一篇文章读懂 PFMEA

一篇文章读懂PFMEA一、什么是FMEAFMEA即FailureModeandEffectAnalysis-失效模式及影响分析，是汽车行业产品设计及开发过程中常用的风险管理工具，其根本目的是实现稳健的产品及过程设计。一般来说FMEA有以下三类：PFMEA-ProcessFMEA，用于过程设计DFMEA-DesignFMEA，用于产品设计CFMEA-ConceptFMEA，用于概念设计二、FMEA的发展历史一般认为美国航空航天局NASA在其I960年代的阿波罗项目中首先开始应用FMEA，尔后福特汽车在1970年代将FMEA推广至汽车行业，目前几乎所有工业领域都在广泛使用FMEA。下图简要展示了FMEA发展历史。三、FMEA开发总体要求目前在我们国家汽车行业的零部件供应商中，真正有效开发和使用FMEA的供应商非常少。其最主要原因，是对FMEA这个外来工具理解不够深入。从宏观来看FMEA的开发要注意以下几点：主动预防，至下而上FMEA思维一是基于预防，二是至下而上(Bottom-up)。这意味着，无论是设计一个新产品，还是开发一个新的制造过程，都不能盲目地“撸起袖子”就开干，而是先要把相关人员邀请过来头脑风暴，一起完成风险识别与分析，在把其结果输入到后续的产品或过程设计开发中。动态文件PFMEA和Controlplan一样，是一个动态文件(alivingdocument)，需要不断的完善更新，并始终展示最新修订日期及原始文件编制日期。团队工作PFMEA是一项团队工作，由一个人做出来的那不是PFMEA，而只是个形式。PFMEA开发的参与者包括核心团队(coreteam)及支持者(Supporter)，其中核心团队一般是要参与到PFMEA的每个阶段的Stakeholders，一般要包括技术部门、制造部门、质量部门等；支持者supporter要包括领导者及其他部门，他们在需要时提供支持，如PFMEA最终要由负责技术的管理层参与审批。PFMEA内容要达成团队共识，注意团队共识不是少数服从多数，也不是下级服从上级，而是在讨论过程中逐渐达成一致。逻辑严密(Robust)在开始讨论PFMEA之前，一般会先有PFD-ProcessFlowDiagram-过程流程图，在PFMEA之后有过程控制计划PCP-ProcessControlPlan；PFD、PFMEA、PCP三大文件的逻辑要保持一致，最基本的要求是三者的步骤编号要一一对应。(PFD确保失效分析不出现遗漏项，PCP明确PFMEA中所确定的控制措施，PCP中所列出的控制措施及反应计划应在相应的0IS中体现)四、FMEA开发要点下图展示了PFMEA模板。我们今天把理解最容易跑偏的板块跟大家做一个梳理。度蠶当前风险控制原因WWAt*EM建议的行动Howofterii时口凹hlijppeTi?UfiinisncMFunttlcriiHdWCDillTlbt*pr4wn1A-ddittidU4td-d?*PiirTlaTOwEFunctionJDfrgracfedOverTMne*fcruerniiTteniFunctlw-失效严重犬效后果HcwyuodKllih*m曲曲aldfcting|RWhencan卿wron(?tFteFirfiiUvn亠Channel*laSrEnidamtiiPirac寻iuv“rciGuicks-s功能/要求PtawtsnuErtirE匚口ikiWtiulc-nnbedofivE?亠Dfi-eifl-nC忡snpe曲MdaursAhtinKrTCiJL.DMJ1）功能要求功能要求既包括过程特性和产品特性两大类。过程特性:过程参数及过程要求,即加工条件和加工参数产品特性:产品规范,如尺寸性能对于同一个Operation上有多个操作动作的（anoperationforamultistationmachineorsequentialprocessinonepieceofequipment）,不管是人工操作还是极其操作,需要细化到每一个操作,比如:Operation#20:DrillholesizeXmm,throughdepthOperation#20A:WeldpartAtopartBformingsubassemblyXOperation#20B:AttachsubassemblyXtoassemblyYPFMEA中明确功能要求非常关键，功能要求不明确，则失效模式会遗漏。定义功能要求尤其要注意新工艺,新技术,新环境,以及以前出过问题的环节。2）潜在失效模式失效模式是针对特定Operation进行的,对象包括过程特性和产品特性;某失效模式可能会成为下游工序另一个失效模式的原因,也可能是上游工序某失效模式的结果。一般来料问题不列入失效模式分析，即一般假定来料是满足要求的（来料的变差可能需要考虑），除非历史记录显示该来料存在不可解决问题，需要在后续制造过程中予以关注。失效模式的确定方法：功能丧失、功能过度降低、间歇性功能、功能随时间的衰退、非预期功能。失效模式分析要回顾DFMEA的功能要求，以及同类或类似产品的历史问题。3）失效模式的后果（影响）后果分析是要站在顾客的角度，即分析失效对顾客的影响。顾客包括内外部客户，及法律法规要求（如环保法）：OperatorsafetyNextuserDownstreamusersMachines/equipmentVehicleoperationUltimatecustomerCompliancewithgovernmentregulations4）严重度对于有多个不同失效模式的操作，严重度记录“影响最恶劣”的那一个；严重度只能通过变更产品或过程设计来降低；影响安全的失效模式严重度取9-10，严重度为1的可不进行分析。5）潜在失效原因此条的分析的是，当一个失效模式出现时，我们可以针对哪些环节作一些纠正或控制。一个失效模式可能对应多个失效原因，判断失效原因是否全部找到的方法是，问一个问题：如果纠正了这些原因后失效就100%消除了吗？有时候我们会难以判断多个原因中哪些是主因，这个时候我们可能会用到DOE试验设计。如失效原因最终没能找到，则应针对失效模式采取遏制措施（探测控制）。失效原因的描述要具体，不能模棱两可，如“operatorfailstoinstallseal”是具体的可接受的，而“operatorerror”，“machinemalfunction”这种宽泛的描述则是不合格的。6）特性分类影响整车安全、产品功能、法律法规符合性、操作安全（operatorsafety）、顾客满意的特性（过程&产品）需要作识别。具体符号根据顾客及组织的流程要求确定。7）发生度发生度应针对失效原因分别确定，若无法分清某个失效原因对应的失效发生率，则按保守原则以失效模式的所有发生率来确定发生度。失效发生率包括：本过程步骤检验探测到的发生率、流到下游工序的发生率、流到直接客户的发生率以及在最终用户处所反馈的发生率。Sugg&tedPFMEAOceurrenceEvaluationCriteriaProMbiHty、ofFtiihireLikelyRritlntjgVeryHigii:PersistHQOpsrthomauiipiec&s珂5Gpert/iousmdpieces9Ft榴廿fit曲悴20pertiiottstrndpieces$0perttiofisimdpieces7Moderate:OccGsjraIJaiiuresSpar曹k佃跻dprecis62曾讹血日嗣pj&cesIp&Tprees4賈闪旳口门1伽filjUtTGS0.5perpieces3fl7perthai/sanapiecesRefnore:Failureisrmlikeiyprtlwiisanpieces当前控制方式当前控制措施包括预防控制(error/mistakeproofingorStatisticalProcessControl)和探测控制(post-processevaluation)，“当前措施”应是在本过程或类似过程的中已落实的措施或已证明有效的措施。预防控制优先于探测控制，因此首先要考虑预防控制。预防控制措施可以影响发生度但不能降低严重度；探测控制措施影响探测度，但不会影响严重度和发生度。预防和探测控制措施都可以针对失效原因和或失效模式。当失效原因与设计有关时，意味着需要在过程中采取预防(防错)或探测(探错)等措施弥补设计暂时无法克服的缺陷，对于不能避免/预防的问题，考虑更改设计。注意：所确定的控制措施必须能验证其有效性，“加强培训”不是真正的预防控制措施，它的有效性无法得到验证，PFMEA中应杜绝将“加强培训”列为控制措施。探测度探测度是指在失效发生后，基于当前的控制措施多大程度能防止缺陷流出。不要想当然地认为发生度低，探测度就高。随机抽样难以检查出单例的孤立缺陷，因此可认为其随机抽样是无效的探测措施，而基于统计学的合理抽样是有效的探测措施。探测度是一个相对概念，不是绝对的；当没有采取探测措施时，如果采取了防错(Error-proofing)措施，则探测度D=1，否则探测度D=10。探测度是根据探测措施类型来评价的，即探测措施类型决定探测的有效性，如下表。nri別百护鸟询口FFhiE出PfrUtticnEaiujiKncnwna|InspedioriTypeCWJ加mmAiwjrfriffwitfripAmc曲WzM右Kirr3士SznKfHHIChaciB-MF-MrtiuilmiMehatfJkirTOYflnrNaoihGonnvrtG*ftjwoMiriwr匸砂僧(MMKntfdfflltllMWtCiMrcruwrNDtXHHlCmItbJuAitPdarRUiiurLnipKBojTP枷fiWigilLVWCoHfineJiHaw辱pwofDwpfMJi12占昌用曲ii“My*日.mutriusrn.jswlwioirlj7e.a-CenHdii11CiMfririm-a*hrti幵M得曲cihjnjHflrn+ihMfi,xurfl-u.SFCiUIkiUrAlPioc耳Cdurtn6rifdewcUwihrZ4a曲*/nn*41帀flrrJiUfttRTBhUIMOJi庁星伽fie|jgMnpxfonmrfer?目GW%訐Shrpjm鼻iT*f存丄rf,hhirAIbA吐峠也)伸asCDHEMAMfllJfeedFirrEsr口一吕凹&*aIn.fLi-Jik=qjfj-rb-pw-r!nnaW/話offpwnfewfanj石.u畫n#斗cM*|fnr*l-idjp群Td4ConffEfifhanfeodclurwBnKLE(mP*mcitWiiWUrtonGRsitwEhrjcrMMi-dniipbttqwitrfef甲wvliBini巧flluJnjvLtj0rtDFJ-E4pAjvi.14y)|中.CfaMR兴#1lrr-|1FGAIWUMIWrfUAM4AtrrrirpTMMf斗iP+JLRTH岬卄Cffstn1Tpd-1AErrprPnwfcsBDaiRgCLUhuMiFipwSflrrkrte诙祁啊vw忤辭orRpeUjiw4-orogwg10）风险等级RPN=S*O*D,RPN不是识别采取优先措施的唯一指标，因此不要设置RPN阀值，说“RPN超过某个值就要采取行动，低于某个值就不需要采取行动”。11）建议措施制定建议措施的目的是降低风险，优先考虑用预防性措施来降低发生度；建议措施关注的顺序：1）高严重度（S=9/10,0Hl）；2）高危害度（S=5-8,0=4-10）；3）高RPN。任何严重度达到9/10等级的失效模式，必要要评估通过设计变更或过程变更来降低严重度/发生度的可行性。经评估后无需采取建议措施时，在建议措施栏写“无”；若未确定是否采取建议措施，则建议措施栏暂时留“空白”。