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潜在失效模式及后果分析Potential Failure Mode and Effects Analysis向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysis课程内容n基本概念nPFMEAnDFMEA向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysis第一部分 基基本本概概念念向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisFMEABackground背景資料背景資料 失效模式及后果分析Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)60年代中期发展，美国太空总署(NASA)用于阿波罗项目初用于航天工业，核电科技，及后引入汽车工业现时全球广泛应用在技术上等效于SAE J-1739向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis 什么什么是是是是FMEA?FMEA?FMEAFMEA是是一组一组系系统化的活动，其目的：统化的活动，其目的：认可并评价产品认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果；过程中的潜在失效以及该失效的后果；确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施；确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施；将全部过程形成文件。将全部过程形成文件。所有的所有的FMEAFMEA都关注设计，无论是产品设计或是过程设计。都关注设计，无论是产品设计或是过程设计。向兴球2007讨论：FMEA与FMA、FTAnFMA：失效模式分析nFMEA与FMA有哪些不同？nFMEA与FTA有哪些不同？向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisFMEA的益的益处处BenefitsinFMEA改改进进企企业产业产品的品的质质量、可靠性量、可靠性与与安全性安全性改改进进企企业业公司的形象公司的形象与竞争与竞争力力帮帮助增加客戶的助增加客戶的满满意程度意程度降低降低产产品品开发时间与开发时间与成本成本书书面規定并跟面規定并跟踪踪減少減少风险风险所所采采取的措施取的措施向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis时间客户投诉 Complaints制造及装配 Manufacturing and Assembly设计批准 Design ApprovalFMEA产品策划Product Planning设计Design制造Production应用 In use预防 Preventive寻找方法及解决问题Problem Solving成本Cost1000100101各阶段纠正问题的成本各阶段纠正问题的成本各阶段纠正问题的成本各阶段纠正问题的成本QualityCostoftheproblemsinvariousstagesQualityCostoftheproblemsinvariousstages向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisFMEAFMEA的使用的使用的使用的使用情形情形情形情形 ConditionsintheuseofFMEAConditionsintheuseofFMEA情形情形1 1 新新设设计计、新新技技术术或或新新过过程程。的的范范围围是是全全部部设设计计、技术或过程技术或过程情形情形2 2 对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有）。）。FMEAFMEA的范围应集中于对设计和过程的修改、由的范围应集中于对设计和过程的修改、由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。情形情形3 3 将现有的设计和过程用于新的环境、场所或应用（假设对将现有的设计和过程用于新的环境、场所或应用（假设对现有的设计和过程已有现有的设计和过程已有FMEAFMEA）。）。FMEAFMEA的范围是新环境或场的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响。所对现有设计或过程的影响。向兴球2007讨论：n老产品是否要进行FMEA分析？n不做APQP的产品是否要进行FMEA分析？向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis誰編制誰編制FMEA？WhoshalleditFMEA?小组小组以设计工程师为主的小组以设计工程师为主的小组小组：可以包括设计、制造、分析小组：可以包括设计、制造、分析/试验、可靠性、材料、质试验、可靠性、材料、质量、服务、供方，以及更高或更低一级的设计人员量、服务、供方，以及更高或更低一级的设计人员向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisFMEAFMEA是一份是一份动态文件动态文件动态文件动态文件更新条件更新条件 凡对产品设计、应用、环境、材料或对产品的制造或装凡对产品设计、应用、环境、材料或对产品的制造或装配过程考虑有更改时配过程考虑有更改时在设计或制造在设计或制造/装配过程中发生显著变化时装配过程中发生显著变化时何時更新何時更新FMEA？WhentorenewFMEA?向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA工程师来协助小组的工作是非常有益的。FMEA工程师工程师FMEAENGINEER向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007讨论：nFMEA与实物质量管理的联系？n实物质量管理与产品开发的联系？nFMEA与交付后PPM的联系？向兴球2007潛在失潛模式潛在失潛模式PotentialFailureModeFind Defects after the productionCustomer not satisfyPotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis第二部分第二部分设计设计FMEA（DFMEA）xxqxxq向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisDFMEA主要是由“负责设计的工程师/小组”采用的一种分析技术应评估最终产品以及与之相关的零部件、子系统和系统以其最严密的形式总结了一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计组的设计思想向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis顾客的定义DFMEA中“顾客”的定义为：-不仅仅是指“最终使用者”，还包括负责车型设计或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、装配和售后服务的工程师要求对所有新的部件、更改的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行DFMEA向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis小组努力FMEA可成为促进有关部门之间充分交换意见的催化剂DFMEA是一份动态文件，应在一个设计概念最终形成之时或之前开始，并在产品加工图样完成之前全部结束DFMEA不是靠过程控制开克服设计中潜在的缺陷向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisDFMEA的开发(手册的说法）DFMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始（见附录A）框图的复制件应伴随FMEA过程具体的FMEA表格内容如下：向兴球2007DFMEA的准备n设计意图：产品期望做什么和期望不发 生什么的一个清单。应考虑 产品的应用环境和法规要求n框图：说明系统间/子系统间/零件间的逻 辑关系：连接、能量/信息等n历史信息：类似产品的DFMEA及FMA向兴球2007练习：n以手机为例，画出手机的框图。n要求：描述工作环境极限条件、用框图描述电池、前盖、后盖、键盘、显示屏、芯片等子系统/零件的关系（连接方式、能量传递、同一环境等）。向兴球2007SFMEA与DFMEAnSFMEA不是一种新的FMEA方法。n根据组织的产品特点，可能有几个级别的SFMEA，也可能没有SFMEA。n针对自行车（系统）、车架（子系统）功能的DFMEA就是SFMEA，针对“下部前车管”功能的则是DFMEA。向兴球2007系统 FMEA-接口和交互作用环境子系统D子系统A子系统B子系统C向兴球2007接口与交互作用n上图中，任何接口系统间都可能发生交互作用。如：子系统A加热，会导致D、E通过各自的接口也获得热量，而且A还向环境释放热量。n交互作用还可能通过环境的传递发生在“非接触”的子系统之间。如：如果环境湿度很大，AC是不同金属，由非金属B隔开，但由于环境的湿度，AC之间仍然会发生电解反应。向兴球2007系统FMEA项目、功能和失效模式系统系统自行车自行车设计目标：n3000小时无保养，寿命10000小时；n99.5%的成年男子可骑用n功能：便于使用失效模式：方向把不灵活 脚踏板不好用功能：使用可靠失效模式：链条断开 车胎漏气子系统子系统车架车架功能：支撑座位失效模式：断裂 过大变形功能：好看的外观失效模式：漆皮剥落 退色子系统子系统-把手总成把手总成子系统子系统-车座总成车座总成部件部件上部车架上部车架功能：提供结构性支撑失效模式：结构性失效 过大变形功能：提供安装尺寸控制失效模式：安装尺寸过长 安装尺寸过短部件部件-下部前车管下部前车管部件部件-链轮管链轮管向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis表头FMEAFMEA编号编号系统、子系统或零部件的名称及编号系统、子系统或零部件的名称及编号设计责任设计责任编制者编制者车型年车型年/车辆类型车辆类型关键日期：指关键日期：指FMEAFMEA初次预定完成的日期，该初次预定完成的日期，该日期不应超过计划的生产设计发布的日期日期不应超过计划的生产设计发布的日期FMEA日期核心小组向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis项目/功能填入被分析项目的名称和编号用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能如果该项目有多项功能，且有不同的失效模式，应把所有功能都单独列出向兴球2007项目与功能n期望的功能：系统/子系统/零件的作用n运行环境条件：在什么样的条件下工作n设计可靠性、寿命、耐久性目标n非期望的功能：如果有，列出法规要求n应尽可能给出可度量的要求n应把所有的功能单独列出向兴球2007FMEA练习功能列出产品的功能清单n以小组为单位n选择手机或其零件（如机盖、电池），或你们小组定义的产品n尝试建立一个功能清单的检查单向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效模式是指系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式对一个特定项目及其功能，列出每一个潜在失效模式只可能在特定的运行环境条件下以及特定的使用条件下发生的潜在失效模式也应考虑应用规范化、专业性的术语来描述向兴球2007潜在失效模式A、不能完成规定的功能n突发型：断裂、塑性变形、碎裂、失稳、短路、断路、击穿、泄漏等n渐变型：磨损、腐蚀、龟裂、老化、变 色、热衰退、蠕变、低温脆变、性能下降、渗漏、退色、失去 光泽、信号弱向兴球2007潜在失效模式B、产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放、烫伤、冻伤、触电、光对眼的伤害等 还包括对儿童：误食、机械伤害等n当可能存在这类失效时，应确认是否已有限制要求，如没有，是否应加以补充向兴球2007潜在失效模式n硬件：断裂、弯曲、腐蚀、松动、粘结、裂纹、短路、泄漏、渗漏、滑落、氧化、生锈、支撑不够、信号不足、堆积、外观不良、客户不满意、影响美观、不能紧固、异色、雨水进入汽车、不稳定状态、保存期太短n散装材料：过厚/过薄、酸性或碱性过强、过暗或过亮、过粘、功能损失、时强时弱、不可显示、配合性差、无法粘住、剥落、碎屑向兴球2007潜在失效模式n标准化：组织应运用对产品的经验定义各种缺陷，以实现术语规范，确保小组人员对缺陷理解一致；并有利于缺陷统计。n历史资料：组织在长期的生产过程中所积累的经验应按缺陷或起因/机理进行分类统计。向兴球2007FMEA练习 编制失效模式定义表，书面描述以下内容：n失效模式名称n失效模式的表现/定义n发现的时机/人（制造者、检验人员、下道工序、顾客等）n关联功能（含上级系统）向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效后果是指失效模式对系统功能的影响要根据顾客或经理可能发现的情况来描述失效的后果（顾客可以是内部或外部）应记住不同级别系统、子系统和零件之间还存在系统层次上的关系向兴球2007潜在失效的后果考虑以下方面：n对完成功能的影响n对上级系统和系统内其他零件的影响n对所有顾客的影响（包括使用成本）n对法规的影响n对营销方案/的影响n对可制造性/可装配性的影响向兴球2007失效链n汽车长时间使用-环境条件n水箱密封老化-失效模式n水箱渗漏-直接后果n发动机过热-中间后果n发动机损坏-中间后果n汽车停驶-最终后果向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis严重度（S）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的评价指标要降低严重度只能通过修改设计来完成向兴球2007严重度评价准则后果评价准则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安全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，它是在具有失效预兆的前提下发生的，影响到行车安全或不符合政府的法规9很高车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8高车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意。7中等车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目不能运行，顾客不满意6低车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目的性能下降，顾客有些不满意5很低配合和外观/尖响和卡塔响项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。4轻微配合和外观/尖响和卡塔响项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和外观/尖响和卡塔响项目不舒服。有辩识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无无可辨别的后果1向兴球2007散装材料DFMEA（与前表结合）受益者失效后果严重度消费者（如车辆购买者）所有者安全问题10所有者非常不满意（失去忠诚度）8所有者较不满意（不方便）6所有者略不满意（烦恼）4顾客（如车辆制造者）制造厂安全问题10可能导致车辆召回9中断生产线运行8加大保修成本7报废7法规性处罚7较多的返工（小于20%或较多的返修）5制造厂不满意4较少的返工（小于10%或简单的返修）3向兴球2007严重度评价理解nFMEA小组应对评价准则和分级规则达成一致意见。n组织可对准则进行修改，不推荐修改9和10的准则。n严重度的定级可以通过修改设计、使之补偿或减轻失效的后果来降低。如：“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。n“车辆/项目”在用于其他产品时，可理解为“最终产品/生产产品”。如电视机/显示器、电脑/接线端子等。n910：与安全/法规有关,58：与性能/功能有关 24：与外观和感觉有关n严重度为1的失效模式不应进行进一步的分析。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis级别是指产品特性分级应用适当的方式进行标识每一个在DFMEA中标识的特性均应在PFMEA中有特殊的过程控制向兴球2007级别特殊特性n特性：产品或零件的尺寸、性能、外观、重量等可定义的固有的特征。n特殊：一种是与安全和/或法规有关，即该特性影响安全和/或法规；一种是该特性的波动会影响到产品或零件的基本性能，但不会影响到安全和/或法规。n符号：在级别这一栏内，填上代表特殊程度的 符号。如关键：KC；重要：SC向兴球2007福特的特殊特性识别规则nSCs 和 HICs 不局限于零件的特性。过程参数对于零件的特性同样重要。过程参数必须被识别为SCs 和HICs，同时必须通过控制计划监控和管理。n关键特性CC或倒三角只能由福特设计和发布活动识别，同时必须在福特图纸和/或工程规范规定。供应商，无论是否是FSS，不得在其DFMEA/PFMEA上识别任何CC特性。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效的起因/机理是指一个设计薄弱部分的迹象，其作用结果就是失效模式应列出所有可以想象的失效起因/机理应简明扼要、完整的将起因/机理列出来，使相应的起因能采取适当的纠正措施向兴球2007失效的潜在起因与机理n对DFMEA而言，失效的潜在起因与机理是指可能存在的设计薄弱部分。n不要把产品的工作环境作为分析目标，要分析产品内在的原因。n查找原因的方法：失效链、因果图、排列图、FTA、五个为什么、小组经验等。n类似产品的FMA资料非常重要。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007失效的潜在起因与机理A、与制造和装配无关的n原因：材料、尺寸、公差、连接方式、说明书、计算、可靠性目标、空间等还有？n机理：屈服、疲劳、氧化、磨损、蠕变、腐蚀、材料不稳定等还有？向兴球2007失效的潜在起因与机理B、与制造和装配有关的n技术与体力的限制：材料处理、公差、重量、装配空间小、零件数量、维修等n误操作：正反面、左右件/孔、对中困难n对变差过于敏感：产品的稳健性不好n还有？向兴球2007失效的潜在起因与机理 常见的原因包括但不限于：n不正确的制定材料n不适当的设计寿命假设n应力过大n不充分的润滑量n不适当的维护指导书n不正确的算法n不正确的维护指导书n不适当的软件规范n不适当的表面加工规范n不适当的运行规范n过热n不适当的公差向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis频度（O）是指某一特定失效起因/机理出现的可能性通过设计更改来消除或控制一个或更多的失效起因/机理是降低频度数的唯一途径应运用一致的频度分级规则。所谓的“设计寿命的可能失效率”是根据零部件、子系统或系统在设计的寿命过程中预计发生的失效数确定的。向兴球2007频度（发生率）评价准则失效发生的可能性可能的失效率：每1000辆车/项目频度很高：持续性失效大于等于100个 10 50个9高：经常性失效 20个8 10个7中等：偶然性失效 5个6 2个5 1个4低：相对很少发生的失效 0.5个3 0.1个2极低:失效不太可能发生小于等于0.01个1向兴球2007散装材料DFMEA频度定级频次证据类型低（几乎没有）中（偶尔）高（重复）实际情况147类似情况258假设369无任何背景资料10向兴球2007频度评价准则n频度:某一起因/机理在设计寿命内出现的 可能性.n相对性:频度的级别数只具有相对意义,不 是绝对数.n改变:变更设计或改变设计过程(设计检查 表、设计评审、设计导则）可以降 低频度数。向兴球2007评价频度要考虑的问题n类似产品的维修经验；n设计零件与过去零件的差别；n产品的用途有无变化；变化有多大？n产品的使用环境有无变化；变化有多大？n针对新的用途与环境，是否进行了工程分析（如可靠性）？n是否采取了预防性措施？向兴球2007现行设计控制n现行控制：指已被或正在被同样或类似的设计所采用的措施。n现行设计控制有两种类型：预防与探测。n预防性控制措施可能影响频度的定级，探测性的措施直接影响探测度的定级。n确认了预防性措施后，应评审频度数的定级是否需要变化向兴球2007预防性设计控制措施n预防：防止失效的起因/机理或失效模式 出现，或者降低其出现的几率。n预防措施的例子：成熟的设计准则、设计评审、设计检查表、可靠性分析、实体仿真、CAE等向兴球2007探测性设计控制措施n探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。n探测起因/机理：台架试验、实验设计、回归分析等。n探测失效模式：道路试验、整车试验、耐久性试验、寿命试验、破坏性试验等。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis探测度（D）是指在零部件、子系统或系统投产之前，用第二种现行设计控制方法来探测潜在失效起因/机理的能力的评价指标，或者用第三种设计控制方法探测后续的失效模式能力的评价指标向兴球2007探测度评价准则探测度准则：发现率定级绝对不肯定控制措施不能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，或根本就没有设计控制措施。10很极少控制措施只有很极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式9极少控制措施只有极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式8很少控制措施有很少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式7较少控制措施有较少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式6中等控制措施有中等的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式5中等偏多控制措施有中等偏多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式4多控制措施有较多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式3很多控制措施有很多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式2几乎肯定控制措施几乎肯定能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式1向兴球2007散装材料DFMEA由设计控制确定的探测度试验方法的R&R（占公差百分比）证据的质量小于30%30%100%大于100%DOE（反应面分析）147筛选试验258假设/经验369无任何证据10向兴球2007探测度评价的理解n探测度：对设计控制措施中最佳措施发现失效起因/机理及后续失效模式的能力。n相对性：与严重度和频度一样。n降低：改变设计控制措施。如改进设计确认和验证活动。n顺序：预防 寻找原因的措施 寻找失效模式的措施。向兴球2007RPNnRPN=SOD,即在11000之间n高：相对的：组织对“高”的定义会受组织资源和对风险的认识的影响。顾客要求：有些顾客会定义“高”。持续改进：降低RPN值产品改进的目的之一。向兴球2007采取措施的原则（VDA）向兴球2007采取措施的原则n严重性：当严重度是9或10时，必须予以特别关注：确保现行的控制措施和纠正/预防措施已针对了这种风险。n顾客风险：在可能给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以通过消除、减弱或控制起因来避免失效在顾客处发生。n顺序：严重度 频度 探测度向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis责任负责建议措施执行的组织和人员及预计完成的日期向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis采取的措施当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日期向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis措施后的RPN明确纠正措施后，估算并记录措施后的RPN值所有新的RPN都应评审向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis跟踪负责设计的工程师应负责所有建议措施已被实施和落实负责设计的工程师应保证找出了所担心的问题以及建议措施的实施向兴球2007DFMEA的效果跟踪可通过对以下内容的评审确保DFMEA的内容得到有效实施：n评审设计评审、验证和确认计划；n评审产品图样和规范；n评审过程FMEA和控制计划；n评审生产现场指导文件。向兴球2007有效FMEA的特点n所有的特殊特性都被讨论到；nSOD的评价具有一致性；n“高”有明确的定义；n对高的项目，已充分考虑预防/纠正措施；n已考虑“防错”；n采取措施后重新计算了SOD、RPN；n如果采取措施后，RPN仍然很高，在控制计划和作业指导书中必须特别注明；n持续改进可以降低RPN，FMEA是动态文件。向兴球2007DFMEA质量目标1.设计改进：FMEA推进设计改进作为主要目标。2.高风险失效模式：FMEA对小组识别的所有高风险失效模式都引起重视，并有可实施的措施计划。对所有其他失效模式也都加以考虑。3.A/D/V或DVP&R：分析/开发/确认和或设计验证计划于报告对来自FMEA的失效模式都加以考虑。4.接口：FMEA的范围包括框图及分析综合/衔接各失效模式。5.吸取的教训：FMEA将以往的所有重大教训作为识别失效模式的输入。向兴球2007DFMEA质量目标6.特殊或关键特性：如果符合组织的方针，FMEA将识别关键特性，并作为特殊特性选择的输入。7.时间性：FMEA在“机会之窗”关闭前完成，以对设计施加影响。8.小组：小组有合适的人员参加，且接受过充分的FMEA培训。适当时，应有一名促进者。9.文件：完全文件化10.时间的使用：小组以“尽可能早”为目标，有效、高效的利用时间，带来增值结果。包括识别了措施的需求，且措施得到了实施。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis第三部分第三部分过程过程FMEA（PFMEA）向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis简介PFMEA是由“负责制造设计的工程师/小组”采用的一种分析技术以其最严密的形式总结了工程师/小组进行工艺过程设计时的设计思想向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis顾客的定义“顾客”：一般是指“最终使用者”，但也可以是后续的或下游制造或装配工序，以及服务工作要求在所有新的部件/过程，更改的部件/过程及应用或环境有变化的原有部件/过程进行PFMEA向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis小组努力希望负责过程的工程师能够直接地、主动地联系所有相关部门的代表PFMEA是一份动态文件，应在生产工装准备之前，在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造工序PFMEA假定所设计的产品会满足设计要求向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis小组努力（续）PFMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷的，但它要考虑与计划的制造或装配过程有关的产品设计特性参数，以保证产品能满足顾客的要求和期望FMEA有助于新机器或设备的开发向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysisPFMEA的开发PFMEA应从整个过程的流程图开始过程流程图的复制件应伴随FMEA过程如果可能的话，还应根据相应的DFMEA确定某些产品影响后果向兴球2007流程图与FMEAnFMEA分析要覆盖所有特殊特性；nFMEA是一种风险控制工具；n流程图是PFMEA分析的基础；n讨论：是否每道工序都应进行PFMEA分析？向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis表头FMEA编号：便于查找项目：产品的名称和编号过程责任：过程设计/开发责任部门编制者：姓名、电话车型年/车辆类型关键日期：初次FMEA预定完成的日期，该日期不应超过计划开始生产的日期。对供方来说，最晚的日期在PPAP提交前向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis过程功能/要求简述被分析的过程/工序、编号尽可能简单的说明该工序或过程的目的如果过程包括许多具有不同失效模式的工序，可以把这些工序作为独立过程列出向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效模式是指过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意图的形式，是对某具体工序不符合要求的描述在FMEA准备时，应假定提供的零件/材料是合格的。当历史数据表明进货零件质量有缺陷时，小组可做例外处理。根据零件、子系统、系统或过程特性，对应特定的工序，列出每一个潜在失效模式向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效模式它可能是下一（下游）工序的某个潜在失效模式的一个相关起因，或者：是前一（上游）工序的某个潜在失效模式的一个相关后果。向兴球20071010潜在失效模式潜在失效模式过程失效模式是零件被拒收的理由过程失效模式是零件被拒收的理由n零件特性不符合工程规范零件特性不符合工程规范n过程不能滿足其目的或功能过程不能滿足其目的或功能一般說，过程失效模式可分类如下：一般說，过程失效模式可分类如下：n制造：尺寸的制造：尺寸的(超公差超公差)n装配：零件漏装、装配位置不正确装配：零件漏装、装配位置不正确n接收接收/检验：购入的零件在接收時拒收的原因检验：购入的零件在接收時拒收的原因n试验试验/检验：接受坏的零件，拒收好的零件检验：接受坏的零件，拒收好的零件 潜在失效模式潜在失效模式n零件孔中心錯位零件孔中心錯位n零件松动零件松动n零件有毛刺零件有毛刺n零件漏泄零件漏泄n零件有裂纹零件有裂纹n零件方向錯誤零件方向錯誤n零件变形零件变形n零件有刀痕零件有刀痕n零件腐蚀零件腐蚀n零件有砂眼零件有砂眼n弯曲弯曲n开孔太浅开孔太浅n开孔太深开孔太深n表面太平滑表面太平滑n短路短路n开路开路n转运损坏转运损坏n贴错标签贴错标签n硬度高硬度高n硬度低硬度低练习：常见失效模式n机加工：n热处理：n焊接：n锻造：n铸造：n冲压：向兴球2007讨论：如何定义失效模式？n漏油、泄漏、渗漏n硬度高、低向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效后果是指失效模式对顾客的影响（顾客可以是下道工序、后续工序或工位、代理商和/或车主）应依据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果对最终使用者来说，失效的后果应一律用产品或系统的性能来描述；如果是下一道工序或后续工序，失效的后果应用过程/工序性能来描述向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效后果潜在失效后果-对产品对产品/最终使用者的影响最终使用者的影响n噪音n工作不正常n异味n工作减弱n间歇性工作n泄漏n粗糙n费力n不能工作n不稳定n牵引阻力n外观不良n车辆控制减弱n顾客不满意向兴球2007 潜在影响/不良影响失效模式对以下对象的影响：失效模式对以下对象的影响：-下游作业下游作业-最终客户最终客户-車辆性能車辆性能-司机安全司机安全-政府規定政府規定 -車辆安全运行車辆安全运行 下一作业：下一作业：在作业在作业#20#20不能钻孔不能钻孔以后作业：以后作业：在作业在作业#70#70不能将部件定位不能将部件定位以后作业：以后作业：不能将部件裝入高一层次的組件不能将部件裝入高一层次的組件零件：零件：零件功能部分丧失零件功能部分丧失車辆：車辆：車辆运行受损車辆运行受损客户：客户：噪声干扰噪声干扰政府規定：政府規定：可能不符合某项法规可能不符合某项法规PFMEA严重度评价准则后果评价准则：潜在失效模式导致最终顾客和/或制造/装配厂产生缺陷。如果两种可能都存在，选用两个严重度值中的较高者。评价准则：潜在失效模式导致最终顾客和/或制造/装配厂产生缺陷。如果两种可能都存在，选用两个严重度值中的较高者。级别无警告的失效模式在无警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合的情形。或可能在无警告的情况下对（机器或总成的）操作者造成危害10有警告的失效模式在有警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合的情形或可能在有警告的情况下对（机器或总成的）操作者造成危害9很高车辆/项目不能工作（丧失基本功能）或100%的产品可能需要报废，或者车辆/项目需在返修部门返修1个小时以上。8高车辆/项目可运行但性能水平下降。顾客非常不满意。或产品需进行分检、一部分（小于100%）需报废，或者车辆项目在返修部门进行返修的时间在0.51小时之间.7中等车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目不能运行,顾客不满意.或一部分(小于100%)产品需报废,不需分检.或车辆/项目在返修部门返修时间小于0.5小时.6低车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目性能水平有所下降.或100%的产品可能需要返工或车辆/项目在线下返修,不需送返修部门.5很低配合和外观/尖响及卡嗒响项目不舒服.75%以上的顾客能发觉缺陷.或产品可能需要分检,无需报废,但部分(小于100%)产品需返工.4轻微配合和外观/尖响及卡嗒响项目不舒服.50%的顾客能发觉缺陷.或部分产品可能需要返工,无需报废,在生产线上其他工位返工.3很轻微配合和外观/尖响及卡嗒响项目不舒服.75%以上的顾客能发觉缺陷.或部分产品可能需要返工,无需报废,在生产线上原工位返工.2无无可辨别的影响对操作或操作者而言有轻微的不方便或无影响.1向兴球2007散装材料PFMEA失效后果的严重度定级非常高：潜在的失效模式可能会导致生产现场失效（9），或构成安全性危害，或不符合某项政府法规的要求。9-10高：由于失效的性质导致顾客高度不满意。可能会导致后续产品加工过程的严重中断或导致产品不能满足销售规范。会导致顾客投诉和产品退货。在顾客进行最终产品试验过程中，该种失效有可能被查出来。7-8中等：失效会引起顾客有些不满意切可能导致顾客投诉或对货架寿命的限制。为适应该种材料，顾客可能需要对他们的过程进行修改或调整。这样的问题有可能在进货检验或使用前被查出来（4）。该问题在加工过程中可能被发现（5），该问题将在后续的加工工序中被发现（6）。4-6低：失效只会引起顾客轻微的恼怒。顾客将注意到产品或产品加工只有一些轻微的劣化或不便。2-3微弱：顾客合理地认为该失效的微弱性对产品或其加工不会引起任何实质性后果。顾客甚至可能注意不到这种失效。1向兴球2007SAFETYFIRSTPotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007严重度nFMEA小组应对评价准则和分级规则达成一致意见。n组织可对准则进行修改，不推荐修改9和10的准则。n严重度的定级可以通过修改设计或重新设计来降低。如：如增加防错装置、改变工艺方案n“车辆/项目”在用于非整车/整机时，可理解为“最终产品/生产产品”。如电视机/显示器、电脑/接线端子等。n对产品：910：与安全/法规有关；58：与性能/功能有关；24：与外观和感觉有关n严重度为1的失效模式不应进行进一步的分析。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis级别是用来对需要附加过程控制的零部件、子系统或系统的一些特殊过程特性进行分级向兴球2007级别特殊特性n特性：产品或零件的尺寸、性能、外观、重量等可定义的固有的特征。n特殊：一种是与安全和/或法规有关，即该特性影响安全和/或法规；一种是该特性的波动会影响到产品或零件的基本性能，但不会影响到安全和/或法规。n符号：在级别这一栏内，填上代表特殊程度的 符号。如关键：KC；重要：SC向兴球2007福特的特殊特性识别规则nSCs 和 HICs 不局限于零件的特性。过程参数对于零件的特性同样重要。过程参数必须被识别为SCs 和HICs，同时必须通过控制计划监控和管理。n关键特性CC或倒三角只能由福特设计和发布活动识别，同时必须在福特图纸和/或工程规范规定。供应商，无论是否是FSS，不得在其DFMEA/PFMEA上识别任何CC特性。向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis潜在失效起因/机理是指失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述针对每一个失效模式，列出每个可以想到的失效起因列表时应明确记录具体的错误或误操作情况，而不是用一些含糊不清的词语向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis向兴球2007分析每一失效模式的潜在原因分析每一失效模式的潜在原因n查阅以前的查阅以前的PFMEA,PFMEA,n更改事項更改事項(CR/CR)(CR/CR)報告報告n与其他有关文件与其他有关文件,列出所有已知的历史原因。列出所有已知的历史原因。n考虑零件如何会失效考虑零件如何会失效(即零件失效模式即零件失效模式-零件为什么會在該作业时剔除零件为什么會在該作业时剔除)n在每一作业中那种过程特性可能引起零件失效在每一作业中那种过程特性可能引起零件失效模式模式,n诸如设计、设备、材料、方法、操作者与环境诸如设计、设备、材料、方法、操作者与环境之类的变差源。之类的变差源。讨论：4M1En哪些是PFMEA分析的范畴：n人：n机：n料：n法：n环：向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis频度（O）是指具体的失效起因/机理发生的频率如果能从类似的过程中获取数据，那么可以用统计数据来确定频度的级数。向兴球2007PFMEA频度评价准则可能性可能的失效率Ppk频度很高：失效持续发生 100/1000件 0.551050/1000件 0.559高：失效经常发生20/1000件 0.78810/1000件 0.867中等：失效偶尔发生5/1000件 0.9462/1000件 1.0051/1000件 1.104低：失效较少发生0.5/1000件 1.2030.1/1000件 1.302极低：失效不大可能发生 0.01/1000件 1.671向兴球2007散装材料PFMEA失效的频度定级非常高：失效几乎总是不可避免的，开发其他过程步骤以解决失效问题9-10高：类似过程曾有过重复失效的发生。该过程处于统计受控状态7-8中等：类似的过程曾有过偶尔失效，但比例不大，过程处于统计受控状态4-6低：类似的过程只有个别的失效发生3非常低：几乎同样的过程都只有极个别的失效发生2极低：不太可能有失效发生。几乎同样的过程从未发生有关的失效。过程处于统计受控状态。1向兴球2007失效率与Ppk的换算n缺陷率5/1000=0.005n单侧超出规范的部分0.005/2=0.0025n用0.0025查“Z”表，对应的Z值为2.81nPpk=Z/3=2.81/30.94向兴球2007频度分析：n某一特定原因/机理发生的可能性。n级别数：只有相对意义，没有绝对意义。级别数只是范围内的一个相对级别，可能并不反映实际出现的可能性。n小组一致性向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis现行过程控制是对尽可能阻止失效模式的发生，或者探测将发生的失效模式的控制的描述可以考虑两种类型的过程控制/特性：预防：尽可能阻止失效模式或失效起因/机理的发生，或减少其出现率探测：查明将发生的失效模式或起因/机理两栏，或加P、D向兴球2007现行过程控制n预防：防错、SPC、DOE等工艺试验n探测：检验n随机、随意抽样检查向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis探测度（D）是指在零部件离开制造工序或装配工位之前，采用第二种现行过程控制方法找出失效起因/机理的可能性的评价指标；或者用第三种控制方法找出后序发生的失效模式的可能性的评价指标向兴球2007PFMEA探测度评价准则探测性准则检查类别探测方法的推荐范围（检查类别中：A防错，B量具，C人工）探测度ABC不可能绝对肯定不可能探测X不能探测或没有检查10很微小控制方法可能探测不出来X只能通过间接或随机（意）检查来实现控制9微小控制方法有微小的机会能探测出X只通过目测检查来实现控制8很小控制方法有很少的机会能探测出X只通过双重目测检查来实现控制7小控制方法可能能探测出XX用制图的方法，如SPC来实现控制6中等控制方法可能能探测出X控制基于零件离开工位后的测量或100%的止通检查5中上控制方法有较多的机会能探测出XX在后续工位上的误差探测，或在作业准备时进行测量和首件检查（仅适用于作业准备的原因）4高控制方法有较多的机会能探测出XX在工位上的误差探测，或利用多层验收在后续工序上进行误差探测：供应、选择、安装，不接受有差异零件。3很高探测几乎肯定能探测出XX在工位上的误差探测（自动测量并自动停机）。不能通过有差异的零件。2很高肯定能探测出X由于有关项目已通过过程/产品设计采用了防错措施，有差异的零件不可能产生。1向兴球2007散装材料PFMEA缺陷被发现的可能性及其在过程中的位置定级绝对的不确定：现有控制不会或不能发现存在的缺陷10非常低：供方现有的控制不太可能发现存在的缺陷，但是缺陷可能被顾客发现。9低：现有的控制可能会发现失效的存在，但是直到产品进行包装时才发现。7-8中等：现有的控制可能会发现失效的存在。但是直到完成批次验收才会发现。5-6高：现有控制有较好的机会在制造过程完成之前发现存在的缺陷。使用过程试验来对制造过程进行监控3-4非常高/早期：现有的控制几乎是在制造过程忠，在产品移动到下一工序迁勘定能发现缺陷的存在。重要的原材料是通过供方规范进行控制的1-2向兴球2007RPNnRPN=SOD,即在11000之间n高：相对的：组织对“高”的定义会受组织资源和对风险的认识的影响。顾客要求：有些顾客会定义“高”。持续改进：降低RPN值产品改进的目的之一。向兴球2007采取措施的原则（VDA）向兴球2007采取措施的原则n严重性：当严重度是9或10时，必须予以特别关注：确保现行的控制措施和纠正/预防措施已针对了这种风险。n顾客风险：在可能给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以通过消除、减弱或控制起因来避免失效在顾客处发生。n顺序：严重度 频度 探测度向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis建议措施应首先对排列在最前面的问题和最关键的项目应首先对排列在最前面的问题和最关键的项目采取纠正措施采取纠正措施如果失效模式的后果会危害制造如果失效模式的后果会危害制造/装配人员，装配人员，就应采取纠正措施就应采取纠正措施为了减少失效发生的可能性，需要修改过程和为了减少失效发生的可能性，需要修改过程和/或设计或设计只有修改了设计和只有修改了设计和/或过程，才能减少严重度或过程，才能减少严重度为了增加探测的可能性，需要修改过程和为了增加探测的可能性，需要修改过程和/或或设计设计向兴球2007检测手段工艺手段设计手段不可探测度频度严重度评价系数的变化PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis责任负责建议措施的组织和个人，以及预计完成的日期 向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis采取的措施当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日期向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis措施后的RPN重新估算RPN值所有措施后的RPN都应评审向兴球2007PotentialFailureModeandEffectsAnalysisPotentialFailureModeandEffectsAnalysis跟踪负责过程的
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