潜在失效模式分析(FMEA)1

,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,*,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,撰稿,/,主讲：,宋志军,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,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。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。,1。,FMEA,的历史及现状,FMEA,现已被广泛用于飞机制造、汽车制造等多个领域。,失效实例举证,-,失效链,不平道路引起的振动与车体扭转,水箱支架断裂,水箱后顷,产生异响,水箱与风扇碰撞,水箱冷却水管被风扇括伤,水箱中冷却液泄漏,冷却系过热,汽车停驶,发动机气缸损坏,环境条件,伴生模式,最终模式,根源模式,中间模式,最终模式,典型缺陷原因、缺陷模式和影响,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,不愉快的气味,8,操作能力削弱,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,依据,由质量目标所制定的技术文件,根据,经验,分析,产品计划与生产工艺中存在的,弱点,可能产生的缺陷,以及这些缺陷产生的后果与风险,在决策中,采取,措施加以消除,2。FMEA,的理解,QS-9000,明确规定,FMEA,是质量体系和设计控制要素中的要求。,QS-9000,要求应使用,APQP,手册进行质量策划。而,DFMEA,和,PFMEA,又是,APQP,规定的输入、输出要素。同时,PPAP,手册也明确规定,FMEA,的要求。因此，,FMEA,是必须进行的一项活动。,QS-9000,要求中的,FMEA,APQP,与,FMEA,APQP,第二章,产品设计和开发,第三章,过程设计和开发,2.1 DFMEA,2.4,设计评审,3.6 PFMEA,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,3。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,评度,想象中可能产生的缺陷,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,4。FMEA,基本思路,3-1,划分分析对象,确定每一对象的分析内容,研究分析结果及处理措施,制作,FMEA,分析表,3-2,不仅要知道产品有哪些故障模式,而且还要依赖预知的能力设想将会有哪些故障模式,全部列出,分析后果,对风险较大的故障模式则预设补救措施,避免发生故障,.,3-3,企图实现产品既定的设计和制造意图,自始至终不出差错地,.,顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能的可靠性,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,5。FMEA,的目的,FMEA,是一组系统化的相互作用的过程,;,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,;,对产品的结构设计作更改,减少缺陷的严重性,;,提高发现缺陷的概率,;,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,6。,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,;,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,对工序,FMEA，,当初步产品的图纸及作业指导做成时,;,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,7。FMEA,的分类,系统,FMEA,设计,FMEA,过程,FMEA,作用,用于在概念阶段和设计阶段分析、预防系统和子系统存在的问题,用于在产品投入生产前分析解决产品问题。,用于分析和预防制造和装配工序的问题。,对象,系统,.,子系统或零部件,加工工艺过程的每道工序,失效,设计先天不足,制造过程留下的缺陷,人员,设计工程师,/,设计小组,制造主管,/,制造多方研究小组,内容,对设计要求的评估,;,对设计方案的相关权衡,;,改进设计和开发试验的优先控制,;,公开讨论中推荐和跟踪降低风险的措施,;,考虑与制造计划的生产过程有关的产品设计参数,;,最大限度地保证产品能满足顾客的要求和期望,;,对制造和装配要求的最初设计,;,FMEA,既然是设计工作的一部分，自然应该由负责设计的工程师或工程小组负责。但要完成好,FMEA,工作，非常关键的是要发挥集体的智慧。因此，,FMEA,的成功必须依靠小组的共同努力。必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组。与设计有关的上游（如供方、材料、上一个相关系统设计师）和下游（如下一个相关系统的设计师）的部门也将被吸收参加小组的工作。,FMEA,的团队合作,失效模式及后果分析,8。FMEA,的变量,-,严重度,(,S)Severity,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,.,影响,影响严重性的标准,评分,无事先预兆的破坏,非常高的严重性，当此缺陷模式影响安全操作和,(,或,),与政府法规相违背且无预兆,10,有预兆的破坏,当此缺陷模式影响安全操作或与政府法规冲突，并有预兆，严重性很高,9,很高,当操作无法进行，丧失主要功能,8,高,操作可实施，但降低了性能，客户不满意,7,中,操作可实施，但舒适与方便方面有损失，客户的实践证实不舒适,6,低,操作功能可实现。但舒适与方便方面性能降低,客户有些不满意,5,很低,舒适程度不够，这类缺点被大多数客户发现,4,非常低,舒适度等项目不合适，被部分客户发观,3,罕见,舒适度等项目不合适，被个别客户发现,2,极为罕见,无影响,1,后果,判断准则,:,后果的严重度,严重度数,无警告严重危害,无,可能危害机器或装配操作者,没有影响,10 1,基准,评分,感,覺,及,外,觀,的,不,良,機,能,的,故,障,安,全,故,障,12,較細心的客戶會抱怨,34,一般的客戶會抱怨,對下一工程作業有影響但不致於出貨後造成裝配之故障抱怨,56,所有客戶都會抱怨,78,使客戶無法裝配使用或裝配後機能完全故障失效,發生之缺點有不符合法令之慮,910,發生之缺點極為嚴重危及安全，並違反政府法令，,案例,:,失效模式及后果分析,9。FMEA,的变量,-,失效发生频度,(,O)Occurrence,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,案例,:,缺陷概率,可能不良率,CPK(,工序能力,),评分,很高，缺陷几乎不可避免,1/2,0.33,10,1/3,0.33,9,高，重复发生的缺陷,1/8,0.51,8,1/20,0.67,7,中等，偶然缺陷,1/80,0.83,6,1/400,1.00,5,低，相对少的缺陷,1/2000,1.17,4,1/15000,1.33,3,极低，缺陷基本不会发生,1/150000,1.50,2,1/1500000,1.67,1,失效模式及后果分析,10。FMEA,的变量,-,探测度,(,D)Detection,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点,不,易,探,測,數,評,分,規,範,計分,將有缺點之,产,品出,廠,之,機,率,可能性極小,由於性能上之不良，而被送出廠的可能性很低如,:,產品破裂，少點油墨，沒有印刷產品,1,1/5000,可能性極低,例如,:,少導電黑粒少色,KEY,困气不熟缺料過熟雜質絲印花流墨飛墨色點黑粒崩金片變形欠油凹點油污,2,3,4,5,1/2500,1/1000,1/500,1/250,可能性有,例如,:,黑粒脫落，耐磨擦油墨脫落,6,7,8,1/100,1/50,1/25,可能性較高,例如,:,色差,(,如不同型號混在一起,),9,1/10,可能性高,例如,:,雜質污染,10,1/5,探测度,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,案例,:,探测性,标准：设计,(,工序,),探测出的可能性,评分,绝对不可能,设计,(,工序,),控制不能侦测出潜在原因和缺陷模式，或没有设计,(,工序,),控制,10,非常困难,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率微乎其微,9,困难,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率极低,8,很低,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率很低,7,低,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率低,6,中等,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率一般,5,较高,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率较高,4,高,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率高,3,非常高,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式的概率很高,2,几乎没问题可侦测出,设计,(,工序,),控制侦测出潜在原因或不良模式没有问题,1,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,11。FMEA,的参数,-,风险系数,(,RPN),风险系数,=,严重度数,失效产生频数度,缺陷被发现的概率,即,:,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,修订周期,:,原则上以量产后每,6,个月做一次修改,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,12。FMEA,的表达式,工程功能要求事项,潜在的故障形态,故障的潜在性影响,严重度,S,分类,故障的潜在性原因,/,结构,发生度,O,现,工程管理,探测度,D,风险,系数,PRN,建议措施事项,责任,及目标,完成,预定日,措施结果,采取措施,内容,严重度,发生度,控,测度,风险,系数,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,:,案例,:,失效模式及后果分析,Failure Mode and Effects Analysis,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