FMEA的实施指南--潜在失效模式及后果分析

1、FMEA的实施指南-潜在失效模式及后果分析何谓FMEAFMEA是一组系统化的活动，其目的是：v发觉、评判产品/过程中潜在的失效及其后果。VV找到能够幸免或减少这些潜在失效发生的措施。书面总结上述过程。V为确保客户中意，这是对设计过程的完善。VFMEA进展历史V尽管许多工程技术人员早已在他们的设计或制造过程中应用了 FMEA这一分析方法。但首次正 式应用FMEA技术那么是在六十年代中期航天工业的一项革新。FMEA的实施R由于不断追求产品质量是一个企业不可推卸的责任，因此应用FMEA技术来识别并排除潜在隐 患有着举足轻重的作用。对车辆回收的研究结果说明，全面实施FMEA能够幸免许多事件的发生。m尽

2、管FMEA的预备工作中，每项职责都必须明确到个人，然而要完成FMEA还得依靠集体协作, 必须综合每个人的智能。例如，需要有设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等各方面 的专业人才。R及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个 ''事前的行为“，而不是 ',事后的行 为，为达到最正确效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进行。事前花时刻专门好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从 而减轻事后修改的危机Q Rr FMEA能够减少或排除因修改而带来更大缺失的机会。适当的应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。

3、BDFMEA （设计 FMEA）简介V设计潜在FMEA是由,'设计主管工程师/小组早期采纳的一种分析技术，用来在最大范畴内 保证已充份的考虑到并指明各种潜在失效模式及与其相关的起因/机理。v应评估最后的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。v FMEA以其最严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计组的设 计思想（其中包括，依照以往的体会和教训对一些环节的分析）。v这种系统化的方法与一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规 范化、文件化CV在设计时期使用FMEA时, 能够用以下方法降低产品的失效风险有助于对设计要求的评估及对设计方案的相

4、互权衡。VV有助于对制造和装配要求的最初设计。提高在设计/开发过程中已考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行阻碍的（概率）可能性。VV对制定全面、有效的设计试验打算和开发项目，提供更多的信息。V依照潜在失效模式对 ,'顾客的阻碍，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试 验的优先操纵系统。V为举荐和跟踪降低风险的措施提供一个公布的讨论形式。为今后分析研究现V场情形，评判设计的更换及开发更先进的设计，提供参考。集体的努力R在最初的设计潜在FMEA过程中，期望负责设计的工程师们能够直截了当地、主动地联系所有 有关部门的代表。这些部门应包括（但不限于）：装配、制造、材料、质量、服务和供方

5、，以及 负责下一总成的设计部门。FMEA可成为促进有关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。bR此外，任何（内部或外部的）供方设计项目应向有关负责设计的工程师进行咨询。口设计FMEA是一份动态文件，应在一个设计概念最终形成之时或之前开始，而且，在产品开发 各时期中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时，不断地修改，并最终在产品加工图样完 成之前全部终止。R考虑制造/装配的要求是相互联系的，设计FMEA在表达设计意图的同时，还应保证制造或装 配能够实现设计意图。制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其缘故/机理不需包 含在设计FMEA当中，现在，它们的识别，阻碍及操纵是由

6、过程FMEA来解决。设计FMEA不是靠过程操纵来克服设计中潜在的缺陷，但的确要考虑制造/装配过程中技术的/体力的限制，例如v必要的拔模（斜度）vv要求的表面处理装配空间/工具可接近V要求的钢材硬度V过程能力/性能V设计FMEA的开发主管设计工程师拥有许多用于设计FMEA预备工作的文件。vv设计FMEA应从列出设计期望做什幺及不期望做什幺开始，如设计意图。顾客需求（正如由QFD之类活动所确定的一样）、车辆要求文件、产品的要求和制造/装配要求都应结合起来。期待特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，采取纠正措施。vv设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。附录A给出了一个框

7、图的例如, 那个框图也可指示出信息、能量、力、流体等的流程。其目的在于明确关于框图的（输入），框 图中完成的过程（功能），以及来自框图的（输出）。框图说明了分析中包括的各项目之间的要紧关系，并建立了分析的逻辑顺序。v用于FMEA的预备工作中这种框图的复制件应相伴FMEA过程。v目的生产品设计开发初期，分析产品潜在失效模式与相关产生缘故提出以后分析时期本卷须知， 建立有效的质量操纵打算V定义失效：V在规定条件下（环境、操作、时刻）不能完成既定功能。V在规定条件下,V产品参数值不能坚持在规定的上下限之间。产品在工作范畴内，导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。VV为了便于将潜在的失效模式及其阻碍

8、后果分析成文，已设计出专用表格。V下面介绍这种表格的具体应用，所述各项的序号都相应标在表上对应的栏目内，完成的设计 FMEA表格的例如见附录B： FMEA编号v填入FMEA文件编号，以便查询。系统、子系统或零部v件的名称及编号设计责任填入整车厂（OEM）部门和小组，假如明白，还应包括供方的名称。v4）编制者v填入负责FMEA预备工作的工程师的姓名、和所在公司的名称。年型/车型V填入将使用和/或正被分析的设计所阻碍的预期的年型及车型（假如的话）。关键日期V填入FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过打算的生产设计公布的日期。 FMEA日期v填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。 核心小

9、组v列出有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、住址等都应记录在一张分发表上）。 项目/功能v填入被分析项目的名称和编号，尽可能简洁地填入被分析项目的功能符号，设计意图。包括 那个系统作业相关的信息（如：说明温度、压力、湿度范畴）假如项目包含一个以上有不同潜在 失效模式功能时，那么列出所有个别功能° 潜在失效模式8为零件、子系统或系统于符号设计意图过程中可能失效的种类，也可能是较高阶子系统或系 统之失效缘故，或较低阶零组件的失效效应。8列出专,门项目和功能的媪一潜在失效模式。假设失效是将发生的但不是必须发生的，潜在失 效模式或尽可能发生于某些作业条件

10、下（如：热、冷、干燥、灰尘等）和某些使用条件下。一样的失效模式包含以下各项，但不限于此：裂纹、变形、放松、泄漏、粘结、短路、生锈氧 化、断裂。m 潜在失效后果为被客户察觉在功能特性上失效模式的后果，也确实是：失效模式一旦发生时，对系统或装备以及操作使用人员所造成的阻碍。3一样在讨论失效后果时，先检讨失效发生时对干部所产生的阻碍，然后循产品的组合架构层次，逐层分析一直到最高层级人员，装备所可能造成的阻碍。8常见的失效后果包括：噪音、漏气、操作费劲、电动窗不作用、煞车不灵、跳动、乱档、冷却 不够、车辆性能退化，产生臭气，外观不良等。B 严峻度（S）严峻度是潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统

11、或顾客阻碍后果的严峻程度（列于前 一栏中）的评判指标。VV严峻度仅适用于后果要减少失效的严峻度级别数值，光能通过修改设计来实现，严峻度的评估分为1到10级。V 分级V那个字段用来区分任何对零件、子系统或系统、将要求附加于制程管制的专门产品特性（如关 键的、要紧的、次要的）。任何项目被认为是要求的专门过程操纵,V将被以适当的特点或符号列入设计FMEA的分级字 段内，并将于建议措施字段被提出。每一个于设计FMEA列出的项目，v将在过程FMEA的专门过程管制中被列出。 潜在失效的起因/机理 潜在失效起因是指一个设计薄弱部分的迹象，其作用结果确实是失效模式。 一样失效缘故包括以下，但不局限于此： 错误

12、的原物料规格。 不适当的设计寿命假设。 超过压力。 润滑或加油能力不足。不适当的爱护作业。缺乏环境爱护。错误的算法。一样装备失效包括以下，但不局限于此V生产效益率低。V金属疲劳。VV原物料材质不稳固。欠流畅。V磨损。V腐蚀。V频度(0)m频度是指某一特定失效起因或机理(已列于前栏目中)显现的可能性 发生气会：88为缘故或装备可能发生的事。可能发生的等级是一个值。透过设计变更是唯独能删除或管制, 因各种缘故或装备所产生的失效模式。R潜在失效起因/机理显现频度的评估分为1到10级，在确定那个估量值时，需要考虑以下问 题：相似零件或子系统的过去服务取得资料和相关体会?38零件、或前一等级类似零件或子

13、系统是否渍销？从前一等级的零件或子系统，改变的程度大小?员零件与前一等级零件，差不多上是否有差异?口零件是否为全新的产品?零件使用条件是否改变?8作业环境是否改变?8是否运用工程分析去评估,3实施执行与期望发生比率可组相提并论？ 举荐的评估准那么现行设计操纵列出利用预防,V设计验证/确认或其它作业未确认对失效模式设计适当，和/或缘故/机器设 备均被考虑。常用的操纵(如：道路试验、设计评审、运算研究、可行性审查、样件试验等)为 一些已被或正在使用的相同或类似的设计。有三种设计管制或特点：预防起因/机理,V或失效模式/后果的显现或降低发生比率。查出起因/机理，并提出纠正措施。V查出失效模式。V可能

14、的话,V最好利用第1种操纵方法；再使用第2种操纵方法；最后才使用第3种操纵方法。不易探测度)风险顺序数(RPN)8风险顺序数是严峻度数(S),频率数(0),不易探测数(D)等级的乘积。RPN = (S) X (0) X (D)是一项设计风险指针，RPN取值在1至1000之间。当RPN较高时，设计小组应提出纠正措施来 降低RP值。一样实务上，较不注意RPN质的结果，通常严峻度数(S)较高时，就会专门注意。建议措施当失效模式依RP值排列其风险顺序时.，针对最高等级的阻碍和关键项目提出纠正措施,8任 何建议措施的目的要清除任何的频次，严峻度和/或不易探测度的等级。增加设计验证或确认作 业的结果，只可

15、降低查出缺失的等级。透过设计变更去除或操纵某一或多个阻碍失效模式的起 因/机理，只能降低频次数的等级。只有设计变更能降低严峻度等级。能够考虑以下的措施，但 不限于此： 试验设计O修改试验打算。8修改设计。3修改材料性能要求o R 责任（对建议措施）8填入建议措施的负责单位或个人，和预定完成的日期。 采取的措施完成纠正措施后，填入简短的执行作业或生效日期B 纠正后的RPN将纠正措施实施后，经鉴定，评估和记录严峻程度、显现频次和不易探测度数值的等级结果填 入。UJ追踪确认：设计工程师应负责确认所有的建议措施，均已执行或有适合的计策提出。FMEA相关 文件应能反应最近的设计等级，和最近有关的措施，包

16、括开始量产后发生的o设计责任工程师可由以下方法确认所有建议措施已被执行。8确认达成设计要求。R审查工程图面和规范o R8组装或制造文件编汇确认。审查过程FMEA和操纵打算o 3PFMEA （过程 FMEA）目的对失效的产品进行分析,V找出零件组件之失效模式，鉴定出它的失效缘故，研究该项失效模 式对系统会产生甚么阻碍O失效分析找出零组件或系统的潜在弱点,V提供设计、制造、品保等单位采取可行之计策。 简介V过程潜在FMEA是由 ''制造主管工程师/小组采纳的一种分析技术，用来在最大范畴内保证 已充分的考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的后果起因/机理。FMEA以其最严密的形式总 结

17、了工程师/小组进行工艺过程设计时的设计思想（包括对一些对象的分析，依照体会和过去担 忧的问题，它们可能发生失效）。这种系统化的方法与一个工程师在任何制造打算过程中正常经 历的思维过程是一致的，并使之规范化o 范畴新件模具设计时期。v新件试模、试做时期。新件进入量产前时期。新件客户埋怨时期。过程潜在FMEA确定与产品相关的过程潜在失效模式V评判失效对顾客的潜在阻碍VV确定潜在制造或装配过程失效的起因，确定减少失效发生或找出失效条件的过程操纵变量 编制潜在失效模式分级表，然后建立考虑纠正措施的优选体系VV将制造或装配过程的结果编制成文件顾客的定义V过程潜在FMEA中”顾客的定义，一样是指 '

18、;'最终使用者，但也能够是后续的或下一制造 或装配工序，以及服务工作。v当全面实施FMEA时，要求在所有新的部件/过程，更换过的部件/过程及应用或环境有变化 的原有部件/过程进行过程FMEA。过程FMEA由负责过程工程部门的一位工程师来制定。 集体的努力v在最初的潜在PFMEA中，期望负责过程的工程师能够直截了当地、主动地联系所有相关部门 的代表。这些部门包括但不限于：设计、装配、制造、材料、质量、服务、供方以及负责下道 装配的部门。FMEA应成为促进不同部门之间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作 水平O过程FMEA是一份动态文件，应在生产工装预备之前，在过程可行性分析时期或

19、之前开始，而V 且要考虑以单个零件到总成的所有制造工序。在新车型或零件项目的制造打算时期，对新工艺 或修订过的工艺进行早期评审和分析能够促进推测、解决或监控潜在的过程问题o过程FMEA假定所设计的产品会满足设计要求。因设计缺陷所产生失效模式不包含在过程FMEA 中。它们的阻碍及幸免措施由设计FMEA来解决o vv过程FMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷的，但它要考虑与打算的制造厂装配过程 有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品能满足顾客的要求和期望ov FMEA也有助于新机器设备的开发。其方法是一样的，只是应将所设计的机器设备当作一种产 品来考虑。在确定了潜在的失效模式之后，就

20、能够着手采取纠正措施排除潜在失效模或不断减 小它们发生的可能性o过程FMEA的开发v过程FMEA应从整个过程中的流程图/风险评定（见附录C）开始。流程图应确定与每个过程 有关的产品/过程特性参数。假如可能的话，还应依照相应的设计FMEA确定某产品阻碍的内容。 用于FMEA预备工作中的流程/风险评定图的复制件应相伴FMEA过程。为了便于分析潜在失效模式及其阻碍后果，并使之成为正规文件，设计了标准的表格，见附录 Go vV下面介绍表格的具体应用，所述各项的序号都标在表上对应的栏目中，完成的过程FMEA表格 实例见附录D。定义在失效分析中,v第一要明确产品的失效是甚么，否那么产品的数据分析和可靠度评

21、估结果将 不一样，一样而言，失效是指：在规定条件下,v （环境、操作、时刻）不能完成既定功能o在规定条件下，产品参数值不能坚持在规定的上下限之间。V产品在工作范畴内,V导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象。 Fmea编号：填入fmea文件编号，以便能够追踪使用。v制程fmea表编号如下v ：编号口 一项目号（从01-09循环使用）v月份V公历年的末两位V 项目V填入将被分析的系统、子系统或零件的过程名称和编号 过程责任填入oem整车厂、部门和小组，假如明白包括供货商名称V 编制者填入负责预备FMEA工作的工程师的姓名、及所在公司名称v 年型/聿型V填入将使用和/或正被分析过程阻碍的预期的年型

22、及车型（假如的话） 关键日期填入最初fema预定完成的日期，不能超过开始打算生产的日期v Fmea日期填入编制最初fmea被完成日期，和最新被修司的日期v 核心小V列出有权限参与或执行这项工作负责部门或个人姓名（建议将所有小组成员名字、单位、 号码、地址等另行列表）o过程功能/要求V填入要被分析的过程或作业简单的表达（如车、钻、焊接、攻丝、装配等）。表达尽可能与被 分析的过程或作业目的一致，当过程包含多种作业（如:组装），而有不同的潜在失效模式时， 要将不同的作业视为不同过程处理O潜在失效模式V为过程可能不符合过程要求或设计意图。表达规定作业的不合格事项。它是一个缘故成为下 工程的潜在失效模式

23、或被上工程所阻碍潜在失效模式。不管如何，在预备fmea中，必须假设进 料的零组件或原物料是好的。列出每一个专门作业零件、分系统、系统或制程特性，所引起的潜在失效模式。制程工程师或 小组要提出和回答以下问题：过程或零组件为何不符合规范?v不考虑工程规范，甚么是客户（最终使用者、下工程或服务）所不中意的?vv 一样的失效模式包含以下各项:弯曲、粘合、毛刺、转运损坏、断裂、变形、脏污、安装调试 不当、接地、开路、短路、工具磨损等o潜在失效后果v被定义为对客户的功能失效模式。客户指的是:下个作业、下工程或地点、经销商、或车辆所 有者。每一个潜在失效功能都必须被考虑o关于最终使用者,v失效的后果经常被指

24、为：杂音、不规律的动作、不能操作的、不稳固的、 通风不良、外观不良、粗糙不平的、过度的费劲要求，令人不舒服的气味、操作性减弱、车辆 操纵受损等o关于下工程而言，失效的后果经常被指为：不能焊牢、不能上胶、不能塑封、排向困难、引直 困难、阻碍产品性能。V 严峻度（S）： 分级 潜在失效起因/机理在尽可能的范畴理，列出所有能想象得到的失效起因：V不当的钮力一一过大、过小v。不适当的焊接一一电流、时刻、压力不正确o v不精确的量具。V不当的热处理一一时刻、温度有误O V不适当的上胶V。缺少组件或装错O V 频度（0） 现行过程操纵现行过程操纵是表达制成方法,v用来预防可能扩大的失效模式和探测出失效模式的发生。这 些