最新失效模式及影响分析教学课件.ppt
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1、失效模式及影响分析失效模式及影响分析FMEAWhat?Why?When?How?实施FMEA的时机(When)n nFMEA是事前行为n n设计FMEA(DFMEA)应在初始产品设计阶段进行n n过程FMEA(PFMEA)在产品制造过程(工艺)设计阶段进行n n过程FMEA可以在现有产品的制造过程中应用n nFMEA可重复进行如何实施FMEA(How)1n n掌握必要的信息和资料掌握必要的信息和资料产品结构和功能的资料产品结构和功能的资料产品运行和维修资料产品运行和维修资料产品使用的环境产品使用的环境产品的最低工作要求产品的最低工作要求产品质量、可靠性数据产品质量、可靠性数据n n掌握产品的潜
2、在失效模式掌握产品的潜在失效模式潜在失效模式潜在失效模式失效模式发生的几率失效模式发生的几率失效原因失效原因/失效机理失效机理对失效模式对失效模式/机理的控制能力机理的控制能力如何实施FMEA(How)2n n掌握FMEA的基本方法与实施步骤FMEAFMEA基本概念基本概念FMEAFMEA表的基本组成表的基本组成严酷度、频度、探测度等级的评定方法严酷度、频度、探测度等级的评定方法n n如何实施预防措施并落实其效果失效模式及影响分析(FMEA)1n nFMEA分析方法根据产品的复杂程度及功能关系划分产品层次根据产品的复杂程度及功能关系划分产品层次在约定的层次进行在约定的层次进行FMEAFMEA硬
3、件法根据产品的功能对每个潜在失效模式及其影硬件法根据产品的功能对每个潜在失效模式及其影响进行分析评价。响进行分析评价。(产品结构、设计图纸及其产品结构、设计图纸及其他资料确定。严格的他资料确定。严格的FMEA)FMEA)功能法根据产品的功能输出对其失效模式及其影响功能法根据产品的功能输出对其失效模式及其影响进行分析评价。进行分析评价。(产品初期,设计尚未完成,产品初期,设计尚未完成,资料不全面。简单的资料不全面。简单的FMEAFMEA。自上而下的功自上而下的功能能FMEA)FMEA)失效模式及影响分析(FMEA)2n n确定重要件和关键件确定重要件和关键件 可靠性关键件和重要件可靠性关键件和重
4、要件指的是其失效会严重影响系统安全性、指的是其失效会严重影响系统安全性、可用性、任务成功、维修及寿命周期费用等的产品。可用性、任务成功、维修及寿命周期费用等的产品。关关键键件件是是具具有有关关键键特特性性的的产产品品。关关键键特特性性是是指指,如如有有失失效效可可能能危危及及人人身身安安全全、导导致致武武器器系系统统或或完完成成所所要要求求使使命命的的主主要要系系统统失失效效的特性。的特性。(GJB190)GJB190)重要件重要件是具有重要特性的产品。重要特性是指,该特性虽不是具有重要特性的产品。重要特性是指,该特性虽不是关键特性,但如有失效,可能导致最终产品不能完成所要求使是关键特性,但如
5、有失效,可能导致最终产品不能完成所要求使命的特性。命的特性。(GJB190)GJB190)GJB190GJB190主要考虑系统的安全、功能、任务主要考虑系统的安全、功能、任务失效模式及影响分析(FMEA)3n n可靠性关键件和重要件的判别准则可靠性关键件和重要件的判别准则(1 1)失效会导致人员伤亡、财产严重损失,或违反法规的产品。)失效会导致人员伤亡、财产严重损失,或违反法规的产品。(2 2)从从寿寿命命周周期期费费用用来来说说是是昂昂贵贵的的产产品品。虽虽然然不不会会严严重重影影响响系系统统的的安安全全,但但是是它它的的采采购购费费或或使使用用维维护护费费用用极极其其昂昂贵贵。那那么么从从
6、经经济济的的角角度度看看,它它也也是个关键件。是个关键件。(3 3)只只要要它它发发生生失失效效就就会会引引起起系系统统失失效效的的产产品品。虽虽然然不不一一定定影影响响安安全全,但但严重影响任务的完成。严重影响任务的完成。(4 4)历历来来使使用用表表现现不不理理想想的的产产品品,虽虽然然失失效效并并不不影影响响系系统统的的安安全全,但但严严重重地影响了系统的可用性,增加了维修费用及对备件的需求量。地影响了系统的可用性,增加了维修费用及对备件的需求量。(5 5)难难以以采采购购的的,或或由由于于采采用用新新工工艺艺而而难难以以制制造造的的产产品品。这这种种产产品品一一旦旦发发生生了了失失效效
7、,由由于于难难以以制制造造和和采采购购,就就可可能能因因缺缺件件而而影影响响系系统统的的可可用用性性和和任务完成。任务完成。(6 6)已知需要对其进行特殊处理,储存、运输或试验、防护的产品。)已知需要对其进行特殊处理,储存、运输或试验、防护的产品。失效模式及影响分析(FMEA)4n n传统的FMEA和FMECAFMEAFMEA表表代代码码产品产品或或功能功能标志标志功功能能故故障障模模式式故故障障原原因因任务阶任务阶段与段与工作方工作方式式故障影响故障影响故故障障检检测测方方法法补补偿偿措措施施严严酷酷度度类类别别备备注注局部局部影响影响高层次高层次影响影响最终最终影响影响失效模式及影响分析(
8、FMEA)5n n传统的FMEA和FMECAFMECAFMECA表表代代码码产产品品或或功功能能标标志志功功能能故故障障模模式式故故障障原原因因任任务务阶阶段段与与工工作作方方式式严严酷酷度度类类别别故障故障概率概率或故或故障率障率数据数据源源故故障障率率p p 故故障障模模式式频频数数比比j j故障故障影响影响概率概率j j 工工作作时时间间t t故障故障模式模式危害危害度度mjmj 产品危害度产品危害度备备注注失效模式及影响分析(FMEA)6n n传统的FMEA和FMECAp p 失效率,参考手册或通过预计得到失效率,参考手册或通过预计得到j j失效模式频数比,参考失效率原始数据或试验及使
9、用数失效模式频数比,参考失效率原始数据或试验及使用数据推出,也可以根据产品功能分析判断得到据推出,也可以根据产品功能分析判断得到j j 失效影响概率,分析人员根据经验判断得到失效影响概率,分析人员根据经验判断得到 j j 的定量估算表的定量估算表失效影响失效影响 j j功能丧失功能丧失 j j 1 1很可能丧失很可能丧失0.10.1j j 11有可能丧失有可能丧失00j j 0.1 20%20%。B B级有时发生,级有时发生,10%10%20%20%。C C级偶然发生,级偶然发生,1%1%10%10%。D D级很少发生,级很少发生,0.1%0.1%1%1%。E E级极少发生,级极少发生,0.1
10、%0.1%。危害性矩阵危害性矩阵 BA故障模式发生概率等级危害性增大 严酷度类别ABCDE危害度CrFMEA类型n n设计FMEA(DFMEA)设计工程师设计工程师/小组采用的,充分考虑并确定设计阶小组采用的,充分考虑并确定设计阶段的各种失效模式及相关机理。段的各种失效模式及相关机理。n n过程FMEA(PFMEA)制造、装配工程师制造、装配工程师/小组采用的,充分考虑并确定小组采用的,充分考虑并确定过程阶段的各种失效模式及相关机理。过程阶段的各种失效模式及相关机理。DFMEADFMEA面向的用户用户包括:n n最终用户最终用户n n功能维修功能维修n n下一级系统或产品的设计者下一级系统或产
11、品的设计者n n工艺工程师工艺工程师n n装配工程师装配工程师n n测试工程师测试工程师n n产品分析产品分析进行DFMEA应考虑的问题n n设计的方向(希望达到的,不希望出现的)n n用户需要的n n用户想要的n n产品要求的n n制造装配所要求的可以利用的信息:用户合同已知产品质量可靠性要求制造要求采用DFMEA的好处n n对设计缺陷进行评价对设计缺陷进行评价n n提高充分考虑潜在失效模式及其对系统提高充分考虑潜在失效模式及其对系统/产品的影响的产品的影响的几率几率n n将失效模式根据其影响程度分级,优先采取预防措施将失效模式根据其影响程度分级,优先采取预防措施n n可以缩短产品的开发时间
12、,降低成本,提高质量、可可以缩短产品的开发时间,降低成本,提高质量、可靠性和安全性靠性和安全性DFMEA应注意的问题n nDFMEADFMEA是一个动态文件,当产品的设计发生变化时需是一个动态文件,当产品的设计发生变化时需要对要对DFMEADFMEA进行更新进行更新n n在产品的设计方案确定后就必须完成在产品的设计方案确定后就必须完成DFMEADFMEAn nDFMEADFMEA的目的是实现设计思想,并假定制造和装配过的目的是实现设计思想,并假定制造和装配过程能实现这一思想程能实现这一思想n n制造或装配过程的潜在失效模式制造或装配过程的潜在失效模式/机理由机理由PFMEAPFMEA解决,解决
13、,而非而非DFMEADFMEA设计失效的原因n n由于忽视了一些问题或不恰当的使用导致的设计失效由于忽视了一些问题或不恰当的使用导致的设计失效如:不恰当的容限如:不恰当的容限不正确的应力不正确的应力错误的假设错误的假设错误的材料选择错误的材料选择采用了低级别的元器件采用了低级别的元器件缺乏设计标准缺乏设计标准设计方框图系统子系统1子系统2子系统3子系统4部件1部件2部件3对于复杂功能系统/产品应将其划分为更小的子系统,并确定各级之间的功能关系DFMEA的基本内容项目项目功能功能潜在失潜在失效模式效模式潜在失潜在失效影响效影响严严重重度度S S潜在失潜在失效原因效原因/机理机理频频度度O O现行
14、设现行设计控制计控制探探测测度度D DR RP PN N建议措建议措施施责任及责任及目标完目标完成日期成日期严严重重度度S S频频度度O O探探测测度度D DR RP PN N来自经验和数据来自推测重在描述顾客抱怨保证和维修信息以往工作历史FMEA小组经验(头脑风暴)RPN(RiskPriorityNumber)风险顺序数RPNSODSSeverity(110)OLikelihoodofOccurrence(110)DLikelihoodofDetection(110)MAX1000,75isOK 高和低的RPN都应给予充分的注意严重度(S)影响影响严重度评定准则严重度评定准则严重度严重度无警
15、告的无警告的严重危害严重危害 这这是是一一种种非非常常严严重重的的失失效效形形式式,在在没没有有任任何何失失效效预预兆兆的的情情况况下影响到行车安全或不符合政府的法规下影响到行车安全或不符合政府的法规1010有警告的有警告的严重危害严重危害 这是一种非常严重的失效形式,是在有任何失效预兆的前提这是一种非常严重的失效形式,是在有任何失效预兆的前提下发生,影响到行车安全或不符合政府的法规下发生,影响到行车安全或不符合政府的法规9 9很高很高车辆车辆/项目不能运行(丧失基本功能)项目不能运行(丧失基本功能)8 8高高车辆车辆/项目可运行,但性能下降,顾客非常不满意项目可运行,但性能下降,顾客非常不满
16、意7 7中等中等车车辆辆/项项目目可可运运行行,但但舒舒适适性性/方方便便性性项项目目不不能能运运行行,顾顾客客不不满满意意6 6低低车车辆辆/项项目目可可运运行行,但但舒舒适适性性/方方便便性性项项目目性性能能下下降降,顾顾客客有有些些不满意不满意5 5很低很低配配合合和和外外观观/尖尖响响和和咔咔嗒嗒响响等等项项目目不不舒舒服服。大大多多数数顾顾客客(7575以上)能感觉到有缺陷以上)能感觉到有缺陷4 4轻微轻微配合和外观配合和外观/尖响和咔嗒响等项目不舒服。尖响和咔嗒响等项目不舒服。5050的顾客能感觉的顾客能感觉到有缺陷到有缺陷3 3很轻微很轻微配合和外观配合和外观/尖响和咔嗒响等项目
17、不舒服。有辨别能力的顾客尖响和咔嗒响等项目不舒服。有辨别能力的顾客(2525以下)能感觉到有缺陷以下)能感觉到有缺陷2 2无无无可辨别的后果无可辨别的后果1 1频度(O)失效发生的可能性失效发生的可能性可能的失效率可能的失效率频度频度很高:持续性失效很高:持续性失效 100100个个 每每10001000辆车辆车/项目项目10105050个个 每每10001000辆车辆车/项目项目9 9高:经常性失效高:经常性失效2020个个 每每10001000辆车辆车/项目项目8 81010个个 每每10001000辆车辆车/项目项目7 7中等:偶然性失效中等:偶然性失效5 5个个 每每10001000辆
18、车辆车/项目项目6 62 2个个 每每10001000辆车辆车/项目项目5 51 1个个 每每10001000辆车辆车/项目项目4 4低:相对很少发生的失效低:相对很少发生的失效0.50.5个个 每每10001000辆车辆车/项目项目3 30.10.1个个 每每10001000辆车辆车/项目项目2 2极低:失效不太可能发生极低:失效不太可能发生 0.0100.010个个 每每10001000辆车辆车/项目项目1 1探测度(D)探测性探测性准则:设计控制探测出来的可能性准则:设计控制探测出来的可能性探测度探测度几乎不可能几乎不可能控控制制绝绝对对肯肯定定不不可可能能探探测测潜潜在在的的起起因因/
19、机机理理及及后后续续的的失失效效模模式,或根本没有控制式,或根本没有控制1010很微小很微小控制可能探测不出来控制可能探测不出来9 9微小微小控制有极少的机会能探测出控制有极少的机会能探测出8 8很小很小控制有很少的机会能探测出控制有很少的机会能探测出7 7小小控制可能能探测出控制可能能探测出6 6中等中等控制有中等的机会能探测出控制有中等的机会能探测出5 5中上中上设计控制有中上多的机会能探测出设计控制有中上多的机会能探测出4 4高高控制有较多的机会能探测出控制有较多的机会能探测出3 3很高很高控制有很多的机会能探测出控制有很多的机会能探测出2 2肯定能肯定能控制几乎肯定能探测出控制几乎肯定
20、能探测出1 1EffectEffectCriteria:Severity of Effect for DFMEACriteria:Severity of Effect for DFMEARankRankHazardousHazardous nowarningnowarningFailureFailure affectsaffects safesafe productproduct operationoperation oror involvesinvolvesnoncompliancenoncompliancewithwithgovernmentgovernmentregulationregu
21、lationwithoutwithout warning.warning.1010HazardousHazardous withwithwarningwarningFailureFailure affectsaffects safesafe productproduct operationoperation oror involvesinvolvesnoncompliancewithgovernmentregulationnoncompliancewithgovernmentregulationwithwithwarning.warning.9 9VeryHighVeryHighProduct
22、isinoperablewithlossofprimaryFunction.ProductisinoperablewithlossofprimaryFunction.8 8HighHighProductisoperable,butatreducedlevelofperformance.Productisoperable,butatreducedlevelofperformance.7 7ModerateModerateProductProductisisoperable,operable,butbutcomfortcomfortororconvenienceconvenienceitem(s)
23、item(s)areareinoperable.inoperable.6 6DFMEA严重度判定准则DFMEA严重度判定准则EffectEffectCriteria:Severity of Effect for DFMEACriteria:Severity of Effect for DFMEARankRankLowLowProductProduct isis operable,operable,butbut comfortcomfort oror convenienceconvenience item(s)item(s)operateatareducedlevelofperformance.
24、operateatareducedlevelofperformance.5 5VeryVeryLowLowFitFit&finishfinish oror squeaksqueak&rattlerattle itemitem doesdoes notnot conform.conform.Mostcustomersnoticedefect.Mostcustomersnoticedefect.4 4MinorMinorFitFit&finishfinish oror squeaksqueak&rattlerattle itemitem doesdoes notnot conform.confor
25、m.Averagecustomersnoticedefect.Averagecustomersnoticedefect.3 3VeryVeryMinorMinorFitFit&finishfinish oror squeaksqueak&rattlerattle itemitem doesdoes notnot conform.conform.Discriminatingcustomersnoticedefect.Discriminatingcustomersnoticedefect.2 2NoneNoneNoeffectNoeffect1 1Probability of FailurePro
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