FMEA培训-第三部分

1、 FMEA 潜在失效模式及后果分析Failure Mode and Effects Analysis1第三次课：DFMEA的编制与案例 课程回顾 准备工作表头部分主体部分2概念DesignFailure ModeEffects AnalysisandDesign Failure Mode and Effects Analysis 设计失效模式及后果分析3成功实施FMEA项目的最重要因素之一是及时性 。含义 事件发生前 的措施，而不是 事件发生后 的演练。FMA Failure Mode Analysis事后分析4 设计 FMEA（DFMEA）是 阶段的输出文件，是 设计与开发阶段的输入。 产品

2、设计产品制造产品设计与开发产品制造过程DFMEA：只聚焦于系统或产品本身，假定过程是完美的。56由一个人编制的FMEA是无意义的！应采用TEAM WORK的形式！-头脑风暴。7第三次课：DFMEA的编制与案例 课程回顾 准备工作表头部分主体部分8必备条件DFMEA应在了解所需分析的系统、子系统或零组件的开发信息和确定他们的功能要求和特性的情况下开始：为了确定DFMEA的范围，在应用到部件、子系统或系统DFMEAs中时，小组应该考虑一下方面：产品界面有什么过程，匹配部件或系统？产品的功能或特性会影响其他部件或系统吗？有需要执行产品与其功能的其他部件或系统提供的输入吗？在连接的部件或系统中产品功能

3、包含失效模式的预防或探测吗？9FMEA推荐的理解设计要求的工具产品的方块示意图表示产品部件之间的物理和物流关系。方块图的结构有不同的方法和形式。指出了设计范围内部件和子系统之间的相互关系方块图P-图是帮助小组理解有关设计功能相关物理学的结构工具，小组分析那些影响性能的受控不受控因素的设计输入（信号）和输出（反映或功能）P-图图表、图纸等材料清单（BOM)内部关系矩阵 界面矩阵图质量功能展开质量和可靠性历史其他这些工具的使用，以及工程师经验和历史信息的支持，可以帮助确定一套综合的要求和功能。在考虑这些要求以后，开始填写表格。10第三次课：DFMEA的编制与案例 课程回顾 准备工作表头部分主体部分

4、113-1 DFMEA编号（ A ）： 填入DFMEA文件的编号，以便查询。 设计FMEA的编号原则： DFMEA 例如：DFMEA 20Z02W001A0 版本号 流水号 图纸编号 车型（产品）代号 设计FMEA名称简称 12 3-2、系统、子系统或零部件的名称及编号（B）： 注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或零部件的名称及编号。设计FMEA小组必须为展开DFMEA特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。 A）系统FMEA的范围：一个系统可以看作是由各个子系统组成的。典型的系统FMEA可能包括下列系统：底盘系统、传动系统、内饰系统等。 B）子系统FMEA的范围： 一个子系统FME

5、A通常是一个大系统的一个组成部分。如：前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。 C）部件FMEA的范围：部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA。如；螺杆是前悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。 部件FMEA 系统FMEA子系统FMEA133-3 设计责任（C）： 填入整车厂（或负有设计责任OEM）、或本公司设计部门和小组。如果适用，还应包括供应商的名称。 143-4车型年度/项目（D）： 填入将使用和/或所分析设计影响的预期车型年度/项目（如果知道的话。153-5、关键日期（E）： 填入初次DFMEA应完成的时间/日期，该日期不应超过计划的生产设计发布 的日期（该日期的期限是

6、不应超过产品设计图纸完成的期）。 163-6、DFMEA 日期（F）： 填入编制DFMEA原始稿的日期及最新修订的日期。 17 列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记录在一张分发表上）。 3-7、 核心小组（G）：18DFMEA 核心小组成员清单 制定部门：技术部 制定日期：2004年08月01日193-8 编制者（H）： 填入负责编制DFMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。 20第三次课：DFMEA的编制与案例 课程回顾 准备工作表头部分主体部分214-1、项目/功能（a1）： 填入被分析项目的名称和其他相关信息 项目/

7、功能可以分成2栏或合并成一栏来表述。 项目：输入通过方块图、P图，图表和其他图纸以及由其小组进行的其他分析所识别的项目、界面或零件。 功能：填入根据顾客要求和小组讨论必须符合设计目的的那些需要进行分析的项目的功能或界面。224-1、项目/功能（a1）： 用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能，包括该系统的运行环境：（如：规定温度、压力、湿度范围、设计寿命）及相关的信息（如：度量/测量变量）。 功能：设计这个系统、子系统、零部件做什么？设计要求是什么？设计意图是什么？ “设计意图： 对给定的部件/子系统/系统，对希望它做什么或不希望它做什么的描述。23 DFMEA 功能的分析：

8、给出完成功能的重要的环境条件： A) 如：大气温度、湿度、大气压、道路、灰尘和腐 蚀介质等； B) 如：变速箱的润滑系统的正常工作与环境温度有重要关系等。 给出设计要求的寿命： “设计寿命”的概念和定义：设计所预期的能完成其要求的时间间隔(如周期、时间、里程等)。 A)、以上这些要求都应尽可能给出可度量的（即定量的）的要求； 如：储存液体(升)、支撑护罩(磅)、各档速比、传递的扭距、功率、工作温度等。 24潜在的失效模式及后果分析（设计FMEA）第 页，共 页QR-707-2-03A0254-1 要求（a2） 在附加栏中，“要求 ” 的增加可以使失效模式的分析更加精炼。填入需要分析的每一个功能

9、的要求。如果在不同的失效模式下，功能有一个以上的要求，高度建议单独列出每一项要求和功能。264-2 潜在失效模式（b） 潜在失效模式是指零部件、子系统或系统有可能未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况。 潜在失效模式仅仅在与确定的操作条件（如冷、热、干燥、灰尘）和使用条件（如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶）一致的情况下发生。 在确定潜在失效模式时，工程部技术科和/或设计工程师们可以将对以往运行出错的研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点274-3 潜在的失效后果（c）： 概念及定义：指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政

10、府法规规定。 填入失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样，应根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果（应记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终的顾客）。28 失效后果分析：要运用“失效链分析”方法，弄清楚直接后果、中间后果和最终后果。 查阅历史和类似的FMEA报告、保修资料、抱怨报告、使用情况报告、市场收回及其他文件，确定历史上失效模式的影响。29 充分考虑潜在后果/影响：如果零件故障，会发生什么后果？ 零件本身的作业、功能和状态？ 总成的作业、功能和状态？ 系统的作业、功能和状态？ 整车的作业、功能和状态？ 顾客将看到、感到或经历什么？ 对政府法规的符合性？ “顾客”泛指下步作

11、业、后续作业、组装厂和最终用户。 当顾客是后续作业时，这种影响应以过程表现加以说明（如： 粘着于模具、损坏夹具、装配不上，危害操作者等）。 当顾客是最终用户时，应以产品或系统的表现描述这种影响 (如：外观不良、噪音太大、系统不工作等)。304-4 严重度-S（d）： 严重度是与所给的失效模式的最严重后果相符的一个值。是潜在失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。严重度在单独FMEA的范围内相对排序。 DFMEA小组应对评定准则和分级规则达成一致意见，尽管个别产品分析可做修改，不推荐/建议修改确定为9和10的严重度数值，对严重度数值定级为1的失效模式不作进一步的分析。 严重度数值的降低

12、只有通过改变设计才能够实现。 （如：“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度）。314-5 分类/级别（e） 用于强调高优先的失效模式和他们相关的要因。 填入对那些可能需要附加的设计或过程控制的部件、子系统或系统的产品特殊特性的分级（如：安全性、关键、主要、重要、重点）。产品的特殊特性符号应在此栏目中予以明确标识/注明。 当严重度8时，应将其确认为特殊特性。 当严重度9时，应将其确认为关键特性。 当严重度为58，而频度3时，可以将其确认为重要特性。324-6、失效模式的潜在要因/机理（f1/f2） 要因/机理可以分成多栏也可以合并成一栏。 在FMEA的开发中，识别

13、失效模式的所有潜在要因是后续分析的关键。 失效机理-是物理的，化学的，电子的或其他过程导致的失效模式。 失效的潜在要因应按设计过程如何让失效发生一种迹象来定义，用可纠正或可控制的情形来描述。所有潜在要因的识别是后续分析的关键。 研究失效可能的起因与机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。33注意： 简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效起因和机理，以便对症下药，采取纠正措施。 注：不要把产品的工作环境（如：道路产生的振动、冲击、气温的变化、湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。 工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是：

14、在外因作用下的内因。34与制造、装配无关的起因可采用的途径现有的类似产品的FMA资料； 应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因； 应用“五个为什么？” 应用因果图，从人、机、料、法、环等方面进行分 析，应用排列图，相关分析法，试验设计（DOE）等方法，从可能 的多因素原因中找出主要原因。 应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效起因和机理； 充分发挥多方论证小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的起因进行归纳分析。35分析起因的两个角度与制造、装配无关的起因（当制造与装配符合技术规范的情况下，发生了失效）与制造/装配有关的原因36 案例二： 门锁扣不上？ 第一个：为什么门锁扣不上？锁舌与锁

15、座错位。 第二个：为什么锁舌与锁座错位？车门下沉。 第三个：为什么车门下沉？门铰链变位。 第四个：为什么门铰链变位？固定门铰链的框架变形。 第五个：为什么固定门铰链的框架变形？框架刚度不足。 结论：当时产品设计工程师在设计框架钢度时考虑的不 够。修改设计，提高框架总成刚度。 水箱支架断裂水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄漏冷却系统过热发动机气缸损坏汽车停止行驶(1失效原因)(1失效模式)(1失效后果)(2失效原因)(2失效模式)(2失效后果)(3失效原因)(3失效模式)(3失效后果)时 间FMEA 的失效链（连续“五个以上为什么？”）37因果图又叫“石川馨图”，也称为鱼刺

16、图、特性要因图等。它是利用“头脑风暴法”，集思广益，寻找影响质量、时间、成本等问题的潜在因素，然后用图形形式来表示的一种十分有用的方法，它揭示的的是质量特性波动与潜在原因的关系。因果图有三个显著的特征：1.是对所观察的效应或考察的现象有影响的原因的直观的表示；2. 这些可能的原因的内在关系被清晰地显示出来；3.内在关系一般是定性的和假定的。3839与制造/装配有关的原因可采用的途径 指由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上或操作者体力上的限制与难度，以及容易产生误操作而引起的潜在失 效。也就是与产品设计中可制造性与装配性有关的问题。 纯属制造与装配过程有关的问题，原则上由过程FMEA来进行分析

17、。40 设计FMEA小组应基于二个假定考虑失效原因： 失效模式由设计缺陷造成，零件的制造和装配在工程规范之内； 失效模式由制造或装配的缺陷所引起，但这种制造和装配错误是由设计缺陷造成的。即设计缺陷可造成组装过程的错误。 根据上述假定，可分为以下二种情况确定原因： A) 假定零件的制造和装配在工程规范内。 B) 假定零件的设计使制造或装配过程的变差不能接受：41A) 假定零件的制造和装配在工程规范内。 审查过去的测试报告、保修资料、抱怨报告、记录和其它文件。审查同类FMEA报告。列出已知失效模式原因的因子。 试问： 什么原因造成了零件的这种故障？ 在什么情况下零件的功能失常？ 怎样或为什么才能造

18、成零件背离工程规范的要求？ 什么原因导致零件不能实现它预期的功能？42B)、假定零件的设计使制造或装配过程的变差不能接受： 审查以往通过制造或装配错误而引发失效模式的设计缺陷。例如： 材料处理的规定使那些处于上公差值内的材料在机加工时不能满足规范要求。 采用不对称设计，防止装反。 充分考虑潜在的设计缺陷，试问： 零件的方向和直线度设计对零件的功能十分重要？ 零件在装配时还出现颠倒吗？ 零件的工程规范和公差是否与制造/装配相适？434-7 发生率（g）发生率是在设计寿命内由特定要因/机理将导致失效模式发生的可能性。发生率可能性的排序值比绝对值更有意义。发生率值是在FMEA范围内的相对排序，不能反

19、映发生的实际可能性444-8:现行设计控制（h）现有设计控制是那些作为已完成的设计过程的一部分而执行的活动，将确保设计功能和可靠性要求予以充分考虑。有2类设计控制应予以考虑：预防：消除（预防）失效的机理的要因或失效模式的发生，或降低发生率探测：在项目放行到生产前，通过解析方法或物理方法识别（探测）要因，失效的机理或失效模式是否存在。如果可能的话，更建议使用预防控制方法。注：设计控制如果使用单栏表格，应使用下列前缀。在所列的每一个预防控制前加上一个字母“P” (Prevent)标明。在所列的每一个探测控制前加上一个字母“D” (Detect) 标明。45预防控制：基准研究自动防故障装置设计设计和

20、材料标准文件以往最好实践的记录、教训模拟研究确定设计要求的概念分析防错探测控制：设计评审原型试验验证试验模拟研究设计验证设计试验，包括可靠性试验使用类似零部件的模型现行设计控制的采用： 没有任何设计控制，设计将具有很大的盲目性，风险极大。 从时间角度考虑，设计控制采取的越早越好。这将有利于失效的早期识别和预防，降低开发成本，缩短开发周期，降低风险。 用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。小组应充分考虑分析、试验、评价和其他活动以确保设计充分,如：464-9、探测度（i）探测度是对在现行设计控制探测栏中列出的最好的探测控制的对应等级。当识别出一种以上控制时，建议对每种控制进行探测度排序

21、，将最低排序值记录在探测度栏。不要因为发生率自动假设探测等级是低的就放行，应进一步控制或降低这些低频率失效模式的风险。47小组应对相互一致的评定准则和定级方法达成一致意见，尽管对个别产品分析可作调整。在设计开发过程 中，最好是尽早采用探测控制。在确定了探测度定级之后，DFMEA小组应评审频度数定级并确保频度数定级仍是适宜的。在评估探测度时： 首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的起因/机理。 其次应评价出其检出失效模式的有效性。 正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性。484-10：风险顺序数-RPN值（j）使用风险优先系数是协助把措施优先排序的一种方法对于确

22、定是否有措施需要，不建议使用RPN极限。494-10、确定优先措施一旦小组完成了最初的失效模式和后果、要因以及控制的识别，包括对严重度、发生率和探测度的排序，他们必须确定是否进一步努力来减少风险。由于在资源、时间、技术和其他因素方面的内在控制，小组必须确定优先措施。小组的最初焦点定位于严重度最高级别的失效模式，当严重度等级为9或10时，小组必须强制确保风险通过存在的设计控制或建议措施来陈述。对于严重度等级为8或8以下的失效模式，小组应考虑最高发生率或探测度的要因。识别信心，确定方法，将风险降低措施排序最优化小组的最初焦点定位于严重度最高级别的失效模式，当严重度等级为9或10时，小组必须强制确保

23、风险通过存在的设计控制或建议措施来陈述。对于严重度等级为8或8以下的失效模式，小组应考虑最高发生率或探测度的要因，将风险降低措施排序最优化504-11 建议措施（k）： 任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：严重度(S)、频度(O)、探测度(D)。51应从以下情况中进行考虑但不局限下列措施： 修改设计几何尺寸和/或公差； 修改材料规范； 试验设计（尤其是存在多重或相互作用的起因时或其它解决问题的技术）； 修改试验计划。 对于一个特定的失效模式/起因/控制的组合，如果工程评价认为无需采用建议措施，则在该栏中填写“无”，予以明确注明。 52要减少或降低需要考虑的措施完成或可达到的目的严

24、重度改变/修改设计(如：试验设计、修改设计几何尺寸/公差、修改材料性能/规范、修改试验计划)消除或降低失效模式的严重度频度改变设计或改进过程/工艺(如：进行试验设计、修改试验计划)防止或预防原因，或减少/降低其发生频率探测度增加设计确认和验证工作或改进控制的措施/方法(如：增加上游的控制措施，以免除下游的检测，进行更好的测试，对计划的测试增加设备)改进在失效模式发生前检测失效模式或检测原因的能力当严重度数(S)或RPN数值很高时，必须考虑下列类型的措施：53确定措施 提出建议措施是一个创造性过程。小组人员应当不加约束地考虑各种建设性措施。 一般说来，一个建议措施应当针对一个失效原因。 在措施不确定时，应当通过试验设计(DOE)对小组人员提出的各种措施作系统性试验。 应对每一个失效模式作研究，并针对原因提出建议性措施，以降低RPN数 任何措施都应当验证，以确定正确性和有效性。