失效模式及关键效果分析(FMEA).pptx
1甚么是潜在失效模式及后果分析？F - Failure (潜在失效)M - Mode(模式)E - Effects (后果)A - Analysis(分析)2潜在失效模式及后果分析的发展20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用于飞机制造业的发动机故障防范，取得很好的成果类似形式的分析方法，在六十年代中期航天工业首次应用-美国航空及太空总署（NASA）实施阿波罗登月计划，在合约中明确要求实施FMEAFMEA现已被广泛用于飞機制造、汽車制造等多个领域3失效模式及后果分析根据经验分析产品设计与生产工艺中存在的弱点和可能产生的缺陷这些缺陷产生的后果与风险决策过程中采取措施加以消除、并帮助消除潜在隐患；事前花些时间地进行FMEA，便可减轻事后修改的危机4FMEA潜在失效模式及后果分析两种FMEAs设计FMEA：由设计工程师/小组在设计初期采用的一种分析技术，以系统、子系统或另件为分析对象用来在最大范围内保证已充分地考虑到相关的系统、子系统和另部件和列出各种潜在的失效模式及其相关的起因，并评估其对最后的产品影响5FMEA潜在失效模式及后果分析两种FMEAs过程FMEA：由制造工程师/小组采用的一种分析技术，以加工工艺过程的每道工序为分析对象用来在最大范围内保证已充分地考虑到工艺过程设计和列出各种潜在的失效模式及其相关的起因，并评估其对最后的产品影响它并不依靠改变产品设计来克服过程缺陷，是要考虑制造6一、基本概念7一、基本概念b)失效分析在找出零组件或系统的潜在弱点，提供设计、制造、品保等单位采取可行之对策8一、基本概念 （续）lDFMEA 设计失效模式与效应分析lPFMEA 过程失效模式与效应分析lSFMEA 服务失效模式与效应分析lAFMEA 应用失效模式与效应分析lPFMEA 采购失效模式与效应分析lSFMEA 子系统失效模式与效应分析lMFMEA 机器失效模式与效应分析 9一、基本概念 （续）lFMEA是具有质量分析的事先分析工具，自下而上分析lFTA是事后的失效模式分析，即失效树自上而下分析l类似的产品的FTA是其FMEA的重要输入10一、基本概念 （续） 在失效分析中，首先要明确产品的失效是什么，否则产品的数据分析和可靠度评估结果将不一样，一般而言，失效是指： a)在规定条件下（环境、操作、时间）不能完成既定功能。 11一、基本概念 （续）b)在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间。 c)产品在工作范围内，导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。12一、基本概念 （续）定义：一个失效事件发生，若没有采取或不及时采取或事实上不可能采取的措施， 而引起下游系统或相关系统失效的现象。例子：由于有了失效链的概念就有了根源失效模式、伴生模式、中间式及最终模式的失效。故制作DFMEA、PFMEA 时要运用失效链的思想。 13一、基本概念 （续） 路面不平 水箱支架断裂 根源模式(不是内在原 因是环境条件） 水箱后倾 产生异响 水箱与风扇皮带碰（伴生模式） 中间模式 水箱水管断 水箱水泄漏 发动机损坏 冷却系过热 最终模式 停车14一、基本概念 （续）支架断，因强度不足，为失效的根本原因不要把环境条件列入失效原因，FMEA要找内在原因中间模式：上一个模式是下一个模式的原因失效链若能及时采取措施，可在中间截断15一、基本概念 （续） 失效的分类应根据失效原因、危害程度、失效程度与产生的频率加以分类，一般的分类原则如下： 失效类别 分 类 原 则1 致命失效危及产品安全，可能导致人身伤亡，或引起重要总成报废，造成重大经济损失或对周围环境造成重大危害。2 严重失效影响产品安全，可能导致主要总成、零部件损坏或性能显著下降且不能用简易工具和备件在短时间（约30min）内修复。3 一般失效不影响产品安全，造成性能下降，但一般不会导致主要总成及零部件损坏，并可用简易工具和备件在短时间内（30min）修复。4 轻微失效一般不会导致性能下降，不需要更换零件，用简易工具在短时间（5min）内能轻易排除。16一、基本概念 （续） 进行失效定性与定量分析时，要区分失效的危害程度，因此要把失效划分等级，划分的原则是：a)造成人员伤亡b)造成设备和环境的损失c)造成直接和间接的损失失效等级的划分，因产品种类与企业政策、国家法令之不同，而有不同的划分方法，常用的划分方法如下 ：17一、基本概念 （续）失效等级严 重 程 度级 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，并（或） 导致人员伤亡。级能导致系统功能失效，造成系统或环境的重大损失，不造成人员伤亡。级能导致系统功能下降，对系统或周围环境或人员均无显著损害。级能导致系统功能下降，对系统、环境、人员无害。18一、基本概念 （续） 不同的产品，不同的使用状况，不同的失效模式，失效的判定很难统一规定。例如：齿轮出现蚀点，对精密仪器而言即为失效，但对重型机械，则不算失效，除非腐蚀到一定的程度。 研究失效，首先要得到失效的真实状况，比如失效出现的部位，发生的时间、失效模式、失效原因、失效产生的影响、失效改正方法、修复方式及修复成本等。19一、基本概念 （续） 失效原因失效原因就是引起失效的物性、化性原因，也就是引起失效模式的原因，例如： 失效模式失效模式：A断裂 失效原因失效原因：B穿晶断裂、沿晶断裂、脆性断裂、韧性断裂20潜在失效模式及后果分析1.FMEA编號-填入FMEA文件编号，以便查询2.项目名称-分析的系统、子系統或另件的过程名称及编號统3.过程责任-填入部门和小组及供货商名称4.编制者-负责准备FMEA工作的人5.年型/车型-填入将使用和正被分析过程影响的年型6.关键日期-填入FMEA预定完成日期，该日期不可超越计划开始生产日期7.FMEA日期-填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期8.核心小组-填入执行任务的部门和个人姓名9.过程功能/要求-简单地考描述被分析的过程或工序21潜在失效模式及后果分析10.潜在的失效模式指系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的要求对一个特定项目及其功能，出每一个潜在失效模式只能在特定环境条件下，与及特定使用条件下，可能发生的失效模式，也要考虑例如：断裂、变形、泄漏11.潜在的失效后果-指失效对顾客的影响，顾客可以是下一工序、代理商或产品最终使用人，例如：不稳定的操作、无动作12.严重度(Severity) -潜在失效模式对顾客的影响后果的严重的评价指标。一般严重度评估分为1至1022潜在失效模式及后果分析严重度严重度(S)(S)无警告的严重危害（10）可能危害机器或装配操作者潜在失效模式严重影响系统安全运行或包含不符合政府法规，严重程度很高失效发生时无警告有警告的严重危害（9）可能危害机器或装配操作者潜在失效模式严重影响系统安全运行或包含不符合政府法规，严重程度很高失效发生时有警告23潜在失效模式及后果分析严重度严重度(S)(S) ( (续续) )很高（8）生产线严重破坏，可能100%的产品需报废，系统无法运行，丧失基本功能，顾客不满意高（7）生产线破坏不严重，产品需筛选部分（低于100%）报废，系统能够运行，但性能下降，顾客不满意24潜在失效模式及后果分析严重度严重度(S)(S) ( (续续) )中等（6）生产线破坏不严重，部分（低于100%）产品报廢（不筛选），系统能够运行，但舒适性或方便性项目性能失效，顾客有些不满意低（5）生产线破坏不严重，产品需要100%返工，系统能够运行，但有些舒适性或方便性项目性能下降，顾客有些满意25潜在失效模式及后果分析严重度严重度(S)(S) ( (续续) )很低（4）生产线破坏不严重，产品经筛选，部分（少于100%)需要返工，装配和涂装或尖等项目不符合要求，多数顾客发现有缺陷轻微（3）生产线破壞较輕，部分（少于100%)需要在生产线其他工位返工，装配和涂装或尖响和嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷26潜在失效模式及后果分析严重度严重度(S)(S) ( (续续) )很轻微（2）生产线破壞轻微，部分（少于100%)产品需要在生产线上原工位返工，装配和涂装或尖等项目不符合要求，很少顾客发现有缺陷无（1）没有影响27严重度评价准则应用例子严重度评价准则应用例子效果标准：效果的严重性等级无这种失效不可能引起系统或产品的显著失效，客户也不可能侦测到这种失效1很小很低的失效程度，失效的特性只能引起客户轻微的困扰，客户不会注意到系统或产品质量的降低23中等由于失效的质量会使客户不满；客户会注意到系统或产品质量的降低456很高由于失效的质量会使客户高度不满；但未涉及到潜在的安全问题78极高失效的模式涉及到潜在的安全问题91028潜在失效模式及后果分析13.分级(重要程度)根据工序特性进行分级14.潜在失效原因是指失效是怎样发生失效的许多原因并不是独立的可能需应用DOE例如：扭力过大、焊接不正确、另件错装、林料选定不正确15.频度(O)是指失效原因的发生频率29失效发生的频度(O)评价准则失效发生的可能性可能的失效率CPK频度数很高：失效几乎是不可避免1/21/30.330.33109高：一般与以前经常发生失效的过程相似的工艺有关1/81/200.510.6787中等：一般与以前时有失效发生，但不占主要比例的过程相似的工艺有关1/801/4001/2,0000.830.101.17654低：很少几次与相似过程有关的失效1/15,0001.333很低：很少几次与几乎完全相同过程有关的失效1/150,0001.502极低：失效不大可能发生。几乎完全相同的过程也未有过失效1,500,0001.67130失效发生的频度(O)评价准则应用例子评估点123-45-67-89-10评估基准未发生过问题很难发生不良很少发生不良有时候才会发生不良有时候会连续发生不良常常发生不良31潜在失效模式及后果分析16.现行过程控制现行的过程控制是否能够阻止失效模式的发生，或探测将发生的失效模式控制的描述17.探测度(Detection)根据工序特性进行分级18.风险系数(RPN)RPN = S x O x D风险系数愈大，所产生的影响也愈大在实践中，不管RPN大小，当S高时，就需特别注意19.建议措施当RPN值排出后，根据RPN的数值，由大至小排列，并在最前面的事和最关键的项目，采取改正措施如起因不明，可应用DOE确定32失效探测度(D)评价准则探查性评价准则：在下一个或后续工艺前，或另部件离开制造或装配工位之前，利用过程控制方法找出缺陷存在的可能性排度几乎不可能没有已知的控制方法能找出失效模式10很微小现行控制方法找出失效模式的可能性很微小9微小现行控制方法找出失效模式的可能性微小8很小现行控制方法找出失效模式的可能性很小7小现行控制方法找出失效模式的可能性小6中等现行控制方法找出失效模式的可能性中等5中上现行控制方法找出失效模式的可能性中等偏上4高现行控制方法找出失效模式的可能性高3很高现行控制方法找出失效模式的可能性很高2几乎肯定现行控制方法几乎肯定能找出失效模式，已知相似工艺的可靠的探测控制方法133失效探测度(D)评价准则应用例子评估点1-23-45-67-89-10评估基准制造工程中必定会发现在出货前一定会发现一般客户会注意到的故障细心的客户才会注意到的故障突发的故障34潜在失效模式及后果分析20.责任负责实施建议措施的部门或人员，以及预计日期21.采取的措施当实施措施后，简要记载具体执行情况，并记下生产日期22.纠正后的RPN纠正措施实施后，评估S、O、D，计算RPN23.跟踪有关人员须保证所有建议已被实施或已妥善落实，并不断改善FMEA文件35潜在失效模式及后果分析的实施1.缺陷的名称2.潜在失效的后果3.失效严重度评估4.缺陷产生的原因5.缺陷产生的频度6.缺陷被发现的概率7.建议纠正措施想象中可能产生的缺陷36一、基本概念 （续）严重度定义严重度定义估计缺点对使用客户影响的严重程度，以“1至10分”计分。所称严重度计分，一般而言，惟有更改产品设计后始能降低，而仅凭制造方面之控制，并无法降低失效之严重度。37一、基本概念 （续） 所称频度，是指某项失效之原因其发生之机率，该项目一经发生，将可能出现失效。惟于估计频度时，需先假定产品于交货前，有关之失效均未被发现。38一、基本概念 （续） 所谓不易探测度，是指在一项零件或组件已经完成，离开制造场所或装配场所之前，能否检出其已发生之失效而言。不易探测度用“1至10”表示。因此处理时应确实查出失效原因，并务必有效控制，才能防止失效产品运出厂外。39一、基本概念 （续）风险顺序数风险顺序数RPNRPN（Rish,Priority NumberRish,Priority Number）=S=SO OD D S S：sereritg (sereritg (严重度严重度) ) O O：occarrence(occarrence(频度频度) ) D D：detection (detection (不易探测度不易探测度) )重点解决重点解决RPNRPN较大的原因，特别注意较大的原因，特别注意S S大的大的, ,哪怕哪怕RPNRPN并并不大，也要采取措施。不大，也要采取措施。RPNRPN该多少无任何具体规定，建议：红线：该多少无任何具体规定，建议：红线：RPNRPN100100黄线：黄线： RPNRPN64 64 ；绿线：绿线： RPNRPN6464管理较先进的公司管理较先进的公司, ,RPNRPN要控制在要控制在100100以下以下. .40二.关系41三、DFMEA与PMEA关系1 1DFMEADFMEA是是PFMEAPFMEA的输入，即的输入，即DFMEADFMEA中标明的特殊特中标明的特殊特性必须在性必须在PFMEAPFMEA中重点考虑。中重点考虑。2 2DFMEADFMEA的失效模式不能依靠过程检查纠正的失效模式不能依靠过程检查纠正/ /控制，控制，必须更改设计参数。必须更改设计参数。3 3DFMEADFMEA后才能作后才能作PFMEAPFMEA。42q1可早期发现缺陷（设计问题），避免减少损失。q2有助于对设计要求的评估及对设计方案的相互权衡。q3有助于可装配性和制造性的早期考虑。q4. FMEA是小组行为（多方论证小组），是组织经验的积累。431DFMEADFMEA由设计工程师牵头，制造、质管由设计工程师牵头，制造、质管部门参加的多方论部门参加的多方论 证小组制订评审。证小组制订评审。2PFMEAPFMEA由制造工程师牵头，设计、质管由制造工程师牵头，设计、质管部门参加的多方论证部门参加的多方论证小组制订评审。小组制订评审。44v1DFMEADFMEA在设计概念形成之时开始，所有在设计概念形成之时开始，所有 v 加工图样完成之前完成。加工图样完成之前完成。v2设计策划可行性承诺之前完成设计策划可行性承诺之前完成PFMEAPFMEA。45a a) )成立小组（一般以成立小组（一般以5 58 8人：生产，材料，供方，顾客）人：生产，材料，供方，顾客）可作为多方论证小组中的子组；可作为多方论证小组中的子组；b)b)资料准备资料准备QFDQFD机能展开，发掘设计预期要求，制造机能展开，发掘设计预期要求，制造/ /装配可行性；装配可行性；可靠性、安全要求；可靠性、安全要求；明确产品的使用环境（温度，湿度等）明确产品的使用环境（温度，湿度等）类似产品的类似产品的FTAFTA资料资料工程标准工程标准特殊特性明细表特殊特性明细表c)c)各系统、子系统、各部门逻辑影响关系各系统、子系统、各部门逻辑影响关系-框图框图46d.通过框图描述的逻辑关系判定： 框图输入（原物料）的潜在失效； 框图各过程/功能的潜在失效； 框图输出对下一流程（生产线/顾客）的潜在失效；d.完成FMEA表格；47设计FMEA的形成过程准备期l工程师群的经验l质量经验(如:工程数据等)l顾客需求:想要的和必需的.l规格要求.l已知产品要求.l制造/装配要求. 所需求的特性定义的愈好,为改进行动确认潜在的失效模式,就越容易.48 明确功能（预期功能）明确功能（预期功能） 考虑非预期功能考虑非预期功能, ,失效模式是针对功能而言失效模式是针对功能而言: : 型失效模式：不能完成规定的功能型失效模式：不能完成规定的功能 型失效模式：产生了非预期的、有害的型失效模式：产生了非预期的、有害的 考虑后果：站在用户将来使用产品的立场考虑后果：站在用户将来使用产品的立场: : 严重度分级：严重度分级：a)a)确定级别要根据经验、要小组讨论，大家形成共识确定级别要根据经验、要小组讨论，大家形成共识b)b)对整车的影响，假设零件（分析）装入整体运行对整车的影响，假设零件（分析）装入整体运行c)c)可依可依FMEAFMEA手册参考制作自己的手册参考制作自己的FMEAFMEA中严重度分级，中严重度分级，但要遵守大原则。但要遵守大原则。CCCC（关键性特性）关键性特性） 9.10 9.10级级SC(SC(重要特性重要特性) 5.8) 5.8级级 5 5级以上均要措施对策，级以上均要措施对策，5 5级以下可以考虑。级以下可以考虑。49 表明潜在的起因对失效模式影响的大小，表明潜在的起因对失效模式影响的大小，当此原因存在时失效模式发生的可能性和概率大小。当此原因存在时失效模式发生的可能性和概率大小。频度：小组讨论，依据经验和类似产品发生的经验频度：小组讨论，依据经验和类似产品发生的经验确定。确定。“现行设计控制现行设计控制”措施指类似产品或常规的。措施指类似产品或常规的。“现现行设计控制行设计控制”方法是否有效，用难检度来测量。方法是否有效，用难检度来测量。风险风险 性能权衡性能权衡注意：注意：a)Sa)S找原因找原因从设计中；从设计中；b)b)现行控制指现有类似产品已有的常规措施现行控制指现有类似产品已有的常规措施c)c)重点要作哪些特殊特性的工序，建议措施一定要重点要作哪些特殊特性的工序，建议措施一定要去试验去试验50a a) )成立小组成立小组b)b)资料资料过程流程图过程流程图特性矩阵图特性矩阵图类似过程类似过程FTAFTA特殊特性明细表特殊特性明细表工程规范工程规范51
