FMEA潜在失效模式及后果分析培训教程6772

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,潜在失效模式及后果分析Potential Failure Mode and Effects Analyses培训教材,2009年5,元博,1,第一章 概论,一、什么是FMEA？,1.FMEA的定义,FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动，并将全部过程形成文件。,FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。,2,第一章 概论,2.FMEA的特点,失效还未产生，可能发生、但不是一定要发生,时机：在设计或过程开发阶段前开始,合作：小组由各种有经验和专业知识的人构成,FMEA分析的文件, 记录专用表格, 作为动态文件使用, 按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改,核心：预防,对潜在失效模式的风险和后果进行评定,指导贯穿整个过程、产品和服务周期,3,第一章 概论,3.FMEA的分类,SFMEA 系统FMEA,DFMEA 产品FMEA（设计FMEA）,PFMEA 过程FMEA（制造/装配FMEA）,AFMEA 应用FMEA,SFMEA 服务FMEA,PFMEA 采购FMEA,FMEA成功的资源：管理者的支持、预算、人力、物力、时间,4,第一章 概论,4.FMEA共同的因素,功能框图或过程流程图,产品或过程要执行的功能是什么？,产品或过程功能失效的表现是怎样的？,顾客如何确认失效？,失效产生的后果多严重？,什么引起失效？,真正引起失效结果的可能性是多少？,原因是被怎样预防或探测的？,失效的预防和探测的效果怎样？,全部失效风险的总和是什么？,消除失效的原因/改进探测测量并减少风险的纠正措施是什么？,5,第一章 概论,二、FMEA的历史,世界上首次采用FMEA这种概念与方法的是在20世纪60年代中期美国的航天工业。,进入20世纪70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制定了有关的标准。,20世纪70年代后期FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。,1993年2月美国三大汽车公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS 9000质量体系要求文件的参考手册之一，1995年2月出版了第2版。,1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAEJ1739 潜在失效模式及后果分析标准。,FMEA还被广泛应用于其它行业，如粮食、卫生、运输、燃气等部门。,6,第一章 概论,三、FMEA和FMA、FTA,FMEA是一种事前行为；,FMA（Failure Mode Analysis）是一种事后行为。,FMA是对产品/过程已经发生的失效模式分析其产生的原因，评估其后果及采取纠正措施的一种活动。,类似项目的FMA是FMEA的重要的输入参考资料。,FMEA是“由下至上”进行分析,FTA（Failure Tree Analysis）是“由上至下”进行分析,7,第一章 概论,潜在失效模式及后果分析与失效分析的比较,失效分析,潜在的失效模式及后果分析,失效,已经,产生,核心：纠正,诊断已知的失效,指引的是开发和生产,失效,还未,产生，可能发生、但不是一定要发生,核心：预防,评估风险和潜在失效模式的影响,开始于产品设计和工艺开发活动之前,指引贯穿整个产品周期,8,第一章 概论,四、FMEA的目的,目的：（a）认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失,效的后果；,（b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施；,9,第一章 概论,五、为什么要进行FMEA？,减少风险和损失提高产品可靠性, 由于策划设计的不足，措施不够，造成产品/过程/服务失效，给顾客带来损失, 事先花时间很好地进行FMEA，能够较容易地、低成本地对产品进行修改，减少事后修改的风险和巨大损失,有助于对设计要求和不同的设计方案给予客观真实的评价；,有助于可制造性和装配性的初始设计；,设计FMEA有助于可制造性和装配性的早期考虑，实施同步工程技术；,为制定试验计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；,对失效模式进行排序列表，建立改进设计和开发试验的优先控制系统；,能够发挥集体的经验和智慧,10,第一章 概论,经验积累，为以后的设计开发项目提供宝贵的参考；,是现代质量策划的重要工具；,是识别特殊特性的重要工具；,提供改进设计的优先控制系统，引导资源去解决需要优先解决的问题；,是重要设计文件之一，是设计评审的重要内容；,为以后的设计提供经验与参考。,FMEA的理念是：了解历史才不重蹈历史，了解历史才能利,用历史的经验教训。,11,第一章 概论,六、FMEA的益处,1.设计FMEA的益处,帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；,指明相应的起因/机理，降低或消除失效出现的机会的措施；,辅助设计要求及方法的客观评价；,辅助起草制造及装配设计的要求；,增加在设计阶段就考虑失效模式及后果的可能性；,辅助设计试验及开发项目；,从顾客的观点出发对失效进行评定；,对风险降低措施进行跟踪和记录；,对未来的分析及设计是好的参考；,记录设计FMEA的过程。,12,第一章 概论,2.过程FMEA的益处,帮助确认已列出的与产品相关的过程失效模式及它们的后果；,指明相应的起因/机理；,指明降低或消除失效出现的机会的措施；,指明潜在的制造或装配过程失效的原因；,指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度；,帮助对纠正措施进行优先排序；,对类似的制造过程是有用的参考；,过程FMEA的实施记录。,13,第一章 概论,七、由谁来做FMEA？,1.谁来做DFMEA？,由负责设计的工程师/工程师小组制定, 依靠小组的共同努力；, 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；, 吸收与设计有关的上游（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, 对有专利权的设计，可由供方制定；,14,第一章 概论,2.谁来做PFMEA？,由负责制造的工程师/工程师小组制定；, 依靠小组的共同努力, 负责的工程师应直接、主动地同有关部门联系，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的部门。,15,第一章 概论,八、FMEA的分析时机,为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意,地纳入设计产品之前进行。事先花时间进行FMEA分析，能够,容易并低成本地对产品或过程进行修改，从而减少事后修改的,损失。,16,第一章 概论,1.什么时候做DFMEA？,开始于一个设计概念最终形成之时或之前；, 设计方案初步确定时应该开始FMEA初稿的编制, FMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成（如设计图样完成）之时完成FMEA工作；, 产品开发各阶段、设计发生变化、获得有关信息时，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改；, FMEA是一个动态的文件；,17,第一章 概论,2.什么时候做PFMEA,开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前；, PFMEA在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成工作；, PFMEA是一个动态的文件；,18,第一章 概论,九、DFMEA与PFMEA关系,产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生；, 产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施；,PFMEA应将DFMEA作为重要的输入，对DFMEA中标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。,19,第一章 概论,（1失效原因）,（1失效模式） （2失效原因）,（1失效后果） （2失效模式）,（2失效后果） （3失效原因）,（3失效模式）,（3失效后果）,水箱支架断裂,水箱后倾,水箱与风扇碰撞,水箱冷却水管被风扇刮伤,水箱冷却液泄漏,冷却系统过热,发动机气缸损坏,汽车停驶,时间,20,第一章 概论,十一、FMEA同QS9000的关系,QS9000有关章节, 4.2.3.1 产品质量先期策划, 4.2.3.5 过程失效模式及后果分析, 4.4.2 设计和开发的策划, 4.4.5 设计输出, 福特公司特殊要求、控制计划和失效模式及后果分析,APQP, 第二章 产品设计和开发 2.1 DFMEA； 2.4设计评审, 第三章 过程设计和开发 3.6 PFMEA,PPAP, 第1部分 1.2.2.4, 第1部分 1.2.2.6,21,十二、FMEA在质量体系中 顾客满意度的改进过程,获得顾客需求输入,DFMEA,PFMEA,控制计划,过程变量,产品特性,数据收集,进行适当的比较,更新PFMEA控,制计划,反应计划,过程怎样改变,不,确认/产品或服务的质量,是,反应计划,过程改,变了吗？,22,第一章 概论,FMEA和控制计划是帮助提供产品、过程或服务有关信息的,两个主要工具。,QFD,DFMEA,PFMEA,控制计划,反应计划,23,FMEA线路图,准备功能框图或过程流程图,确认任务或活动,用头脑风暴考虑,所有可能的问题和忧虑,确认失效模式和原因,FMEA的开发步骤,FMEA的输入步骤,FMEA的分析步骤,确认现行控制,建立频度,确认探测方法,并建立探测度,确认后果,并建立严重度,输入信息到FMEA表格,完成FMEA分析,使用排列图：,根据需求选择需改进之处,针对改进的目的,完成FMEA分析,修订最初的FMEA,是,评定,FMEA,符合FMEA,目标吗？,否,24,第二章 产品设计FMEA,一、DFMEA 准备工作,1.建立小组,2.必须的资料：, 由（QFD）得到的设计要求；, 产品可靠性和质量目标；, 产品的使用环境；, 类似产品的失效分析（FMA）；以往类似产品的DFMEA；, 初始工程标准；, 初始特殊特性明细表；, 功能框图。,25,第二章 产品设计FMEA,二、DFMEA功能框图,连接方法,1.不连接（滑动配合）,2.铆接,3.螺纹连接,4.卡扣连接,5.压紧连接,开关C,灯罩A,灯泡总成D,电池B,弹簧F,极板E+,2,3,1,4,4,5,5,26,第二章 产品设计FMEA,三、DFMEA表头填写, FMEA编号, 系统、子系统或零部件的名称及编号, 编制者（姓名、部门、电话等）, 年型/车型（该系统/零部件应用的年型/车型）, 关键日期（预定FMEA完成的日期，不应超过设计图样完成日期）, FMEA日期（初稿日期与最新修订日期）, 小组成员（组长、成员的姓名、单位、电话等）,27,第二章 产品设计FMEA,四、开始DFMEA,1.DFMEA项目名称及功能, DFMEA的功能,简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功能，应分别列出。, 可靠性定义：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称失效。, 功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？设计要求？设计意图？, 一个零部件（或子系统，或系统）的功能往往是多项的。这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。,28,第二章 产品设计FMEA, DFMEA功能的分析,给出完成功能的重要的环境条件, 如大气温度、湿度、大气压、道路、灰尘和腐蚀介质等, 如变速箱的润滑系统的正常工作与环境温度有重要关系,给出设计要求的寿命, 以上这些要求都应尽可能给出可度量的（即定量的）的要求, 如各档速比，传递的扭矩、功率、工作温度，等等。,满足最终顾客的要求,满足直接顾客和中间顾客的要求,满足可制造性和装配性的要求,一个产品在产生满足顾客期望的功能的同时，有时还会产生顾客非期望的功能。这些非期望功能常常与安全及政府法规的符合性相关。, 诸如：噪声、振动、电磁干扰、环境污染、能源消耗、材料回收再循环等。,许多产品对维修性、服务和后勤保障性还有要求，也应列入功能项目之中。,29,第二章 产品设计FMEA,2.DFMEA潜在失效模式, DFMEA的定义,对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式。,“潜在”是指可能发生也可能不发生；失效就是丧失功能。而失效模式就是失效表现的形式。,应用规范化、专业化的术语来描述失效模式。, 常用的有两大类失效：类失效、类失效。,当出现这类失效时，要返回功能描述部分，看是否已有限制要求，如果没有，是否应加以补充。,在描述失效模式时，要使用术语，避免使用地方性、行业性俚语。,30,第二章 产品设计FMEA, DFMEA的种类,类失效，指的是不能完成规定的功能，如：, 突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短路、断路、击穿、泄漏、松脱、等等。, 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、失去光泽、褪色，等等。,类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如：, 噪声、振动、电磁干扰、有害排放、等等。,31,第二章 产品设计FMEA,3.DFMEA潜在失效后果,潜在的失效后果，是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政府法规。,失效后果分析：要运用失效链分析方法，搞清楚直接后果、中间后果和最终后果。,失效后果是指对系统功能的影响，就象顾客感受的情况一样；,站在顾客的角度发现或经历的情况来描述失效的后果（顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终顾客）。,32,第二章 产品设计FMEA,注意：,失效后果可以从以下几方面考虑：, 对完成规定功能的影响；, 对上一级系统完成功能的影响；, 对系统内其他零件的影响；, 对顾客满意的影响；, 对安全和政府法规符合性的影响；, 对整车系统的影响。,典型的后果举例：噪声、工作不正常、不良外观、工作不稳定、间歇性工作、粗糙、失去功能、异味、性能衰退等。,33,第二章 产品设计FMEA,4.DFMEA严重度（S）：,为了对失效模式的后果之严重程度进行评估，把对后果的定性描述作成某种数量化的评价，以便于工程中的交流，从而产生了对严重度进行打分的办法。,严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。,要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现。,严重度的评分采用110分。,34,推荐的DFMEA严重度评价准则,后果,评定准则：后果的严重度,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，是在具有失效预兆的前提下所发生的，影响到行车安全和/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,配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。,4,轻微,配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。,3,很轻微,配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客（25%以下）能感觉到缺陷。,2,无,无可辨别的后果。,1,35,第二章 产品设计FMEA,5.DFMEA重要程度分级,指出产品特性的重要性，如特殊、关键、主要、重要等。,凡是识别为特殊特性，需要特殊过程控制的应以适当的符号在此栏目中标注，使用顾客规定的符号，并在”建议措施“栏中说明。,当严重度8时，应确认为特殊特性，当严重度为58，而频度3时，可确认为重要特性（Significant Characteristic）,36,第二章 产品设计FMEA,6.DFMEA潜在失效的起因与机理,研究失效可能的原因与机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。,失效原因与机理：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。,简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机理，以便于对症下药采取纠正措施。, 注：不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气温的变化湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。, 与制造、装配无关的原因（当制造与装配符合技术规范的情况下，发生了失效）,37,第二章 产品设计FMEA,分析潜在失效原因/机理可以采用以下途径：, 现有的类似产品的FMA资料；, 应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因；, 应用”五个为什么“例如：,门锁扣不上。,为什么？锁舌与锁座错位。,为什么？车门下沉。,为什么？门铰链变位。,为什么？固定门铰链的框架变形。,为什么？框架刚度不足,38,第二章 产品设计FMEA, 应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析，应用排列图，相关分析，试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因。, 应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因与机理。, 充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析。, 与制造/装配有关的原因,指由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上或操作者体力上的限制与难度，以及容易产生误操作而引起的潜在失效。也就是与产品设计中可制造性与装配性有关的问题。,纯属制造与装配过程有关的问题，原则上由PFMEA来进行。, 典型的起因有：,材料选择不当、设计寿命估计不当、应力过大、润滑不足、维修保养说明不当、环境保护不够、计算错误等。, 典型的失效机理有：,屈服、疲劳、材料不稳定、蠕变、磨损、腐蚀等。,39,第二章 产品设计FMEA,7.DFMEA频度（0）,频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性大小的评估,通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一途径。,按可能性大小给出110的评定分。评分的依据要参考类似零部件的资料，以及相对改动的程度。,频度的估计可以参考以下资料：, 类似零件或子系统的维修资料；, 设计的零件与过去零件的差别；, 使用条件有否变化；, 有关新设计或修改设计的工程分析资料。,40,第二章 产品设计FMEA,失效发生可能性,可能的失效率,频度,很高：持续性失效,100个 每1000辆车/项目,10,50个 每1000辆车/项目,9,高：经常性失效,20个 每1000辆车/项目,8,10个 每1000辆车/项目,7,中等：偶然性失效,5个 每1000辆车/项目,6,2个 每1000辆车/项目,5,1个 每1000辆车/项目,4,低：相对很少发生的失效,0.5个 每1000辆车/项目,3,0.1个 每1000辆车/项目,2,极低：失效不太可能发生,0.010个 每1000辆车/项目,1,推荐的DFMEA频度评价准则,41,第二章 产品设计FMEA,8.DFMEA现行的设计控制, 现行采用的设计控制,把设计控制比喻成预防潜在失效变成现实或减少其出现可能性的防线。,现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那些措施如：, 工程计算, 材料试验, 设计评审, 台架试验, 可行性评审, 各种设计验证方法, 样件制造与试验, 道路试验, 车队试验等等。,42,第二章 产品设计FMEA, 现行设计控制的种类,把设计控制按优先采用的顺序，分成三种，形象地比喻为三道防线。, 防止起因或机理的发生或减少频率, 查出原因/机理，采取措施,在只知失效模式，而对造成该失效模式的原因/机理不清的情况下，找出造成该失效模式的潜在原因/机理。, 查明失效模式,在不清楚潜在的失效模式情况下，找出可能的失效模式。,优先运用第种方法，其次第种方法，最后第种方法。,要考虑两种类型的设计控制：,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。,探测：在项目投产之前，或通过分析方法或通过物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。,43,第二章 产品设计FMEA, 现行设计控制的采用,没有任何设计控制，设计将具有很大盲目性，风险极大。, 从时间角度考虑，设计控制采取的越早越好。这将有利于失效的早期识别和预防，降低开发成本，缩短开发周期，降低风险。, 用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。,9.DFMEA探测度（D）,设计控制方法有效性的评估,探测度是指零部件子系统、系统在投产前，用第种设计控制方法来探测潜在的失效原因/机理（设计薄弱部分）的能力，或用第种设计控制方法探测可发展为后续的失效模式能力的评价指标。,祥见探测度的推荐评价准则表。,备注：评估探测度时：, 首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因/机理。, 其次应评价其检出失效模式的有效性, 正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性。,44,第二章 产品设计FMEA,推荐的DFMEA探测度评价准则,探测度,准则：设计控制可能探测出来的可能性,探测度定级,绝对不肯定,设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，或根本没有设计控制,10,很极少,设计控制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,设计控制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,设计控制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,少,设计控制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,设计控制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,中上,设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式,4,多,设计控制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,设计控制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,设计控制几乎肯定能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式,1,45,第二章 产品设计FMEA,10.DFMEA风险顺序数（,RPN,）,RPN, Risk Priority Number, 潜在失效的风险评估,RPN,=（,S,）（,O,）（,D,）；,用它来表示设计风险的度量，,RPN,的数值11000之间；,RPN值为解决问题的优先顺序提供参考。,当RPN相近的情况下，应优先注意S大的失效模式，以及S和O都较大的失效模式。,如,RPN,值很高，设计人员必须采取纠正措施；,不管,RPN,多大，只要S高时，就要引起特别注意。,46,第二章 产品设计FMEA,11.DFMEA建议措施及责任,首先应对RPN高的项目采取措施；,采取措施针对降低严重度，频度和不易探测度；,降低不易探测度可以采用增加设计确认和验证工作的措施；,降低严重度和频度数只能通过修改设计来解决：, 包括：试验设计、修改试验设计、修改设计、修改材料性能等。,把负责采取措施的部门、个人及预期完成的日期填入表内。,47,第二章 产品设计FMEA,12.DFMEA建议措施,对失效模式风险评估结果，由小组讨论决定是否要采取措施，采取哪些措施。,措施是针对产品设计的措施。, 产品设计的FMEA中的措施不应包括在制造、装配过程的措施，, 不能依赖过程检验的强化措施。,采取措施的目标是降低潜在失效风险，即降低失效模式的严重度（S）、频度（O）和探测度（D）。,48,第二章 产品设计FMEA,降低严重度S, 只有通过修改设计，使失效模式改变或不出现,降低频度O, 只有通过修改设计消除失效原因或减少其原因发生,降低探测度D, 应采取更有效的设计控制方法，由第三种控制方法改变为第二种控制方法，由第二、三种方法改变为第一种控制方法。,采取措施的情况，以及纠正后的,RPN,。,简要记下措施实施的情况及日期。当明确了纠正措施后，重新估计S，O，D值，并计算出新的,RPN,。,小组将最终确定采取的设计措施（设计改进和新的控制措施）。,49,第二章 产品设计FMEA,13.DFMEA跟踪,任何建议措施都应有具体的负责人和规定的完成日期；,小组和主管设计的人员要对此负责到底。,DFMEA是一种动态文件，它应体现最新的设计思想，包括投产后发现问题而采取的设计修改而进行新的FMEA。,由设计主管工程师负责保证所有建议的措施得到实施。建议措施的落实是十分重要的，任何建议措施都应有具体的负责人和规定的日期，小组和设计主管工程师要对此负责。,DFMEA是一个动态文件，随着设计的修改和过程的完善，PFMEA也要进行不断的修订与完善，应体现最新设计及改进措施的情况，包括产品正式投产之后的改进活动。,50,第三章 制造与装配过程FMEA,一、PFMEA的准备工作,1.DFMEA的工作不包含在PFMEA中,PFMEA有可能成为DFMEA中对可制造性和装配性问题的补充，应该反馈到DFMEA中去。,PFMEA的准备工作可以包括：, 建立小组, 必须的资料,2.PFMEA必须的资料：, 过程流程图；过程特性矩阵表；, 动作风险分析；, 现有类似过程FMEA资料；, 现有的类似的过程FMA资料；, 特殊过程特性明细表；, 工程规范。,表格：可采用QS9000的FMEA手册推荐的表格。,51,第三章 制造与装配过程FMEA,二、过程FMEA的开发,负责过程的工程师掌握一些用于过程FMEA准备工作的文件是有帮助,的。FMEA从列出过程期望做什么和不期望做什么的清单，即过程意图始。,过程FMEA应从一般过程的流程图开始。这个流程图应明确与每一工序,相关的产品/过程特性。如果有的话，从相应的设计FMEA中明确的一些产,品影响后果应包括在内。用于FMEA准备工作的流程图的复制件应伴随着,FMEA。,FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。,52,第三章 制造与装配过程FMEA,三、PFMEA填写表头,包括FMEA编号，系统、子系统或零部件名称及编号，设计负责人，编制人，年型/车型，关键日期，FMEA日期，核心小组名单。, 所谓关键日期是指初次完成PFMEA的日期，该日期的期限是正式生产之前。,53,第三章 制造与装配过程FMEA,四、开始PFMEA,1. PFMEA 过程功能/要求,简要描述被分析的过程/工序，如车、钻、攻丝、焊接、装配等。,尽可能简短地说明该工艺过程/工序的目的；,如果该过程包括有多项不同的失效模式的工序，则这些工序单独列出。,如：, 把中间轴装入变速箱箱体；, 把变速箱盖装上变速箱箱体，等。,54,第三章 制造与装配过程FMEA,2.PFMEA潜在失效模式, 定义,潜在的过程失效模式是指过程可能发生的不能达到过程功能要求或过程设计意图的问题的表现形式。, 是对具体工序不符合要求的描述；, 所谓“潜在”是指可能发生，也可能不发生；, 一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在失效问题；, 由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成的失效，或容易产生误操作的问题也是考虑的范围。,可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序潜在失效后果；,对应特定工序列出每一个失效模式；, 假设失效可能发生,55,第三章 制造与装配过程FMEA, 过程失效模式的种类,失效模式的两种类型：,类：不能完成规定的功能, 如：零件超差，错装。,类：产生了非期望功能, 如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生有害气体、过大的噪声、振动，过高的温度、粉尘、刺眼的光线等等。,56,潜在失效模式b常见-示例,零件孔中心错位,零件松动,零件有毛刺,零件漏泄,零件有裂纹,零件方向错误,零件变形,零件有刀痕,零件腐蚀,零件有砂眼,弯曲,开孔太浅,开孔太深,表面态平滑,短路,开路,转运损坏,贴错标签,硬度高,硬度低,57,第三章 制造与装配过程FMEA, 过程失效模式分析,对有非期望功能发生的情况下，应检查在功能栏中是否对非期望功能的限值已列出。, 在考虑过程潜在失效模式时，经常使用“零件为什么会被拒收？”的思考方法。,例如：焊接过程零件被拒收可能因为“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件变形”，等等,例如，一个箱体与箱盖装配后被拒收的潜在原因是：“不密封”、“漏装零件”、“未注润滑剂”等。, 对于试验、检验过程两种可能的失效模式：,接受不合格的零件；,拒收合格的零件。,58,潜在失效影响c,潜在失效影响是指：由顾客觉察出的失效模式的影响。,举例：,噪音,非正常功效,异味,间歇式运行,漏水,怠速不稳,无法调试,控制困难,外观不良,59,第三章 制造与装配过程FMEA, 过程潜在失效模式的表现,上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式可能是上游工序失效模式的后果,一些过程失效模式的例子：, 零件变形, 钻孔偏心, 铸件气孔，铸件壁厚不均，铸件金属不足，铸件组织疏松, 锻件裂纹, 淬透层厚度不足，零件表面硬度不适宜（过硬或过软）, 零件表面光洁度低，外观粗糙，外观不良。,60,第三章 制造与装配过程FMEA,注意：,因设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的失效原则上也应包括在PFMEA中；, 也可以由设备、工装的FMEA来实施。, QS9000的工具与装备补充手册（TE Supplement）中规定了有关的要求。,61,第三章 制造与装配过程FMEA,3.PFMEA潜在失效后果,潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影响。,顾客是广义的，包括：, 最终顾客, 直接顾客（下一道工序）, 中间顾客（下游工序）,失效模式的后果还包括对过程本身有关组成的影响（如对操作者与设备，对环境的影响）。,描述失效的后果，应采用表达顾客关注和感受的词汇，如：, 操作者眼睛受伤害, 零件破损将机器损坏, 外观不良，无法装配，等等,62,第三章 制造与装配过程FMEA,站在顾客的角度来描述失效后果；,对最终顾客来说失效的后果应一律用产品或系统的性能来描述, 例如：噪声、振动、工作不正常、停止工作、工作不稳定、操作力过大、异味、性能衰退、外观不良、褪色，等等。,对下一道工序或下游工序的后果应使用过程、工序的性能术语来描述，如： 无法紧固，无法加工，无法装配，无法对中，无法焊接，无法平衡，危害操作人，损坏设备等等。,63,第三章 制造与装配过程FMEA,4.PFMEA 严重度（S）,定义：严重度是失效模式发生时对顾客的影响后果的严重程度的评价指标。, 严重度仅适用于失效的后果, 当一个失效模式有若干可能的后果，严重度将列出危害程度最大的那个后果的严重度分数。,要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计或工艺过程来实现。,严重度的评分采用110分。祥见严重度的推荐评价准则表。,64,推荐的PFMEA严重度评价准则,后果,评定准则：后果的严重度,当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果，最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（顾客的后果）,评定准则：后果的严重度,当潜在的失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（制造/装配后果）,严重度级别,无警告的危害,当潜在的失效模式在无警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高,或可能在无警告的情况下对（机器或总成）操作者造成危害,10,有警告的危害,当潜在的失效模式在有警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高,或可能在有警告的情况下对（机器或总成）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，或车辆/项目在返修部门进行返修的时间在0.5-1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%）产品可能需要报废，不需分检或者车辆/项目需在返修部门返修少于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者车辆/项目在线下返修，不需送往返修部门处理,5,很低,配合和精加工/尖响和咔嗒响项目不舒服。多数（75%以上）顾客能发觉缺陷。,或产品可能需要分检，无需报废，但部分产品（小于100%）需返工。,4,轻微,配合和精加工/尖响和咔嗒响项目不舒服。50%的顾客能发觉缺陷。,或部分（小于100%）产品可能需要返工，无需报废，在生产线上其它工位返工。,3,很轻微,配合和精加工/尖响和咔嗒响项目不舒服。有辨识力顾客（25%以下）能发觉缺陷。,或部分产品（小于100%）可能需要返工，无报废，在生产线上原工位返工。,2,无,无可辨识的影响,或对操作或操作者而言有轻微的不方便或无影响。,1,65,第三章 制造与装配过程FMEA,5.PFMEA重要程度分级,失效模式重要性等级,指被顾客（如三大汽车公司）定义的特殊特性、关键特性等。,PFMEA也是识别与确定特殊特性的重要工具。,6.PFMEA潜在失效的起因与机理, PFMEA的起因与机理定义,失效原因/机理是指使失效模式发生的原因, 一个失效模式可能的原因都应该考虑到,考虑失效原因时应考虑：, 输入本过程的零件/材料是正确的情况下可能的原因, 输入资源不正确的情况下可能的原因,上一道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因；下一道工序的失效模式可能是上一道工序的失效模式的后果,误操作（人的误操作，机器的误操作）是失效模式的可能原因之一,66,第三章 制造与装配过程FMEA, 潜在失效起因与机理分析,分析失效原因的方法：, 使用现有类似过程的失效分析资料, 应用上下工序的关系, 应用“五个为什么？”、因果图、排列图等, 复杂的多因素问题采用正交试验,7.PFMEA频度（O）,频度是指某一失效起因或机理出现的可能性大小的评估。,频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料，如过程的C,PK,、PPM值，故障率等。,对于无历史资料参考的过程，根据小组的经验，工程判断来估计。,按可能性大小给出1-10的评定分。,详见频度的推荐评价准则表。,67,推荐的PFMEA频度评价准则,失效发生可能性,可能的失效率*,频度,很高：持续性失效,100个 每1000件,10,50个 每1000件,9,高：经常性失效,20个 每1000件,8,10个 每1000件,7,中等：偶然性失效,5个 每1000件,6,2个 每1000件,5,1个 每1000件,4,低：相对很少发生的失效,0.5个 每1000件,3,0.1个 每1000件,2,极低：失效不太可能发生,0.01个 每1000件,1,68,推荐的带有P,PK,值的PFMEA频度评价准则,可能性,可能的失效率,P,PK,频度,很高：失效持续发生,100/1000件,0.55,10,50/1000件,0.55,9,高：失效经常发生,20/1000件,0.78,8,10/1000件,0.86,7,中等：失效偶尔发生,5/1000件,0.94,6,2/1000件,1.00,5,1/1000件,1.10,4,低：失效较少发生,0.5/1000件,1.20,3,0.1/1000件,1.30,2,极低：失效不大可能发生,0.01/1000件,1.67,1,69,第三章 制造与装配过程FMEA,8.PFMEA现行的过程控制, 现行的过程控制的定义,是指目前采用的防止失效模式及其原因发生，或降低其发生的可能性，或在过程中查出这些失效模式以采取措施防止不合格品产生或流入下游工序的措施。,现行的过程控制是对尽可能地防止失效模式或其起因/机理的发生或者探测将发生的失效模式或其起因/机理的控制的说明。这些控制可以是诸如防失误/错、统计过程控制（SPC）或过程后的评价，等。评价可以在目标工序或后续工序进行。,有两类过程控制可以考虑：,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。,探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。,70,第三章 制造与装配过程FMEA, 过程控制方法：（三道防线）, 第一种方法：防止失效原因/机理的发生，或减少其发生的可能性, 第二种方法：找出失效的原因/机理，从而找出纠正措施, 第三种方法：查明失效模式。, 现行的过程控制分析,优先采用的控制方法是第一种，其次是第二种，最后是第三种。最差的是没有任何过程控制, 依靠检验，剔除不合格品,或对不合格品采取返工的过程控制方法是一种事后措施, 它承认会产生不合格，也就是承认浪费, 抽样检验还有相当的风险, 在过程中控制措施采取得越早越好。,71,第三章 制造与装配过程FMEA,9.PFMEA探测度（D）,探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前，采用上述的第二种现行过程控制方法找出失效模式原因/机理，和第三种过程控制方法找出失效模式的可能性大小。, 随机抽查不能改善探测度, 以统计原理为基础的抽样检测是有效改善探测度的措施, 增加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度, 100%检验的办法成本高，而且也不一定是有绝对把握的。它会受到测量系统变差的影响, 100%目视检查法还受到人的判断能力的影响，以及失效模式性质是否易于用目视方法发现, 不能认为100%检查就具有高的探测度。,72,推荐的PFMEA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,探测度,A,B,C,几乎不可能,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检查来实现控制,9,微小,控制有很少的机会能探测出,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,控制可能能探测出,X,X,用制图的方法，如SPC（统计过程控制）来实现控制,6,中等,控制可能能探测出,X,控制基于零件离开工位后的计量测量，或者零件离开工位后100%的止/通测量,5,中上,控制有较多机会可探测出,X,X,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,控制有较多机会可探测出,X,X,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、确认。不能接受有差异零件。,3,很高,控制几乎肯定能探测出,X,X,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,极高,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出。,1,检验类别： A.防错 B.量具 C.人工检验,73,第三章 制造与装配过程FMEA,10.PFMEA风险顺序数（RPN）,RPN=（S）（O）（D）, 潜在失效模式的综合风险评估,用它来表示过程风险的度量，RPN的数值1-1000之间；,如RPN值很高，过程设计人员必须采取纠正措施；,不管RPN多大，只要S高时，就要引起特别注意。,74,第三章 制造与装配过程FMEA,11.PFMEA建议措施及责任,失效模式的RPN计算完成后，按其大小次序以及失效模式的严重度来考虑纠正措施，以降低S、O和D。,首先应对RPN高的项目采取措施；,采取措施针对降低严重度，频度和不易探测度；,降低S：, 通过修改设计（包括产品设计与过程设计）才能实现,减少O：, 需要改进产品与过程的设计,减少D：, 需要改进探测方法,75,第三章 制造与装配过程FMEA,12.PFMEA建议措施及责任,当失效模式的原因不清楚时，应采用试验设计，因果图等方法，找到失效模式的原因，从而采取针对失效模式原因的控制措施。,采用统计过程控制（SPC），把重点放在预防失效的发生，而不是放在产生缺陷后将之检测出来。,提高检测力度，虽然能一定程度降低D，但一般说来是不经济的，效果较差的控制方法。,100%检验的有效性要具体分析，一般只能作为临时性的措施。应避免采用随机抽样和100%检验方法。,PFMEA的重点放在过程设计本身，不要过多依赖于产品设计的修改来解决问题。但是，也要考虑产品设计中有关可制造性与装配性的问题，降低过程变差对产品特性的敏感性。依靠同步技术和小组的努力，使产品设计与过程设计最好的协调，降低成本，满足顾客的需要与期望。,对所建议的措施应落实责任和实施日期。,76,第三章 制造与装配过程FMEA,13.PFMEA措施实施跟踪,采取措施的情况，以及纠正后的RPN。,FMEA小组的工作,简要记下措施实施的情况及日期。当明确了纠正措施后，重新估计S，O，D值，并计算出新的RPN。,PFMEA是一个动态文件。,它应体现最新设计及过程改进措施的情况，包括产品正式投产之后的改进活动。,77,附录 系统FMEA,为帮助示意系统、子系统和部件FMEA的含义，以下提供两个示例，如图F1（关于接口和交互作用）和图F2（关于项目、功能和失效模式）。,例1：接口和交互作用,系统,图 F1 接口和交互作用,FMEA小组负责确定相关FMEA的范围。图F1的示例表明小组已确定了在进行系统FMEA时,必须考虑的子系统A、B、C和D，以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统统一部分的外围,环境。,环境,子系统A,子系统C,子系统B,78,附录 系统FMEA,接口,子系统之间通过接口直接连接。,图F1示意了子系统之间的接口，子系统A与子系统B接触（连接），B 与C接触，C与D接触，A与D，且B与D接触。环境也与图F1中列出的每一个子系统相接触，这就要求在进行FMEA时要对“环境接口”加以考虑。,注：每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中。,交互作用 一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。,在图F1中，任何接口系统间都可能发生交互作用（例如，子系统A加热，会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量，而且子系统A还向环境释放热量）。交互作用还可能通过“环境”的传递发生在“非接触”子系统之间（例如，如果环境湿度很大，子系统A和C是不同的金属，由非金属组成的子系统B隔开，由于环境的湿度，子系统A和C之间仍然会发生电解反应）。因此，非接触子系统之间的交互作用在预测上会相对难一些，但却很重要，应加以考虑。,79,附录 系统FMEA,例2,：项目、功能和失效模式,图F2（见下页）描述了以“树形排列”方式展示项目、功能和失效模式的一种方法，可以帮助小组直观地分析系统、子系统和部件。在系统等级上的描述比子系统和部件等级的描述更趋于一般性（对部件的描述通常是最具体的）。,“树形排列”对系统、子系统和部件作如下安排：,项目,设计目标（对设计目标的描述通常是有帮助的）,功能1,潜在失效模式A,潜在失效模式B,等等,功能2,潜在失效模式A,潜在失效模式B,等等,等等,80,附录 举例,系统等级,子系统等级,部件等级,自行车,设计目标,：, 骑行至少3000小时无需保养，,设计寿命为骑行10000小时。, 适于第99.5百分位成年男子骑用，,舒适便利。, 等等,功能,：,便于使用,潜在失效模式,：,方向把不好用,脚踏板不好用,功能,：,提供可靠的交通运输,潜在失效模式：,链条经常断开,需要经常修理车胎,功能：,提供舒适的交通运输,潜在失效模式：,车座位置不舒服,车架,功能：,为座位支撑提供稳定的附属物,潜在失效模式：,座位支撑的结构性失效,座位支撑的过大变形,功能：,提供好看的外观,潜在失效模式：,外观（光亮度）变坏,漆皮开裂,把手总成,前轮总成,后轮总成,链轮总成,车座总成,链条总成,上部车架,功能：,提供结构性支撑,潜在失效模式：,结构性失效,过大变形,功能：,对正确的车架几何外形提供,尺寸控制,潜在失效模式：,车架安装点的长度过长,车架安装点的长度过短,功能：, 为车架总成的生产方法）焊接）,提供支持,下前车管,下后车管,链轮管,81,过程FMEA示例,82,过程FMEA表格,83,谢谢!,2009-5,84,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,