潜在失效模式及后果分析培训讲义066doc

1、潜在失效模式及后果分析培训讲义培训师：王肇魁前言1二十一世纪顾客要求· 更快· 更好· 更省2TS16949成为汽车行业顾客要求的补充· 产品设计一次成功· 过程设计一次成功3TS16949五大核心工具· APQP产品质量早期策划· PPAP生产件确认程序· FMEA潜在失效模式和后果分析· SPC统计过程控制· MSA质量系统分析4设计工程师应掌握哪些设计工具4.1 产品设计工程师· DFMEA设计潜在失效模式和后果分析· DOE试验设计：解决材料配方、产品结构尺寸问题&#

2、183; QFD质量机能展开：定量化的全面质量管理· VEA价值工程分析：科学的分配成本于产品结构及零部件· 田口技术田口工程：综合应用试验设计和信噪比完成产品设计4.2 过程设计工程师· PFMEA过程潜在失效模式及后果分析· DOE试验设计：解决工艺参数设计问题· QFD质量机能展开：定量化的全面质量管理· VEA价值工程分析：科学的分配成本于产品结构及零部件· 工业工程、5S管理、防错等培训讲义(一） 什么是FMEA?FMEA是“POTENTIAL FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS”的

3、缩写。FMEA是一组系统化的活动，是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充（摘自FMEA手册）。FMEA目的：a. 认可并评价产品/过程中潜在失效以及该失效的后果；b. 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的的措施；c. 将全部过程形成文件。（二）FMEA实施要点 1时间性是指“事件（如退货）发生前”的措施，而不是“事实（如铸件）出现后”的纠正。为实现最大价值，FMEA必须在产品或过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。 2预防性事先很好地完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过程进行更改，最大程度降低后期更改的危机。据美国有关方面统计，80的质量失败源于产品设计阶段

4、考虑不周。 3针对性 针对新设计（模块化设计）、新技术（纳米技术）或新过程(火抛光)； 针对现有设计或过程的修改； 针对现有设计或过程用于新环境、新场合、新应用； 4 可/应交流性应在所有FMEA小组间提供交流和协作。 5 作业形式FMEA由个人负责编制，但FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成，如设计、分析/试验、制造、装配、服务、质量及可靠性方面有丰富经验的工程师。 306 实施顺序:附件 1 潜在失效模式及后果分析 顺序 子系统零件 功能 要求潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取

5、的措施SODRPN会有什么问题？无功能部分功能过强/功能降级功能间歇非预计功能功能、特性或要求是什么？后果是什么？有多糟糕？起因是什么？ 发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？设计更改过程更改特殊控制标准、程序或指南的更改7 建立质量目标对FMEA文件进行评审，并纳入管理评审范围。 8 动态文件应始终反映最新水平以及最近的相关措施。 9 保证：责任工程师组织并完成· 对设计、过程及图样进行评审，保证措施得到实施；· 确认更改文件化；· 对质量控制计划进行评审。（三）术语和概念1 产品特殊特性会明显影响产品安全性或法律法规一致性，或

6、明显影响顾客满意程度的产品特性。如：汽车前照灯玻璃透镜的“光型特性”；2 过程特殊特性生产过程中其变差必须控制在目标之内的工艺特性，是获得所需产品特殊特性保证之一。 如： 塑料件注射成型工艺参数温度、压力、时间； 3 过程更改指能够改变过程能力，以满足设计要求或产品的耐久性。 如： 手工挑料改为机械手挑料； 4 根本原因指引起不合格的根源性原因，是要求进行更改以取得永久性预防/纠正措施的项目。 如： 消除电磁伐交流噪音：改用恒张力绕线机； 5 严重度（S）是一给定失效模式影响后果的级别，严重度数值的减低只有通过改变设计才能实现。附件2 推荐的DFMEA严重度评价准则后果评定准则严重度无警告严重

7、危害无失效预兆情况下，影响安全或不符合法律法规10有警告严重危害有失效预兆情况下，影响安全或不符合法律法规9很高丧失基本功能8高性能下降，顾客非常不满意7中等使用不方便，顾客不满意6低配合、使用不太方便，顾客有些不满意5很低配合、外观较不舒服，75顾客感觉有缺陷4轻微配合、外观不舒服，50顾客感觉有缺陷3很轻微配合、外观不舒服，25顾客感觉有缺陷2无无可辨别的后果1 附件3 推荐的PFMEA严重度评价准则后果 评定准则：顾客的后果 优先考虑最终顾客后果 评定准则:：制造装配后果 优先考虑最终顾客后果严重度无警告严重危害无警告，影响安全，违反法规，无警告，危害操作者10有警告严重危害有警告，影响

8、安全，违反法规，有警告，危害操作者9很高丧失基本功能产品100报废8高性能下降，顾客非常不满意产品分拣、小部分报废7中等使用不方便，顾客不满意产品小部分报废6低使用较不方便100返工、返修5很低配合、外观不舒服，75顾客感觉有缺陷部分产品分拣或返工4轻微配合、外观不舒服，50顾客感觉有缺陷部分产品返工（其它工位）3很轻微配合、外观不舒服，25顾客感觉有缺陷部分产品返工（本工位）2无无可辨别的影响对操作者无影响1 6 频度（O）是指某一特性的起因或机理在设计寿命内出现的可能性。描述可能性级别数具有相对意义，而不是绝对的数值。附件 4 推荐的DFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率频度很高

9、：持续性失效100个 每1000个产品10 50个 每1000个产品9高：经常性失效 20个 每1000个产品8 10个 每1000个产品7中等：偶然性失效 5个 每1000个产品6 2个 每1000个产品5 1个 每1000个产品4低：相对很少发生的失效 0.5个 每1000个产品3 0.1个 每1000个产品2极低：失效不太可能发生0.010个 每1000个产品1附件 5 推荐的PFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率频度很高：持续性失效100个 每1000个产品10 50个 每1000个产品9高：经常性失效 20个 每1000个产品8 10个 每1000个产品7中等：偶然性失效

10、5个 每1000个产品6 2个 每1000个产品5 1个 每1000个产品4低：相对很少发生的失效 0.5个 每1000个产品3 0.1个 每1000个产品2极低：失效不太可能发生0.010个 每1000个产品1 7 探测度（D）是与设计/过程控制中所列最佳探测控制相关联的定级数。 为了获得一个较低的定级，通常计划的设计控制（评审、验证、确认）或过程控制（产品抽样检验试验、信息抽样检验试验）必须进行改进。 附件 6 推荐的DFMEA探测度评价准则探测性评价准则：由设计控制可测定的可能性探测度绝对不肯定不可能找出潜在起因/机理及后续失效模式10很极少很极少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式9

11、极少极少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式8很少很少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式7少较少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式6中等中等机会找出潜在起因/机理及后续失效模式5中上中上等机会找出潜在起因/机理及后续失效模式4多较多机会找出潜在起因/机理及后续失效模式3很多很多机会找出潜在起因/机理及后续失效模式2几乎肯定肯定能找出潜在起因/机理及后续失效模式1附件 7 推荐的PFMEA探测度评价准则探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度ABC几乎不可能绝对肯定不可能探测×不能探测或没有检查10很微小控制方法可能探测不出来×只能通过间接或随机检查实现控制9微小

12、控制有很少机会能探测出×只通过目测实现控制8很小控制有很少机会能探测出×只能通过双重目测实现控制7小控制能探测出××用控制图实现控制6中等控制能探测出×零件离开工位后进行计量，或零件离开工位后止通规全检5中上控制有较多机会可探测出××作业准备时进行测量与首件检查，或下道工位误差探测4高控制有较多机会可探测出××本工位误差探测，不能接受有差异的零件3很高控制几乎肯定能探测出××本工位自动误差探测，不能通过有差异的零件2很高肯定能探测出×采用防错措施（过程/产品）不可能生产出有差

13、异的零件1检验类别：A 防错 B 量具 C 人工 8 风险顺序数（RPN） RPNS×O×D 单一FMEA范围内，此值（11000）用于对所担心的设计/过程中的问题进行排序。 9 建议的措施 9.1 目的：通过改进设计，降低风险，提高顾客满意度； 9.2 对象：a. 高严重度（S8）；b. 高RPN项；c. FMEA小组指定项。 9.3 RPN降低顺序：a. 严重度；b. 频度；c. 探测度 9.4 DFMEA措施： 防止设计失败（即未达到产品设计预期效果）所采取的措施。a. 修改设计几何参数或公差降低严重度、频度；b. 修改材料规范或配方降低严重度、频度；c. 试验设计（

14、DOE）配合a、b；d. 修改检验试验计划减低探测度. 9.5 PFMEA措施： 防止过程失败（即未达到过程设计预期效果）所采取的措施。a. 修改过程设计降低严重度；b. 使用统计方法，研究过程能力（CPK）减低频度；c. 使用防错措施降低探测度；d. 产品设计更改降低探测度。 10 潜在失效模式 10.1设计潜在失效模式零部件有可能未达到设计预期功能/特性的各种形式。此时也应考虑只可能出现在特定的使用条件下（如热、冷、干、潮湿、粉尘）潜在失效模式。如：裂纹、变形、氧化、泄漏、断裂、气泡、噪音、变色、起毛等技术语言。 10.2 过程失效模式 工艺过程有可能不能满足过程要求和设计意图的各种形式。

15、此时应假定所接收的零件/材料是正确的。 如：表面粗糙、外观不良、开路、短路、断路、污染、原料分层、缺角、氧化、开裂、晶粒长大、尺寸超标、冷纹、重量超标等技术语言。 11 潜在失效后果 失效模式对顾客（内部/外部）产生的影响 11.1 设计潜在失效模式的后果 如：工作不正常、不稳定、噪音、异味、漏气、震动等技术语言。 案例介绍： A电磁伐伐体壁厚设计不均匀，导致铸件内部存在气孔，漏气。 B调压伐型腔尺寸设计不合理，导致工作时出现噪音。 CSANTANA车灯玻璃透镜花纹设计不合理，导致光型特性超标。 DSANTANA车灯玻璃透镜斜度设计不合理，导致产品破碎。 11.2 过程潜在失效模式的后果 如：

16、定位失准、影响夹紧、影响装配、影响加工、损坏设备、不安全等技术语言。 案例介绍： A 模具加热规范偏高，导致玻璃透镜吸壁变形。 B 模具加热规范偏低，导致玻璃透镜表面冷纹。 C 线圈绕制线速度偏低，导致线圈外形尺寸超标。 D 真空退火工艺规定真空度偏低，导致材料表面氧化。 12. 失效潜在起因/机理 12.1 设计失效潜在起因/机理 设计失效潜在起因指产品设计薄弱部分的迹象，其结果是失效模式。如： · 材料选用不当； · 寿命设计不当； · 设计计算不当； · 选用公差不当； · 产品说明书描述不当； · 润滑能力设计不足。 设计潜在

17、失效机理是指导致产品设计失败的物理、化学原因。 如： · 屈服； · 疲劳； · 蠕变； · 氧化化学氧化、晶间氧化； · 腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀； · 材料不稳定； · 磨损； · 晶粒长大。 12.2 过程失效潜在起因/机理 过程失效潜在起因/机理指过程薄弱部分的迹象，结果就是失效模式。 如： · 焊接电流太大； · 热处理分级冷却温度设定错误； · 铸造落砂； · 机械加工定位走动； · 机械加工夹紧不可靠； · 工装夹具磨损； · 错装

18、； · 加工流程设计不合理； · 手工挑料回料错误； · 模温超标。（四）作业祥解1设计潜在失效模式及后果分析（DFMEA）1.1作业主导人 设计主管工程师或DFMEA推行小组组长1.2 作业对象1.2.1所有新部件如：防爆型电磁头；1.2.2所有更改过的部件如：补偿型动铁芯；1.2.3应用或环境有变化的沿用零件 如：用于沙漠中的气动元件；1.3 DFMEA推行小组成员工程设计、装配、制造、材料、质量、服务和供方人员1.4 DFMEA启动与结束时刻1.4.1启动时刻:设计概念最终形成时.1.4.2结束时刻:产品加工图样完成之前 产品设计完成前1.5 DFMEA文件

19、准备主管设计工程师应收集备齐下列文件:· 设计意图；· 顾客需求；· 已知类似产品的要求；· 制造工艺；· 装配要求等。注意：特性定义愈明确，潜在失效模式愈容易识别。1.6 DFMEA的启动设计工程师建立被分析系统或零部件的矩图。附件 8 设计FMEA的框图示例框图/环境极限条件系统名称: 闪光灯车型年： 2002年新产品FMEA识别号：241工作环境极限条件温度：20160F 耐腐蚀性： 试验规范B 振动： 不适用冲击： 6英尺下落 外部物质： 灰尘 湿度： 0100RH字母零件 附着的/相连的 不相连数字连接方法 不属于此FMEA下述示例是

20、一个关系框图。 FMEA小组也可用于其他形式的框图，阐明他们分析中考虑的项目。灯泡总成D开关开/关C 灯罩A极板E +弹簧F电池B 部件 连接方法 A 灯罩 1. 不连接（滑动配合） B 电池（2节直流电池） 2. 铆接 C 开/关 开关 3. 螺纹连接 D 灯泡总成 4. 卡扣连接 E 点极 5. 压紧装接 F 弹簧 1.7 使用专用表格分析失效模式及其影响后果。见附件9 附件 9 潜在失效模式及后果分析（设计FMEA） DFMEA编号_ 页码：第_页，共_零部件：_ 设计责任_ 编制人：_产品类型：_ 关键日期_ FMEA日期（编制）：_(修订)_核心小组:_项目 功能潜在失效模式潜在失效

21、后果严重度数S级别潜在失效起因/机理频 度O现行过程控制预防探测探测度DRPN建议措施责任和目标完成日期措施结果采取的措施SODRPN表格填写内容如下:1.7.1 PFMEA编号 填入DFMEA编号，以便查询1.7.2 产品或产品零部件名称及编号 注明被分析产品或产品零部件名称及编号1.7.3 设计责任指部门或小组，必要时包括供方名称1.7.4 编制者填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称1.7.5配套产品类型 填入所分析的设计将要应用的配套产品类型1.7.6 关键日期 初次DFMEA应完成的日期1.7.7 DFMEA日期 DFMEA原始稿日期及最新修订日期1.7.8 核心小

22、组 有权确定/执行任务的部门、个人姓名1.7.9 项目/功能简述被分析项目满足设计意图的各种功能1.7.10潜在失效模式见（三）10.11.7.11潜在失效后果见（三）11.11.7.12严重度见（三）51.7.13级别 填入产品特殊特性分级，如“D安全，A关键，B重要，C一般1.7.14失效的潜在起因/机理 见（三）12.1 尽可能立出每一失效模式所有潜在起因和失效机理，以便有针对性地采取补救能力1.7.15频度（O）见（三）61.7.16现行设计控制：是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那些措施（如设计评审、可行性评审、样件试验、台架试验、设计确认） 要考虑两类设计控制：a. 预防：防

23、止失效起因/机理出现，或者降低其出现的几率；如：产品设计评审大型玻璃圆炉设计评审b. 探测：项目投产前，通过分析方法和物理方法探测失效起因/机理。如：电磁伐设计计算书的校核1.7.17探测度（D）见（三）71.7.18风险程序数（RPN）见（三）81.7.19建议的措施见（三）9如：工程评价认为无需采用建议措施，本栏内注明“无”1.7.20建议措施的责任填入每项建议措施的责任部门、个人名称、目标完成日期1.7.21采取的措施措施实施后，填入措施简要说明及生效日期1.7.22措施的结果 措施实施后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果，计算并记录RPN值1.8 DFMEA作业跟踪 设计工程师以

24、如下方式来保证所关注的设计问题得到明确、所建议的措施得到实施 · 保证设计要求得到实现 · 评审工程图样和规范 · 确认这些已反映在生产装配文件中 · 评审PFMEA和质量控制计划1.9 学员分组实例DFMEA操作练习、交流、评审2 过程潜在失效模式（工序不符合的描述）及后果分析（PFMEA）：2.1 作业主导人制造主管工程师或PFMEA推行小组2.2 PFMEA工作流程 确定失效模式式 确定失效起因评价潜在影响 建立纠正措施优选体系制造过程结果文件化编制失效模式分级表寻找失效条件过程控制变量 2.3PFEA推行小组成员 设计、装配、制造、质量、服务、供

25、方及下道工序部门。2.4PFMEA启动与结束时机2.4.1启动过程可行性分析阶段或工装准备之前，应包含单个零件 到总成的所有制造工序，以及新工艺或修订工艺的早期评审、分析。2.4.1结束产品规模生产前2.5 PFMEA文件准备主管制造工程师通过小组制定“流程风险评定图”，流程图应确定与每个过程有关的产品/过程特性参数。过程FMEA流程图/风险评估示例（适用于车门内部涂腊） 过程步骤 风险评估 1）从夹具上取下喷腊器杆 低风险 2）打开车门 低风险* 3）在使用三个通道时，插入杆并拉闸柄12秒钟 高风险 4）松开闸柄，等3分钟 中等风险 5）一栋喷腊器杆 中等风险 6）关车门 低风险 7）在夹具

26、上更换喷腊器杆 低风险 * 需要FMEA（高风险）2.6使用专用表格（见FMEAP59），分析失效模式及其影响的后果。2.7学员分组实例PFMEA操作练习、交流、评审附件 1 潜在失效模式及后果分析 顺序 子系统零件 功能 要求潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN会有什么问题？无功能部分功能过强/功能降级功能间歇非预计功能功能、特性或要求是什么？后果是什么？有多糟糕？起因是什么？ 发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？设计更改过程更改特殊控制标准、程序

27、或指南的更改附件2 推荐的DFMEA严重度评价准则后果评定准则严重度无警告严重危害无失效预兆情况下，影响安全或不符合法律法规10有警告严重危害有失效预兆情况下，影响安全或不符合法律法规9很高丧失基本功能8高性能下降，顾客非常不满意7中等使用不方便，顾客不满意6低配合、使用不太方便，顾客有些不满意5很低配合、外观较不舒服，75顾客感觉有缺陷4轻微配合、外观不舒服，50顾客感觉有缺陷3很轻微配合、外观不舒服，25顾客感觉有缺陷2无无可辨别的后果1 附件3 推荐的PFMEA严重度评价准则后果 评定准则：顾客的后果 优先考虑最终顾客后果 评定准则:：制造装配后果 优先考虑最终顾客后果严重度无警告严重危

28、害无警告，影响安全，违反法规，无警告，危害操作者10有警告严重危害有警告，影响安全，违反法规，有警告，危害操作者9很高丧失基本功能产品100报废8高性能下降，顾客非常不满意产品分拣、小部分报废7中等使用不方便，顾客不满意产品小部分报废6低使用较不方便100返工、返修5很低配合、外观不舒服，75顾客感觉有缺陷部分产品分拣或返工4轻微配合、外观不舒服，50顾客感觉有缺陷部分产品返工（其它工位）3很轻微配合、外观不舒服，25顾客感觉有缺陷部分产品返工（本工位）2无无可辨别的影响对操作者无影响1附件 4 推荐的DFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率频度很高：持续性失效100个 每1000个产

29、品10 50个 每1000个产品9高：经常性失效 20个 每1000个产品8 10个 每1000个产品7中等：偶然性失效 5个 每1000个产品6 2个 每1000个产品5 1个 每1000个产品4低：相对很少发生的失效 0.5个 每1000个产品3 0.1个 每1000个产品2极低：失效不太可能发生0.010个 每1000个产品1附件 5 推荐的PFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率频度很高：持续性失效100个 每1000个产品10 50个 每1000个产品9高：经常性失效 20个 每1000个产品8 10个 每1000个产品7中等：偶然性失效 5个 每1000个产品6 2个 每1

30、000个产品5 1个 每1000个产品4低：相对很少发生的失效 0.5个 每1000个产品3 0.1个 每1000个产品2极低：失效不太可能发生0.010个 每1000个产品1附件 6 推荐的DFMEA探测度评价准则探测性评价准则：由设计控制可测定的可能性探测度绝对不肯定不可能找出潜在起因/机理及后续失效模式10很极少很极少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式9极少极少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式8很少很少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式7少较少有机会找出潜在起因/机理及后续失效模式6中等中等机会找出潜在起因/机理及后续失效模式5中上中上等机会找出潜在起因/机理及后续失效模式

31、4多较多机会找出潜在起因/机理及后续失效模式3很多很多机会找出潜在起因/机理及后续失效模式2几乎肯定肯定能找出潜在起因/机理及后续失效模式1附件 7 推荐的PFMEA探测度评价准则探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度ABC几乎不可能绝对肯定不可能探测×不能探测或没有检查10很微小控制方法可能探测不出来×只能通过间接或随机检查实现控制9微小控制有很少机会能探测出×只通过目测实现控制8很小控制有很少机会能探测出×只能通过双重目测实现控制7小控制能探测出××用控制图实现控制6中等控制能探测出×零件离开工位后进行计量，或零件离开工位后止通规全检5中上控制有较多机会可探测出××作业准备时进行测量与首件检查，或下道工位误差探测4高控制有较多机会可探测出××本工位误差探测，不能接受有差异的零件3很高控制几乎肯定能探测出××本工位自动误差探测，不能通过有差异的零件2很高肯定能探测出×采用防错措施（