FMEA开发与制作.ppt

课程主题:dfmea开发与制作,主讲：欧文辉 单位:品质保障部 讲座时间:2010年8月2日,2,课程大纲,dfmea的定义 dfmea顾客的定义 dfmea的开发 接口和相互作用 项目、功能和失效模式 dfmea模板说明 dfmea制作过程演练,3,dfmea的定义,fmea（潜在失效模式及后果分析）： 为一组系统化的活动，通过评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果，确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施，并将全部过程形成文件 。,4,dfmea的定义,dfmea 即产品设计过程的fmea。 pfmea 制造过程的fmea。,5,dfmea顾客的定义,顾客的定义,最终使用者,更高一级的产品设计师,装配过程设计师,制造过程设计师,6,dfmea的开发,fmea的开发时机 dfmea是是一份动态文件：始于设计概念形成之时，更新于开发的各阶段更改之中，第一版的dfmea终于产品图纸完成之前。 在下列情况应进行dfmea开发： 新设计、新技术或新材料； 对已有的设计（含已有dfmea）的修改； 将现有的设计（含已有dfmea）用于新环境、场所或应用。,7,dfmea的开发,dfmea分析范围 设计工程师应分别在系统、子系统、零部件层面展开dfmea。,8,dfmea的开发,dfmea的逻辑关系图,9,dfmea的开发,dfmea开发关联图,10,dfmea的开发,多功能小组 在各dfmea开发层面上确定一名dfmea负责人，该负责人应由有设计经验的工程师担任。并负责该层面dfmea开发的多功能小组的组建、各成员的职责的确定及dfmea开发过程中小组活动的召集工作。,11,dfmea的开发,资料准备 顾客要求； 车辆/系统/子系统设计要求； 类似车型市场、生产的失效； 类似车型的dfmea； 上一层面的dfmea（有时）； 必要时，还应包括质量目标车的资料。,12,dfmea的开发,分析重点 整车dfmea a) 整车功能/要求； b) 系统间接口； c) 人机工程； d) 运行环境； e) 其它整车层面的失效。,13,dfmea的开发,分析重点 系统dfmea a) 系统功能/要求； b) 子系统间接口； c) 人机工程； d) 运行环境； e) 其它系统层面的失效。,14,dfmea的开发,分析重点 子系统dfmea a) 子系统功能/要求； b) 子系统间接口； c) 人机工程； d) 运行环境； e) 其它子系统层面的失效。,15,dfmea的开发,分析重点 零部dfmea a) 零部件功能/要求； b) 零部件间接口； c) 人机工程； d) 运行环境； e) 其它失效。,16,dfmea的开发,采取措施 当严重度9或rpn80时dfmea小组必须考虑预防/纠正措施，以排除、减轻或控制该起因来避免失效模式的发生。,17,dfmea的开发,dfmea更新 试验中发生失效时，设计部门的工程师应及时更新dfmea。 试制试装过程中发生失效时，设计部门工程师应及时更新dfmea。 制造、销售过程中发生失效时，现生产支持部（现产车型）/海外支持部（出口车型）/设计部门（sop六个月内）的工程师应及时更新dfmea。 其它设计更改时，负责设计更改的工程师应对dfmea进行更新。 dfmea更新时应考虑整车、系统、子系统、零部件间的相互影响。,18,接口和相互作用,结构框图,19,接口和相互作用,系统与子系统： dfmea小组应对系统的组成的子系统进行识别， 系统与子系统是一个相对的概念，如发动机对于整车来说是一个子系统，但它本身由是由供油系统、散热系统等组成的一个系统。,20,接口和相互作用,接口：子系统直接由接口连接而构成系统。 在图1中，子系统a接触（连接）子系统b，b接触c，c接触d，d接触a、b、c，环境与各子系统接触。,21,接口和相互作用,互相影响：一个在子系统中的变更可能导致其它子系统的改变。,22,项目、功能和失效模式,23,dfmea模板说明,24,dfmea模板说明,25,dfmea模板说明,26,dfmea模板说明,27,所謂潛在失效模式是系統、子系統或零部件有可能未達到設計意圖的形式。它可能引起更高一級子系統、系統的潛在失效，也可能是它低一級的零部件潛在失效的影響後果。 對每一個特定項目及其功能，列出每一個潛在失效模式。前提是這種失效可能發生，但不是一定發生。可以將以往tgw(運行不良)的研究，問題報告以及小組的集思廣益的評審做為出發點。 只可能在特定的運行環境條件下(如熱、冷、干燥、灰塵等)以及特定的使用條件下(如超過平均里程、不平的路段、僅在城市行駛等)發生的潛在失效模式也應當考慮。 典型的失效模式可以是但不限於下列情況：裂紋、變形、松動、泄漏、粘結、短路、氧化、斷裂、報發、電磁干擾、沒有支持、沒有信號等 潛在失效的後果，就是失效模式對系統功能的影響，就如顧客感受的一樣。 要根據顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的後果，要記住顧客可能是內部的顧客，也可能是外部最終顧客。要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或與法規不符。失效的後果必須依據所分析的具體系統、子系統或零部件來說明。還應記住不同級別系統、子系統和零件之間還存在著系統層次上的關係。例如，一個零件的斷裂可能引成總成的振動，從而導致系統間歇性的運行。這種間歇性的運動會引性能下降，最終導到顧客的不滿。因此就需要集體的智慧儘可能預見失效的後果。,28,潛在失效原因/機理,所謂潛在失效起因是指一個設計薄弱部份的跡象，其作用結果就是失效模式。在盡可能廣的範圍內，列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和模式。盡可能簡明扼要、完整地將起因機理列出來，使得對相應的起因能採取適當的糾正措施。 典型的失效起因可能包括但不限於下列情況： 規定的材料不符 設計壽命估計不當 應力過大 潤滑不足,29,潛在失效原因/機理,維修保養說明不當 環境保護不夠 計算錯誤。 典型的機理可能包括但不限於 屈服 疲勞 材料不穩定性 蠕變 磨損和腐蝕,30,發生頻度,頻度:是指某一特定失效起因或機理出現在設計生命週期中的可能性。 通過設計變更或設計過程變更(例如設計檢查表、設計評審、設計指導等)是唯一能降低發生度的影響。 潛在失效起因機理出現頻度的評估110級，在確定這個估計值時，需要考慮下列問題：,31,現行設計管制,列出預防措施、設計確認驗證(dv)或其它活動，這些活動將保證該設計對於所考慮的失效模式和或機理來說是恰當的。現行的控制方法指導是那些些已經用於或正在用於相同或相似設計中的那些方法(比如道路試驗、設計評審、失效與安全(減壓閥)、計算研究、台架試驗室試驗、可行性評審、樣件試驗和使用試驗等)。小組應當持續關注改善設計控制，例如，在實驗室創建新的系統測試，或創建新的系統模型運算法則。,32,現行設計管制,有二種型式的設計控制要考慮 預防：預防失效的原因機制或預防失效模式的發生，或降低它們發生的概率。 檢測：檢測失效的原因機制或失效模式，不管是用分析或物理的方法，在這個項目放行到生產之前。 如有可能應儘量先使用預防控制，一開始發生度分數將會受到預防控制提供和整合到設計程度的影響。初始不易探測度的分數將依據設計控制中檢測失效模式的原因機制或失效模式來決定。,33,現行設計管制,對於設計控制在本手冊中的表格中分成二個欄位(分成預防控制和檢測控制二個欄位)以協助小組人員可以清楚的這二個種類的設計控制，這樣可以允許快速的目視決定二類的設計控制是否都已考慮，使用二個欄位的表格是建議的方式。 備註：在本書所含的範例，清楚的看到該小組沒有識別任何的預防措施，這可能是由於預防措施不曾使用在相同或相類似的設計。,34,現行設計管制,如果使用只有一個欄位(設計控制)的，那麼應使用前註，對預防控制，應加上“p”在每一個所列出來的預防控制，對於檢測控制，應在每一個列出檢測控制前加“d”。 一旦設計控制已被視別，那麼當任何發生度的分數需要修訂時，應回顧所有的預防控制。,35,不易探測度,不易探測度的分數是相應於列在設計控制最佳的檢測控制。不易探測度對每一個個別的fmea是一個相對的分數。為了得到一個較低的分數，通常規劃的設計控制(例如：確認或驗證活動)必須改進。,36,37,dfmea制作过程演练,38,课程简要回顾,dfmea的开发逻辑 dfmea的开发关联 系统子系统零部件关系 dfmea模版说明,过程fmea,40,失效模式,人,機,料,法,環,測量,失效效應,fmea模式,一般是發生 在產品上,一般是指對 下工程或最 終顧客的影響,41,目的,對失效的產品進行分析, 找出零件組件之失效模式, 鑑定出它的失效原因, 研究該項失效模式對系統會產生甚麼影響。 失效分析在找出零組件或系統的潛在弱點, 提供設計、製造、品保等單位採取可行之對策。,42,現行預計的過程 可能產生的失效模式,分析,分析,對顧客或下 工程的影響,那些原因可能 造成這個失效模式,採取可行的對策,43,簡介,過程潛在fmea是由“製造主管工程師小組”採用的一種分析技術，用來在最大範圍內保證已充份的考慮到並指明潛在失效模式及與其相關的後果起因機理。fmea以其最嚴密的形式總結了工程師小組進行工藝過程設計時的設計思想(包括對一些對像的分析，根據經驗和過去擔心的問題，它們可能發生失效)。這種系統化的方法與一個工程師在任何制造計劃過程中正常經歷的思維過程是一致的，並使之規範化。,44,設計思想,擔心 問題,過去 經驗,顧客 反應,可能的失效模式,解決方案,群策群力智慧發光,45,過程潛在fmea,識別過程功能和要求 確定與產品相關的過程潛在失效模式 評價失效對顧客的潛在影響 確定潛在製造或裝配過程失效的起因，確定減少失效發生或找出失效條件的過程控制變量 編制潛在失效模式分級表，然後建立考慮糾正措施的優選體系 將製造或裝配過程的結果編制成文件,46,範圍,新件工藝流程設計時。 新件模具設計階段。 新件試模、試做階段。 新件進入量產前階段。 新件客戶抱怨階段。 工藝變更時,47,顧客的定義,過程潛在fmea中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是後續的或下一製造或裝配工序，以及服務工作，或政府法規。 當全面實施fmea時，要求在所有新的部件過程，更改過的部件過程及應用或環境有變化的原有部件過程進行過程fmea。過程fmea由負責過程工程部門的一位工程師來制定。,48,下工程,經銷商,使用者,都是fmea所要考慮的對象 但最主要的是針對使用者,本過程可能 產生的失效 模式,49,集體的努力,在最初的潛在pfmea中，希望負責過程的工程師能夠直接地、主動地聯系所有相關部門的代表。這些部門包括但不限於：設計、裝配、製造、材料、質量、服務、供方以及負責下道裝配的部門。fmea應成為促進不同部門之間充份交換意見的催化劑，從而提高整高集體的工作水平。 除非責任工程師對fmea和團隊促進是有經驗的，那麼有一位有經驗的fmea促進者來支援這個團隊是有幫助的。,50,群策群力的計劃fmea,以過程工程師為主導集合相關的人員 生產 工程 質管 採購 設備 等人員共同將可能發生的問題挖掘出來。,51,過程fmea是一份動態文件，必須在下列時機之前提出應在生產工裝準備之前，在過程可行性分析階段或之前開始，而且要考慮以單個零件到總成的所有製造工序。 在新車型或零件項的製造計劃階段，對新工藝或修訂過的工藝進行早期評審和分析能夠促進預測、解決或監控潛在的過程問題。,52,初始 fmea,修正 fmea1,必須在工裝 准備前以及 試生產前,各項未考慮的 失效模式發現 以及討論,修正 fmea2,各項未考慮的 失效模式發現 以及討論,time,動態的fmea文件,53,過程fmea假定所設計的產品會滿足設計要求，潛在失效模式可能會因設計弱點而包括在過程fmea中，它們的影響及避免措施由設計fmea來解決。因設計缺陷所產生失效模式不包含在過程fmea中。,54,過程fmea並不是依靠改變產品設計來克服過程缺陷的，但它要考慮與計劃的製造廠裝配過程有關的產品設計特性參數，以便最大限度地保證產品能滿足顧客的要求和期望。,顧客,設計,生產,出貨,不設計不良品,不生產不良品,不流出不良品,55,fmea也有助於新機器設備的開發。其方法是一樣的，只是應將所設計的機器設備當作一種產品來考慮。在確定了潛在的失效模式之後，就可以著手採取糾正措施消除潛在失效模或不斷減小它們發生的可能性。,56,過程fmea的開發,過程責任工程師有他的文件處理號將是對准備pfmea是有幫助的。這個fmea的開始是自開發一張清單表達那些是期望要做的，那些是不期望要做的，以及過程的企圖。 過程fmea應從整個過程中的流程圖風險評定開始。流程圖應確定與每個過程有關的產品過程特性參數。如果可能的話，還應根據相應的設計fmea確定某產品影響的內容。用於fmea準備工作中的流程風險評定圖的復製件應伴隨fmea過程。 為了能促進潛在失效模式的分析，過程fmea的格式如附件。,57,process flow diagrampart certification family name date (orig.) prepared by part number date (rev.) title part name page phone number cross functional team members step # fab move store insp operation description item # product characteristics item # control characteristics part certification family name date (orig.) prepared by part number date (rev.) title part name page phone number cross functional team members step # fab move store insp operation description item # product characteristics item # control characteristics part certification family name date (orig.) prepared by part number date (rev.) title part name page phone number cross functional team members step # fab move store insp operation description item # product characteristics item # control characteristics part certification family name date (orig.) prepared by part number date (rev.) title part name page phone number cross functional team members step # fab move store insp operation description item # product characteristics item # control characteristics 過程流程圖示例說明,58,過程風險評定表,59,素材,要先建立過程流程圖，以了解基本的流程，應儘量細化，而且包含所有站別。 建立失效模式過程矩陣對照表，可收集以往之客戶抱怨、讓步、不合格、檢驗報告等來做匯總。上而下之分析方式。 過程風險評定表，是分解每一過程站之每一個動作，了解每一個動作可能帶來之失效模式。下而上之分析方式。,60,顧客抱怨,特許接收,廠內不合格,自失效模式分析原因,61,自操作分析可能的失效模式,62,利用上述二個動作來決定所有可能之失效模式，有重覆的可只取一個即可，並加以解決。 失效模式，不可太模糊，要有能有效的找到是那一個過程造成的。,63,定義,在失效分析中, 首先要明確產品的失效是甚麼, 否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣, 一般而言, 失效是指: 在規定條件下, (環境、操作、時間)不能完成既定功能。 在規定條件下, 產品參數值不能維持在規定的上下限之間。 產品在工作範圍內, 導致零組件的破裂、斷裂、卡死、損坏現象。,64,製程功能/需求,簡單描述被分析的過程或工序(如車、鑽、攻絲、焊接、裝配)。除此之外建議記錄相應的過程操作編號在開始分析的步驟時。該團隊應當評審適用的操作、材料、過程、環境和安全標准。盡可所能簡單地說明該工藝過程或工序的目的，包含系統、子系統或零件的信息。如果工藝過程包括許多具有不同失效模式的工序(例如裝配)那麼可以把這些工序作為獨立過程列出。,65,潛在失效模式,所謂失效模式為製程可能發生的不符合過程要求或設計意圖的形式。是對某具體工序不符合要求的描述。它可能是引起下一道工序的潛在失效的後果或是來自一道操作的潛在失效模式的效應。但是在fmea准備中，應假設提供的零件材料是合格的，除非fmea小組確認在歷史資料中進來的零件質量有差異。 根據零件、子系統，系統或過程特性，對應特定的工序，列出每一個潛在的失效模式。前提是假設這種失效可能發生，但不一定非得發生。過程工程師小組應能提出並回答下列問題：,66,製程或零組件為何不符合規格? 假設不考慮工程規格, 顧客(最終使用者、下工程或服務)會提出什麼異議? 在此建議把相似的過程比較和顧客(最終用戶和後續工序)對類似零件索賠情況的研究作為出發。此外，對設計目的了解也很必要。典型的失效模式可能是但不僅僅限於下列情況： 彎曲、毛刺、破碎、變形、髒污、安裝調試不當、接地、開路、短路、短路、工具磨損、不正確的安裝、灰塵。 備註：潛在失效模式應描述“物理”或技術項目，而不是客戶通知的癥兆。,67,失效模式：儘可能的思考，在這台汽車上會出現那些的故障呢？沒有剎車、空調不冷、照明不亮等等。,68,潛在失效效應,潛在失效後果是指失效模式對顧客的影響。從這個角度講，顧客可以是:下一道工序、下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。當評價潛在失效後果時，這些因素都必須考慮。 應根據顧客可能注意到的或經歷的情況來描述失效的後果。對最終使用者來說失效的後果應一律用產品或系統的性能來描述，例如：,69,潛在失效效應,噪音、工作不正常、牽引阻力、不規律的動作、不能操作的、不穩定的、通風不良、外觀不良、粗糙不平的、外觀不良、過度的費力要求, 令人不舒服的氣味、操作性減弱、車輛控制受損、顧客不滿意。 如果顧客是下道工序或後續工序工位, 失效效應經常被指為: 無法緊固、無法鑽孔、無法表面加工、不能焊牢、不能上膠、不能塑封、排向困難、引直困難、影響產品性能、損壞設備等、導致工裝的過度磨損、傷害操作員。,70,失效效應：儘可能的思考，在這台汽車上會出現那些的故障呢？這些的故障對顧客有什麼的影響,71,嚴重度,72,73,等級,本欄目是用來對需要附加過程控制的零部件、子系統或系統的一些特殊過程特性進行分級的(如關鍵、主要、重要、重點等)。 這個欄位也可用來突出工程評估高優先度的失效模式。 如果在過程fmea中確定了某一分級，應通知設計主管工程師，因為它可能會影響有關確定控制項目標識的工程文件。 特殊產品或過程特性符號以及它們的使用直接依公司的規定政策在本書中不予以標准化。,74,潛在失效起因機理,潛在失效起因是指失效是怎麼發生的，並依據可以糾正或控制的原則來描述。 針對每一個潛在失效模式，在盡可能廣的範圍內，列出每個可以想到的失效起因。如果起因對失效模式來說是唯一的，也就是說如果糾正該起因對該失效模式有直接的影響，那麼fmea考慮過程就完成了。但是失效的許多起因並不是相互獨立的、唯一的，要糾正或控制一個起因，需要考慮諸如試驗設計之類的方法，來明確那些根本起因起主要作用，那些起因容易得到控制，應描述這些起因，以便針對那些相關的因素採取糾正措施。,75,失效模式,a原因,b原因,c原因,d原因,76,潛在失效原因/機理,在儘可能的範圍理, 列出所有能想像得到的失敗原因，以下是一些典型的起因 : 不當的鈕力：超過或小於。 不適當的焊接時：電流、時間、壓力。 不精確的量具。 不當的熱處理：時間、溫度。 不當的或則沒有潤滑 不適當的上膠。 機器設定不當。 機器程序不對。 潤滑不當或沒有潤滑 零件漏裝或錯裝,77,潛在失效原因/機理,列表時應明確記錄具體的錯誤或誤操作情況(例如，操作者未裝密封墊)，而不應用一些含糊不清的詞語(如操作者錯誤，機器工作不正常)。,78,發生度(occurrence),頻度是指具體的失效起因機理(列於前一欄目中)發生的頻率。頻度的分級數著重在其含義而不是數值，預防或控制失效的起因機制只有藉由產品或過程的變更才能影響到發生度分數。 可以以110級來估計潛在失效原因機制的發生度。 必須確認使用一致的發生度分數系統，對fmea範圍而發生度是一個相對的分數可能不反應真實的發生度。,79,發生度(occurrence),“可能的失效率”是根據過程實施中預計發生的失效來確定的。如果能從類似的過程中獲取數據，那麼可以用統計數據來確定頻度的級數(頻度數)，除此以外，可以用下表左側欄目中的文字描述和任何適用於類似過程的歷史數據來進行主觀評價。 過程設計組對評價准則和分級規則應意見一致，即使因為個別過程分析作了修改也應一致。 為保證一致性，應採用下面的頻度分級規則當指導。,80,失效模式,a原因,b原因,c原因,d原因,頻度？,頻度？,頻度？,頻度？,81,發生度,82,發生度,83,ppk換算,84,現行製程管制,現行的過程控制是盡可能地阻止失效模式的發生，或則探測將發生的失效模式的控制的描述。這些控制方法可以是象防錯夾具之類的過程控制方法，或者spc，也可以是過程後評價。評價可在目標工序進行，也可在後續工序進行。 有二種製程控制方法可以考慮 : 預防措施：阻止失效起因機理或失效模式後果的發生，或減少其發生率。 檢查措施：查明起因機理，查出失效模式，並找到糾正措施。,85,現行製程管制,可能的話, 最好使用預防控制; 其次才使用檢查管制; 初始的發生度分數將受到所提供整合到過程意圖的預防控制來決定；初始的不易探測度的分數將根據用於偵測失效原因機制，或偵測失效模式的過程控制來決定。,86,不易探測度,不易探測度是對列在過程控制欄位的最佳的檢查控制的相應分數。對每一個fmea的範圍不易探測度是一個相對的分數。為了達成較低的分數，通常計劃的過程控制應當改善。 假設失效已發生，然後評價所有“現行過程控制方法”阻止有該失效模式或缺陷的部件發送出去的能力。不要擅自推斷：因為頻度低，不易探測度數也低(比如使用“控制圖”時)。一定要評價過程控制方法找出不易發生的失效模式的能力或阻止它們的進一步蔓延。 隨機質量抽查不大可能查明某一孤立缺陷的存在，也不影響不易探測度數值的大小。以統計原理為基礎的抽樣檢查是一種有效的不易探測度控制方法。,87,已經發生 失效起因,已經發生 失效模式,運用查出 失效起因 失效模式的方法,顧客 漏網之魚 有多少,不易探測度,88,不易探測度,建議的評分標准 過程設計組對評價准則和分級規則應意見一致，即使用因為個別過程的分析做了修改也應一致。 應當使用後表的評分標准做為指導。 備註 a：防錯法 b：測量工具 c：人工檢查,89,90,風險順序數,風險順序數是嚴重度數(s)、頻度數(o)和不易探測數(d)的乘積，見公式。 r