CIP专项培训：FMEA

1、 CIP专项培训：FMEA质管体系组2015.9潜在失效模式与影响分析 Potential Failure Mode and Effects Analysis主要内容 CH2 FMEA基础知识 CH3 PFMEA应用与实施Potential Failure Mode and Effects Analysis潜在 失效 模式 及 后果 分析FMEA定义：是是在产品在产品设计阶段和过程设计阶段设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能

2、的后果，从而析其可能的后果，从而预先采取必要的措施预先采取必要的措施，以提，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动，并将高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动，并将全部过程全部过程形成文件形成文件。什么是FMEA?何谓失效 在下(环境、操作、时间)不能完成既定功能 在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间； 产品在内，导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。Fault Tree Analysis (FTA)房间变暗OROR没有电灯泡烧了保险丝坏了开关失效停电失效树分析失效树分析FMEA的起源质量管理理念的发展： 检验 制造（FMEA使用） 设计（FMEA使用） 管理FMEA的发展

3、史 世界上首次采用FMEA这种概念与方法的是20世纪60年代中期美国的航天工业。 进入20世纪70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制订了有关的标准。 20世纪70年代后期FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。 1993年2月美国三大汽车公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS-9000质量体系要求文件的参考手册之一，1995年2月出版了第2版，2001年7月出版了第3版，已由中国汽车技术研究中心翻译成中文。 1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAEJ1739潜在失效模式及后果分析标准。 FMEA还被广泛应用于其他行业，如粮食、卫生、运输、燃气等部

4、门。 2001年，SAEJ1739修订，FMEA手册也修订为第三版，并已译成中文。 预见风险，防止失败，促进提升 周全考虑，应变风险，事半功倍FMEA的作用主要内容 CH1 引言 CH3 PFMEA应用与实施1. FMEA的理解 FMEA是一组系统化的活动，其目的是：产品/过程中潜在的失效及其后果 找到能够这些潜在失效发生的措施措施 它是对设计(产品/过程)过程的完善，以明确什么样的设计才能满足顾客要求。 所以FMEA重点在于设计，无论是设计开发产品，还是过程。已做的事已做的事发生了什么事发生了什么事什么原因什么原因要做的事要做的事可能会发生的问题可能会发生的问题事先分析原因事先分析原因2.

5、面对问题时FMEA应发挥的作用主动的被动的3. FMEA解决问题的逻辑思路1.项目/功能要求2.潜在失效模式3.失效潜在后果4.严重度等级5. 潜在失效起因/机理6.频度7.现行设计(过程)控制预防探测8.探测度RPN8. 建议措施责任与目标完成日期措施执行结果采行措施严重度频度探测度RPN1.1.功能功能、特征、特征或要求是或要求是什么？什么？2.2.可能可能有何错误？有何错误？- -功能功能丧失丧失- -部分部分/ /全部功能全部功能 降低降低- -功能间歇性中断功能间歇性中断- -非预期的功能非预期的功能3.3.影响影响是是什么？什么？4.4.有有多多严重？严重？5.5.起因起因是是什么

6、？什么？6.6.发生发生的的几几其其率率为何？为何？7.7.为为有可能有可能被预防和被预防和探测探测吗？吗？8.8.探测探测它它的方法的方法有多好？有多好？8.8.可以可以做什么？做什么？- -设计变更设计变更- -过程变更过程变更- -特别的控制特别的控制- -标准、程序或标准、程序或 指南的更改指南的更改4. TS16949-FMEA类型 依据产品实现阶段不同可分为： 设计DFMEA 过程PFMEA 依据产品复杂程度不同可分为： 系统FMEA 子系统FMEA 零件FMEA 材料FMEAFMEA分析的程度：分析的程度：越细越好，重复没关系，但越细越好，重复没关系，但不要漏项不要漏项nDFME

7、A：产品设计工程师所采用的一种工具考虑的是产品设计造成的失效为产品设计的策划和试验提供信息nPFMEA：工艺工程师所采用的一种工具考虑的是制造过程中造成的失效为制造工艺的控制提供信息5. FMEA实施的时间与时机，这时的FMEA是完整的设计、技术、或制程。(假设其设计或制程FMEA已存在)这时的FMEA的焦点在修改的设计、制程，以及由于修改设计、制程而导致的相互作用。(假设其设计或制程FMEA已存在)，这时的FMEA范围是针对环境、地点对现有的设计、过程的影响。6. FMEA分析步骤流程1. 实施前准备2. 确定FMEA评分标准3. 实施FMEA分析4. 讨论、总结和评估分析结果5. 实施改进

8、对策6. 进行追踪确认效果6. FMEA分析步骤流程分析过程特性分析过程特性定义制造流程定义制造流程分析产品特性分析产品特性分析失效模式分析失效模式分析失效原因分析失效原因分析现行控制方法分析现行控制方法分析失效后果分析失效后果分析频度分析频度分析探测度分析探测度分析严重度分析严重度计算风险优先数计算风险优先数决定优先改善决定优先改善的的失效模式失效模式建议改善措施建议改善措施改善实施改善实施7. FMEA实施过程中注意事项-责任 明确分析的责任； 要完成FMEA还得依靠集体协作。FMEA的评审是至关重要的如何组建如何组建FMEA研究团队研究团队？1、首先找到一个合适的Team Leader该

9、人选目前基本上是在产品/过程设计工程师中进行选拔，该人选需要具备下列基本素质： 良好的协调能力和沟通 良好的领导能力 接受过FMEA培训 接受过团队管理训练 对产品能做准确的描述，对加工工艺有一定的了解（DFMEA） 了解与其他部件、系统之间的关系 熟悉加工流程和工艺，对产品的设计有一定的了解（PFMEA）除非负责工作的工程师有FEMA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协调小组工作是非常有益的2、适合FMEA的小组成员： 装配、制造人员（带来现场的经验） 设计人员（包括其他部件、子系统、系统和总成） 工艺人员（包括其他部件、子系统、系统和总成） 可靠性分析/试验人员（带来

10、失效的经验） 材料工程师（带来材料的要求） 质量工程师（带来质量控制的要求和相关的解决方案） 服务人员（带来客户处抱怨） 包装和物流人员（带来储存和运输中的要求和失效经验） 必要时，包括供方以及客户（供方的制造要求、客户的期望）没有完美的个人只有完美的团队FMEA工作组FEMA小组设计开发试验质保采购物流销售生产注：必要时请FMEA推进员协助小组工作！规划为了有效地实施为了有效地实施FMEA，应当实施一个综合性的培训方案，应当实施一个综合性的培训方案，它包括： 管理者的总体认知 对使用者的培训 对供应商的培训 对辅导员的培训7. FMEA实施过程中注意事项及时性及时性是成功实施FMEA最重要因

11、素之一，它是一个“事前的行为”(“机会之窗”关闭前实施)，不是“事后的行为”，为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被纳入设计产品之前进行；7. FMEA实施过程中注意事项-关于分值 同一小组分值要一样； 分析前的培训和思路的统一很重要； 不同过程分值可以不同（设计过程与制造过程）FMEA分值制定 成立一个分值制定小组； 分析产品特性和失效机理； 结合产品的使用方向的实际； 充分评审，要相对的稳定；在单独的FEMA范围内，这个值可以在1到1000范围内对于确定是否有措施需要，不建议使用RPN极限项目潜在潜在严重度 级 潜在失效 频度 现行设计 现行设计 探测度建议采取 责任目标功能

12、失效模式 失效后果S别 起因机理O控制预防 控制探测D的措施 完成日期 采取的措施 S O D PRNPRN采取措施后的结果_系 统 潜潜 在在 失失 效效 模模 式式 及及 后后 果果 分分 析析 FM EA 编 号 _子 系 统 FM EA 共 _页 , 第 _页_部 件 _ 设 计 责 任 _ 编 制 人 _车 型 年 / 车 辆 类 型 _ 关 键 日 期 _ FM EA 日 期 (编 制 )_(修 订 )_核 心 小 组 _9. FMEA实施措施后追踪 为了确保FMEA所采取的预防措施是有效的，所以应对这些行动进行追踪，对这方面的要求无论怎样强调都不过份，一个经过彻底思考，周密开发的

13、FMEA，如果没有积极有效的预防/纠正措施其价值将是非常有限的。 责任工程师应确认建议的措施已被执行或评估，FMEA是一份动态的文件，必须是最新的状况，以及最新的相关活动，包括在开始生产后才发生的活动。主要内容 CH1 引言 CH2 FMEA基础知识顾客的图纸、标准、规范、法律法规、初步设计方案和初始过程流程图初始特殊性清单DFEMAPFEMA控制计划产品特殊特性作业指导书过程特殊特性检验指导书工艺流程图PFMEA目的 确定与产品和过程相关的潜在失效模式 确定潜在制造或装配过程起因并确定要采用控制来降低失效产生的频度或失效探测度的过程变量 编织一个潜在失效模式分级表，以便建立一个考虑预防/纠正

14、措施的优选体系PFMEA是集体的努力的结果 在最初PFMEA中，负责的工程师要直接地、主动地组织所有相关部门的代表。 PFMEA是不同部门之间充份交换意见的结果不是一个人可以搞出来。 一位有经验的FMEA组织推进员非常关键PFMEA实施准备：创建流程图1)、请教熟悉过程的人员帮助建立流程图2)、对过程流程的起始和结束点形成一致3)、从左到右、从上到下，有标准的符号和箭头连接每个步骤4)、关注改进提高的区域 过程是否符合标准，或者操作者是否使用相同的方法进行操作？ 操作步骤是否频繁出现错误？ 操作步骤是否循环返工？项目潜在潜在严重度 级 潜在失效 频度 现行设计 现行设计 探测度建议采取 责任目

15、标功能 失效模式 失效后果S别 起因机理O控制预防 控制探测D的措施 完成日期 采取的措施 S O D PRNPRN采取措施后的结果这是一张典型的PFMEA的表格：5.PFMEA表格填写5.PFMEA表格表头填写注意1. FMEA编号 填入FMEA文件的编号 ，以便查询。2. 项目 注明正在进行过程分析的系统、子系统或部件的名称和编号3. 过程责任 填入整车厂、部门和小组。如已知，还包括供方的名称4. 编制者 填入负责编制FMEA的工程师姓名、电话和所在公司的名称5. 车型年/项目 填入所分析的设计/过程将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知）6. 关键日期 填入初次FMEA应完成的时间，该

16、日期不应超过计划的投入生产日期。注：对于供方，初始的FMEA日期不应超过顾客要求的生产件批准过程（PPAP）的提交日期7. FMEA日期 填入初次FMEA原始稿的日期以及最新修订的日期8. 核心小组 输入负责开发DFMEA的小组成员。成员的联系方式可以记录在另一份补充文件内5.PFMEA表格填写说明a1）过程步骤 填入分析过程或工序的简要说明。建议记录所分析的步骤的相关过程/工序的编号。编号和名称需与过程流程图保持一致，a1）过程功能 输入与每个受分析的过程步骤/操作相应的过程功能。过程功能描述的是操作的目的。a2）要求 列出每个受分析的过程步骤/操作的工程功能的要求。要求是针对规定过程的输入

17、，以期达到设计目的和其他顾客要求。b）潜在失效模式 ：是指有可能不能满足过程功能 列出特定工序的每一个潜在的失效模式。前提是这种失败可能发生，但不一定发生。 应提出并回答下列问题： 过程/零件怎样不满足要求？ 无论工程规范如何，顾客（最终使用者、后续工序或服务）认为可拒收的条件是什么？c）潜在失效后果失效的潜在失效后果是指失效模式对顾客产生的影响。顾客可能是内部的顾客也可能是外部的顾客，对于最终使用者来说，失效的后果应一律采用产品或系统的性能来描述，例如：噪声、粗糙、工作不正常、费力、异味、不能工作、工作减弱、不稳定、间歇性工作、牵引阻力、泄露、外观不良、返工/返修、报废、顾客不满意。如果顾客

18、是下到工序或后续工序/工位。失效的后果应采用过程/工序性能来描述。例如：无法紧固、无法安装、无法加工表面、损坏设备、不能配合、不能连接、不匹配、引起工装过度磨损、危害操作者为了确定潜在失效模式的影响，应当问下列问题： 潜在失效模式是否物理性阻碍下游操作，或者对设备和操作人员构成潜在危害？ 对最终顾客的潜在影响是什么？d）严重度（S） 严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。e）级别，根据特殊特性的定级规定进行f）失效的潜在起因/机理 所谓失效的潜在起因是指失效是怎样发生的，并依据可以纠正或可以

19、控制的原则予以描述 尽可能地列出可归结到每一次失效模式的每一个潜在起因，如果起因对失效模式来说是唯一的，也就是说如果纠正该起因对该失效模式有直接的影响，那么这部分FMEA考虑的过程就完成了。潜在失效的起因/机理的分析途径 参考现有类似产品的FMEA资料 应用失效树分析（FTA），找出直接原因，中间原因和最终原因 应用“五个为什么”（4W1H） 应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析。 充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析g）频度（O） 频度是指某一特定的起因/机理发生的可能性h）现行过程控制现行的过程控制是对尽可能地防止失效模式或其起因/机理的发生或者探测将发生的失

20、效模式或其起因/机理的控制的说明。这些控制可以是诸如防失误/防错、统计过程控制（SPC）或过程后的评价等。过程控制分为两类： 预防：防止失效的起因/机理或失效模式的出现，或者降低其出现的几率，预防措施可以改变频度数。 探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施i）探测度（D） 探测度是与过程控制栏中所列最佳探测控制相关联的定级数 探测数是一个在某一FMEA范围内的相对级别，为了获得一个较低的定级，通常计划的过程控制必须予以改进决定措施的优先级别 当小组完成失效模式与影响、原因与控制的初始识别，包括严重度、发生频数、探测度的等级评估，小组必须决定是否还要进一步采取措施降低风险。由

21、于资源、时间、技术等其他因素的固有限制，小组必须选取最佳的优先措施。 小组首先要关注的是严重度等级最高的失效模式，当严重度等级达到9或10，小组必须确保该风险已经通过现有设计控制或者推荐措施得到处理。 严重度等级小于等于8的失效模式，小组应当考虑最有高发生频度或探测度等级的原因。小组有职责关注已识别到的信息，商讨一个方法，并确定如何最优的排列风险降低措施的顺序以最好地服务组织和顾客j）风险顺序数（RPN） 风险顺序数是严重度（S）、频度（O）和探测度（D）的乘积。RPN=（S）（O） （D）在单一FMEA范围内，此值（11000）可用于设计中所担心的事项的排序k）建议的措施 应关注高严重度和R

22、PN高序级别。 总的来说，预防措施（降低发生率）比探测措施更好。 降低严重度：只有设计更改或过程修订能够降低严重度。 降低发生频度等级：要求对过程控制预防措施进行改进。 降低探测度等级：最好的方法是使用防错/防误，通常增加检查频次并不是有效措施，应当只作为一个暂时的测量方法来收集过程的额外信息，以便能够实施永久性预防/纠正措施。 如果对一个特定的失效模式/原因/控制评估后，没有建议措施，则在栏内输入“无”，输入“无”的同时还注明理由将非常有用，特别是在严重度高的情况下l）职责与目标完成日期输入负责完成建议措施的个人或组织的名字，包括目标完成日期，负责过程的工程师/小组领导人应当确保所有的建议措

23、施都已实施或受到妥善处理m-n）措施结果这个部分包含的事所有措施的实施结果，以及它们对S，O，D等级和RPN的影响m）采取措施和完成日期实施措施后，输入已采取的措施的简要描述，以及措施的完成日期n）严重度、发生频度、探测度和RPN在实施了预防/纠正措施后，确定并记录其严重度、发生频度和探测度等级。计算并记录衍生措施（风险）的优先指标（如RPN）FMEA线路图准备功能框图或过程流程图确认任务活动用头脑风暴考虑所有可能的问题和忧虑确定失效模式和原因确认现行控制建立频度确认探测方法并建立探测度确认后果并建立严重度输入信息到FMEA表格完成FMEA分析使用排列图：根据需求选择需改进之处针对改进的目的完

24、成FMEA分析FMEA的开发步骤FMEA的输入步骤FMEA的改进步骤修订最初的FMEA评定FMEANO符合FMEA目标吗？推荐的PFMEA严重度评价准则（第三版）后果评定准则：后果的严重度当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷是便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（顾客的后果）评定准则：后果的严重度当潜在失效模式导致最终顾客和或一个制造/装配厂产生缺陷时变得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的 ，采用两个严重度值中的较高者。（制造/装配后果）严重度级别无警告的危害当潜在的失效模式在无

25、警告的情况下影响车辆安全运行和/或设计不符合政府法规的情形时，严重度等级非常高或可能在无警告的情况下对（机器或总成）操作者造成危害10有警告的危害当潜在的失效模式在有警告的情况下影响车辆安全运行和/或设计不符合政府法规的情形时，严重度等级非常高或可能在有警告的情况下对（机器或总成）操作者造成危害9很高车辆/项目不能工作（丧失基本功能）。或100%的产品可能需要报废，或者车辆/项目需在返修部门返修1个小时以上8高车辆/项目可运行但性能水平下降。顾客非常不满意。或产品需进行分检、一部分（小于100%）需报废，或者车辆/项目需在返修部门返修0.5-1个小时之间。7中等车辆/项目可运行但舒适性/便利性

26、项目不能运行。顾客不满意。或一部分（小于100%）产品可能需要报废，不需分检或者车辆醒目需在返修部门返修少于0.5小时6低车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目性能水平有所下降。或（100%）的产品可能需要返工或者车辆/项目在线下返修，不需要送往返修部门处理5很低配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。多数（75%以上）的顾客能发觉缺陷。或产品可能需要分件，无需报废，但部分产品（100%）需返工。4轻微配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。50%的顾客能发觉缺陷。或部分（小于100%）产品可能需要返工，无需报废，在生产线上其他工位返工。3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒响项目不舒服。有辩识力顾客（25%以下）能发觉缺陷。或部分产品（小于100%）可能需要返工，无报废，在生产线上原工位返工。2无无可辨别的