潜在失效模式与后果分析培训讲义.pptx
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1、1 1 失效失效(failure)(failure):指产品丧失规定的功能的状态,又译为故障;:指产品丧失规定的功能的状态,又译为故障;2 2 失效模式失效模式(failure mode)(failure mode):产品失效的表现形式。如线路短:产品失效的表现形式。如线路短 路等;路等;3 3 潜在失效模式潜在失效模式(potential failure mode)(potential failure mode):指可能发生,但:指可能发生,但 不一定非得发生的失效模式,也即平常所说的不一定非得发生的失效模式,也即平常所说的“可能存在的可能存在的 隐患隐患”;4 4 潜在失效后果潜在失效后果
2、(potential effect of failure)(potential effect of failure):指潜在失效:指潜在失效 模式会给顾客模式会给顾客( (含外部顾客、内部顾客含外部顾客、内部顾客) )带来的后果;带来的后果;5 5 后果分析后果分析(effect analysis)(effect analysis):研究潜在失效模式发生后给顾:研究潜在失效模式发生后给顾 客带来的危害性有多大。危害性可用三个方面来衡量:失效客带来的危害性有多大。危害性可用三个方面来衡量:失效 模式所产生后果的严重度、失效模式起因发生的几率、失效模式所产生后果的严重度、失效模式起因发生的几率、失
3、效 模式起因可探测的程度。模式起因可探测的程度。什么是什么是FMEAFMEA FMEA FMEA可以描述为一组系统化地活动,可以描述为一组系统化地活动,是一种风险分是一种风险分析的工具。析的工具。 1.1.发现和评价产品发现和评价产品/ /过程中潜在的失效模式及其失效过程中潜在的失效模式及其失效后果后果 2. 2. 找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施 3. 3. 将全部过程文件化将全部过程文件化 FMEAFMEA以最严密的形式,将工程师与小组全体成员以最严密的形式,将工程师与小组全体成员在设计零组件、次系统或系统过程中的想法总结在设计零组件、次系统
4、或系统过程中的想法总结在一起(包括过去的经验和问题,对可能失效的在一起(包括过去的经验和问题,对可能失效的项目所做的分析),并予以格式化与文件化。项目所做的分析),并予以格式化与文件化。 FMEAFMEA分为:分为:设计设计FMEAFMEA 过程过程FMEAFMEA FMEAFMEA的历史的历史l产生于产生于6060年代航天工业(阿波罗登月)年代航天工业(阿波罗登月)l7070年代开始在非军事领域应用年代开始在非军事领域应用l汽车行业:三大公司汽车行业:三大公司9393年联合出版手册年联合出版手册 讲义:第三版,讲义:第三版,20012001年年7 7月发布月发布实施实施FMEAFMEA的目的
5、的目的l确认及评估潜在的产品或过程失效及其失确认及评估潜在的产品或过程失效及其失效后果效后果l找到能够避免或减少潜在失效发生的措施找到能够避免或减少潜在失效发生的措施l整个过程文件化整个过程文件化 实施实施FMEAFMEA的益处的益处1.1.改进企业产品质量、可靠性与安全性改进企业产品质量、可靠性与安全性2.2.改进企业公司的形象与竞争力改进企业公司的形象与竞争力3.3.帮助增加客户的满意程度帮助增加客户的满意程度4.4.降低产品开发时间和成本降低产品开发时间和成本5.5.书面规定所采取的措施以减少风险与潜在失书面规定所采取的措施以减少风险与潜在失效效实施实施FMEAFMEA的时机的时机l最好
6、在最好在开发阶段开发阶段进行:进行: -体现预防思想体现预防思想 -低成本地对产品或工艺进行修改低成本地对产品或工艺进行修改 -消除或减少实施的隐患消除或减少实施的隐患l对任何没有进行过对任何没有进行过FMEAFMEA的产品的产品/ /过程,任何过程,任何时候进行都不晚时候进行都不晚实施实施FMEAFMEA的三种形式的三种形式情形情形1 1:新设计、新技术或新过程。:新设计、新技术或新过程。FMEAFMEA的的 范围是全部设计、技术或过程范围是全部设计、技术或过程情形情形2 2:对现有或过程的修改。:对现有或过程的修改。FMEAFMEA的范围的范围 是修改及其影响是修改及其影响情形情形3 3:
7、将现有的设计或过程用于新的环境:将现有的设计或过程用于新的环境 场所或应用。场所或应用。FMEAFMEA的范围是新环境的范围是新环境 或场所的影响或场所的影响谁编制谁编制FMEAFMEAlDFMEADFMEA:以产品设计工程师为主的小组:以产品设计工程师为主的小组 如材料、上级系统的设计者、如材料、上级系统的设计者、 质量、服务、工艺工程师等质量、服务、工艺工程师等lPFMEAPFMEA:以工艺设计工程师为主的小组:以工艺设计工程师为主的小组 如产品设计者、上下序的设计如产品设计者、上下序的设计 者、质量、服务工程师等者、质量、服务工程师等设计中的设计中的潜在失效模式与后果分析潜在失效模式与后
8、果分析(DFMEADFMEA)一、设计一、设计FMEAFMEA是:是:1.1.由负责设计的工程师由负责设计的工程师/ /小组主要采用的一种分小组主要采用的一种分析技术析技术2.2.以界定潜在失效模式以界定潜在失效模式3.3.及相关起因机理及相关起因机理4.4.以减少设计过程中的失效风险以减少设计过程中的失效风险5.5.应用于每个系统、子系统及部件应用于每个系统、子系统及部件二、顾客的定义二、顾客的定义1.1.终端顾客:最终使用者终端顾客:最终使用者2.2.生产生产/ /工艺工程师,包括内部和外部工艺工程师,包括内部和外部3.3.供应链厂商供应链厂商4.4.法律法规法律法规三、三、DFMEADF
9、MEA的时间性的时间性 是一份动态文件,应:是一份动态文件,应:1.1.在一个设计概念最终形成之时或之前开始在一个设计概念最终形成之时或之前开始2.2.持续予以更新持续予以更新3.3.在在产品加工图样完工之前产品加工图样完工之前全部完成全部完成4.4.针对设计意图并假定该设计将按此意图进行生产针对设计意图并假定该设计将按此意图进行生产/ /装配装配5.5.生产过程中潜在失效模式无需、但也可能包含在生产过程中潜在失效模式无需、但也可能包含在DFMEADFMEA中中6.6.不依靠过程控制来克服潜在的技术缺陷不依靠过程控制来克服潜在的技术缺陷7.7.需要考虑制造过程技术的限制:需要考虑制造过程技术的
10、限制: 必要的拔模、装配空间、公差必要的拔模、装配空间、公差/ /过程能力过程能力 也可考虑到产品维护(服务)和回收利用技术的也可考虑到产品维护(服务)和回收利用技术的/ /物质的物质的限制,如工具的可获得性、诊断能力、材料分类符号(回限制,如工具的可获得性、诊断能力、材料分类符号(回收利用)收利用)四、设计四、设计FMEAFMEA的开发的开发 明确设计意图:列出设计期望做什么和明确设计意图:列出设计期望做什么和不期望做什么的清单,不期望做什么的清单,应从所要分析的应从所要分析的系统、子系统或零件的方块图开始系统、子系统或零件的方块图开始 推荐使用工具:推荐使用工具:方块图方块图,方块图说明了
11、方块图说明了分析中的各项目之间的主要关系,并建分析中的各项目之间的主要关系,并建立了分析的逻辑顺序。方块图的复制件立了分析的逻辑顺序。方块图的复制件应伴随应伴随FMEAFMEA过程过程1 1、“系统系统”。系统是指具有全部功能并可达成要求的任务。系统是指具有全部功能并可达成要求的任务的产品,如汽车、轮船、飞机等可以称为机械系统;电脑、的产品,如汽车、轮船、飞机等可以称为机械系统;电脑、卫星、移动电话等可称为电子系统。卫星、移动电话等可称为电子系统。2 2、子系统。子系统是系统的构成部分,能达成系统的部分、子系统。子系统是系统的构成部分,能达成系统的部分功能,如汽车的动力系统、电脑的显示系统等。
12、功能,如汽车的动力系统、电脑的显示系统等。3 3、构成件。构成件是构成子系统和系统的单元,可分为功、构成件。构成件是构成子系统和系统的单元,可分为功能件、组件和零件。能件、组件和零件。 (1 1)功能件。功能件由零件组成,有独立的功能,如)功能件。功能件由零件组成,有独立的功能,如汽车电瓶、手机电池等。汽车电瓶、手机电池等。 (2 2)组件。组件是两个以上零件的组合品,如汽车轮)组件。组件是两个以上零件的组合品,如汽车轮胎上的轴承。胎上的轴承。 (3 3)零件。零件是非破坏条件下无法再分的单品,如)零件。零件是非破坏条件下无法再分的单品,如汽车上的一个螺丝、垫片等。汽车上的一个螺丝、垫片等。
13、FMEAFMEA是一种确定系统或装置等故障原因的方法,当构成是一种确定系统或装置等故障原因的方法,当构成系统的子系统或构成发生故障时,系统的子系统或构成发生故障时,FMEAFMEA可用来分析该故障可用来分析该故障对系统造成的影响,并确定造成重大影响的构成件。确定对系统造成的影响,并确定造成重大影响的构成件。确定分析层次对分析层次对FMEAFMEA分析至关重要,图分析至关重要,图1-11-1表示了表示了FMEAFMEA的分析层的分析层次:次:构成零件构成零件FMEAFMEA的分析层次的分析层次组件组件功能件功能件子系统子系统系统系统人、环境等人、环境等零件故障零件故障对组件对组件的影响的影响对人
14、和环境对人和环境等的影响等的影响图图1-1 FMEA1-1 FMEA的影响分析层次的影响分析层次对功能对功能件的影响件的影响对子系对子系统的影响统的影响对系统对系统的影响的影响设计设计FMEAFMEA的一个关系方块图(分析中所考虑的项目)的一个关系方块图(分析中所考虑的项目)开关开关灯罩灯罩灯泡总成灯泡总成极板极板电池电池弹簧弹簧也可用其他形式的方块图也可用其他形式的方块图1234554连接方法:连接方法:1.1.不连接(滑动配合)不连接(滑动配合) 2.2.铆接铆接 3.3.螺纹连接螺纹连接 4.4.卡扣连接卡扣连接 5.5.压紧装接压紧装接五、分析说明五、分析说明1. FMEA1. FME
15、A的编号:填入的编号:填入FMEAFMEA文件编号,以便查询文件编号,以便查询2. 2. 系统、子系统或部件名称及编号:注明适当的分析系统、子系统或部件名称及编号:注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号及编号3. 3. 设计责任:填入整车厂(设计责任:填入整车厂(OEMOEM)、部门和小组。如)、部门和小组。如果适用,还包括供方的名称果适用,还包括供方的名称4. 4. 编制者:填入负责编制者:填入负责FMEAFMEA准备工作的工程师姓名、电准备工作的工程师姓名、电话和所在公司的名称话和所在公司的名称5. 5. 车型年度车型年度/
16、 /项目:填入将使用和项目:填入将使用和/ /或将被分析的设计或将被分析的设计影响的预期车型年度影响的预期车型年度/ /项目(如果已知的话)项目(如果已知的话)6. 6. 关键日期:填入关键日期:填入FMEAFMEA初次预定完成的日期,该日期初次预定完成的日期,该日期不能超过计划的量产发布的日期不能超过计划的量产发布的日期7. FMEA7. FMEA日期:填入编制日期:填入编制FMEAFMEA原始稿的完成日原始稿的完成日期及最新修订的日期期及最新修订的日期8. 8. 核心小组:列出被授权以确定和核心小组:列出被授权以确定和/ /或执行或执行任务的责任个人和部门名称任务的责任个人和部门名称9.
17、9. 项目项目/ /功能:填入将被分析项目的名称和功能:填入将被分析项目的名称和其他适当的信息(如编号、零件等级等)其他适当的信息(如编号、零件等级等)10.10.要求:需要分析的每一个功能的具体要求要求:需要分析的每一个功能的具体要求11. 11. 潜在失效模式:系统、子系统或零部件潜在失效模式:系统、子系统或零部件有可能未达到或未完成在项目有可能未达到或未完成在项目/ /功能栏中功能栏中所描述设计意图的种类。这种失效所描述设计意图的种类。这种失效可能发可能发生,也可能不发生生,也可能不发生。建议将以往运行不良。建议将以往运行不良的研究、关注点、问题报告以及小组的的研究、关注点、问题报告以及
18、小组的“头脑风暴头脑风暴”的评审作为出发点。的评审作为出发点。潜在失潜在失效可能只发生在特定的运行环境条件下效可能只发生在特定的运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等),以及在特(如热、冷、干燥、灰尘等),以及在特定的使用条件下(如超过平均里程、不平定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等),都应考虑。的路段、仅在城市行驶等),都应考虑。项目项目功能功能要求要求失效模式失效模式盘式刹盘式刹车系统车系统 按要求停按要求停止车辆行止车辆行驶(考虑驶(考虑环境情况,环境情况,如湿度、如湿度、干燥等)干燥等) 在沥青公路上在沥青公路上用规定的力量用规定的力量在规定的距离在规定的距离内
19、停止车辆的内停止车辆的行驶行驶 车辆不能停止车辆不能停止 车辆在超过规定车辆在超过规定的距离内停止的距离内停止 车辆在超过双倍车辆在超过双倍制动力下停止制动力下停止 允许未受制动允许未受制动的车辆在没有的车辆在没有系统要求下继系统要求下继续行驶续行驶 汽车行驶部分受汽车行驶部分受阻阻 汽车不能行驶汽车不能行驶 典型的失效模式可以是,但不局限于下列情况:典型的失效模式可以是,但不局限于下列情况: 破碎破碎 变形变形 松动松动 泄露泄露 粘结粘结 氧化氧化 断裂断裂 无传递扭力无传递扭力 滑动(无法保持全扭力)滑动(无法保持全扭力) 无法支撑(构造的)无法支撑(构造的) 支撑不足(构造的)支撑不足
20、(构造的) 粗糙的接合粗糙的接合 脱离过快脱离过快 信号不适当信号不适当 间歇信号间歇信号 无信号无信号 EMC/RFI EMC/RFI 漂移漂移 应该用应该用“物理的物理的”、专业性的术语来描述潜在失效、专业性的术语来描述潜在失效模式,而不同于顾客所见的现象模式,而不同于顾客所见的现象12. 12. 潜在失效的后果:就是失效模式对功能的影潜在失效的后果:就是失效模式对功能的影响,就如顾客(包括内部和外部)感受的一响,就如顾客(包括内部和外部)感受的一样样; ;客户的发现或经历;客户的发现或经历;影响安全性或法律法影响安全性或法律法规符合性须清楚说明规符合性须清楚说明 项目项目失效模式失效模式
21、失效后果失效后果盘盘式式刹刹车车系系统统车辆不能停止车辆不能停止 车辆控制减弱;与法车辆控制减弱;与法规不符规不符车辆在超过规定的距离车辆在超过规定的距离内停止内停止 车辆控制减弱;与法车辆控制减弱;与法规不符规不符车辆在超过双倍制动力车辆在超过双倍制动力下停止下停止 与法规不符与法规不符汽车行驶部分受阻汽车行驶部分受阻 降低刹车片寿命;降降低刹车片寿命;降低汽车控制低汽车控制汽车不能行驶汽车不能行驶 顾客不能驾驶汽车顾客不能驾驶汽车 典型的失效后果可能是,但不限于:典型的失效后果可能是,但不限于: 噪音噪音 粗糙粗糙 运行不稳运行不稳 无法运作无法运作 外观不良外观不良 不适的异味不适的异味
22、 不稳定不稳定 运行减损运行减损 间歇运行间歇运行 发热发热 泄露泄露 定期的不符合定期的不符合13. 13. 严重度(严重度(S S):是对一个已假定失效模式的最严):是对一个已假定失效模式的最严重影响的评价等级。严重度是在重影响的评价等级。严重度是在单独单独FMEAFMEA范围内范围内的一个比较级别。的一个比较级别。要减少失效严重度级别数值,要减少失效严重度级别数值,只能通过设计变更来实现只能通过设计变更来实现。不建议修改等级。不建议修改等级9 9和和1010的评价准则,严重度为的评价准则,严重度为1 1时可不再进行分析时可不再进行分析后果后果判定准则:产品后果严重度(顾客后果)判定准则:
23、产品后果严重度(顾客后果)级别级别未能符合未能符合安全或法安全或法规要求规要求影响车辆安全行驶或不符合政府法规,失效发生时无预警影响车辆安全行驶或不符合政府法规,失效发生时无预警1010影响车辆安全行驶或不符合政府法规,失效发生时有预警影响车辆安全行驶或不符合政府法规,失效发生时有预警9 9基本功能基本功能的损失或的损失或降级降级基本功能损失(车辆不能运转,但不影响安全操作)基本功能损失(车辆不能运转,但不影响安全操作)8 8基本功能降级(车辆可运转,但功能等级降低)基本功能降级(车辆可运转,但功能等级降低)7 7次要功能次要功能的损失或的损失或降低降低次要功能损失(车辆可行使,但舒适性次要功
24、能损失(车辆可行使,但舒适性/ /便利性功能损失)便利性功能损失)6 6次要功能减弱(车辆可行使,但舒适性次要功能减弱(车辆可行使,但舒适性/ /便利性功能等级降便利性功能等级降低)低)5 5其他功能其他功能不良不良外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数顾客外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数顾客(75%75%)抱)抱怨不舒适怨不舒适4 4外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数顾客外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数顾客(50%50%)抱怨)抱怨不舒适不舒适3 3外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数外观或噪音不符合,汽车可行使,大多数顾客(顾客(25%25%)抱)抱怨不舒适怨不舒适2 2无影响无影
25、响没有可辨识的影响没有可辨识的影响1 116. 16. 发生率(发生率(O O):在设计的寿命中某一特定失效起):在设计的寿命中某一特定失效起因因/ /机理发生的可能性。描述机理发生的可能性。描述发生率的级别数重在发生率的级别数重在其含义,而不是具体的数值其含义,而不是具体的数值。通过设计更改更改通过设计更改更改来预防或控制该失效模式的起因来预防或控制该失效模式的起因/ /机理是降低发生机理是降低发生率级别数的唯一途径。率级别数的唯一途径。 确定等级需考虑:确定等级需考虑: 维修历史情况维修历史情况 部件是否全新设计部件是否全新设计 环境有无变化环境有无变化 用途有何变化用途有何变化 是否采取
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