潜在失效模式及后果分析(DFMEA)

1、 潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析Potential Failure Mode and Effects Analysis(FMEA)确利达顾问有限公司确利达顾问有限公司潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA 预防为主预防为主减少浪费减少浪费持续改进持续改进满足顾客满足顾客质量管理观念的核心内容质量管理观念的核心内容潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA潜在生效模式及后果分析潜在生效模式及后果分析（FMEAFMEA） 极其重要的缺陷预防技术缺陷预防技术实现预防为主预防为主的重要手段潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA FMEA 一組系統化的

2、活動一組系統化的活動 (a)發現、評價產品/過程中潛在的失效及其後果(b)找出能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施(c)全部過程形成文件什么是什么是 FMEA？潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA 时间性时间性 FMEA是一個“事前的行為”, 而不是“事後的行為” (To be a “before-the-event” action, not an “after-the-fact” exercise) 事前花时间很好地完成FMEA，能够最容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而最大限度降低時間和金錢的損失FMEA 的特点的特点(1)(1)潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果

3、分析FMEA 协作性协作性： 虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应该是小组的努力小组的努力。 小组成员应由知识丰富的人员组成（如设计、分析设计、分析/试验、制造、装配、试验、制造、装配、服务、质量及可靠性等方面的有丰富服务、质量及可靠性等方面的有丰富经验的工程师经验的工程师） FMEA 的特点的特点(2)(2)潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA 主观性主观性 即使是看来完全相同的产品/过程，将一个FMEA小组的评分与另一个FMEA小组的评分结果相比较也是不适宜的。 FMEA 的特点的特点(3)(3) 动态性动态性 FMEA是动态文件，应始终反映最新水

4、平以及最近的相关措施。 潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEAFMEA 的特点的特点(4)(4)潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析FMEA（1）新新 设计、新新 技术或新新 过程（2）对现有设计或过程的更改更改（3）现有的设计或过程用于新的环境、新的环境、 场所或场所或 应用应用 什么情况下应用什么情况下应用FMEA？设计设计FMEA（DFMEA) 设计设计FMEA 以最嚴密的形式總結了設計一個零部件子系統或系統時一個工程師和設計組的設計思想（包括根据以往的經驗和教訓對可能出現問題的項目的分析） 這种系統化的方法体現了一個工程師在任何設計過程中正常經歷的思思維過程并使之

5、規范化文件化維過程并使之規范化文件化 设计设计FMEA（DFMEA) 設計設計FMEA的的作用作用 有助于對設計要求和設計方案進行客觀評价進行客觀評价 有助于對制造和裝配要求的最初設計最初設計 提高提高在設計開發過程中考慮潛在失效模式 及其對系統和产品影響的可能性可能性 為全面有效的設計試驗和開發項目的策划 提供更多的信息设计设计FMEA（DFMEA) 設計設計FMEA的的作用作用 根据潛在失效模式對“顧客” 的影響 對其進行排序列表進而建立一套 改進設計和開發試驗的优先控制系統优先控制系統 為推荐和跟蹤降低風險的措施提供 一個公開的討論形式公開的討論形式 為將來分析研究現場情況評价設計 的更

6、改及開發更先進的設計提供參考提供參考设计设计FMEA（DFMEA)（1 1） 在最初的設計FMEA過程中負責設計的工程負責設計的工程師師应该能夠直接地主動直接地主動地地聯系所有有關部門的代表 小組小組共同共同努力努力设计设计FMEA（DFMEA) 小組小組共同共同努力努力（2）有关部門應包括但不限于裝配制造材料質量服務和供方以及負責更高或更低一层的總成或系统、子系统或部件的設計部門 设计设计FMEA（DFMEA)（3 3）FMEA可成為促進有關部門間充分交換意見的催化劑從而提高整個集体提高整個集体协作协作的工作水平的工作水平 小組小組共同共同努力努力设计设计FMEA（DFMEA)（4）任何(內

7、部或外部的)的有有经经验的验的FMEAFMEA推进员推进员来协助小组的工作是非常有益的。小組小組共同共同努力努力设计设计FMEA（DFMEA) 設計設計FMEA是一份動態文件是一份動態文件應及時不斷地修改應及時不斷地修改設計概念形成之時/之前開始產品開發各階段中最終在產品加工圖樣完成之前全部結束當設計有變化或得到其它信息時设计设计FMEA（DFMEA) 設計FMEA在体現設計意圖的同時還應保証制造或裝制造或裝配配能夠實現設計意圖 對于制造或裝配制造或裝配過程中可能發生的潛在失效模式/其起因/机理當過程FMEA包括了它們的識別影響和控制時則不需包含但也可包含在設計FMEA中 设计设计FMEA（D

8、FMEA) 設計FMEA虽不是靠過程控制來克服設計中潛在的缺陷但却应考慮制造/裝配過程中技術的/人力的限制例如例如 必要的拔模斜度 表面處理的限制裝配空間/工具可接近性鋼材硬度的限制公差、过程能力、性能設計設計FMEA的開發的開發 期望特性期望特性的定義越明确就越容易識別潛在的失效模式采取糾正措施 質量功能展開(QFD)車輛要求文件已知的產品要求制造/裝配要求确定顧客需求从从设计意图开始设计意图开始， 列出設計希望做什么及不希望做什么列出設計希望做什么及不希望做什么综合成综合成期望特性期望特性w 設計設計FMEA應從所要分析的系統子系統或零應從所要分析的系統子系統或零部件的框圖開始部件的框圖開

9、始w 框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關系并建立了分析的邏輯順序用于FMEA准備工作中的這种框圖的复制件應伴隨FMEA過程設計設計FMEA的開發的開發 設計設計FMEA的開發的開發w 為了便于將潛在的失效及其后果的分析形成文為了便于將潛在的失效及其后果的分析形成文件已設計出件已設計出專用表格專用表格.w 下面介紹這种表格的具体應用所述各項的序號都相應標在表上對應的欄目內完成的設計完成的設計FMEA表格的示例見附表格的示例見附表表以及本部分中所見的以及本部分中所見的表格表格 設計設計FMEA示例（附示例（附录录E） 系统 X 子系统 _部件 01.03/车身密封 (2)設計責任: 车身工程

10、部 (3) 车型年/车辆类型 199X/狮牌 4门/旅行车 (5)关键日期: 9X年 03 01 (6) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂) (8)項目嚴 探重頻测R(9)潛在的潛在的度級潛在失效的度現行設計 现行设计度P建議失效模式失效后果S別起因/機理O控制预防 控制探测DN措施功能(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(16)(17) (18)(19) 左前车门车门内板车门寿命降低， 车门内板保护蜡6整车耐久7294 增加实验室H8HX-0000-A下部腐蚀导致：7上边缘规定得性

11、试验强化腐蚀* 上、下车* 因漆面长期太低T-118试验* 保护乘员免受 生 锈，使顾T-109 天气、噪声、 客对外观不满T-301 侧碰撞的影响* 使车门内附7蜡层厚度规定4整车耐久7196 增加实验室* 车门附件，如 件功能降低不足性试验强化腐蚀试验 视镜、门锁、同上（局部示意图）（局部示意图）設計設計FMEA的開發的開發 1） FMEA 編號編號 填入FMEA文件編號以便查詢 FMEA 編號: 1234 (1)頁碼:第 1 頁 共 22 頁編制人: 泰特-X6412-车身工程师 (4)FMEA日期(編制): 8X 03 22 (修订) 8X 07 14 (7)探 措 施 結 果(22)

12、测R 度P建議責任及目標采取RDN措施完成日期的措施SODP(17)(18)(19)(20)(21)N 7294 增加实验室泰特-车身工程根据试验结果722282）系統子系統或零部件的名稱及編號）系統子系統或零部件的名稱及編號 注明适當的分析級別并填入所分析系統子系統或零部件的名稱編號 設計設計FMEA示例（附示例（附录录E） 系统 X 子系统 _部件 01.03/车身密封 (2) 车型年/车辆类型 199X/狮牌 4门/旅行车 (5) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂) (8)設計設計FMEA的開發的

13、開發3）設計責任）設計責任 填入整車厂(OEM)部門和小組 如果知道還應包括供方的名稱 設計設計FMEA示例（附示例（附录录E）設計責任: 车身工程部 (3)关键日期: 9X年 03 01 (6) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂) (8)嚴 設計設計FMEA的開發的開發設計設計FMEA的開發的開發 4）編制者）編制者 填入負責FMEA准備工作的工程師的姓名電話和所在的公司的名稱 FMEA 編號: 1234 (1)頁碼:第 1 頁 共 22 頁編制人: 泰特-X6412-车身工程师 (4)FMEA日期(

14、編制): 8X 03 22 (修订) 8X 07 14 (7) 措 施 結 果(22)5）車型年車輛類型）車型年車輛類型 填入將使用和或正被分析的設計所影響的預期的車型年及車輛類型(如果已知的話). 設計設計FMEA示例（附示例（附录录E） 系统 X 子系统 _部件 01.03/车身密封 (2) 车型年/车辆类型 199X/狮牌 4门/旅行车 (5) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂) (8)項目嚴 設計設計FMEA的開發的開發6) 關鍵日期關鍵日期 填入FMEA初次預定完成的日期該日期不應超過計划的生

15、產設計發布的日期 設計設計FMEA示例（附示例（附录录E）設計責任: 车身工程部 (3)关键日期: 9X年 03 01 (6) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂) (8)嚴 探重頻测R設計設計FMEA的開發的開發設計設計FMEA的開發的開發 7) FMEA日期日期 填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期 FMEA 編號: 1234 (1)頁碼:第 1 頁 共 22 頁編制人: 泰特-X6412-车身工程师 (4)FMEA日期(編制): 8X 03 22 (修订) 8X 07 14 (7) 措 施

16、結 果(22) 8) 核心小組核心小組 列出被授權确定和或執行任務的責任部門和個人姓名(建議所有參加人員的姓名部門電話地址等都應記錄在一張分發表上). X 子系统 _部件 01.03/车身密封 (2)設計責任: 车身工程部 (3) 车型年/车辆类型 199X/狮牌 4门/旅行车 (5)关键日期: 9X年 03 01 (6) 核心小组: T.芬德-轿车产品开发部、切利得斯-制造部、J.福特-总装厂(Dalton, Fraser,Henley 总装厂)(8)(8)項目嚴 探項目嚴重(9)潛在的潛在的度失效模式失效后果S功能(10)(11)(12)左前车门车门内板车门寿命降低， H8HX-0000-

17、A下部腐蚀导致：7* 上、下车* 因漆面长期* 保护乘员免受 生 锈，使顾設計設計FMEA的開發的開發9) 項目功能項目功能設計設計FMEA的開發的開發 9) 項目功能項目功能 填入被分析項目的名稱和編號利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平在最初發布之前應使用試驗性編號 用盡可能簡明的文字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能包括該系統運行的環境信息(如說明溫度壓力溫度范圍). 如果該項目有多种功能且有不同的失效模式應把所有功能都單獨列出 項目(9)功能左前车门H8HX-0000-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 视镜、门锁、 门铰链及门窗 升降器等的

18、固 定支撑* 为外观项目提 供适当的表面* 喷漆和软内饰設計設計FMEA的開發的開發 9) 項目功能項目功能設計設計FMEA的開發的開發10)潛在失效模式潛在失效模式項目嚴重(9)潛在的潛在的度失效模式失效后果S功能(10)(11)(12)左前车门车门内板车门寿命降低， H8HX-0000-A下部腐蚀导致：7* 上、下车* 因漆面长期設計設計FMEA的開發的開發10)潛在失效模式潛在失效模式所謂潛在失效模式是指系統子系統或零部件有可能未達到或不能实现预期功能的情况它可能是更高一級子系統系統的潛在失效模式的起因也可能是更低一級的零部件潛在失效模式的后果 設計設計FMEA的開發的開發10)10)潛

19、在失效模式潛在失效模式 對一個特定項目及其功能對一個特定項目及其功能列出每一個潛在失列出每一個潛在失效模式效模式前提這种失效可能發生但不是一定前提這种失效可能發生但不是一定發生發生 建議將以往建議將以往TGWTGW（運行情況不良）的運行情況不良）的研究研究問題問題、報告報告以及小組的以及小組的“頭腦風暴頭腦風暴” ” 的評審作為出發的評審作為出發點點。 設計設計FMEA的開發的開發10)潛在失效模式潛在失效模式 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 設計設計FMEA的開發的開發 10)潛在失效

20、模式潛在失效模式 典型的失效模式可以是但不限于下列情況： 注應用規范化專業性的技术术語來描述潛在失效模 式而不必与顧客所見的現象一样裂紋變形松動泄漏粘結短路氧化斷裂漂移設計設計FMEA的開發的開發11) 潛在失效后果潛在失效后果項目嚴重(9)潛在的潛在的度失效模式失效后果S功能(10)(11)(12)左前车门车门内板车门寿命降低， H8HX-0000-A下部腐蚀导致：7* 上、下车* 因漆面长期設計設計FMEA的開發的開發11) 潛在失效后果潛在失效后果 潛在失效的后果就是失潛在失效的后果就是失效模式對系統功能的影響效模式對系統功能的影響就如顧客感受的一樣就如顧客感受的一樣11) 潛在失效后果

21、潛在失效后果 要根据顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的后果要記住顧客可能是內部的顧客也可能是外部最終的顧客 要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或与法規不符 設計設計FMEA的開發的開發 11) 潛在失效后果潛在失效后果 失效的后果必須依据所分析的具体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系比如一個零件的斷裂可能引起總成的振動從而導致系統運行的中斷這种系統運行的中斷會引起性能下降最終導致顧客的不滿因此就需要小組的努力盡可能預見失效的后果設計設計FMEA的開發的開發 11) 潛在失效后果潛在失效后果 典型的失效后果可能是但不限于設計設計FMEA的開發

22、的開發 噪聲 工作不正常 不良外觀 不穩定 運行中斷 粗糙 不起作用 异味 功能減弱12）嚴重度）嚴重度(S) 嚴重度是潛在失效模式發生時對零件子系統系統或顧客影響后果的嚴重程度的評价指標嚴重度僅适用于后果要減少失效的嚴重度級別數值只能通過修改設計來實現。 嚴重度的評估分為1到10級。設計設計FMEA的開發的開發 推荐的推荐的严重度严重度評价准則評价准則 小組對評定准則和分發規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作 了修改也應一致。設計設計FMEA的開發的開發 后果评定准则：后果的严重度 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

23、府的法规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。很高车辆项目不能运行（丧失基本功能）高车辆项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意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。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。很低配合和外观尖响和卡嗒响等到项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。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严重度评分标准严重度评分标准1

24、3）級別）級別 本欄目可用于對零件子系統或系統的產品特性分級（如關鍵主要重要重點等）, 它們可能需要附加的過程控制 任何需要特殊過程控制的項目應用适當的字母或符號在設計FMEA表格中的 “級別” 欄中注明并應在“建議措施” 欄中記錄 每一個在設計FMEA中有如上標識的項目應在過程FMEA中有特殊的過程控制設計設計FMEA的開發的開發 設計設計FMEA的開發的開發 14）潛在失效的起因）潛在失效的起因/机理机理 所謂潛在失效起因是指一個設計薄弱部分的跡象其作用結果就是失效模式在盡可能廣的范圍內列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理應盡可能簡明扼要完整地將起因/机理列出來使得對相應的起

25、因能采取适當的糾正措施 14）潛在失效的起因）潛在失效的起因/机理机理 典型的失效起因可包括但不限于下列情況規定的材料不正确設計壽命估計不足應力過大潤滑不足維修保養說明不當環境保護不夠計算錯誤。 典型的失效机理可包括但不限于屈服疲勞材料不穩定性蠕變磨損和腐蝕。設計設計FMEA的開發的開發 1515）頻度頻度(O) 頻度是指某一特定失效起因/机理出現的可能性描述頻度級別數重在其含義而不是具体的數值通過設計更改來消除或控制一個或更多的失效起因/机理是降低頻度數的唯一途徑 設計設計FMEA的開發的開發 潛在失效起因机理出現頻度的評估分為1到10級在确定這個估計值時需要考慮下列問題w 類似零部件或子系

26、統的維修檔案及維修服務經驗如何?w 是否為沿用以前使用的零部件或子系統還是与其相似?w 相對先前水平的零部件或子系統所作的變化有多顯著w 是否与原有水平的零部件有根本不同設計設計FMEA的開發的開發 w 是否是全新的零部件w 零部件的用途有無變化w 有哪些環境改變w 針對該用途是否作了工程分析（如可靠性） w 來估計其預期的可比較的頻度數w 是否采取了预防性控制措施？ 設計設計FMEA的開發的開發1515）頻度頻度(O) 應運用一致的頻度分級規則以保証連續性所謂的 “設計壽命的可能失效率”是根据零部件子系統或系統設計的壽命過程中預計發生的失效數确定的頻度數的取值与失效率范圍有關但并不反應實際出

27、現的可能性設計設計FMEA的開發的開發 設計設計FMEA的開發的開發 推荐的推荐的DFMEADFMEA频度频度( (O) )評价准則評价准則小組對評定准則和分級規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致频度评分标准失效发生可能性可能的失效 频度很高：持续性发生100个 每1000辆车/项目 10 50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：偶然性失效 5个 每1000辆车/项目 6 2个 每1000辆车/项目 5 1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 3 0.

28、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 116）現行設計控制）現行設計控制 列出預防措施設計确認/驗証(DV)或其它活動這些活動將保証該設計對于所有考慮的失效模式和/或机理來說是充分的現行的控制方法指的是那些已經用于或正在用于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/安全设计數學研究台架/試驗室試驗可行性評審樣件試驗和使用試驗等) 設計設計FMEA的開發的開發w 要要考慮考慮两两种類型的設計控制种類型的設計控制/ /特性特性： （1）预防：防止起因/机理或失效模式/后果的出現或降低它們出現的几率 （2）探测：在项目投产前，通过分析方

29、法和物理方法，探测出失效的起因/机理或失效模式設計設計FMEA的開發的開發 17）探探測度測度(D) 探測度是指在零部件子系統或系統投產之前用第(2)种現行設計控制方法來探測潛在失效起因/机理(設計薄弱部分)的能力的評价指標。 為了取得較低的探測度數值計划的設計控制(如預防确認驗証等活動)需要不斷地改進 設計設計FMEA的開發的開發 w 推荐的推荐的DFMEA探测度探测度(D)評价准則評价准則 小組對評定准則和分級規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致。 設計設計FMEA的開發的開發 探测度评分标准探测度准则：设计控制可能探测出来的可能性探测度定级绝对不肯定设计控制将不能和或

30、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很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式极少设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式很少设计控制只有很少的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式少设计控制有较少的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式中等设计控制有中等到的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式中上设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式多设计控制有较多的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式很多设计控制有很多的机会能找出潜在的起因机理及后续的失效模式几乎肯定设计控制几乎肯定能找出潜在的起因机理及后续

31、的失效模式18) 風險順序數風險順序數(RPN) 風險順序數是嚴重度(S)頻度(O)和探測度(D)的乘積見公式RPN = ( S ) ( O ) ( D ) 設計設計FMEA的開發的開發w 風險順序數RPN作為S O D的乘積是對設計風險性的度量w 風險順序數應用于對設計中那些擔心的事項進行排序(如用排列圖). w RPN 取值在1至1000之間如果風險順序數很高設計人員必須采取糾正措施努力減小該值w 在一般實踐中不管在一般實踐中不管RPNRPN大小如何當嚴重度大小如何當嚴重度( (S)S)高時就應予特別注意高時就應予特別注意 設計設計FMEA的開發的開發 19）建議措施）建議措施 當失效模式

32、按RPN排出次序后應首先對級數最高的和最關鍵的項目采取糾正措施 任何建議措施的目的都是為了減小頻度嚴重度及探測度三者中的任何一個或所有的數值 設計設計FMEA的開發的開發 w 增加設計确認/驗証工作只能減小探測度w 通過修改設計來消除或控制一個或多個失效模式的起因/机理才能有效降低頻度w 只有更改設計才能使嚴重度降低設計設計FMEA的開發的開發 應考慮但不局限于下列措施来降低风险顺序数 試驗設計(特別是在多种或相互作用的起因存在時) 修改試驗計划 修改設計几何尺寸/公差 修改材料规范 如果對某一特定的原因沒有建議措施則在此欄內如果對某一特定的原因沒有建議措施則在此欄內填寫填寫“無無”.”.設計設計FMEA的開發的開發 20）責任（對建議措施）責任（對建議措施） 把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中 設計設計FMEA的開發的開發 21）采取的措施）采取的措施 當實施一項措