FMEA失效模式与后果分析培训教材

1、1,失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis,2,理解FMEA 的作用 理解过程FMEA 的概念及技法 掌握FMEA 的制定 失误防止并应用FMEA,培训的目的和内容,3,4,FMEA怎样符合TQM的要求？ 顾客的要求 过程规格的要求 系统及部件的规格要求 过程及供应商的要求及管理 开发系统设计及生产的FMEA 调查潜在的故障 改善设计及制造 设计是致命的环节(Critical),5,什么是 FMEA？ 用于评价潜在失效模式及其原因的先进品质计划工具 根据其危险度及对策性决定有优先顺序的潜在失效,用于 调查及减少其发生的可能性 提供一种正式的方法来

2、记录此分析以备 以后分析及持续过程改善用 作为其本身,FMEA不是问题的解决者, 它只是与其他解决问题的方法综合使用. “FMEA可以显示问题发生的机会,但不能解决问题”,6,FMEA的错误观念？ 小组单独的制定FMEA FMEA是为了满足顾客或第三方的要求, 不是为了过程改善 FMEA在过程的后阶段进行, 未包含在 制品/过程的改善过程中 FMEA不被认为是活性的工具,在制品的 生产中不对其进行检讨和改订, FMEA不但令人费解而且浪费时间,7,失效模式及后果分析 - 1960s and 70s 由可靠性过程师首次提出及使用 通过对过程/产品的潜在失效模式 及其对产品的影响的定义来决定 各组

3、的行动 对一个产品/过程的潜在失效模式 进行评价及定义。再决定可以消除 或减少潜在失效的对策,FMEA起 源,8,出处及理由 汽车工业 QS 9000 4.2 AIAG APQP手册中引用 过程安全管理(PSM) CFR 1910.119999999列出FMEA作为评价危害的6种方法之一 VDA - GMPs 应用于新设计检讨的几种方法之一,使用评价问题来进行 ISO 9001 要求预防措施 FMEA作为持续改善工具可以满足ISO 9001 4.14的要求 ISO 14000 可以用来评价潜在危害及其附加危险,9,系统,设计,过程,部件 辅助系统 主要系统,部件 辅助系统 主要系统,人力 机器

4、 方法 材料 测定 环境,焦点 使失效对系统影响最小化 目标 使系统的品质/可靠性/成本/维持最大化,焦点 使失效对设计影响最小化 目标 使设计的品质/可靠性/成本/维持最大化,焦点 使失效对过程影响最小化 目标 使过程的品质/可靠性/成本/维持最大化,机器,工具/过程/生产线/教育/JIG,FMEAs的类型,10,FMEAs之间的关系,11,关键的FMEA术语 顾客输入 小组 - 小组选择(CFT) 评级 优先顺序的危险度评价 设计过程 生产过程,12,FMEA: 为按优先顺序进行改善对设计或制造阶段中的潜在失效模式 进行鉴别和评级的系统的技术。 失效原因,潜在的: 失效怎样会发生,使用可以

5、进行改善或管理的术语 进行叙述。 失效模式分析(FMA): 正式的,组织的程序,用于分析来自现在和过去的 失效模式以防止此类失效在将来发生。 失效模式,潜在的: 为了达到设计意图而存在的潜在类型 ,对规定过程的 不符合事项的叙述。 FMEA,过程:由制造责任者/小组使用的分析技法,以保证所有潜在的 失效模式及关联原因以被考虑及定义。,FMEA 使用产品的人,34,注 意! 不要混淆 设计故障 & 原因 同 过程故障 & 原因,设计故障,设计故障,润滑油能力不足,润滑油供应不充分,规定的资材不正确,使用的资材不正确,35,危险度评价(RPN) RPN = (S) X (O) X (D) S =

6、Severity 严重度 O = likelihood of Occurrence 发生度 D = Likelihood of Detection 检出度 预防 vs 检出 - 期待内容: 最大1000, 75认为“OK” 最重要的是考虑最大值和最小值 概念导入,36,RPN,根据经验及资料,推测,过程,原因,影响,管理,失效模式,发生机会,严重度,未检出机会,37,过程 FMEA,38,39,过程 FMEA,识别 关键的 & 重要的 特性 同时因此成为 Control Plan 的起点,样本数 评价 周期 评价方法 失控对策 (OCAP),40,使用一个过程流程图 因为 你需要了解目前的过程

7、 你在寻找改善的机会 你想阐明一个潜在的解决方案 你已经改善了一个过程并且想定义新的过程 让我们试一试过程流程图,41,生成一个过程流程图 1. 识别要分析的过程或任务. 定义过程的范围很重要,因为它 将使你的改善努力不被白费 2. 咨询最熟悉此过程的人员来帮助指定流程图 3. 先决定过程起 点和终点, 定义过程的范围非常重要, 不然任务会变得不适合 4. 决定制定内容的详细程度, 最好在开始时不要太详细,当需要时再增加详细的内容,42,5. 寻找改善的区域 过程标准化, 或员工以不同的方式作业? 重复或无序的过程? 无附加价值的过程? 经常发生错误的过程? 再作业的循环? 6. 识别过程进行

8、的顺序和步骤? 7. 构筑过程流程图, 从左到右或从上到下, 使用标准的计划 并且用箭头连接每过程 8. 分析其结果 再作业的循环? 无附加价值的过程? 现在过程与期望的目标过程的差别?,43,GM例: 过程流程图,44,基本流程图例,45,如何使用流程图 决定过程中应该包含的所有工作区域 作为工作的一个目的去提醒人们注意过程标准 当作确认表去收集过程问题发生的数据 去调查再作业总发生在特定场所或特定过程的原因 使用“理想的过程”流程图来连接你提议的解决方案,46,流程图的技巧 如果一个过程有两个输出箭头,考虑是否 需要一个决定框 注意, 最接近过程的人最了解过程, 确认制定 流程图时此人是否

9、参加了 使用软件包使流程图的制定变的简单,47,过程潜在FMEA 识别潜在的产品关联失效模式 评价失效带来的对顾客的潜在影响 识别潜在的内外部制造或组装过程的原因, 同时识别过程的 变动以便着眼于减少发生及检出不良的管理 开发潜在失效模式的评价表, 同时考虑改正措施建立 有优先顺位的体系 记录制造或组装过程的结果,48,过程潜在FMEA 过程FMEA:由制造责任者/小组使用的分析技法,以保证所有 潜在的失效模式及关联原因以被考虑及定义 小组由过程作业者或了解过程的人员来运行 对规定作业定义不良的原因 在准备FMEA时,要假设接收及供应的资材是正确的 比较类似过程和检讨类似产品的顾客不满内容是建

10、议的起点, 需要了解设计的目的 在连续的过程中,上过程的潜在失效影响可能是下过程的原因, 根据过程特性, 特别作业中的任何潜在失效模式都要列出,49,收货,MOD1,MOD2,组装,包装,出货,CP FMEA,CP FMEA,CP FMEA,CP FMEA,责任 = 资材? IQC?,责任 = MOD,责任 = MOD,责任 = 组装,仓库,CP & FMEA,顾客,FMEA的真空地带,真空地带,50,过程FMEA的焦点 顾客包含: 最终使用者 下一道过程 制造过程师 装配过程师 维修职能 测试过程师 产品分析员 分销商或其他销售渠道,51,过程FMEA的益处 作为一种有体系的研究方法, 并联

11、的/正式的/书面的 定义出一名过程师在设计过程正常进行的方式制造过程师 识别潜在的产品关联失效模式 评价失效带来的对顾客的潜在影响 识别潜在的内外部制造或组装过程的原因 识别过程的变动以便着眼于减少发生及检出不良的管理 开发潜在失效模式的评价表, 同时考虑改正措施建立 有优先顺位的体系,52,关于过程FMEA 过程FMEA是活性的标准 过程FMEA应考虑过程各阶段的变化进行持续的改订, 一直到生产结束 过程FMEA应从过程流程图开始 - 从接受到出货 过程FMEA应涵盖生产/组装中可能发生的潜在失效模式/原因, 但部分信息(严重度评级,部分影响的识别)可来自设计FMEA 发生度的减低只能通过变

12、更过程来控制或消除一个或 多个失效模式的原因来达到,53,一般的过程FMEA基本内容,根据经验及资料,推测,顾客不满 维修资料 内部废弃 再作业履历 小组知识,文字很重要,54,PFMEA制定方法,55,PFMEA制定案例,56,1. FMEA编号 填入FMEA的管理编号(根据内部标准规定) 2. 项目 填入所分析的系统,子系统或产品的名称,编号 3. FMEA责任人 填入关联的小组,部门,必要时包含供应商 4. 制定者 填入FMEA负责过程师的姓名,电话及公司名称,PFMEA制定方法(1),57,5. 年度/车型 关联的整车开始的年度及车型 6. 关键日期 填入初次制定FMEA预定的完成日期

13、,该日期应在生产日之前 7. FMEA日期 填入原始稿的日期及最新改订日期 8. 核心小组 填入有权确定及执行任务的责任部门及个人姓名(建议将所有 参加人员的姓名,部门,电话,住址等关联内容记录在另一表中),PFMEA制定方法(2),58,9. 过程功能/要求 简单描述被分析的过程,尽可能的简单说明该过程的目的 10. 潜在失效模式 指该过程可能发生的不满足过程要求或设计意图的类型, 是对具体过程不符合要求的描述,它可能是引起下过程的 潜在失效模式, 也可能是上过程的潜在失效的影响. 但制定FMEA时要假设提供的资材/材料为合格品. 本项目的前提是失效可能回发生,但不一定发生, 参加人应提问:

14、 1) 过程怎样不符合/满足要求? 2) 假设不考虑规格, 顾客会有怎样的异议? 在此过程应考虑类似制品的已发生的顾客问题并要了解设计目的,PFMEA制定方法(3),59,PFMEA制定方法(4),11. 潜在失效模式 指对顾客的影响, 顾客可以是下一过程,后续过程,或最终 使用者应在顾客使用的角度来描述失效的后果, 对最终使用者来说失效的 后果应一律用产品或体系的性能来描述如: 噪声, 外观不良, 异味, 无作用等 对下一过程来说,失效的后果应用过程性能来描述, 如: 无法固定, 无法安装, 配合不良等 12. 严重度 严重度仅适用于失效的后果, 从 1到10 13. 级别 对特殊的特性进行

15、标记(如关键,重点,重要,主要等),60,一般PFMEA的严重度,61,PFMEA制定方法(5),14. 潜在失效原因/原理 针对每一失效模式,尽可能在广范围内列出可以想 到的失效原因. 如果原因是唯一的,即如果改正了此原因对失效模式的影 响, 意味着FMEA的考虑过程就完成了. 但, 一般来说, 原因不是相互独立的,唯一的, 要消除一个原因, 需要考虑 各种方法来确定根本原因, 或容易解决的原因,同时要仔细描述此类原因, 以便可以制定有针对性的改正措施 15. 发生度 指具体的原因/原理发生的频率, 从1到10,62,1. 过程遗漏 2. 过程失误 3. JIG等设置失误 4. 资材漏装 5

16、. 资材错误 6. 误作业 7. 调整失误 8. 设备设置不正确 9. JIG等准备错误 10. 生产错误,11. 指导书内容不充分 12. PM不充分 13. 方法不好 14. 疲劳 15. 安全性不足 16. 硬件 17. 持续管理失误 18. 环境 19. 过负荷 20. FMEA分析不足,过程失效原因,63,一般PFMEA的发生度,如果过程有SPC管理， 或过去类似的过程有SPC管理， 则SPC数据要用来决定发生度 如果无SPC数据时，可用文字 叙述的方式来定义发生度的 评价基准,64,PFMEA制定方法(6),16. 现在的管理方法 是对防止失效或发现失效的现在管理方法的描述, 如F

17、P,SPC等可以考虑3种过程管理方法/特点, 即: 1) 防止失效原因/原理或失效影响的发生,或减少其发生率 2) 调查原因/原理并发现改正措施 3) 调查失效模式 应优先使用1), 2)其次, 3)再其次 17. 检出度 在离开此过程前被发现的程度, 从1到10,65,过程管理例,1. 标准化的作业指导书/程序 2. 夹具 & JIG 3. 记数器 4. 机械感应器 5. 电子感应器 6. 工作表或过程管理标准集 7. Bar Code系统 8. Marking 9. 教育 10. 外观检查 11. MSA 12. 预防保养(PM) 13. 自动化(即时管理),管理如 FP,SPC或后过程确

18、认等可 成为过程管理. 检查应用于不独立的或连续的作业 时能够发现不独立的不良,66,一般PFMEA的检出度,先假设不良已发生，然后评价现有方法能够防止其出货的能力 随机检查时如不能发现某不良的存在，则其结果为微小 统计的采样是有效的检出管理 增加检出度只能通过过程管理改善来实现,67,PFMEA制定方法(7),18. 风险系数(RPN) RPN = (S) X (O) X (D), 从1到1000 如果RPN高,应立即采取改正措施,努力减少该值 但,不管RPN如何, 严重度(S)高时,应给予特别关注,68,危险度评价(RPN) RPN = (S) X (O) X (D) S = Severi

19、ty 严重度 O = likelihood of Occurrence 发生度 D = Likelihood of Detection 检出度 预防 vs 检出 - 期待内容: 最大1000, 75认为“OK” 最重要的是考虑最大值和最小值 概念导入,69,19. 建议事项 根据RPN排出优先顺序, 应对排在前列的项目采取改善对策 如果原因不详, 建议采用DOE的方法来确定 如果对某一特定原因无对策时要注明“无”,予以明确 为了减低发生度, 需要改变过程或设计 为了减低严重度, 需要改变过程或设计 为了增加检出度, 需要改变过程或设计 20. 责任人 把负责实施对策的部门和个人以及预定的完成日

20、期记入本栏,PFMEA制定方法(7),70,关于建议措施 对策应先实施在RPN高的项目 任何建议的对策内容应可以减少发生度,严重度或检出度 如果对一个特定的原因无对策时需要解释 只有设计变更可以减少严重度 为减少发生度,需要过程变更或规格变更 为增加检出度需要改变过程管理或检查方法. 改善检出度是典型的经济性方法 但需强调的是要用预防的方法来代替不良的检出,71,21. 采取的措施 但实施一项对策后,简单记录具体的实施情况及生效日期 22. 措施后的RPN 但实施措施后,应重新评价并记录发生度,严重度及检出度 并计算RPN, 如果未采取任何措施,则措施后的RPN为空白,PFMEA制定方法(8),72,Zero Defect Control,73,原因的线索 设备故障是否有影响? 资材缺陷 人为失误? 方法或程序? 软件能力? 维护失误或维护缺乏? 测定装置不准确或故障 环境如化学, 灰尘, 震动, 冲击或温度?,74,失误 1 几乎所有的失误是人为失误 健忘 - 精神不集中时有时会忘记一些事 例如:一个人常常忘记定闹钟时间 安全措施:建立一个包含睡觉前确认闹钟的程序 理解错误的失误 - 有时因为不熟悉情况而作出错误的结论 例如:一个人总是把刹车板当成前进挡 安全措施:事前教育/确认, 作业程序标准化 认