论FMEA潜在失效模式和影响分析.pptx
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1、潜在失效模式和影响分析FMEAFailure Mode and Effects Analysis1上海勤思企业管理咨询有限公司课程目的理解FMEA在APQP中的作用;介绍FMEA的原因和目的、功用和结构;提供实际运用FMEA的技术指南;使学员在公司实施QS-9000或ISO/TS16949中,会有效地运用FMEA。2FMEA概要介绍FMEAFMEA的发展历史:的发展历史:FMEA起始于60年代航空航天工业项目。1974年美海军用于舰艇装备的标准舰艇装备的失效模式和后果分析实施程,首先将它用于军事项目合约。1970年晚期,汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。1980
2、年初,产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生,使FMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。并由开始的500多家公司扩展到其供应商。统计表明,全面实施FMEA能避免许多回收事件的发生。1993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的,美汽车工业行动集团组织采用、编制了FMEA参考手册。3FMEA概要介绍FMEAFMEA是一组系统化的工作,其目的是:是一组系统化的工作,其目的是: 发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果; 找到能够避免或减少这些潜在失效的措施; 将以上述过程文件化。 FMEAFMEA是对设计过程的完善,以明确什么样的设计才能满足是对设计过程的完善,以明确什么样的设计
3、才能满足顾客的需求。顾客的需求。4FMEA概要介绍FMEAFMEA的应用:的应用: 设计FMEA:针对产品本身,产品设计、开发时期的分析技术。主要是设计工程师和其小组应用。 过程FMEA:针对产品的实现过程,过程开发设计的分析技术。主要是过程(制造)工程师和其小组的应用。 程序/项目FMEA:针对程序/项目,程序/项目开发设计的分析技术。5FMEA概要介绍FMEAFMEA的实施:的实施:应该是“事前”行动,而非“事后”工作;即,D-FMEA在设计(图纸、规范)完成之前,P-FMEA在过程设计确定之前。FMEA的职责虽然明确到个人,但要完成FMEA还得依靠小组的努力。典型的FMEA小组可以由设计
4、、制造、装配、质量等有丰富经验的工程技术人员组成。全面的事先FMEA分析,可方便、经济地进行早期更改。即对产品规范/过程方案和控制进行较容易、低成本地修改,减轻事后修改的浪费和对进度的影响。FMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。6设计潜在失效模式和影响分析D-FMEA7设计FMEA的目的目的目的有助于对设计要求和设计方案进行客观评价;有助于对制造和装配要求的最初设计;提高在设计和开发过程中考虑潜在失效模式及其对系统/整车运行影响的可能性;为全面、有效的设计试验和开发项目的策划提供更多的信息;根据潜在失效模式对“顾客”的影响,对其进行排序列表,进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制
5、系统;为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式;为将来分析研究现场情况、评价设计的变更及开发更先进的设计提供参考。8设计FMEA的输入D-FMEAD-FMEA输入:输入:APQPAPQP第第1 1阶段阶段输出输出设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持D-FMEAD-FMEA的的其它输入:其它输入: 保修信息 顾客抱怨、退货资料 纠正和预防措施 类似产品的设计FMEA 任何其它相应输入9设计FMEA的顾客 对于对于D-FMEAD-FMEA,“顾客顾客”为:为: 国家法律、法规 (如,安全、排放、噪音); 最终使用者; 车型设计工程师/小组; 总成
6、、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组;总成、部件、零件制造和装配过程。10设计FMEA开展时机 D-FMEA D-FMEA 开展的时机:开展的时机: 新的零部件; 更改的零部件; 应用/ 环境有变化的零部件; 在开发各阶段中,当设计有变化或得到其它信息时,应 及时、不断修改,在产品图样、规范发放前结束。 改进设计、或对设计重新评估。在在D-FMEAD-FMEA中,不应把克服潜在设计缺陷的方法,寄托于中,不应把克服潜在设计缺陷的方法,寄托于过程控制。相反地,应当充分考虑制造过程本身的限制因素。过程控制。相反地,应当充分考虑制造过程本身的限制因素。11建立设计FMEA小组 由负责设计的跨功能
7、小组进行设计FMEA(在最初的设计FMEA过程中,希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表)。 了解顾客确定关键和特殊特性的方法。 应考虑包括每个零部件,审查产品的每个特性和功能。 D-FMEA符合顾客批准的方法(AIAG的FMEA手册)。 在进行D-FMEA的过程中考虑了多种因素,包括: 重大质量问题研讨 市场使用件召回情况 用户工厂的意见 同类产品的FMEA 保修资料等12开展设计FMEA所用工具在开展设计FMEA时,应采用各种问题解决方法和调查工具 包括: 脑力风暴 因果园 以前设计的经验 柏拉图 顾客要求路试问题、保修记录 整车质量竞争趋势 测试和型号资料 其他13
8、潜在的失效模式及后果分析潜在的失效模式及后果分析(设计(设计FMEA)系统: 子系统: 零部件: 车身密封 设计责任: 车身工程部 FMEA编号: 1450车型年/车辆类型: 199X/狮牌4门/旅行车 关键日期: 9/30FMEA日期:(编制) 2001.1/2(修订)01.4.18编制: Jin 车身工程师 核心小组: 页码:第 1 页 共 1 页项目功能潜潜在在失失效效模模式式潜在失效后果严严重重度度S级级别别潜在失效潜在失效起因起因/机理机理频频度度O现行现行设计设计控制控制预防预防现行现行设计设计控制控制探测探测探探测测度度D风风险险顺顺序序数数建议的措施建议的措施责任责任及目及目标
9、完标完成日成日期期措施结果措施结果采取的措施采取的措施严严重重度度频频度度探探测测度度风险风险顺序顺序数数左前车门H8HX-000-A上、下车保护乘员免受天气、噪声、侧碰撞的影响车门附件,如后视镜、门锁、门铰链及门窗升降器等的固定支撑为外观装饰项目提供适当的表面喷漆和软内饰车门内板下部腐蚀车门寿命降低,导致:因漆面生锈,使用户对外观不满使车门内附件功能降低7车门内板保护蜡的上限太低6整车耐久性试验T-118T-109T-3017294增加试验室强化腐蚀试验Tait 车身工程部9/3根据试验结果(1481号试验),上边界技术条件提高125mm。72228蜡层厚度规定不足4整车耐久性试验T-118
10、T-109T-3017196增加试验室强化腐蚀试验,并就蜡层厚度进行试验设计Tait 车身工程部9/3试验结果(1481号试验)表明要求的厚度是合适的,试验设计表明要求的厚度在25%范围内变化可以接受。72228蜡的配方不当2理化试验室试验报告编号:1265228无混入的空气阻止蜡进入边角部分5用非功能喷头进行设计辅助调查8280增加集体评价,利用正式生产喷蜡设备和特定的蜡车身工程和装配部门8/11根据试验,在有关区域增加3个通气孔。7132114D-FMEA表头 项目项目 根据过程所属的的系统、子系统或零部件进行分类, 包括名称和编号。 年型年型/ /车型车型 汽车的年型和车型(非汽车零件时
11、用产品替代) 核心小组核心小组 设计FMEA小组名称、部门和电话 设计责任设计责任 整车厂商(OEM)、部门和责任小组 关键日期关键日期 FMEA完成日期15D-FMEA表头 FMEA FMEA编号编号 用于追溯FMEA的内部编号 编制人编制人 FMEA编制人的姓名、电话及所属公司 FMEA FMEA日期日期 原始FMEA编制日期 修订日期修订日期 FMEA的修改日期 页码页码 FMEA文件的本页码和总页码16项目功能可自左至右或自上而下地完成可自左至右或自上而下地完成FMEAFMEA。项目项目/ /功能功能4 填入被分析项目名称、功能和编号,零件有哪些作用?4 利用工程图纸上标明的名称功能功
12、能3 分列每个功能3 用可以量测的术语描述功能: 储存液体(升) 支撑护罩 (磅) 等等3 参考“零件功能单”。在进行设计FMEA之前,归纳这些信息。3 当一个零件必须在附加条件下才能起功能作用时,列出这种附加条件。17零件功能单零件功能单零件功能单零件编号:零件编号:零件名称:零件名称:零件功能:设想哪些是零件要起的作用?哪些是零件不必须的作用?列出所有作用,并与限制因素相区别。确定当零件的某个功能不工作时的影响并初步给出严重度数。列出所有功能列出所有功能规范规范严重度严重度功能:动词功能:动词+名词名词程度?时间?程度?时间?1保持清洁0.06mm与相邻零件62保护顾客 顾客可接触处无毛边
13、9318潜在失效模式 是指由于设计,系统、子系统或零部件可能发生的不能满足功能要求或设计意图的状况。 是对某一设计特性可能发生的不符合性的描述, 该描述是有形的、技术性的并尽可能是可度量。 对特定运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等),以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平路、频繁启动停止行驶)发生的潜在失效模式也应考虑。 可能是高级系统、子系统的潜在失效模式的起因,也可能是低级系统、零部件潜在失效模式的后果。19潜在失效模式 失效,要以设计特性为基础,进行分析研究。 建立新产品的失效模式清单,是一种创造性和预 防性的工作,审查各种可能发生的情况。 可从现存产品产品和类似设计的质量记录中
14、, 获得实际的失效模式。 可从失效模式清单中选出,以统一描述。20潜在失效模式 与功能相关的典型失效模式包括:3 过早工作3 在预定时间内不能工作3 在预定时间内不能停止工作3 间歇性工作3 功能减弱21潜在失效模式 与硬件相关的典型失效模式包括:3 断裂3 弯曲3 腐蚀3 松动3 粘结3 裂纹3 短路3 泄漏22潜在失效后果 潜在失效后果潜在失效后果4 失效后果是指失效模式对总成、系统、整车、顾客或政 府规定等造成的后果。3 查阅历史和类似的FMEA报告、保修资料、抱怨报告、使 用情况报告、市场收回及其他文件,确定历史上失效模式的后果。23潜在失效后果 充分考虑潜在影响:如果零件故障,会发生
15、什么后果?3 零件本身的作业、功能和状态?3 总成的作业、功能和状态?3 系统的作业、功能和状态?3 整车的作业、功能和状态?3 顾客将看到、感到或经历什么?3 对政府法规的符合性? 如果潜在失效模式对产品、整车或政府规定、符合性有 负面影响,必须作恰当的声明。24潜在失效后果 潜在影响是指失效模式对顾客的影响。 顾客泛指下步作业、后续作业、组装厂和最终用户。 当顾客是后续作业时,这种影响应以过程表现加以说明。 (如:粘着于模具、损坏夹具、装配不上,危害操作者等 当顾客是最终用户时,应以产品或系统的表现描述这种影响 (如:外观不良、噪音太大、系统不工作等)。 建立通常的潜在影响清单有助于跨功能
16、小组的思考(脑力风暴)过程。25潜在失效后果 典型失效后果包括: 外观不良 功力损失 顾客 不满意 减弱 影响美观 不能上锁 不能紧固 不可显示 异色 配合不平顺 雨水进入汽车 等等26严重度 严重度是潜在失效模式对顾客 影响的严重程度评价。 严重度仅针对 “影响”。 通常,只有设计变更才能改变严重度。 严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系。 严重度分为1-10级,对一个失效模式,可对影响最大的进行打分。 对那些超出小组成员经验和知识的评级,(如当顾客是组 装厂或最终用户时),应向设计FMEA人员、设计工程师 和顾客咨询。 当为内部顾客时,小组应听取下游作业员的意见27设计FMEA的严重度
17、分级表后果后果评定准则:后果的严重度评定准则:后果的严重度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很低配合和外观/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
18、微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客(25%以下)能感觉到有缺陷2无无可辨别的后果128级别级别级别 用于区分产品特性的重要程度,与严重度打分相关。(例如:安全性/关键、重要、一般)。可能需要附加的过程控制。如标示,在P-FMEA中应有特殊的过程控制。29失效原因潜在失效原因潜在失效原因/ /机理机理 失效原因是指设计薄弱或设计缺陷。 设计FMEA小组应基于二个假定考虑失效原因:3 失效模式由设计缺陷造成,零件的制造和装配在工程规范之内;3 失效模式由制造或装配的缺陷所引起,但这种制造和装配错误是由设计
19、缺陷造成的。即设计缺陷可造成组装过程的错误。30失效原因根据上述假定,可分为以下二种情况确定原因:根据上述假定,可分为以下二种情况确定原因:1 假定零件的制造和装配在工程规范内。审查过去的测试报告、保修资料、抱怨报告、记录、使用情况报和其它文件。审查同类FMEA报告。列出已知失效模式原因的因子。周密考虑(脑力振荡)每个失效模式的潜在原因:3什么原因造成了零件的这种故障?3在什么情况下零件的功能失常?3怎样或为什么才能造成零件背离工程规范的要求3什么原因导致零件不能实现它预期的功能?31失效原因潜在失效原因潜在失效原因/ /机理机理2. 假定零件的设计使制造或装配过程的变差不能接受: 审查以往通
20、过制造或装配错误而引发失效模式的设计缺陷。 例如:3材料处理的规定使那些处于上公差值内的材料在机加工时不能满足规范要求。3采用不对称设计,防止装反。通过脑力风暴应充分考虑潜在的设计缺陷:通过脑力风暴应充分考虑潜在的设计缺陷:3零件的方向和直线度设计对零件的功能十分重要?3零件在装配时还出现颠倒吗?3零件的工程规范和公差是否与制造/装配相适应(DFM/DFA)?32失效原因 典型失效原因包括: 规定的材料不正确 设计寿命估计不足 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 疲劳 材料不稳定 磨损 腐蚀33频度频度频度 频度是指失效原因/机理预计发生频度,分1到10级。预防措施可
21、降低发生频度。失效发生可能性失效发生可能性可能的失效率可能的失效率频度频度很高:持续性失效100个 每1000辆车/项目1050个 每1000辆车/项目9高:经常性失效20个 每1000辆车/项目810个 每1000辆车/项目7中等:偶尔性失效5个 每1000辆车/项目62个 每1000辆车/项目51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30.1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134频度 当频度数等于1时,设计失效模式不可能发生: a) 设计可以包容期望的制造/组装变差, b) 常规控制方式可以保证产品按
22、设计意图生产。 当频度数等于10时,失效模式几乎一定发生。 以前的设计或同类设计有很多失效的历史记录。35现行设计控制现行设计控制现行设计控制指开展设计FMEA时已经用于相同或相似设计中的控制方法,包括:设计确认/验证或其它活动。如路试、设计评审、故障/安全计算分析、台架/实验室测试、可行性评估、样件试验、车辆测试。有二种设计控制/特性可考虑(应优先使用第一种,其次第二种):1预防:防止起因/机理或失效模式/后果的出现,或减少他们的出现率;2探测:查出起因/机理或失效模式并就此找到纠正措施。36现行设计控制 确定设计控制方法:1. 列出所有可用探测的历史上曾经用过的设计评估技术。审查历史测试报
23、告等。2. 确定并列出所有可用于失效模式的技术。从严重度最高的失效模式开始。3. 设计控制可以包括: 如设计评审、分析研究,计算机模拟程序、设计确认、道路试验、失效/安全、数学研究、台架/实验室试验、可靠性/耐久性试验、样件试验、破坏性试验、材料试验、车队试验、采用的设计标准等,那些已经或正在被同样或类似设计所应用的控制。37探测度探测度探测度 探测度是指在零部件、子系统或系统投产之前,用第二种现行设计控制方法来探测潜在失效起因/机理或失效模式(设计薄弱部分)的能力的评价指标; 总的来讲,为取得较低的探测度,计划的设计控制(如预防、确认、验证等)需要不断改进。38探测度 探测度探测度 探测度分
24、级指南探测度分级指南探测性探测性评价准则:设计控制可能探测出来的可能性评价准则:设计控制可能探测出来的可能性探测度探测度 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够找出潜在起因/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起因/机理及后续的失效模式6中等设计控制有中等机会能找出潜在起因/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起因/机理及后续的失效模式4多
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