要把它们们一一分别列列出。原因机理的评评估可以包括括以下两个方方面： 与制造、装配无无关的原因，亦亦即，当制造造与装配符合合技术规范的的情况下，发发生了失效。分析潜在失效原原因机理可可以采用以下下途径：现有的类似产品品的FMA资资料，应用失效链，找找出直接原因因，中间原因因和最终原因因，应用“五个为什什么？”根据经验连连问“五个为什么么？”，一般都有有可能找到根根源原因。例例如：门锁扣不上，为为什么？锁舌舌与锁座错位位。为什么？车门下沉。为为什么？门铰铰链变位。为为什么？固定定门铰链的框框架变形。为为什么？框架架刚度不足。l 应用因果图，从从人、机、料料、法、环等等方面分析，l 应用排列图，相相关分析，试试验设计等方方法，从可能能的多因素原原因中找出主主要原因，l 应用失效树分析析（FTA）找找出复杂系统统的失效原因因与机理。l 充分发挥小组的的经验，采用用头脑风暴法法，对可能的的原因进行归归纳分析。 与制造装配有有关的原因。这这里主要是指指由于所拟定定采用的制造造装配设计计在技术上或或操作者体力力上的限制与与难度，以及及容易产生误误操作而引起起的潜在失效效。也就是说说是与产品设设计中可制造造性与装配性性有关的问题题。纯属制造造与装配过程程有关的问题题，原则上可可由PFMEEA来进行。下下面是一些典典型的例子：l 零件正反面均可可装入，左右右相近的零件件无明显标志志引起误装配配而造成失效效，l 缺乏适宜的对中中设计，使对对中困难，容容易对中错误误，l 技术规范要求与与现有的过程程能力不协调调，l 材料热处理规范范使零件表面面过硬，致机机械加工困难难，l 用手举起装配的的零件过重，使使操作者易疲疲劳，或难以以正确安装，l 设计的加工装配配、空间过小小，使工具无无法操作，l 接近性差，拆装装，维修困难难。l 加注液体的口，经经常需要检查查、调整、保保养的部分难难以接近，可可视性差。l 产品设计对制造造装配的变变差过于敏感感。综上所述，在产产品设计的FFMEA中对对制造装配配问题的考虑虑，可以归纳纳为：a.误误操作，b.技术与体力力的限制，cc.对变差的的敏感性。一个好的产品（或或系统）设计计，应考虑对对制造中各种种因素（或构构成系统、总总成的零件、元元件）的变差差的容忍必性性，不敏感性性，也就是提提高产品设计计的健壮性。2.8 失效效模式出现可可能性大小的的评估频度（OO）某种失效模式可可能产生，也也可能不产生生，究竟产生生的可能性有有多大？对出出现可能性大大的，当然要要格外引起重重视，说明其其风险大。在QS90000的DFMEEA手册中，引引入了从110的所谓谓的频度（OO），英文OOccurrrence。表表中的频度估估计是跟随着着原因机理理，相对于一一个原因机机理，有一个个频度。注意意的是，这里里讲的频度是是指由于该原原因机理而而产生的失效效模式出现的的可能性。下表是手册中推推荐的频度数数估计参考表表失效发生可能性性可能的失效率频度数1/210很高：失效几乎乎是不可避免免的1/39高：反复发生的的失效1/881/207中等：偶尔发生生的失效1/8061/40051/20004低：相对很少发发生的失效1/15000031/15000002极低：失效不太太可能发生1/150000001频度的估计可以以参考以下资资料：l 类似零件或子系系统的维修资资料；l 设计的零件与过过去零件的差差别；l 使用条件有否变变化；l 有关新设计或修修改设计的工工程分析资料料。 2.9 现行的设计计控制对潜在的失效模模式及其起因因，重要的是是采取预防措措施。以防止止这些失效模模式成为事实实。为此，我我们要首先对对目前已经用用于相同或相相似设计中的的控制方法进进行分析，评评估这些方法法的有效性及及其风险。我我们也可以把把设计控制比比喻成预防潜潜在失效变成成现实或减少少其出现可能能性的防线。 典型的设计计控制有：工工程计算、材材料试验、设设计评审、台台架试验、可可行性评审、各各种设计验证证方法，样件件制造与试验验、道路试验验、车队试验验，等等。我们可以把设计计控制按优先先采用的顺序序，分成三种种，或者形象象地比喻为三三道防线。 优先采用的第第一种方法，即即第一道防线线是：防止失失效模式的原原因机理发发生，或减少少它出现的可可能性。例如如，通过工程程分析，使零零件具备充分分的合理的强强度、刚度、寿寿命等；通过过材料试验与与分析，使材材料具有良好好的耐腐蚀性性；通过实体体仿真，模拟拟制造和装配配过程，观察察分析是否存存在可能的失失效，等等。第二种方法，即即第二道防线线是：在只知知失效模式，而而对造成该失失效模式的原原因机理不不清的情况下下，找出造成成该失效模式式的潜在原因因机理。例例如，通过台台架试验找出出造成齿轮表表面损坏的原原因，找出发发动机早期磨磨损的原因，等等等；通过试试验设计等方方法找出各种种因素变差对对系统变差的的影响，从而而找出防止失失效的优化方方案等。 第三种设计计控制，即第第三道防线是是：在不清潜潜在的失效模模式情况下，找找出可能的失失效模式。最最典型的这类类方法是汽车车的整车道路路试验。道路路试验对于产产品设计的最最后验证是十十分重要的，但但由于其粗糙糙性与综合性性，依靠它进进行设计控制制的风险是很很大的。 综上所述，应应优先采用第第一种方法，其其次是第二种种方法，第三三种方法只能能做为最后一一道防线。当当然，没有任任何设计控制制，设计将具具有很大盲目目性，风险极极大。 从时间角度度考虑，设计计控制采取的的越早越好。这这将有利于失失效的早期识识别和预防，降降低开发成本本，缩短开发发周期，降低低风险。 需要加以强强调的是，用用于制造、装装配过程的检检验和试验不不能视为设计计控制。2.10 设计控制方法法有效性的评评估探测度（DD）所谓探测度是指指所采用的第第2种设计控控制方法能探探测出潜在失失效模式的原原因机理，或或且，采用第第3种设计控控制方法探测测出潜在的失失效模式的有有效性。D是是英文Dettectioon 字首首。探测度也是用1110分来来评估。下表表列出QS99000FMMEA手册中中推荐的探测测度打分表。探测性评价准则：由设设计控制可探探测的可能性性探测度绝对不肯定设计控制将不能能和或不可可能找出潜在在的原因机机理及后续的的失效模式，或或根本没有设设计控制10很极少设计控制只有很很极少的机会会能找出潜在在原因机理理及后续的失失效模式9极少设计控制只有极极少的机会能能找出潜在原原因机理及及后续的失效效模式8很少设计控制有很少少的机会能找找出潜在原因因机理及后后续的失效模模式7少设计控制有较少少的机会能找找出潜在原因因机理及后后续的失效模模式6中等设计控制有中等等机会能找出出潜在原因机理及后续续的失效模式式5中上设计控制有中上上多的机会能能找出潜在原原因机理及及后续的失效效模式4多设计控制有较多多的机会能找找出潜在原因因机理及后后续的失效模模式3很多设计控制有很多多机会能够找找出潜在原因因机理及后后续的失效模模式2几乎肯定设计控制几乎肯肯定能够找出出潜在原因机理及后续续的失效模式式1评估探测度时，首首先确定现有有的设计控制制是否能用来来检出失效模模式的原因机理。如果果可以，它将将可能减少失失效模式出现现的可能性，亦亦即将降低频频度。如果现现有的设计控控制不能用来来检出失效模模式的原因，则则应评价其检检出失效模式式的有效性，或或且，根本没没有设计控制制。试验条件的正确确选择，增加加试验样品的的数量，能提提高设计控制制方法的有效效性。以下我们举两个个例子。例一， 拟采用试验台试试验来找出失失效模式的原原因，试验条条件与现有零零件的试验条条件相似，该该试验对现有有零件是有效效的。而该零零件与现有零零件只有小修修改。试验样样品的数量为为40。经小小组分析，探探测度为3。例二， 某一零件的设计计有明显的改改变。采用的的设计控制方方法是：4辆辆汽车各装11个样件进行行道路耐久性性试验。经小小组评估，探探测度为6。2.11 潜在失效的的风险评估风险顺序序数失效模式的潜在在后果严重度度S，失效模模式的可能频频度O，设计计控制方法对对检出失效模模式及其原因因的探测度DD,联合构成成潜在失效模模式对产品设设计质量的风风险。联合上上述三个评估估分数的常用用方法是，将将它们连乘，得得到所谓的风风险顺序数。当当S10，OO10，DD10时，PPRN10000；当SS1，O1，D11时，RPNN1。显然然，RPN越越大，意味着着设计的风险险越大，越需需要采取措施施。究竟RPN降到到多少，该失失效模式的风风险是可以接接受的？这要要根据企业的的经验来确定定。例如，据据资料介绍，有有的企业将RRPN 划成成三个线：红红线RPN为为125（相相当于5555），风风险严重；黄黄线RPN为为64（相当当于444），风险险较大；绿线线RPN为为27（相当当于333），风险险较小。可供供参考。RPN值的大小小， 也为我我们确定了解解决问题的优优先顺序提供供参考。当RRPN相近的的情况下，应应优先注意SS大的失效模模式，以及SS和O都较大大的失效模式式。S大的失失效模式，哪哪怕出现的概概率很小，一一旦发生，后后果就很严重重，因此，始始终要引起重重视。2.12 建建议措施根据对失效模式式风险评估结结果，经过小小组讨论，决决定是否要采采取措施，采采取哪些措施施。我们所指的措施施是针对产品品设计的措施施。产品设计计的FMEAA中的措施不不应包括在制制造、装配过过程的措施，更更不能依赖过过程检验的强强化措施。采取措施的目标标是降低潜在在失效风险，即即降低失效模模式的严重度度（S）、频频度（O）和和探测度（DD）。降低严重度S，只只有通过修改改设计，使失失效模式改变变或不出现。例例如：改变水水箱支架结构构的联接方式式，大大降低低支架的应力力，使之断裂裂失效不会产产生。降低频度O，也也只有通过修修改设计消除除失效原因或或减少其原因因发生。如改改进材料的规规范，通过有有限元分析改改进结构，改改进表面处理理提高耐腐蚀蚀性，等。要降低探测度DD，应采取更更有效的设计计控制方法，由由第三种控制制方法改变为为第二种控制制方法，由第第二、三种方方法改变为第第一种控制方方法。如除道道路试验外，增增加台架试验验，增加材料料试验，采取取试验设计方方法找出各设设计因素变差差的影响与优优化方案，增增加试验的样样本数和试验验周期等等。2.13 对对被采用的措措施的评价当建议措施被实实施并验证后后,小组将最最终确定采取取的设计措施施(设计改进进和新的控制制措施)。然然后对之进行行新的风险评评估，即估计计采取新措施施后的S、OO和D，并计计算RPN。如如果风险评估估结果仍末达达到预期效果果，小组将进进入新的一轮轮建议措施的的研究验证评估，一一直到可接受受为止。2.14 跟踪建议措施的落实实是十分重要要的，任何建建议措施都应应有具体的负负责人和规定定的完成日期期，小组和主主管设计的人人员要对此负负责到底。DFMEA还应应该是一种动动态文件，它它应体现最新新的设计思想想，包括投产产后发现问题题而采取的设设计修改而进进行新的FMMEA。第3章 制造与装配过程程的潜在FMMEA（PFFMEA）3.1 PPFMEA的的准备工作PFMEA原则则上是在设计计能够满足顾顾客需要的前前提下，对过过程中的潜在在失效模式进进行分析。也也就是说，DDFMEA的的工作不包含含在PFMEEA中。但是是，由于设计计中可制造性性和装配性设设计的缺陷可可能造成过程程潜大失效模模式的发生。因因此，PFMMEA有可能能成为设计FFMEA中对对可制造性和和装配性问题题的补充，应应该反馈到DDFMEA中中去。PFMEA的准准备工作可以以包括： 建立小组 必要的资料，如如：l 过程流程图，l 过程特性矩阵表表，l 现有的类似的过过程FMEAA资料，l 现有的类似的过过程FMA资资料，l 特殊过程特性明明细表，l 工程规范。PFMEA表表格 PPFMEA采采用的表格同同DFMEAA表格。 表表格表头各项项内容的含义义也与DFMMEA大体相相同。需要说说明的是，所所谓关键日期期是指初次完完成PFMEE日期，该日日期的限期是是正式生产之之前。 以下对对表格中各栏栏目的含义、考考虑方法及填填写内容作介介绍。3.2 过程的功功能与要求所谓过程的功能能，是指该过过程或工序的的目的是什么么？例如车削削轴的外径，将将A零件焊接接到B零件上上，装配某总总成，淬火处处理，等等。如果过程涉及到到数个操作（如如总成装配），应应分别把这些些工序作为独独立的过程列列出。如中间间轴装入变速速箱箱体，把把变速箱盖装装上变速箱箱箱体，等。3.3 潜潜在的失效模模式所谓的潜在的过过程失效模式式是指，过程程不能达到过过程功能要求求或过程设计计意图的问题题的表现形式式。一般情况况下，它是指指按规定的操操作规范进行行操作时的潜潜在失效问题题，但由于过过程设计中对对技术与体力力的能力考虑虑不足而造成成的失效，或或容易产生误误操作的问题题也是潜在失失效模式考虑虑的范围。失效模式有两种种类型：I型：不能完成成规定的功能能，如零件超超差，错装。II型：产生了了非期望功能能，如加工过过程使操作者者或机器受到到伤害、损坏坏，产生有害害气体、过大大的噪声、振振动，过高的的温度、粉尘尘、刺限的光光线，等等。对有非期望功能能发生的情况况下，应检查查在功能栏中中是否对非期期望功能的限限值已列出。在考虑过程潜在在失效模式时时，我们常常常使用“零件为什么么会被拒收？”的思考方法法。例如焊接接过程零件被被拒收可能因因为“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件件变形”，等等，那那么，这些就就是潜在的失失效模式。又又例如，一个个箱体与箱盖盖装配后被拒拒收的潜在原原因是：“不密封”、“漏装零件”、“未注润滑剂剂”等。对于试验、检验验过程可能的的失效模式有有两种：接受受不合格的零零件和拒收合合格的零件。零件被拒收，既既要考虑最终终顾客不接受受，也要考虑虑下一道工序序及下游工序序不接受的问问题。如铸件件的偏差使机机械加工产生生不合格，使使动平衡量过过大等。这里里，我们同样样可以运用如如下的原理：上游工序的的失效模式可可能是下游工工序的失效原原因，下游工工序的失效模模式可能是上上游工序失效效模式的后果果。在产品设计FMMEA中已经经分析的失效效模式原则上上不需在PFFMEA中重重复。但由于于产品设计中中对制造性与与装配性考虑虑的不够充分分，对制造装装配过程容易易产生误操作作的防错措施施考虑的不够够充分，而可可能造成过程程失效模式可可以列出。下面举出一些过过程失效模式式的例子，供供参考：零件件变形，钻孔孔偏心，铸件件气孔，铸件件壁厚不均，铸铸件金属不足足，铸件组织织疏松，锻件件裂纹，淬透透层厚度不足足，零件表面面硬度不适宜宜（过硬或过过软），零件件表面光洁度度低，外观粗粗糙，零件玷玷污，零件丢丢失，零件表表面碰伤，零零件落地，零零件腐蚀，总总成泄漏，零零件有毛刺，定定位错误，少少装零件，紧紧固不足，调调整不正确，工工具在零件表表面留下刻痕痕，涂漆表面面泪点，涂漆漆表面不清洁洁，未焊透，焊焊穿，焊接后后变形，焊缝缝外观差，注注塑不充足，注注塑件外观差差，注塑件尺尺寸偏差，电电路断路，短短路。由于设备、工装装设计中的问问题而引起制制造、装配过过程的失效原原则上也应包包括在PFMMEA中。也也可以由设备备、工装的FFMEA来实实施。在QSS9000的的工具与装备备补充手册中中规定了有关关的要求。3.4 潜在在的失效后果果 潜在的失效后后果是指该失失效模式可能能带来的对顾顾客的影响。顾顾客的影响。顾顾客是广义的的，包括最终终顾客、直接接顾客（下一一道工序），中中间顾客（下下游工序）。失失效模式的后后果还包括对对过程本身有有关组成的影影响（如对操操作者与设备备，对环境的的影响）。描述失效的后果果，尽可能采采用表达顾客客关注和感受受的词汇。如如：操作者眼眼睛受伤害，零零件破损将机机器损坏，外外观不良，无无法装配，等等等。对最终终顾客的影响响应使用与产产品的性能有有关的术语来来描述，如噪噪声、振动、工工作不正常、停停止工作、工工作不稳定、操操作力过大、异异味、性能衰衰退、外观不不良、褪色，等等等。对下一道工序或或下游工序的的后果应使用用过程、工序序的性能术语语来描述，如如无法紧固，无无法加工，无无法装配，无无法对中，无无法焊接，无无法平衡，危危害操作人，损损坏设备等等等。3.5 严严重度(S)后果严重重性的评估 严重度是指指失效后果的的严重程度。严严重度采用110分制进行行打分。下表表为QS90000推荐的的打分表。当一个失效模式式有若干可能能的后果，严严重度将列出出危害程度最最大的那个后后果的严重度度分数。后果判定准则：后果果的严重度严重度数无警告的严重危害可能危害机器或或装配操作者者。潜在失效效模式严重影影响车辆安全全运行和或或包含不符合合政府法规项项，严重程度度很高。失效效发生时无警警告。10有警告的严重危害可能危害机器或或装配操作者者。潜在失效效模式严重影影响车辆安全全运行和或或包含不符合合政府法规项项，严重程度度很高。失效效发生时有警警告。9很高生产线严重破坏坏，可能1000的产品品得报废，车车辆系统无无法运行，丧丧失基本功能能，顾客非常常不满。8高生产线破坏不严严重，产品需需筛选部分（低低于100）报废，车车辆能运行，但但性能下降，顾顾客不满意7中等生产线破坏不严严重，部分（低低于100）产品报废废（不筛选），车车辆系统能能运行，但舒舒适性或方便便性项目失效效，顾客感觉觉不舒适。6低生产线破坏不严严重，产品需需要100返工，车辆辆或系统能运运行，但有些些舒适性或方方便性项目性性能下降，顾顾客有些不满满意5很低生产线破坏不严严重，产品经经筛选，部分分（少于1000）需要要返工，装配配和涂装或尖尖响和卡嗒响响等项目不符符合要求，多多数顾客发现现有缺陷4轻微生产线破坏较轻轻，部分（少少于100）需要在生生产线上其它它工位返工。装装配和涂装或或尖响和卡嗒嗒响等项目不不符合要求，有有一半顾客发发现有缺陷。3很轻微生产线破坏轻微微，部分（少少于100）产品需要要在生产线上上原工位返工工，装配和涂涂装或尖响和和卡嗒响等项项目不符合要要求，很少顾顾客发现有缺缺陷。2无没有影响13.6 失失效模式重要要性等级这里指的是被顾顾客(如三大大汽车公司)定义的特殊殊特性。如果果该失效模式式所涉及的过过程特性属于于特殊特性（如如关键特性、主主要特性、重重要特性等），要要用相应规定定的符号在栏栏目中标出。详详见DFMEEA相关内容容中的说明。同同样，PFMMEA也是识识别与确定特特殊特性的重重要工具。3.7 潜在的失效效原因机理理所谓的失效原因因机理是指指使失效模式式发生的原因因，这些原因因的消除，可可以使失效模模式得到纠正正或控制。一个失效模式可可能只有一个个可能的原因因，也能有若若干个可能的的原因，都应应该考虑到。在考虑失效原因因时，首先考考虑的是输入入本过程的零零件材料是是正确的情况况下可能的原原因是什么？然后，再考考虑由于输入入资源的不正正确的情况下下可能的原因因是什么？记住：上一道工工序的失效模模式可能是下下一道工序的的失效原因；下一道工序序的失效模式式可能是上一一道工序失效效模式的后果果。误操作（人的误误操作，机器器的误操作）是是失效模式的的可能原因之之一。下面列举一些典典型的过程失失效原因：测量数据不正确确，焊接电流流不适合，加加热时间过长长，加热温度度过高或不足足，通风不足足，润滑不足足，零件丢失失，刀具调整整错误，刀具具易磨损，拧拧紧力矩过大大或过小，机机床转速不稳稳定，定位错错误，定位肖肖易磨损，喷喷咀堵塞，材材料过硬或过过软，板材厚厚度变差过大大，毛坯组织织疏松与气孔孔等等。分析失效原因的的办法，应使使用现有类似似过程的失效效分析资料，同同时应用工序序上下的关系系，应用“五个为什么么？”方法，应用用因果图、排排列图等方法法。复杂的多多因素问题还还可以采用正正交试验方法法，找出引起起失效的主要要因素。3.8 失效效模式出现可可能性大小的的评估频度（OO）频度是指由某一一原因使失效效模式发生的的可能性大小小的评估。频频度采用100分制。QSS9000的的打分表如下下：失效发生的可能能性可能的失效率CPK频度数很高：失效几乎乎是不可避免免的1/20.33101/30.339高:一般与以前前经常发生失失效的过程相相似的工艺有有关1/80.5181/200.677中等:一般与以以前时有失效效发生,但不不占主要比例例的过程相类类似的工艺有有关1/800.8361/4001.0051/20001.174低:很少几次与与相似过程有有关的失效1/1500001.333很低:很少几次次与几乎完全全相同的过程程有关的失效效1/15000001.502极低:失效不大大可能发生。几几乎完全相同同的过程也未未有过失效1/150000001.671频度评估的依据据主要参考已已有过程或类类似过程的统统计资料，如如过程的CPPK值，PPPM值，故障障率等。对于于无历史资料料参考的过程程，根据小组组的经验，工工程判断来估估计。3.9 现行行的过程控制制所谓现行的过程程控制是指目目前采用的防防止失效模式式及其原因发发生，或降低低其发生的可可能性，或在在过程中查出出这些失效模模式以采取措措施防止不合合格品产生或或流入下游工工序的措施。过程控制方法，同同设计控制方方法一样，有有三种不同深深度的方法，或或称三道防线线。第一种方法：防防止失效原因因机理的发发生，或减少少其发生的可可能性。如采采取有效的防防错设计，防防止错装、漏漏装发生（错错装、漏装情情况下，过程程不能进行）。第二种控制方法法是找出失效效的原因机机理，从而找找出纠正措施施。例如，通通过初始过程程能力研究，找找出变差的特特殊原因，从从而采取措施施，使过程受受控。利用排排列图法，找找出造成缺陷陷与拒收的主主要原因，次次要原因，采采取措施。第三种控制方法法是查明失效效模式。例如如利用产品的的最终检验（抽抽样检验或1100检验验）查出缺陷陷（即失效模模式），再采采取纠正措施施。优先采用的控制制方法是第一一种，其次是是第二种，最最后是第三种种。当然最差差的是没有任任何过程控制制。依靠检验，剔除除不合格品，或或对不合格品品采取返工的的过程控制方方法是一种事事后措施，它它承认会产生生不合格，也也就是承认浪浪费。抽样检检验还相当的的风险。从这这点考虑，在在过程中控制制措施采取的的越早越好。3.10 过过程控制方法法有效性的评评估探测度（DD）探测度是指零件件在离开该制制造工序或装装配工序之前前，采用上述述的第二种控控制方法找出出失效模式原原因机理，和和第三种控制制方法找出失失效模式的可可能性大小。换换句话说：假假设发生了某某一失效模式式（缺陷），在在该失效（缺缺陷）零件离离开该过程之之前，现行的的过程控制方方法发现出该该失效模式，阻阻止它发送到到下一道工序序，阻止这种种失效模式在在过程继续发发展的能力，定定义做探测度度。随机抽查，很容容易让个别缺缺陷遗漏过去去，这种方法法不能改善探探测度。以统统计原理的抽抽样检测则是是有效改善探探测度的措施施，增加样本本容量和抽样样频率都有助助于改善探测测度。但要注注意，要区别别频度和探测测度的概念，频频度低并不等等于探测度低低。探测度也是采用用10分制来来评估，分数数越高，表明明过程控制方方法有效性越越差。QS90000采用的评评分表如下：探测性评价准则：在下下一个或后续续工艺前，或或零部件离开开制造或装配配工位之前，利利用过程控制制方法找出缺缺陷存在的可可能性探测度几乎不可能没有已知的控制制方法能找出出失效模式10很微小现行控制方法找找出失效模式式的可能性很很微小9微小现行控制方法找找出失效模式式的可能性微微小8很小现行控制方法找找出失效模式式的可能性很很小7小现行控制方法找找出失效模式式的可能性小小6中等现行控制方法找找出失效模式式的可能性中中等5中上现行控制方法找找出失效模式式的可能性中中等偏上4高现行控制方法找找出失效模式式的可能性高高3很高现行控制方法找找出失效模式式的可能性很很高2几乎肯定现行工艺控制方方法几乎肯定定能找出失效效,模式，已已知相似工艺艺的可靠的探探测控制方法法1在我们还没有十十分有效的第第1，2种控控制方法的情情况下，有时时要采用1000检验的的办法。但是是这种方法不不但成本高，而而且也不一定定是绝对把握握的。它会受受到测量系统统变差的影响响。100目视检查法法还受到人的的判断能力的的影响，以及及失效模式性性质是否易于于用目视方法法发现。因此此也不能认为为100检检查就具有高高的探测度。3.11 潜在失效模模式的综合风风险评估风险顺序数数RPN风险顺序数是SS、O、D的的综合。在QQS90000FMEA手手册中，采用用RPN=SS*O*D的的连乘计算方方法。RPNN在110000之间。RRPN越高，意意味着风险越越大，它可以以提供我们对对问题的轻重重缓急进行排排序，对RPPN大的失效效模式优先采采取纠正措施施，以减少它它的风险。记住：在一般实实践中，不管管RPN的结结果如何，当当严重度S高高时，就应该该特别加以注注意。RPN值的经验验界限，将根根据企业的经经验来判断。可可参看DFMMEA中相应应的叙述。3.12 建议措施当失效模式的PPRN估计完完成后，则应应按其大小次次序以及失效效模式的严重重度来考虑纠纠正措施，以以降低S、OO和D。降低S，只有通通过修改设计计（包括产品品设计与过程程设计）才能能实现。例如如，改变复杂杂铸件的设计计与铸造过程程，消除铸造造中的某种失失效模式。为减少O，也需需要改进产品品与过程的设设计。例如采采取防错设计计，减少误操操作的可能性性。采取统计计过程控制（SSPC）预防防失效的发生生。为减少D，仍然然需要改进过过程或设计。当失效模式的原原因不清楚时时，应采用试试验设计，因因果图等方法法，找到失效效模式的原因因，从而采取取针对失效模模式原因的控控制措施。采用统计过程控控制（SPCC），把重点点放在预防失失效的发生，而而不是放在产产生缺陷后将将之检测出来来。提高检测力度，虽虽然能一定程程度降低O，但但一般说来是是不经济的，效效果较差的控控制方法。1100检验验的有效性也也要具体分析析，一般只能能作为临时性性的措施。应应避免采用随随机抽样和1100检验验方法。PFMEA的重重点放在过程程设计本身，不不要过多依赖赖于产品设计计的修改来解解决问题。但但是，也要考考虑产品设计计中有关可制制造性与装配配性问题，降降低过程变差差对产品特性性的敏感性。依依靠同步技术术和小组的努努力，使产品品设计与过程程设计最好的的协调，降低低成本，满足足顾客的需要要与期望。对所建议的措施施应落实责任任和实施日期期。3.13 对被采用的的措施的评价价在对所建议的措措施实施后，小