TS99培训教材FMEA

1、讲讲 师：张师：张 浩浩FMEAFMEA：失效失效（故障）模式及后果分析（故障）模式及后果分析 虽然许多工人技术人早已在他们的设计或制造过程中应用虽然许多工人技术人早已在他们的设计或制造过程中应用了了FMEA这一分析方法，但首次应用这一分析方法，但首次应用FMEA技术则是在六技术则是在六十年中期航天工业的一项革新。十年中期航天工业的一项革新。 FMEA FMEA其它的分类：其它的分类：AFMEA(AFMEA(应用应用FMEAFMEA),),SFMEA (SFMEA (服务服务FMEAFMEA) ),PFMEA (,PFMEA (采购采购FMEAFMEA) )。SFMEADFMEAPFMEAFM

2、EA、FMA、FTA：vFMEAFMEA是一种事前行为。是一种事前行为。vFMA(Failure Mode Analysis)FMA(Failure Mode Analysis)是一种事后行为。是一种事后行为。FMAFMA是对产品是对产品/ /过程已经发生的失效模式分析其产过程已经发生的失效模式分析其产生的原因，评估其后果及采取纠正措施的一种活生的原因，评估其后果及采取纠正措施的一种活动。动。v类似项目的类似项目的FMAFMA是是FMEAFMEA的重要的输入参考资料。的重要的输入参考资料。vFTAFTA（失效失效/ /故障树分析）是通过对可能造成产品故障树分析）是通过对可能造成产品故障的硬件、

3、软件、环境、人为因素进行分析，故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析，画出逻辑框图，从而确定产品故障原因的各种可画出逻辑框图，从而确定产品故障原因的各种可能组合方式和（或）其概率的一种分析技术。能组合方式和（或）其概率的一种分析技术。lFMEAFMEA的目标是：的目标是：1)1)认可并评价产品认可并评价产品/ /过程中潜在的失效及其后果；过程中潜在的失效及其后果；2)2)确定能够避免或减少这些潜在失效发生的措施；确定能够避免或减少这些潜在失效发生的措施；lPFMEAPFMEA的益处是：的益处是：1 1）帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；）帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；2

4、2）指明相应的起因）指明相应的起因/ /机理；机理；3 3）降低或消除实效出现的机会的措施；）降低或消除实效出现的机会的措施；4 4）指明潜在的制造或装配过程失效的原因；）指明潜在的制造或装配过程失效的原因；5 5）指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度）指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度；或提高失效的探测度；6 6）帮助对纠正措施进行优先排序；）帮助对纠正措施进行优先排序；7 7）对类似制造过程作有用的）对类似制造过程作有用的FMEAFMEA分析参考；分析参考；8 8）过程）过程FMEAFMEA的实施记录。的实施记录。lFMEAFMEA的特点是：的特点是：1

5、)1)失效还未发生，可能发生，但不是一定要发生；失效还未发生，可能发生，但不是一定要发生；2)2)时机时机: :在设计或过程开发阶段前开始在设计或过程开发阶段前开始；3)3)FMEAFMEA分析的文件分析的文件记录专用表格记录专用表格作为动态文件使用作为动态文件使用按照过程按照过程/ /产品产品/ /服务寿命周期期间要求更改服务寿命周期期间要求更改4 4）核心：预防；）核心：预防；5 5）对潜在失效模式的风险和后果进行评定；）对潜在失效模式的风险和后果进行评定；6 6）指导贯穿整个过程、产品和服务周期。）指导贯穿整个过程、产品和服务周期。及时性及时性它是一个事前的行为，而不是一个事后的行为。它

6、是一个事前的行为，而不是一个事后的行为。事先花时间很好地进行综合的事先花时间很好地进行综合的FMEAFMEA分析，能够容易、低成本地分析，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。对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEAFMEA能够减少或消除因修改而带来更大的机会。适当地应用能够减少或消除因修改而带来更大的机会。适当地应用FMEAFMEA是一个相互作用的过程，永无止境。是一个相互作用的过程，永无止境。 FMEAFMEA是一个动态的文件。是一个动态的文件。 有过程更改有过程更改可能涉及可能涉及PFMEAPFMEA（特殊特性）特殊特性）实施工程更改实施工程更改控

7、制计划更改控制计划更改SOPSOP更改更改 客户投诉或过程异常度客户投诉或过程异常度PFMEAPFMEA中的频度数（中的频度数（O O）可能产生变可能产生变化化重新分析重新分析PFMEAPFMEA 评价评价RPNRPN值值 应定期分析评估应定期分析评估FMEAFMEA中的各项量化指标（中的各项量化指标（S S、O O、D D） 当采取措施后的当采取措施后的RPNRPN值确认有效，应将其更改或作为其它纠值确认有效，应将其更改或作为其它纠正预防的措施正预防的措施PFMEAPFMEA可能会产生修订可能会产生修订 FMA FMA是一种事后行为，是对产品是一种事后行为，是对产品/ /过程已经发生的失效过

8、程已经发生的失效 模式分模式分析其产生的原因，评估其后果采取纠正措施的一种活动。析其产生的原因，评估其后果采取纠正措施的一种活动。类似项目的类似项目的FMAFMA是是FMEAFMEA的重要的输入参考资料。的重要的输入参考资料。FMEAFMEA是是“由下至上由下至上”进行分析进行分析 FMAFMA（Failure modeFailure mode AnalysisAnalysis）是是“由上至下由上至下”进行分进行分析。析。FMAFMA（失效分析失效分析）FMEAFMEA（潜在失效模式及后果分析）潜在失效模式及后果分析）失效已经产生失效已经产生失效还未产生，可能发生，但不是一失效还未产生，可能发

9、生，但不是一定要发生定要发生核心：纠正核心：纠正核心：预防核心：预防诊断已知的失效诊断已知的失效评估风险和潜在失效模式的影响评估风险和潜在失效模式的影响开始于产品设计和工艺开发活动之前开始于产品设计和工艺开发活动之前指引的开发和生产指引的开发和生产指引贯穿整个产品周期指引贯穿整个产品周期由谁来做由谁来做PFMEAPFMEA： 由负责制造的工程师由负责制造的工程师/ /工程师小组制定。工程师小组制定。 依靠小组的共同努力依靠小组的共同努力 负责工程师应直接、主动地同有关部门联系，这些负责工程师应直接、主动地同有关部门联系，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以部门包括：装配、制造、

10、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的部门。及负责下一总成的部门。 何时做何时做PFMEAPFMEA 开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前。开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前。 PFMEAPFMEA是在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成工作是在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成工作 PFMEAPFMEA是一动态文件是一动态文件DFMEADFMEA与与PFMEAPFMEA关系关系 产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当

11、考虑制造中的技术与操作者体品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生；力的限制，可能造成制造失效模式的发生； 产品设计产品设计FMEAFMEA不能依靠过程检测作为控制措施；不能依靠过程检测作为控制措施； PFMEAPFMEA应将应将DFMEADFMEA作为重要的输入，对作为重要的输入，对DFMEADFMEA中中标明的特殊特性也必须在标明的特殊特性也必须在PFMEAPFMEA作为重点分析的内作为重点分析的内容。容。水箱支架断裂水箱支架断裂水箱后倾水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄漏水箱冷却液泄漏冷却系统

12、过热冷却系统过热发动机气缸损坏发动机气缸损坏 汽车停驶汽车停驶FMEAFMAlFMEA和控制计划是帮助产品、过程和服务有关信息和控制计划是帮助产品、过程和服务有关信息的两个主要工具的两个主要工具QFDDFMEAPFMEA控制计划控制计划行动计划行动计划lPFMEAPFMEA的准备工作的准备工作 DFMEADFMEA的工作不包含在的工作不包含在PFMEAPFMEA中；中； PFMEAPFMEA有可能成为有可能成为DFMEADFMEA中对可制造性和装配性中对可制造性和装配性问题的补充，因该反馈到问题的补充，因该反馈到DFMEADFMEA中。中。lPFMEAPFMEA的准备可以包括：的准备可以包括：

13、 建立小组建立小组 必须的资料（过程流程图，过程特性矩阵图，必须的资料（过程流程图，过程特性矩阵图，动作风险分析，现有类似过程动作风险分析，现有类似过程FMEAFMEA资料，现有类似资料，现有类似过程过程FMAFMA，特殊过程特性明细表，过程规范，特殊过程特性明细表，过程规范，PFMEAPFMEA表格）表格）l填写表头填写表头l开始开始PFMEAPFMEA 1 1）过程功能要求（如：装配过程功能要求（如：装配/ /注塑注塑/ /压铸压铸/ /焊接焊接/ /攻丝）攻丝） 2 2）潜在失效模式）潜在失效模式 2 2）潜在失效模式）潜在失效模式 潜在的过程失效模式是指过程可能发生的不能达到过程功潜在

14、的过程失效模式是指过程可能发生的不能达到过程功能要求或过程设计意图问题的表现形式。能要求或过程设计意图问题的表现形式。 是对具体工序不符合要求的描述。是对具体工序不符合要求的描述。 所谓所谓“潜在潜在”是指可能发生，也可能不发生。是指可能发生，也可能不发生。 一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的一般情况下，它是指按规定的操作规范进行操作时的潜在失效问题。潜在失效问题。 由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成的失效，或容易产生误操作的问题也是考虑的范围。的失效，或容易产生误操作的问题也是考虑的范围。 可能是引起下一道工序潜在模式，也

15、可能是上一道工序潜可能是引起下一道工序潜在模式，也可能是上一道工序潜在失效后果。在失效后果。 对应特定工序列出每一失效模式对应特定工序列出每一失效模式 假设失效可能发生。假设失效可能发生。 对于试验、检验过程两种可能的失效模式：接受不合对于试验、检验过程两种可能的失效模式：接受不合格的零件和拒收合格的零件。格的零件和拒收合格的零件。 过程失效模式的种类过程失效模式的种类 不能完成规定的功能不能完成规定的功能 如：零件超差，错装如：零件超差，错装 产生了非期望功能产生了非期望功能 如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生如：加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏，产生有害气体、过大的噪声、振

16、动，过高的温度、粉尘、刺眼有害气体、过大的噪声、振动，过高的温度、粉尘、刺眼的光线等。的光线等。 过程失效模式分析过程失效模式分析（考虑潜在失效模式时，经常使用（考虑潜在失效模式时，经常使用“零零件为什么被拒收件为什么被拒收”思维模式）思维模式） 过程潜在失效模式的表现过程潜在失效模式的表现 过程失效模式的事例：零件变形，钻孔偏心，铸件气过程失效模式的事例：零件变形，钻孔偏心，铸件气孔，铸件壁厚不均，铸件金属不足，铸件组织疏松，锻件孔，铸件壁厚不均，铸件金属不足，铸件组织疏松，锻件裂纹，淬透层厚度不足，零件表面硬度不适宜（过硬或过裂纹，淬透层厚度不足，零件表面硬度不适宜（过硬或过软），零件表面

17、光洁度低，外观粗糙等。软），零件表面光洁度低，外观粗糙等。 因设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的因设备、工装设计中的问题而引起制造、装配过程的失效原则上也应包括在失效原则上也应包括在PFMEAPFMEA中。中。3 3）潜在失效后果（如：噪音）潜在失效后果（如：噪音/ /振动振动/ /运转异常运转异常/ /运行不稳定运行不稳定/ /停止停止运转运转/ /异味异味/ /外观不良外观不良/ /操作者眼睛损害操作者眼睛损害/ /无法装配）无法装配） 潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影潜在的失效后果是指该失效模式可能带来的对顾客的影响。响。 顾客的定义是广义的。顾客的定义是广义的

18、。 失效模式的后果还包括对过程本身有关组成的影响（如失效模式的后果还包括对过程本身有关组成的影响（如对操作者与设备，对环境的影响）。对操作者与设备，对环境的影响）。 描述失效的后果，应采用顾客关注和感受的词汇表达。描述失效的后果，应采用顾客关注和感受的词汇表达。4 4）严重度（）严重度（S S） 严重度是失效模式发生时对顾客的影响后果的严重程度严重度是失效模式发生时对顾客的影响后果的严重程度的评价指标。的评价指标。 严重度仅适用于失效的后果严重度仅适用于失效的后果 当一个失效模式有若干个可能的后果，严重度将列出危当一个失效模式有若干个可能的后果，严重度将列出危害程度最大的那个后果的严重度分数害

19、程度最大的那个后果的严重度分数 要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计或工要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计或工艺过程来实现。艺过程来实现。5 5）严重度分级：失效模式重要等级（详见）严重度分级：失效模式重要等级（详见FMEAFMEA参考手册严重度评参考手册严重度评价准则推荐表）价准则推荐表）PFMEAPFMEA也是识别与确定特殊特性的重要工具。也是识别与确定特殊特性的重要工具。6 6）PFMEAPFMEA潜在失效的起因与机理（如：测量数据不正确潜在失效的起因与机理（如：测量数据不正确/ /焊接电焊接电流不适当流不适当/ /加热时间过长或过短加热时间过长或过短/ /加热温度过高

20、或过低加热温度过高或过低/ /通风不足通风不足/ /润滑不足润滑不足/ /零件丢失）零件丢失） 失效起因失效起因/ /机理是指失效模式发生的原因（一个失效模式可机理是指失效模式发生的原因（一个失效模式可能的原因都应考虑到尽可能全面）能的原因都应考虑到尽可能全面） 上一道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因，下上一道工序的失效模式可能是下一道工序的失效原因，下一道工序的失效模式可能是上一道工序的失效模式的后果。一道工序的失效模式可能是上一道工序的失效模式的后果。 误操作（人的误操作，机器的误操作）是失效模式的可能误操作（人的误操作，机器的误操作）是失效模式的可能原因之一。原因之一。 分析失效

21、原因的方法：使用现有类似过程的失效分析资料分析失效原因的方法：使用现有类似过程的失效分析资料/ /应用上下工序关系应用上下工序关系/ /应用应用5 5W1HW1H或因果图或柏拉图或因果图或柏拉图/ /正交试验正交试验7 7）频度（）频度（O O）详见详见FMEAFMEA手册手册FMEAFMEA频度评价准则频度评价准则 频度是指某一失效起因频度是指某一失效起因/ /机理出现的可能性大小的评估机理出现的可能性大小的评估 频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料，频度评估的依据主要参考已有过程或类似过程的统计资料，如过程的如过程的CPKCPK值值, ,PPKPPK值，故障率等。值，故障率等

22、。8 8）现行过程控制方法（预防）参数监控）现行过程控制方法（预防）参数监控/ /量具定期校准量具定期校准/ /工装工装定期检查定期检查/ /设备定期维护设备定期维护/ /人员培训人员培训/ /防错防错/ /SPCSPC9 9）现行过程的探测控制方法（首检）现行过程的探测控制方法（首检/ /巡检巡检/ /最终抽样验收最终抽样验收/ /防错）防错） 控制方法控制方法 第一种方法：防止失效原因第一种方法：防止失效原因/ /机理的发生，或减少其发生的机理的发生，或减少其发生的可能；可能； 第二种方法：找出失效的原因第二种方法：找出失效的原因/ /机理，从而找出纠正措施；机理，从而找出纠正措施； 第三

23、种方法：查明失效模式。第三种方法：查明失效模式。1010）探测度（）探测度（D D）详见详见FMEAFMEA参考手册推荐探测度评价准则参考手册推荐探测度评价准则 探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前，采用探测度是指零件在离开该制造工序或装配工序之前，采用上述的第二种过程控制方法找出失效模式原因上述的第二种过程控制方法找出失效模式原因/ /机理，和第三机理，和第三种过程控制方法找出失效模式的可能性大小。种过程控制方法找出失效模式的可能性大小。 随机抽查不能改善探测度随机抽查不能改善探测度 以统计原理为基础的抽样探测是有效改善探测度的措施以统计原理为基础的抽样探测是有效改善探测度的措施 增

24、加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度增加样本容量和抽样频率都有助于改善探测度 100%100%检验办法成本高，而且也不一定是有绝对把握。它检验办法成本高，而且也不一定是有绝对把握。它会受到测量系统的变差的影响会受到测量系统的变差的影响 100%100%目视检查方法还受到人的判断能力的影响，以及失目视检查方法还受到人的判断能力的影响，以及失效模式性质是否易于目视方法发现效模式性质是否易于目视方法发现 不可人为不可人为100%100%检查就具有高的探测度检查就具有高的探测度1111）风险顺序数风险顺序数（RPN RPN ）潜在失效模式综合评估潜在失效模式综合评估 RPN=(S)RPN=(S)(O

25、)(O)(D)(D) 它用来表示过程风险的度量，其值在它用来表示过程风险的度量，其值在1 110001000之间之间 如果如果RPNRPN过高（具体定位范围取决于顾客和企业控过高（具体定位范围取决于顾客和企业控制水平和资源配备），过程设计人员必须采取纠正措施制水平和资源配备），过程设计人员必须采取纠正措施 不管不管RPNRPN多大，只要多大，只要S S偏高时，就要引起特别注意偏高时，就要引起特别注意1212）建议措施及责任）建议措施及责任 RPNRPN计算完成后，按其大小顺序及失效模式的严重度计算完成后，按其大小顺序及失效模式的严重度（S S）来考虑纠正措施，以降低来考虑纠正措施，以降低S S、O O、D D 首先应对首先应对RPNRPN高的项目采取措施；高的项目采取措施； 降低降低S S：通过修改设计（包括产品与过程设计）才能实通过修改设计（包括产品与过程设计）才能实现；现； 减少减少O O：需要改进产品与过程的设计；需要改进产品与过程的设计； 减少减少D D：需要改进探测方法；需要改进探测方法； 当失效模式原因不清楚时，应采用当失效模式原