PFMEA-培训教材分解.ppt

FMEAFailure Mode and Effect Analysis潜在失效模式及后果分析什么是FMEA 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情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。情形2：对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有FMEA）。情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的应用类型建立、跟踪和改进建立、跟踪和改进Business ObjectivesScrapJan.Apr.Jul.Dec.UptimeGoalOn Time DeliveryGoalGoalEmployee Information CenterJan.Apr.Jul.Dec.Jan.Apr.Jul.Dec.保持和利用保持和利用了吗？改进了吗？改进了吗？了吗？FMEA的目的FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是：帮助预防问题发生识别和分析风险确定关键特性与重要特性持续改进 将全部过程形成文件 时间客户投诉制造及装配设计核准FMEA产品策划设计制造应用预防寻找方法及解决问题成本1000100101各阶段纠正问题的成本FMEA的特点 失效还未发生，可能发生，但不一定发生在设计或过程开发阶段前开始由各种有经验和专业知识的人构成小组是预防缺陷的有效工具持续进行的动态文件是经验的宝库定义顾客在FMEA中应考虑四种类型的顾客：最终使用者：使用产品的个人或组织，FMEA中一般要考虑产品的耐久性对最终使用者的影响。OEM：分析产品和主机厂装配过程之间的关系对于有效的FMEA非常关键。供应链：包括组装、装配、热处理、喷漆、电镀、焊接或其它精加工服务等。法规：对安全和环境方面明确要求并监控其实施的政府机构。明确顾客有助于定义功能、要求和规范，并能帮助确定相关失效模式的后果。对组织和管理层的影响FMEA是企业内的一项重要活动，涉及整个产品实现过程；FMEA很费时，而且需要有足够的资源；明确FMEA的职责以及高层管理者的承诺至关重要；要实施FMEA全面的培训，包括：管理层、使用者、供方、推动者。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，并制订了有关的标准。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月出版了第二版，2001年7月出版了第三版。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。FMEA 的时间顺序概念初始设计产品加工图纸工装制造设计/过程确认生产开始DFMEAPFMEADFMEA 在设计概念形成之时或之前开始，完成时间在产品加工图样完工之前。PFMEA 在可行性阶段或之前进行，完成时间早于生产工装准备之前脑力风暴 Brainstorming脑力风暴是一种技法，可以激发小组成员产生大量的有创意的点子。由纽约广告代理的老板Alex F Osborn在1930年发明，其前提是在一般的讨论中，人们害怕别人批评而约束自己，因此而不能产生有创意的点子。脑力风暴包括创造一种氛围，让人们感到无拘无束，此时人们可能提出在平时认为不太可能提出的解决方案，但往往收到意想不到的效果。脑力风暴 Brainstorming选定进行头脑风暴的小组成员。一次只能有一人发言。不要有任何人在会上起主导作用（平等原则）。将会议中得到的所有IDEA都记录下来。在头脑风暴过程中，不要对任何IDEA进行评价。重要的是IDEA的数量，而不是质量。将各种IDEA按失效模式和起因进行分类。头脑风暴之后对失效模式进行优先排序。过程潜在的失效模式及后果分析过程FMEA（PFMEA）PFMEA簡介PFMEA是一个动态（living）文件：在可行性阶段或之前就应该启动；应早于生产工装的制作；从单个零件到总成的所有生产操作都应考虑；应包含工厂内所有可能影响制造和装配作业的过程如：装货、收货、材料搬运、储存、标识等。产品设计可满足设计意图由设计弱点导致的失效模式可能在PFMEA中，但相关后果和控制已在DFMEA中机器和设备满足其设计意图零件/材料是合格的可考虑历史纪录PFMEA的前提团队方式PFMEA由多方论证小组开发和维护，该小组一般由责任工程师领导；小组负责人在PFMEA的开发初期从各有关部门挑选成员，包括但不限于：设计、装配、生产、质量、采购、服务、供应商等；PFMEA应该成为促进各相关部门交流的催化剂，从而提升团队合作精神。PFMEA的输入过程流程图DFMEA图纸和设计记录过程清单特性矩阵图内部和外部发生的不合格质量和可靠性历史其它类似产品信息，如：FTT（First Time Through）、PPM、CpkPFMEA的第一步：创建过程流程图流程图应当识别每一工序的产品/过程特性；应包含来自相应DFMEA中所识别的产品信息；编制PFMEA所依据的流程图应有一份副本和PFMEA放在一起。从高层次流程图到详细的流程图 从宏观到微观 过程流程分析10206050304030.130.530.430.330.230.6过程FMEA示例PFMEA过程步骤填入被分析的过程或工序，如一个编号和名称：10车、20钻、30攻丝、40装配等；该内容必需与过程流程图保持完全一致以便追溯并建立与其它文件（控制计划、作业指导书）之间的联系；返工返修工序也应该包含在内。PFMEA过程功能过程功能描述操作的目的或意图；建议进行风险分析以便将过程编号用于那些增值或对产品有负面影响的过程步骤；如果一个过程有多项功能则应分开描述，以便更好地识别相应的失效模式。PFMEA要求要求是指为满足设计意图或其它顾客要求的过程输入；如果针对同一项功能有不同的要求，则应和相应的失效模式一起分开描述以便分析。潜在失效模式潜在失效模式是指过程可能不能满足过程要求（包括设计意图）的方式；一般假定采购的零件或材料是合格的，除非以前的统计数据显示进货产品有质量问题；小组还应假定产品设计是正确的，如果确实发现与过程有关的产品设计问题，应将其提交产品设计小组进行解决；假设失效模式可能发生但不一定肯定发生；失效模式应用专业术语描述。示例过程步骤过程步骤/功能功能要求要求潜在失效模式潜在失效模式Op 20用扭矩枪将座椅垫装到位置上4颗螺丝少于4颗螺丝规定的螺丝用错螺丝安装顺序：第一颗螺丝安在右前方的孔中螺丝安在其它孔里螺丝完全安装到位未完全拧到位螺丝拧至规定的动转矩扭矩过高扭矩过低CASE STUDY分小组分别讨论某一具体工序的过程功能、要求和潜在失效模式。学员发表教师点评过程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。考虑潜在失效模式的方法 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。例一：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 例二：一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 拒收合格的零件典型的失效模式弯曲弯曲 毛刺毛刺 孔错位孔错位断裂断裂 转运损坏转运损坏 漏开孔漏开孔脏污脏污 变形变形 表面太光滑表面太光滑短路短路 开路开路表面粗糙表面粗糙 开孔太深开孔太深 失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象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安全、环境和法规的影响PFMEA中描述的失效后果应与DFMEA中描述的保持一致。识别失效后果时的问题1.潜在失效模式会阻止下游工序的进行或对设备或潜在失效模式会阻止下游工序的进行或对设备或操作者造成潜在伤害吗？操作者造成潜在伤害吗？l在某工序无法装配l在顾客处不能连接l在顾客处不能附着l在某工序无法钻孔l在某工序会造成工装额外的磨损l在某工序会损伤设备l在顾客处会伤害操作者注：潜在失效后果发生的地点必需识别，尤其是发生在顾客处时。注：潜在失效后果发生的地点必需识别，尤其是发生在顾客处时。识别失效后果时的问题2.对最终用户的潜在影响是什么？对最终用户的潜在影响是什么？l噪音l费力l异味l间歇性工作l泄露l无法调整l失控l外观不良识别失效后果时的问题3.如果在到最终用户前探测到后果会发生什如果在到最终用户前探测到后果会发生什么？么？l停线l停止装运l100%报废l降低线速l增加人力以维持线速示例要求要求失效模式失效模式后果后果4颗螺丝少于4颗螺丝最终用户：最终用户：座椅垫松并有噪音。制造和装配：制造和装配：停止装运，额外的挑选返工。规定的螺丝用错螺丝制造和装配：制造和装配：螺丝无法安装。安装顺序：第一颗螺丝安在右前方的孔中螺丝安在其它孔里制造和装配：制造和装配：现场安装其它螺丝很困难。螺丝完全安装到位未完全拧到位最终用户：最终用户：座椅垫松并有噪音。制造和装配：制造和装配：挑选返工。螺丝拧至规定的动转矩扭矩过高最终用户：最终用户：由于螺丝破裂导致座椅垫松并有噪音。制造和装配：制造和装配：挑选返工。扭矩过低最终用户：最终用户：由于螺丝逐渐松脱导致座椅垫松并有噪音。制造和装配：制造和装配：挑选返工。PFMEA严重度定义：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。小组应对评定准则和分级系统达成一致，并在运用时始终坚持。建议不要修改评分为9和10的评价准则，严重度为1的失效模式不应进行进一步的分析。严重度评估准则（AIAG FMEA 手册 第四版）级别后果影响产品的严重度（客户影响）10不能符合安全和/或法规要求潜在失效模式影响车辆安全运行和/或涉及违反政府法规-没有警告9潜在失效模式影响车辆安全运行和/或涉及违反政府法规-带有警告8主要功能丧失或降级主要功能降级（车辆不能运行，但不影响车辆安全运行）7主要功能降级（车辆能运行，表现水平下降）6次级功能丧失或降级次级功能降级（车辆能运行，但舒适/方便性的功能不运行）5次级功能降级（车辆能运行，但舒适/方便性的功能表现水平下降）4烦恼外观或能听到的噪音，车辆能运行，不符合，大部分客户都能察觉（大于75%）3外观或能听到的噪音，车辆能运行，不符合，很多顾客能察觉（50%）2外观或能听到的噪音，车辆能运行，不符合，敏感顾客能察觉（小于25%）1没有影响未有可识别影响严重度评估准则（AIAG FMEA 手册 第四版）级别后果影响过程的严重度（制造/装配影响）10不能符合安全和/或法规要求可能危害操作者（机械及装配人员）-未有警告9可能危害操作者（机械及装配人员）-带有警告8严重干扰100%产品可能报废；停线或停止付运7显著干扰部分产品可能要报废；主要过程偏差包括降低生产线速度或增加人力6中度干扰100%产品可能要离线返工和接收5部分 产品可能要离线返工和接收4中度干扰100%产品可能要在处理前在工位内返工3部分 产品可能要在处理前在工位内返工2轻微干扰对过程，作业或操作工做成轻微不便1没有影响没有可识别影响CASE STUDY分小组分别讨论某一具体工序的潜在失效模式的后果及严重度。学员发表教师点评PFMEA级别本栏目可用于突出高优先度的失效模式以进行工程评定；本栏目也可用于对那些需要附加的过程控制的部件、子系统或系统的特殊产品或过程特性的分级；在PFMEA中如果特殊特性被评为9或10分，应通告负责设计的工程师。PFMEA失效的潜在起因定义：失效是怎样发生的，依据可以纠正或可以控制的原则予以描述。一个失效模式可能的原因都应该考虑到不同的起因会有不同的控制方法和行动计划，因此要分开描述。应列出具体的失误或故障情况（如操作者未安装密封件），而不要用含混不清的词语（如操作者错误、机器工作不正常等）。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。应用技术因果图(鱼骨图)五个为什么(5 WHY)潜在失效原因 根本原因为什么？为什么？真正原因十分接近真相的原因表面原因看到的现象为什么？为什么？为什么？答案后果.模式.原因 -重叠的关系后果.模式.原因 -重叠的关系PFMEA频度（O）频度是指某一失效起因出现的可能性大小的评估。频度数是相对的而非绝对的；为保证连续性，应采用一致的发生频度定级方法。频度评估的依据可参考已有过程或类似过程的统计数据资料，如过程的Cpk值，PPM值，故障率等。对于无历史资料参考的过程，根据小组的经验进行主观判定。频度评估准则（AIAG FMEA 手册 第四版）后果级别准则：原因的发生十分高10 100 件/每1000件1:10高9 50 件/每1000件1:208 20 件/每1000件1:507 10 件/每1000件1:100中等6 2 件/每1000件1:5005 0.5 件/每1000件1:2,0004 0.1 件/每1000件1:10,000低3 0.01 件/每1000件1:100,0002 0.001件/每1000件1:1,000,000十分低1 失效可用预防控制消除CASE STUDY分小组分别讨论某一具体工序的潜在失效模式的起因及频度。学员发表教师点评PFMEA现行的过程控制定义：是对目前采用的防止失效起因发生，或查出这些失效模式或失效起因的控制的描述。预防消除（防止）失效起因或失效模式的发生，或者降低其出现的几率。探测识别（探测）失效起因或失效模式，导致采取相应的纠正措施或对策。PFMEA现行的过程控制常见的预防控制方法：SPC防错预防性维护常见的探测控制方法：首件检查巡检目视检查定期检查示例要求失效模式起因预防控制探测控制螺丝完全安装到位未完全拧到位操作工打螺帽时机器未与工作面垂直操作工培训在打螺帽的机器里安装了角度探测器，当角度值不符时不允许零件离开工装。螺丝拧至规定的动转矩扭矩过高扭矩由非设置人员设置过高用密码保护控制盘（只有设置人员才可使用）在设置程序中增加规定，运行前先要确认扭矩扭矩由设置人员设置过高对设置人员进行培训在设置程序中增加规定，运行前先要确认扭矩在设置指导书中加入设置要求扭矩过低扭矩由非设置人员设置过低用密码保护控制盘（只有设置人员才可使用）在设置程序中增加规定，运行前先要确认扭矩扭矩由设置人员设置过低对设置人员进行培训在设置程序中增加规定，运行前先要确认扭矩在设置指导书中加入设置要求PFMEA探测度（D）探测度是与过程控制栏中所列的最佳探测控制相关联的定级数；不要因为频度低就自动地假定探测度值也低；随机抽查不能改善探测度；增加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度；不能认为100检查就具有高的探测度。探测度评估准则（AIAG FMEA 手册 第四版）探测机会准则：以探测为过程控制的可能性级别探测可能性没有探测的机会没有现行过程控制；无法探测或没有分析10几乎不可能几乎在任何阶段都不能探测失效模式或错误（原因）不容易探测（例：随机审核）9很微小在过程后探测问题探测失效模式，过程后-操作员目视/触觉/听声方法8微小在源头探测问题探测失效模式当场-操作员目视/触觉/听声方法，或过程后-用计数型量具（go/no-go，手动扭力扳手等）7很小在过程后探测问题探测失效模式，过程后-操作员用计量值量具；或当场-操作员用计数型量具（go/no-go，手动扭力扳手等）6小在源头探测问题探测失效模式，当场-操作员用计量值量具；或或错误(原因)自动控制探测缺陷零件并通知操作员（光、蜂鸣器等）执行作业前准备和首件测定检查（只适用作业前准备的原因）5中等在过程后探测问题探测失效模式，过程后-自动控制探测缺陷零件和自动扣留零件以防止进入下工序4中上在源头探测问题探测失效模式，当场-自动控制探测缺陷零件和自动扣留零件以防止进入下工序3高错误探测和/或问题预防探测错误(原因)，当场-自动控制探测错误和防止产生缺陷零件2很高防止错误；不采用探测防止错误(原因)，夹具、机器或零件设计过程/产品设计了防错法，不会产生缺陷零件1几乎肯定CASE STUDY分小组分别讨论某一具体工序的潜在失效模式的现行控制方法及探测度。学员发表教师点评PFMEA风险顺序数（RPN）RPN=(S)(O)(D)用它来表示过程风险的度量，RPN的数值在11000之间；当严重度为9或10时，小组必需确保风险已通过现有的设计控制或建议措施得到处理；对RPN最高的项目采取纠正措施例：最高 3 项 RPN:448,316,216,200,186,162,150,144不推荐使用RPN限值的方法确定改进需求。PFMEA建议措施把重点放在预防失效的发生，而不是放在探测缺陷上；尽可能按照严重度、频度、探测度的优先顺序去降低风险值。如果经过评审无需建议措施，在本栏内填“无”，对严重度高的失效模式最好加上理由。PFMEA建议措施降低严重度：只有产品或过程设计变更才能导致严重度降低；产品或过程设计变更不一定导致严重度降低；为了获得最大的效益，对产品和过程的变更应尽可能在设计开发的早期进行。PFMEA建议措施降低频度：可能需要产品或过程设计变更来消除或控制失效模式的起因，从而降低频度；建议采用统计方法寻找变差的来源以降低频度；PFMEA建议措施降低探测度：最好的方法是采用防错法；从新设计探测方法可能降低探测度；增加检验频次通常不是一个有效的措施，因此一般作为临时措施，收集更多的过程信息为今后的纠正预防措施作准备；采取的措施描述实际执行的措施和生效日期措施执行后的RPN跟踪所有建议措施已实施验证已执行的措施的有效性重新评估S,O,D数值计算RPN结果措施执行结果60风险评估有以下几种评估方式：风险顺序数（RPN）；FMEA手册不推荐使用RPN分值来决定是否需要采取措施。61风险评估请看下表:您认为哪一种分值应该优先考虑？项目严重度发生频度探测度RPNA92590B74411262风险评估FMEA手册推荐使用以下两种方法：1）SO（S*O）2）；63风险评估请看下表：您认为应该如何安排优先顺序？SODS*ORPNSODSD773491477737373721147737773772114737737FMEA与其他工具的链接FMEA更新FMEA是一个动态文件，应在产品或过程变更后进行评审并更新。产品变更过程变更过程控制改进客户退货&抱怨生产异常PFMEA中常见的问题1.未体现多方论证方式；2.未明确关键日期或关键日期在编制日期之前；3.未体现动态文件的特点，FMEA很长时间都没有修订过；4.过程编号及过程名称与过程流程图不符；5.没有对每一个过程进行分析；6.潜在失效模式识别不完整；7.将潜在失效的起因/机理当做失效模式；8.潜在失效的后果识别不完整或不具体；9.对同一失效模式的多个失效后果分开进行严重度评分；10.严重度评分与失效后果的描述不一致；11.未识别标识特殊特性；PFMEA中常见的问题12.未对所有的特殊特性进行分析；13.潜在失效的起因/机理识别不完整、不深入或不具体；14.频度数打分与打分评估准则不符；15.频度数打分没有考虑现有的预防控制方法；16.没有区分预防和探测的控制方法或两者混淆；17.探测度打分与打分评估准则不符；18.将现行过程控制方法当成建议措施；19.没有明确建议措施的责任人及完成期限；20.没有对建议措施的实施情况进行跟踪并从新对风险进行评估；21.在没有更改设计的情况下降低了严重度打分；22.当建议措施仅针对潜在失效的起因机理时却降低了探测度打分或当建议措施仅针对探测方法时却降低了频度的打分；23.没有及时将已验证有效的建议措施转化为现行措施。五大手册的关系五大手册的关系企划产品设计和开发产品设计和开发过程设计和开发过程设计和开发产品和过程确认产品和过程确认回 馈 评 鉴 及 矫 正 措 施生产生产生产计划第一阶段企业及开发计划第二阶段产品设计开发验证第三阶段制程设计开发验证第四阶段产品及制程确认第五阶段回馈评鉴及矫正措施概念提出与核准计划核准原型品试作量产含设计责任的公司五个阶段均应执行含设计责任的公司五个阶段均应执行不含设计责任的公司可省略第一、第二阶段，但仍应从第二阶段的可行性评估开始执行不含设计责任的公司可省略第一、第二阶段，但仍应从第二阶段的可行性评估开始执行DFMEAPFMEA，MSA计划SPC计划 MSA，SPC，PPAPSPCPFMEADFMEAFailure Mode and Effect AnalysisTHE ENDTHANK YOU