资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,F M E A,Failure Mode & Effect Analysis,失效模式和影响分析,1,FMEA,是一种可靠性设计的方法，,FMEA,目的在于：,在一个新的产品设计，制造之前，或对目前存在的制造过程进行改变之前，对各种潜在的，与设计或制造过程有关的风险进行评估，分析。,制定预防措施，消除或减少失效模式出现的机会。将风险减少最低水平。,使设计或制造过程文件化。,FMEA,强调“事前预防”，而不是“事后补救”。,什么是,FMEA,？,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,2,为保证产品的可靠性，发现设计，制造过程中的薄弱环节，并采用工程保证，生产质量保证等措施降低致命故障发生的概率，因此对产品可靠性一般提出如下要求,可靠性定量要求：,MTBF (Mean Time Between Failure),可靠性定性要求：,FMEA (Failure Mode and Effect Analysis),故障模式及影响分析,如果产品可靠性要求难于规定定量指标，验证方法，规定定性的可靠性要求和验收准则就更加重要,系统可靠性工程与,FMEA,的关系,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,3,20,世纪,50,年代，美国格鲁曼公司开发了,FMEA,，用以飞机制造业的发动机故障防范，取得较好成果,60 年代早期，美国航空及太空总署(NASA)实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA,。,70年代初，美国海军开始使用FMEA.,80年代, 汽车制造商开始使用FMEA，并要求为其配套的供应商实施FMEA 进行产品的可靠性控制，可靠性成本是实施FMEA的主要驱动力.,今天，FMEA已经用于所有的工业领域.,FMEA,的历史及现状,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,4,NASA used FMEA to identify Single Point Failures on Apollo project (SPF = no redundancy & loss of mission). How many did they find?,420,and we thought we had no problems!,我们认为没有问题,5,FMEA,的类型,SYSTEM,DESIGN,PROCESS,系统,FMEA,（,System FMEA）用在早期的概念和设计阶段，用于去分析系统和子系统的可靠性.,设计,FMEA,（,Design FMEA）用于产品投放生产前，分析产品的可靠性,过程的,FMEA,（,Process FMEA）用在分析制造，装配过程,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,6,FMEA,的不同阶段的时间界定,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,7,FMEA,的不同阶段的内容,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,8,FMEA,的好处,通过消除失效模式，,FMEA,可以：,提高产品的可靠性（,reliability,）,降低产品失效的数目（故障率,l),客户受益,User Life,Constant Failure Rate,Early Life Failure,Instant Mortality,Wear out,end of life,时间,Failure Rate,产品的寿命分布曲线 （浴盆曲线）,Product Life Cycle ( Bathtub Curve),失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,9,FMEA,的样表,FMEA,編號,:,項目名稱,:,責任部門,:,編制,:,型 號,:,關鍵日期,:,DFMEA,日期,(,編制,):,(,修訂,),主要參加人,:,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,10,产品要执行哪些功能,?,在什么情况下，产品无法执行指定的功能,?,什么才是引起失效的原因,?,失效的影响有多严重,?,导致失效的可能原因出现频繁吗,?,目前采取（或将要采取）哪些措施去预防或检查措施防止可能的失效,?,目前采取的预防或检测方法有效吗,?,如果失效，会产生多严重的后果,?,应该采取什么样的纠正行动去消除失效原因或提高检查方法从而降低风险,?,哪里需要使用试验设计去分析（,DOE,）,?,哪些过程需要何种控制方法，如何监控,?,设计符合客户的要求吗,?,FMEA,强调下列指标,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,11,What is the Input,What can go wrong with the Input?,What is the Effect on the Outputs?,What are the Causes?,How Bad?,How Often?,How can this be found?,How well?,What can be done?,FMEA,的思考流程,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,12,FMEA,的样式,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,13,编制,FMEA,文件的目的：,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,定性地对产品的可靠性进行分析，预防缺陷,为产品相关部门提供了共享资源,;,发现,.,确定和评价与产品有关的失效及其结果,;,评价失效对顾客的潜在影响,;,确定失效的起因,找出失效条件的变量,减少失效发生,;,编制失效分级表,形成考虑措施的优选体系,;,对产品的结构设计或制造过程作预先更改,减少缺陷,;,提高发现缺陷的概率,;,14,Failure Mode 失效模式-在设计或过程中，不能满足要求功能的都是失效模式.,Effect 影响-假设发生失效，描述对下到工序或终端客户可能的影响.,Severity,严重程度-用一个量化的比例衡量影响的严重程度. 10分 代表最坏的情况, 1分代表极轻微,Causes 失效原因-列出导致产品失效的所有可能的原因.,Occurrence,发生频率- 用一个量化的比例衡量失效发生的频率，10 分代表一定会发生，1 分代表 6 sigma 的水平，几乎不发生或极少.,Current Controls 目前控制-列出目前用于预防失效的所有的控制方法.,Effectiveness,有效性- 用一个量化的比例衡量目前所有的控制方法的有效程度. 10 分代表控制方法无效，几乎无法检测到失效， 1 分代表检测方法相当有效.,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,的组成部分,15,FMEA,的工作流程图,缺陷的,名 称,缺陷被发现,的概率,建议纠正,措 施,潜在失效,的后果,缺陷产生的,频 度,缺陷产生,的原因,失效严重度,程度,想象中可能产生的缺陷,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,16,潜在的失效模式,(,potential failure mode)： 失效是指产品无法执行指定的功能,可以用工序流程图进行分析， 本工序的失效模式可能是下一工序的原因,FAILURE,MODE,EFFECT,前一个操作,CAUSE,下一个操作,FMEA,的失效模式之间关系,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,17,PRODUCT:,ABC STXXXXX,SUBSYSTEMS,SPINDLE MOTOR,DESIGN FMEA,DRAWING OR SPEC REFERENCE:,Oklahoma City,PROCESS DESCRIPTION,POTENTIAL,POTENTIAL,S,POTENTIAL,O,CURRENT,E,RPN,FAILURE MODE,EFFECTS OF,CAUSE(S) OF,CONTROLS,FUNCTION,FAILURE,FAILURE,SPINDLE ROTATES,MEDIA AT FIXED RPM,NO SPIN, OR DRIVE RUNS,IN REVERSE,DRIVE INOPERABLE,FAILURE OF FLEX,SOLDER JOINT DUE,TO INSUFFICIENT,STRAIN RELIEF,RESISTANCE,MEASUREMENT,AT INCOMING,INSPECTION,EFFECTIVENESS,OCCURRENCE,ABC,SEVERITY,Heres a ABC Example,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,中的影响分析,18,PRODUCT:,ABC STXXXXX,SUBSYSTEMS,SPINDLE MOTOR,DESIGN FMEA,DRAWING OR SPEC REFERENCE:,Oklahoma City,PROCESS DESCRIPTION,POTENTIAL,POTENTIAL,S,POTENTIAL,O,CURRENT,E,RPN,FAILURE MODE,EFFECTS OF,CAUSE(S) OF,CONTROLS,FUNCTION,FAILURE,FAILURE,SPINDLE ROTATES,MEDIA AT FIXED RPM,NO SPIN, OR DRIVE RUNS,IN REVERSE,DRIVE INOPERABLE,FAILURE OF FLEX,SOLDER JOINT DUE,TO INSUFFICIENT,STRAIN RELIEF,RESISTANCE,MEASUREMENT,AT INCOMING,INSPECTION,EFFECTIVENESS,OCCURRENCE,SEVERITY,Cause becomes Failure Mode,ABC,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,中的影响分析,19,PRODUCT:,ABC STXXXXX,SUBSYSTEMS,SPINDLE MOTOR,DESIGN FMEA,DRAWING OR SPEC REFERENCE:,Oklahoma City,PROCESS DESCRIPTION,POTENTIAL,POTENTIAL,S,POTENTIAL,O,CURRENT,E,RPN,FAILURE MODE,EFFECTS OF,CAUSE(S) OF,CONTROLS,FUNCTION,FAILURE,FAILURE,SPINDLE ROTATES,MEDIA AT FIXED RPM,NO SPIN, OR DRIVE RUNS,IN REVERSE,DRIVE INOPERABLE,FAILURE OF FLEX,SOLDER JOINT DUE,TO INSUFFICIENT,STRAIN RELIEF,RESISTANCE,MEASUREMENT,AT INCOMING,INSPECTION,EFFECTIVENESS,OCCURRENCE,SEVERITY,Failure Mode becomes Effect,ABC,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,中的影响分析,20,PROVIDES A DEEPER LEVEL OF ANALYSIS BY ASKING,YOU FOR THE,DESIGN CAUSES,AND,VERIFICATION,OF INSUFFICIENT STRAIN RELIEF,PRODUCT:,ABC STXXXXX,SUBSYSTEMS,SPINDLE MOTOR,DESIGN FMEA,DRAWING OR SPEC REFERENCE:,Oklahoma City,PROCESS DESCRIPTION,POTENTIAL,POTENTIAL,S,POTENTIAL,O,CURRENT,E,RPN,FAILURE MODE,EFFECTS OF,CAUSE(S) OF,CONTROLS,FUNCTION,FAILURE,FAILURE,SPINDLE ROTATES,MEDIA AT FIXED RPM,FAILURE OF FLEX SOLDER,JOINT DUE TO,INSUFFICIENT STRAIN,RELIEF,NO SPIN, OR DRIVE,RUNS IN REVERSE,CAUSING DRIVE TO,BE INOPERABLE,EFFECTIVENESS,OCCURRENCE,SEVERITY,WHY?,ABC,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,中的影响分析,21,过程失效原因的数目如下图(Pareto 图),FMEA,的失效模式的分析工具,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,22,过程FMEA 可以使用Fishbone 进行分析从如下反面考虑失效原因:,OPERATOR,SET-UP,MACHINE,METHOD,ENVIRONMENT,MEASUREMENT,FMEA,中潜在失效模式分析工具,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,失效模式,23,FMEA中目前控制方法(Current Controls)一栏用到的分析工具，用于评估各种检测失效的能力，防止不良产品流到客户或下到工序,SPC,Process Capability,Gage R&R,Sampling,Testing,DOE,FMEA,中潜在失效模式分析工具,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,24,Rating Scale (等级的评定),The 1, 4, 7, 10 scale is generally considered to be the best option.,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,25,每种失效模式都应分析其,3,重影响,:,Local,:,对本道工序有影响,Next Higher Level,：,对下道工序或装配有影响,End User,:,对终端用户的影响,FMEA,中的影响类型,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,26,PFMEA的风险优先指数(Disk Priority Number),RPN = O x S x D,Occurrence x Severity x Detection,FMEA,的,RPN-,风险优先指数,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,DFMEA,的风险优先指数(,Risk Priority Number),RPN = O x S x E,Occurrence x Severity x Effectiveness,27,FMEA,的,(RPN),的等级划分：,风险系数,=,严重度数,失效产生频度数,缺陷被发现的概率,RPN= SO D,当失效模式按,RPN,值排出先后次序后,应首先对排列在最前面的事和最关键的项目采取纠正措施,.,新产品须优先改善,1) RPN,值,100,以上者,2),严重度,9 10,者,量产后也须本着持续改善之精神，着眼于事前预防,PFMEA,修订,:,每当制造过程发生改变，或采取任何纠正措施，应立即更改,FMEA,优先级别,RPN 范围,A,Over 200,B,C,D,100-199,26-99,1-25,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,28,制作FMEA的步骤,开发过程流程图,Process mapping,识别所有过程的步骤,对每个过程输入, 列出可能发生的失效模式,(Failure Modes),找出每种失效模式可能导致的影响,(Effects),列出每种失效模式产生的可能原因,(Causes),针对每种失效原因，列出所有目前的控制方法,(Current Controls),制,作严重度,Severity, 发生频度Occurrence, 检测度Detection的打分表,(rating scales),针对每种,Severity,Occurrence,and,Detection,进行打分,计算每种可能失效的风险优先指数RPN,(risk priority number),提出改善建议, 由专门的FMEA小组采取改善措施并预计完成日期,去降低高风险优先指数,(High RPNs), 最后要评估改善结果,(SEV, OCC, DET).,重新计算全部的,RPNs,，完成FMEA,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,29,A,8,4,3 96,B,4,8,3 96,SAME RESULT,Failure Mode,Severity,Occurrence,Effectiveness,RPN,FMEA,中,RPN,的不足,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,30,FMEA,的实施时机,1,当新的系统、产品或工序在设计,;,2,现存的设计或工序发生变化时,;,3,当现在的设计、工序将被用于新的环境或场合时,;,4,完成一次纠正行动后，防止问题再次发生,5.,对系统,FMEA,，在系统功能被确定，但特定的设备选择前,;,6,对设计,FMEA,，产品功能已确定，但投入生产前,;,7,对过程,FMEA,，当初步产品的图纸及作业指导完成时,;,AS EARLY AS POSSIBLE,Guideline:,Do the best you can with what you have.,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,31,FMEA,的变量,-,严重度,(S),严重度是潜在失效模式对顾客的影响后果的严重程度的评价指标,.,后果,判断准则,:,后果的严重度,严重度数,无,无警告严重危害,没有影响,可能危害机器或装配操作者,110,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,32,FMEA,的变量,-,发生频度,(O),指具体的失效原因发生的频率,評,定,規,範,說,明,計分,出,現,與,上,下,限以,外,的,可,能,性,發生度極低,1,1 /5000,發生度甚低，制程在統計控制範圍內,2,1 / 2500,3,1 / 1000,發生度適中，通常與過去某項必然出現缺點之制程相似，制程能在統計控制範圍內,4,1 / 500,5,1 / 250,6,1 / 100,發生度適高，通常與過去某項必然出現缺點之制程相似，制程能在統計控制範圍內,7,1 / 50,8,1/25,發生度適極高，幾乎必然出現缺點,9,1/10,10,1/5,失效发生的可能性,可能的失效率,CPK,频度数,极低,很高, 1/1500000,至,1/2,1.67,至,0.33,110,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,33,FMEA,的变量,-,检测度,(D),指一项零件或组件已完成，离开该制造场所或装配场所之前，能否检出其己发生之缺陷,检测度,評,分,規,範,計分,將有缺點之,产,品出,廠,之,机率,可能性極微小(,Remote)，,由於性能上之不良，而被送出廠的可能性几乎不可能发生，有问题一定能检测到,1,1 / 5000,可能性低(,Low),，,不符合要求的产品送交下一工序或客户的可能性比较小，绝大部分有问题产品都可以检测到,2,3,1 / 2500,1 / 1000,可行性中等(,Moderate):,部分产品问题无法检测到，会流到客户或下到工序,4,5,6,1 / 500,1 / 250,1 / 100,可能性较大(,High):,问题产品大部分无法检测到,7,8,1 / 50,1 / 25,可能性极大,(,Very High):,有问题的产品几乎无法检测到，一定会流到下到工序,9,10,1/10,1/5,检测度,评价准则,:,被发现的可能性,被发现的概率,几乎肯定,几乎不可能,已知模式,没有已知模式,110,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,34,FMEA每项指标评定总表,The 1, 4, 7, 10 scale is generally considered to be the best option.,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,35,工序,功能,潛在,缺陷,模式,潛在,缺陷,原因,嚴重,度,S,類,別,潛在,缺陷,原因,發生,概率,0,現行工,序控制,可偵,測度,D,RPN,推薦,行動,責任者,目標,完成日,行動結果,採取的行動,嚴重,度,發生,概率,可偵,測度,RPN,波峰爐焊接,(,印刷線路元件可靠焊接,),1,錫面太低,未焊接,9,I,未及時,加錫,2,每小時目測一次,4,72,錫缸抑裝液面高度感應器,工程部,10,14,增加感應器，有高低錫面報警功能,9,2,l,18,電機轉速變化,2,無控制,8,144,加轉速表監控電機轉速,工程部,11,7,已加轉速表監控電機轉速,9,2,2,36,2,浸錫時間過短,假焊，,短路，,半焊,8,I,帶速過高,4,每,2,小時測試一次,7,224,增加帶速控帶裝置，用,SPC,進行控制,工程部,lO,3,已加轉速控制器，,SPC,顯示過程受控,CPK=l.56,8,1,4,32,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,的案例,36,典型缺陷原因,典型缺陷模式,典型缺陷影响,1,材料选定不正确,2,设计寿命评估不合适,3,不足的润滑,4,维护指引不足,5,很差的环境保护,6,算法不正确,1,断裂,2,变形,3,松,4,泄漏,5,粘贴,6,短路,7,破裂,1,噪声,2,不稳定的操作,3,外观不良,4,不稳定,5,断断续续的操作,6,无法动作,7,功能丧失,8,操作能力削弱,典型缺陷原因、缺陷模式和影响,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,的案例,37,潜在路障,-,Potential Roadblocks,“,FMEA,太主观了,”,“,我们没有多余的人去形成一个,FMEA,团队,”,“,我们时间很紧，没有时间做,FMEA ”,“,一个产品的完整的,FMEA,可能上千页，价值在哪里,? ”,FMEA,的实施的潜在路障：,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,38,负责在不同的组织之间协调,FMEA,活动,相对产品的开发日期，或投入生产日期制定一个目标,.,有结构，有计划的主持会议,确保,FMEA,文件的一致性，完整性，并且有需要的人可以,随时使用,要制定进展报告去保证,FMEA,的顺利实施,FMEA,工程师,(Facilitator),的作用,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,FMEA,的实施主要责任人,39,FMEA,的实施步骤,阶段一： 起草阶段,-,draft stage,设计或制造工程师,利用对产品或过程的专业知识，同时包含其它负责开发的相关人员或部门的信息，制定如下草稿：,-,功能,Function,和规格,specifications,-,潜在的失效模式（,Potential Failure Modes）,-,失效模式的潜在影响,Potential effects of failure mode,- local effect, next level, and end user,-,失效的潜在原因 （,Potential causes of failures）,-,制定预防和检测手段,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,40,阶段二：小组讨论阶段,-,team review stage,负责,FMEA,的工程师提交草稿给,FMEA,工程师,.,FMEA,工程师组织,FMEA,小组并发放草稿给每个成员,小组成员应该形成产生如下效果,:,-,识别是否还有任何遗漏的失效模式,影响,原因，和预防及检查手段,-,推荐纠正措施，去消除造成失效的原因或增强预防或检测的方法,- 把FMEA中的3个变量分级，Severity(严重度）,，,Occurrence（失效发生频度）,and effectiveness （有效度 (or detection 检测度,),FMEA,的实施步骤,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,41,阶段二： 小组讨论阶段,-,team review stage,团对成员然后把他们修改过的草稿给,FMEA,工程师，,FMEA,工程师应该：,在原来的草稿的基础上加入小组成员意见,把每个成员分的,severity,occurrence and effectiveness / detection,的值取平均,-,计算风险优先指数,the Risk Priority Number ( RPN ),-,把重新修改过的,FMEA,纷发给小组成员,FMEA,的实施步骤,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,42,阶段三： 会议阶段,-,FMEA meeting stage,FMEA,小组成员开会,:,-,讨论合成的正式的,FMEA,表格,-,在风险优先指数 （,RPN-,Risk Priority Numbers）,和建议采取的纠正措施方面取得共识,-,指派相关责任人去实施纠正措施,FMEA 工程师：,-,根据会议讨论结果重新修订正式,FMEA,文件,-,向产品小组或管理层展示,FMEA,FMEA,的实施步骤,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,43,阶段四： 实施阶段,-,Implementation stage,负责产品的工程师和小组责任确保,FMEA,中所有的控制方法在设计或制造中都得到有效的执行,产品工程师应该把制造过程中的任何改善或纠正行动，及时通知,FMEA,工程师更新文件,FMEA工程师责任是确保新正式FMEA文件能够反映设计或制造过程的任何改变,FMEA,的实施步骤,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,44,PFMEA,檢查清單,1,所有影響配合、功能、耐久性、政府法規和安全性的操作是否已被識別並按順序列出,?,2,是否已考慮了類似零件的,FMEA?,3,是否對已發生事件和保修數據進行了評審？,4,對高風險序數的項目是否已計划并采取了適當的糾正措施,?,5,對高嚴重度數的項目是否已計划并采取了適當的糾正措施,?,6,當糾正措施實完成后,是否修改了高風險序數項目的序數,?,7,當完成設計變化時,是否修改了高嚴重度數,?,8,對以后的操作組裝和產品,在影響上是否考慮了顧客,?,9,在制定過程,FMEA,時,是否借助於保修信息,?,10,在制定過程,FMEA,時,是否借助於顧客工廠的問題,?,11,是否已將原因描述為能固定成控制的事物,?,12,當找出主要因素時,是否規定在下一操作前已對原因進行控制,.,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,45,实施,FMEA,的建议,1.,按产品类别建立,FMEA,初版文件；,2.,以类别,FMEA,为基础补充具体产品的分页项目；,3.,将,FMEA,应用于品质异常处理的首选检讨项目；,4.,将,FMEA,作为生产作业教育的常设项目；,5.,树立,FMEA“,源于多功能小组，验于生产作业者，贵在全员之参与”之理念；,6.,考虑将日积月累的,FMEA,发展成为产品加工异常处理展开图类的经验汇总文件；,失效模式及影响分析,Failure Mode and Effects Analysis,46,Thank You,Any Question?,47,
展开阅读全文