FMEA失效模式与后果分析讲义.pptx
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1、 FMEAFMEA失效模式失效模式与后果与后果分析分析Failure Mode and Effects AnalysisFailure Mode and Effects AnalysisISO/TS16949系列教材主讲:主讲: 1课课 程程 目目 标标 o理解理解FMEAo执行执行FMEA2什什 么么 是是 FMEAFMEA“早知道早知道就不就不会会”3什什 么么 是是 FMEAFMEA“早知道早知道就不就不会会”有些有些“早知道早知道”是必需的是必需的! !有些有些“就不会就不会”是不允许发生的是不允许发生的核能电厂、水库、卫星、飞机核能电厂、水库、卫星、飞机.有效运用有效运用 FMEA
2、FMEA 可减少事后追悔可减少事后追悔早知道早知道作好防震设计作好防震设计就不会就不会造成大楼倒塌造成大楼倒塌早知道早知道改进电力输配设计改进电力输配设计就不会就不会造成大停电造成大停电早知道早知道不滥垦滥伐不滥垦滥伐就不会就不会造成土石流造成土石流早知道早知道会下大雨会下大雨就不会就不会淋成淋成“落汤鸡落汤鸡” 4“我先所以没有”什什 么么 是是 FMEAFMEA5“我先所以没有”我先看了天气预报所以没有淋成“落汤鸡”我先评估金融大楼高度所以没有影响飞安我先安装了计算机防火墙所以没有被黑客入侵 有些 我先我先 是必需的! 有些 所以没有所以没有 是预期可避免的核能电厂、水库、卫星、飞机.有效
3、运用 FMEA 可强化事先预防什什 么么 是是 FMEAFMEA6oF - Failure (潛在失效)oM - Mode(模式)oE - Effects (後果)oA - Analysis(分析)什什 么么 是是 FMEAFMEA7FMEA可以理解为可以理解为通过小组通过小组 o发现潜在失效及后果发现潜在失效及后果o消除或减少失效机会消除或减少失效机会o思考和行动文件化思考和行动文件化8FMEA 历史历史 六十年代六十年代-航空业航空业七十年代七十年代-汽车业汽车业现在现在-各行业各行业9o20世紀50年代,美國格魯曼公司開發了FMEA,用於飛機制造業的發動機故障防範,取得很好的成果o類似形
4、式的分析方法,在六十年代中期航天工業首次應用 - 美國航空及太空總署(NASA)實施阿波羅登月計劃,在合約中明確要求實施FMEAoFMEA現已被廣泛用于飛機製造、汽車製造等多個領域FMEA 历史历史 10在在TS16949 TS16949 质量体系要素中要求制作质量体系要素中要求制作PFMEAPFMEA,多方论多方论证小组负责开发评审证小组负责开发评审PFMEAPFMEA。oFMEAFMEA与与APQP&CPAPQP&CP在在APQP&CPAPQP&CP中,中,FMEAFMEA是一个重要的预防失效发生的工是一个重要的预防失效发生的工具。在具。在阶段产品设计与开发中要求完成阶段产品设计与开发中要
5、求完成DFMEADFMEA;在在阶段产品与过程确认中要求阶段产品与过程确认中要求PFMEAPFMEA。CpCp对整个流程对整个流程工序进行控制说明,工序进行控制说明,FMEAFMEA对整个工序流程的失效模式对整个工序流程的失效模式进行分析。进行分析。oFMEAFMEA与与PPAPPPAP在在PPAPPPAP中要求提交文件中第中要求提交文件中第1010种是种是FMEAFMEAFMEAFMEA与与TS16949TS169491112失效模式及後果分析o根據經驗分析n產品設計與生產工藝中存在的弱點和可能產生的缺陷n這些缺陷產生的後果與風險o決策過程中採取措施加以消除、並幫助消除潛在隱患;事前花些時間
6、地進行FMEA,便可減輕事後修改的危機13FMEA 实施实施 o事前行动事前行动-不是事后练习不是事后练习o汽车业汽车业-强大防错工具强大防错工具oFMEA 永无止境永无止境14lFMEA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FMEA 实施实施 15FMEA 分类分类 oSFMEA-系统失效模式分析系统失效模式分析oDFMEA-设计失效模式分析设计失效模式分析oPFMEA-过程失效模式分析过程失效模式分析16oSFMEA 服务失效模式与效应分析oAFMEA 应用失效模式与效应分析oPFMEA 采购失
7、效模式与效应分析oMFMEA 机器失效模式与效应分析FMEA 分类分类 17FMEA潛在失效模式及後果分析SFMEA:o由系统工程師/小組在設計初期採用的一種分析技術,以系統、子系統或零件為分析對象(总体系统设计)18FMEA潛在失效模式及後果分析DFMEA:o由設計工程師/小組在設計初期採用的一種分析技術,以产品设计為分析對象19FMEA潛在失效模式及後果分析PFMEA:o由製造工程師/小組採用的一種分析技術,以加工工藝過程的每道工序為分析對象o用來在最大範圍內保證已充分地考慮到工藝過程設計和列出各種潛在的失效模式及其相關的起因,並評估其對最後的產品影響o它並不依靠改變產品設計來克服過程缺陷
8、,是要考慮製造20失效模式的定义失效模式在規定条件在規定条件下下, (, (环境、环境、操作、时间操作、时间) )不能完成既不能完成既定功能。定功能。在 規 定 条 件在 規 定 条 件下下, , 产品参产品参数 值 不 能 维数 值 不 能 维持 在 規 定 的持 在 規 定 的上下限之间上下限之间产 品 在 工 作产 品 在 工 作范围內范围內, , 导导致 零 组 件 的致 零 组 件 的破裂、断裂、破裂、断裂、卡 死 、 損 坏卡 死 、 損 坏現象現象21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。n例子:由于有了失效
9、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。 o 失效链的定义与例子失效链的定义与例子22 o 路面不平 水箱支架断裂 根源模式o(不是内在原 o因是环境条件) 水箱后倾 o o 产生异响 水箱与风扇皮带碰o(伴生模式) 中间模式o 水箱水管断 o o 水箱水泄漏o o 发动机损坏 冷却系过热 最终模式o o 停车失效链例子失效链例子23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,可在中间截断失效链例子失效链例子24设计设计
10、FMEAFMEA用途用途o评估潜在评估潜在設計設計不足和失效影响程度不足和失效影响程度o识别关键特性和重要特性识别关键特性和重要特性o聚焦于问题上聚焦于问题上, , 并努力改进并努力改进o为设计试验和其它为设计试验和其它项目项目开发开发提供信息提供信息o降低失效風險,降低失效風險,降低开发时间和成本降低开发时间和成本o小组讨论工作的平台小组讨论工作的平台o客户要求批准的文件之一客户要求批准的文件之一o 降低下游恐慌降低下游恐慌25何时何时 DFMEADFMEA始于始于-設計概念完成之際或之前設計概念完成之際或之前启启動動随设计进展随设计进展-不断更新(如产品更改时)不断更新(如产品更改时)结束
11、于结束于-最终产品加工图样完成最终产品加工图样完成26设计设计FMEAFMEA工作步骤工作步骤建立设计失误资料库建立设计失误资料库产品结构图或关系框图产品结构图或关系框图产品使用条件产品使用条件/可靠性及寿命等要求可靠性及寿命等要求针对每一物料分析其失效模式针对每一物料分析其失效模式失效分级失效分级/优先排列优先排列提出纠正措施提出纠正措施/编写文件编写文件27FMEAFMEA小组小组1.1.小组包括设计小组包括设计/ /装配装配/ /生产生产/ /采购采购/ /品管品管/ /生管生管/ /物控物控/ /技术等部门的技术等部门的代表,组长可以轮流由各部门代表担任。代表,组长可以轮流由各部门代表
12、担任。 2.2.小组可以随时加入其他人员(包括客户代表小组可以随时加入其他人员(包括客户代表/ /公司最高主管)。公司最高主管)。 3.3.小组必须设立一名文书(秘书)负责完成各种报告小组必须设立一名文书(秘书)负责完成各种报告/ /会议记录。会议记录。 4 .4 .小组开会时可以由组长决定参加人员。小组开会时可以由组长决定参加人员。28资料准备资料准备发掘设计预期要求,制造发掘设计预期要求,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
13、细表特殊特性明细表29l工程師群的經驗l品質經驗(如:工程數据等)l顧客需求:想要的和必需的.l規格要求.l已知產品要求.l制造/裝配要求. 所需求的特性定義的愈好,為改進行動確認潛在的失效模式,就越容易. 30设计设计FMEAFMEA的的着手点着手点o从从框框图开图开始始o特性和功能特性和功能( (对象对象) )定义清楚定义清楚o特性和功能特性和功能( (对象对象) )定义越清楚定义越清楚,越容易确定潛在失效,越容易确定潛在失效模式,以采取糾正措施模式,以采取糾正措施31設計設計FMEAFMEA的開發的開發框圖輸入框圖輸入- - 進行框圖所示的過程進行框圖所示的過程( (功能功能)- )-
14、框圖輸出框圖輸出 2灯罩A電池B彈簧F灯泡組裝D開/關C极板E14534532潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析 顺序顺序起因是什么?发生的频率如何?怎样能得到预防和探测?能做些什么?设计更改过程更改特殊控制标准程序或指引的更改功能功能特性特性或要或要求是求是什么什么?后果是什么?会有什么问会有什么问题题? ?无功能无功能部分功能部分功能功能过强功能过强功能降级功能降级功能间歇功能间歇非预期功能非预期功能有多严重?容易探测程度?33設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明1 编号填入FMEA文件编号,以便查询2 项目填入所分析系统、子系统或零件的名称、编号3 设计责任填入设计部门
15、和小组,可能包括供方 2 系统 FMEA编号: 1 2 子系统 设计责任: 3 页次: of 2 零组件: 2 关键日期: 6 编制人: 4 年型/车型: 5 核心小组: 8 FMEA日期(制订) 7 (修订) 7 344 编制人填入负责FMEA准备工作的工程师/电话/公司5 年型/车型填入正在分析或影响的车型年及车辆类型6 关键日期填入FMEA初次预定完成日期,不超过APQP计划中的日期 2 系统 FMEA编号: 1 2 子系统 设计责任: 3 页次: of 2 零组件: 2 关键日期: 6 编制人: 4 年型/车型: 5 核心小组: 8 FMEA日期(制订) 7 (修订) 7 設計設計FM
16、EA表填写说明表填写说明357 7FMEA FMEA 日期日期填入编制好填入编制好FMEAFMEA初始日期和最新修订日期初始日期和最新修订日期8 8核心小组核心小组列出小组姓名,建议将小组详细信息列在另列出小组姓名,建议将小组详细信息列在另外的清单上外的清单上 2 系统 FMEA编号: 1 2 子系统 设计责任: 3 页次: of 2 零组件: 2 关键日期: 6 编制人: 4 年型/车型: 5 核心小组: 8 FMEA日期(制订) 7 (修订) 7 設計設計FMEA表填写说明表填写说明369、项目功能、项目功能 填入被分析的项目名称和编号。用尽可能简填入被分析的项目名称和编号。用尽可能简明的
17、文字来说明设计意图和功能(包括该项目运明的文字来说明设计意图和功能(包括该项目运行的环境信息。如果该项目有多种功能,且有不行的环境信息。如果该项目有多种功能,且有不同的失效模式,应把所有功能单独列出。同的失效模式,应把所有功能单独列出。設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明371010、潛在的失效模式、潛在的失效模式 没有达到设计意图的形式,没有达到设计意图的形式,假定失效可能發生,但不一定假定失效可能發生,但不一定發生;發生; 突发型:断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变型、失稳、短路、突发型:断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变型、失稳、短路、断路、击穿、泄漏、松脱等等。断路、击穿、泄漏、松脱等
18、等。 渐变型:磨损、腐蚀、龟裂、老化、变色、热衰退、蠕变。低渐变型: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。温脆变、性能下降、渗漏、失去光泽、褪色等等。 設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明381010、潛在的失效模式、潛在的失效模式n产生了有害的非期望功能。产生了有害的非期望功能。n 典型的这类失效模式有:噪声、振动、电典型的这类失效模式有:噪声、振动、电磁干扰、有害排放、等等。磁干扰、有害排放、等等。 設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明391010、潛在的失效模式、潛在的失效模式(续)(续)n失效模式可能是高一级子系统、系
19、统的潜在失效失效模式可能是高一级子系统、系统的潜在失效模式的起因,也可能是它低一级的零部件潜在失模式的起因,也可能是它低一级的零部件潜在失效模式的后果。效模式的后果。系统失效模式被分析的项目失效模式(子系统)零件失效模式后果起因401111、潛在的失效潛在的失效后后果果n失效模式对系统功能的影响,如顾客感受的一样。失效模式对系统功能的影响,如顾客感受的一样。n典型的典型的后后果果: :o噪音、無規律的動作、不良的外觀、不穩定噪音、無規律的動作、不良的外觀、不穩定o斷續的運作、粗糙、不運作、讓人不愉快的气味斷續的運作、粗糙、不運作、讓人不愉快的气味o其它其它設計設計FMEAFMEA表填写说明表填
20、写说明41設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明12、严重度、严重度 (S)n定义:潜在失效模式对客户影响后果的严重程度定义:潜在失效模式对客户影响后果的严重程度n仅仅适用于后果仅仅适用于后果n严重度级别的降低只能通过修改设计来实现严重度级别的降低只能通过修改设计来实现 严重度(严重度(S S)是对失效所引起的后果作出评分)是对失效所引起的后果作出评分, ,愈严重愈高分;最高愈严重愈高分;最高/ /低分是低分是1010分分/1/1分。(祥见附表)分。(祥见附表)42嚴重度嚴重度(S)(S)o無警告的嚴重危害(10)n可能危害機器或裝配操作者n潛在失效模式嚴重影響系統安全運行或包含不符合政
21、府法規,嚴重程度很高n失效發生時無警告o有警告的嚴重危害(9)n可能危害機器或裝配操作者n潛在失效模式嚴重影響系統安全運行或包含不符合政府法規,嚴重程度很高n失效發生時有警告43嚴重度嚴重度(S) (S) (續續) )o很高(8)n生產線嚴重破壞,可能100%的產品需報廢,系統無法運行,喪失基本功能,顧客不滿意o高(7)n生產線破壞不嚴重,產品需篩選部分(低於100%)報廢,系統能夠運行,但性能下降,顧客不滿意44嚴重度嚴重度(S) (S) (續續) )o中等(6)n生產線破壞不嚴重,部分(低於100%)產品報廢(不篩選),系統能夠運行,但舒適性或方便性項目性能失效,顧客有些不滿意o低(5)n
22、生產線破壞不嚴重,產品需要100%返工,系統能夠運行,但有些舒適性或方便性項目性能下降,顧客有些滿意45嚴重度嚴重度(S) (S) (續續) )o很低(4)n生產線破壞不嚴重,產品經篩選,部分(少於100%)需要返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,多數顧客發現有缺陷o輕微(3)n生產線破壞較輕,部分(少於100%)需要在生產線其他工位返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,有一半顧客發現有缺陷46嚴重度嚴重度(S) (S) (續續) )o很輕微(2)n生產線破壞輕微,部分(少於100%)產品需要在生產線上原工位返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,很少顧客發現有缺陷o無(1)n沒有影響47481313、分
23、类分类o产品产品特殊特性特殊特性分级,如:分级,如:o关键关键 重要重要設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明49 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:o 失效类别 分 类 原 则o1 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。o2 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。o3 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。o
24、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。失效的分类失效的分类50失效的判定失效的判定 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。511414、潛在失效原因或机理、潛在失效原因或机理- -典型的失效原因典型的失效原因: :規定的材料不對、設計壽命估計不對、應力過大、規定的材料不對、設計壽命估計不對、應力過大、潤滑不足、維修保養指引不當、差的環境、計潤滑不足、維修保養指引不當、差的環境、計算錯誤算錯誤n典型的失效机理典型的失效机
25、理: :屈服、疲勞、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕屈服、疲勞、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕設計設計FMEAFMEA表填写说明表填写说明52潜在失效起因/机理1 1失效(次品)出现的原因(成因失效(次品)出现的原因(成因/ /起因)。起因)。2 2每个失效模式的原因可能有几个。每个失效模式的原因可能有几个。3 3设计设计FMEAFMEA可以把过程控制不当作为失效原因,但过程可以把过程控制不当作为失效原因,但过程FMEAFMEA不可以用设计不当作为原因。不可以用设计不当作为原因。4 4失效原因是失效原因是5M1E5M1E出现问题。出现问题。5 5不能用工人工作出现失误作为原因。不能用工人工作出现失误
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