可靠性培训教材-FMEA课件

1、2022/9/30可靠性培训教材-FMEA2022/9/27可靠性培训教材-FMEA内 容FMEA的背景知识FMEA的分析思想FMEA的分析流程FMEA举例设计FMEA及范例过程FMEA及范例FMEA总结内 容FMEA的背景知识第一部分 FMEA的背景知识什么是FMEA？FMEA的其它几种叫法FMEA 的历史第一部分 FMEA的背景知识什么是FMEA？什么是 FMEA？故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简记为FMEA）是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度

2、予以分类的一种归纳分析方法。FMFailure ModeAnalysisEAEffect什么是 FMEA？故障模式影响分析（Failure ModeFMEA的其它几种叫法PFMEAPotential Failure Mode and Effects AnalysisPMEAProblem Mode and Effects AnalysisFMECAFailure Mode Effects & Criticality Analysis不要与FMA（ Failure Mode Analysis ）混淆Failure已经发生了从概率的观点看100%的事实聚焦于故障诊断用于生产和使用过程FMEA的其它

3、几种叫法PFMEAFMEA 的历史二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，美国航天。1974年，MIL-STD-1629诞生，美国海军。1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的必要活动。七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA作为风险评估工具。八十年代中期，美国汽车工业采用过程FMEA。1991年，ISO9000 推荐1994年，QS9000 强制FMEA 的历史二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，美国第二部分 FMEA的分析思想风险从何而来？如何描述风险？如何控制风险？FMEA的思路FMEA的效益第二部分 FMEA的分析思想风险从何而来？风险从何而来？模糊的作业标准 差的管理计划和

4、标准作业程序原材料散布差的规格限 测量散布 (生产线上和 QC)设备的故障潜在的安全危险未明确的顾客期望差的工程能力 累计的风险风险从何而来？模糊的作业标准 差的管理计划和标准作业程序原材风险来源归类风险的发生是有概率的，但是是一定会发生的我们不可能消除所有的风险我们的目的是在有限的资源下最大可能地减少风险损失设计上的缺陷过程中的不足“不正确”的使用服务相关风险一定会发生导致风险损失风险来源归类风险的发生是有概率的，但是是一定会发生的设计上的风险举例条件：生产车间，同时进行大量金属板冲压操作强烈振动设计：材料、形状、布局、连接制造：方法、设备、工具、操作者强烈振动连接处松动泄漏油滴到地面上地面

5、积油工人摔跤、断腿诉告公司风险举例条件：生产车间，同时进行大量金属板冲压操作强烈振动风险描述风险的后果有多严重？风险发生的可能性有多大？能否提前发现风险？风险描述风险的后果有多严重？如何控制风险？降低风险的危害程度提高健壮性，增强风险承受能力减少风险的发生几率消除风险发生的原因提前发现并控制风险的扩散提前采取补救措施核心在于切断风险的传递链如何控制风险？降低风险的危害程度提高健壮性，增强风险承受能如何控制风险？强烈振动连接处松动泄漏油滴到地面上地面积油工人摔跤、断腿诉告公司换一种连接方式油位检测和报警用容器在薄弱环节处接油并导流制定规则：发现积油即停工解决员工选择、工作鞋聘请法律顾问如何控制风

6、险？强烈振动连接处松动泄漏油滴到地面上地面积油工人小练习2004年7月10日下午4点左右，北京市突降暴雨，短短三个小时，造成莲花桥地区深度积水1.5米，小车淹没水中，造成西三环交通瘫痪。请列出风险的传递链，并提出解决措施。小练习2004年7月10日下午4点左右，北京市突降暴雨，短短风险传递链暴雨排水能力不足严重积水车辆熄火阻碍交通交通瘫痪声誉受损风险传递链暴雨排水能力不足严重积水车辆熄火阻碍交通交通瘫痪声风险分析产生风险的原因：暴雨排水能力不足排水不畅风险可能性：如此大的降雨十年一遇导致严重积累水的降雨二年一遇风险后果：车辆损失交通瘫痪声誉损失风险分析产生风险的原因：风险控制原为3台抽水泵，增

7、加两台北京市60台机动抽水泵环卫工人负责下水表面清洁市政人员定期检查下水通畅性增加分流手段建立应急预案风险控制原为3台抽水泵，增加两台舆论焦点为什么非要等到事后解决？为什么不能事先预防？舆论焦点为什么非要等到事后解决？FMEA是一种事先预防的行为FMEA 分析的是潜在故障（Potential Failure），是可能发生但是现在还没有发生的故障。它是一种“事前预防”的行为“及时性”是FMEA的关键因素事先花时间对设计进行分析，事先低成本地进行修改减少未来更大损失的发生FMEA是一种事先预防的行为FMEA 分析的是潜在故障（PoFMEA的思路风险在那里？设计缺陷过程问题使用问题服务问题风险的原因

8、是什么？风险的后果有多严重？发生几率有多大？当前控制措施是什么？风险评价风险排序要解决哪些风险？控制措施是什么？效果如何？相对定量评价RPN风险1、风险2.排在前面的资源允许的可以解决的谁来做？什么时候做？预计效果试验效果实际效果FMEA的思路风险在那里？设计缺陷风险的原因是什么？风险评价FMEA的效益改进质量、生产率、可靠性和安全性改善企业形象，提高竞争力提高顾客的满意度减少招回的风险降低产品开发的时间和费用对减少风险的活动或措施进行存档和追踪FMEA的效益改进质量、生产率、可靠性和安全性第三部分 FMEA的分析流程 第一步：确定FMEA的分析计划 第二步：成立FMEA的分析小组 第三步：确

9、定分析的必要输入 第四步：实施FMEA 第五步：纠正措施的落实第三部分 FMEA的分析流程 第一步：确定F第一步 制定FMEA的分析计划分析什么产品 ？采用什么类型的FMEA ？制定FMEA分析计划 第一步 制定FMEA的分析计划分析什么产品 ？采用什么类型的采用什么类型的FMEA ？设计上的缺陷过程中的不足“不正确”的使用服务相关风险来源设计FMEAdFMEA系统 FMEA功能 FMEA设计 FMEA过程 FMEA (p-FMEA)应用 FMEA (a-FMEA)服务 FMEA (s-FMEA)采用什么类型的FMEA ？设计上的缺陷过程中的不足“不正确”分析什么产品？系统车身分系统门窗内装外

10、装组件门内板玻璃窗密封条门锁产品一般是具有层次性的：首先确定分析哪个层次然后确定分析哪个产品最后确定分析产品与其它产品的接口关系是否列入FMEA计划中？分析什么产品？系统车身分系统门窗内装外装组件门内板玻璃窗密封根据产品阶段制定FMEA计划系统/方案设计功能/概要设计细节/详细设计过程流程设计加工制造产品使用和服务服务FMEA服务流程服务文档服务能力使用FMEA应用流程容错方法使用说明问题纠正过程FMEA过程方案过程审查过程缺陷问题纠正设计FMEA设计审查缺陷暴露问题纠正功能FMEA功能分析接口关系模型确认系统FMEA方案选择需求分析支持能力方案确认根据产品阶段制定FMEA计划系统/方案设计功

11、能/概要设计细节根据产品的特性制定FMEA分析计划在一个阶段中，一般做不到所有的项目都要进行FMEA，一般要选择关键问题和重点问题进行分析。那么，关键问题和重点问题是什么？结合经验判断：现场统计结果相似产品经验人的经验：结合6工具判断质量功能展开（QFD）原因和影响矩阵（C&E 矩阵）关键要素分析（R&R 矩阵）根据产品的特性制定FMEA分析计划在一个阶段中，一般做不到所C&E 矩阵C&E 矩阵FMEA 是一个永无止境的过程我们不可能分析所有的方面:首先分析关键的方法其次分析重要的方法关键和重要特性是动态的第1次分析C&E300的，第二次分析C&E200的，.我们不可能解决已经发现的所有问题:

12、第一次：解决RPN125的风险第二次：解决RPN80的风险第三次：.持续改进的需要不断地制定FMEA计划不断地扩展FMEAFMEA 是一个永无止境的过程我们不可能分析所有的方面:第二步 成立FMEA小组FMEA依赖于分析者的经验“头脑风暴”有助于解决实质问题FMEA需要各方面的权衡有助于控制措施的落实第二步 成立FMEA小组FMEA依赖于分析者的经验FMEA小组的组成Team Leader如果是设计FMEA，就由设计人员担任好了认知能力、沟通能力、权衡能力聚焦！时间控制推荐的代表:设计研制者/ 作业者/ 管理者质量可靠性材料测试供应商FMEA小组的组成Team LeaderFMEA 小组的原则

13、聚焦于某一问题，不要过于分散。倾听！让别人把话讲完。说话不要超过30秒。仅仅讨论的是FMEA问题，避免激烈争执。每个人都参与其中。问题发现了，解决它！是谁的责任并不重要。FMEA 小组的原则聚焦于某一问题，不要过于分散。倾听！让别第三步 确定FMEA的必要输入分析对象的资料对于设计FMEA需要功能说明书，技术图纸，BOM表，可靠性模型报告，可靠性预计报告等；对于过程FMEA需要过程流程图、过程计划、C&E矩阵、设备说明书等。FMEA指导资料FMEA分析规范FMEA工作计划数据源资料故障模式手册FRACAS统计报告过去FMEA的分析报告其它数据来源有没有FMEA软件？第三步 确定FMEA的必要输

14、入分析对象的资料有没有FMEA软其它数据来源尽可能多地收集其它数据同类产品的FMEA信息同类产品的故障案例分析过去发生过什么故障、原因是什么、是怎么解决的、效果如何？常见的数据源：GJB/Z 299B标准列出了大部分电子产品的故障模式信息NPRD手册列出了很多机械零件的故障模式信息QC-900标准 列出了汽车各层次产品的故障模式手册其它数据来源尽可能多地收集其它数据第四步 实施FMEAFMEA 常常借助于FMEA分析表格的形式实施：QS9000 FMEA 分析表MIL-STD-1629 FMEA分析表其它FMEA 分析表推荐的方式根据企业和产品的特点自定义FMEA 分析表FMEA的借助软件工具

15、：FMEA 专业软件（推荐）Microsoft ExcelMicrosoft Access第四步 实施FMEAFMEA 常常借助于FMEA分析表格的形QS9000FMEA 的分析表格QS9000FMEA 的分析表格简单说明输入是什么？输入如何出错？能做些什么？对输出的影响是什么？要因是什么？这些如何发现或预防？多坏？频度？多好？简单说明输入是什么？输入如何出错？能做些什么？对输出的影响是FMEA 流程（一）确定分析对象鉴别故障模式故障影响鉴别故障原因严重度发生度检测度风险顺序数预先控制措施接下页FMEA 流程（一）确定分析对象鉴别故障模式故障影响鉴别故障FMEA 流程（二）接上页是否要纠正？确

16、定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束FMEA 流程（二）接上页是否要纠正？确定纠正措施确定责任人故障模式分析故障（Failure）不能完成预定功能的状态Surprise始料未及的状态故障模式（Failure Mode）故障现象的规范表述电阻：短路、开路、阻值超限故障模式的来源故障模式手册FRACAS数据库相关资料，例如GJB 299B（电子产品），NPRD（机械）分析和推断故障模式分析故障（Failure）典型的故障模式典型的故障模式故障影响分析故障影响是指产品的每一个故障模式对产品自身或其他产品的使用、功能和状态的影响。 三级影响局部影响本地影响对上层

17、影响对上层产品的影响对下一道工序的影响最终影响对顾客的影响故障影响可用严重度分级故障影响分析故障影响是指产品的每一个故障模式对产品自身或其他QS9000-FMEA 的评价准则严重度后果 判定准则：后果的严重度 级别无警告的严重危害 严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时无预警。 10有警告的严重危害 严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时有预警。 9很高 车辆/系统无法运行（丧失基本功能）。 8高 车辆/系统能运行，但性能下降。顾客很不满意。 7中等 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面失效。顾客不满意。

18、 6低 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面性能下降。顾客有些不满意。 5很低 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，多数顾客发现有缺陷（多于75） 4轻微 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求， 50的顾客发现有缺陷。 3很轻微 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，有辨识能力的顾客发现有缺陷（多于25）。 2无 没有可识别的影响 1QS9000-FMEA 的评价准则严重度后果 判定准则：后故障原因分析故障原因自身的那些物理、化学或生物变化过程等直接原因其他产品的故障、环境因素和人为因素等引起的间接故障原因四类故障原因：设计相关制造过程相关使用相关服务相关故障原因可能是下

19、级产品的故障模式故障原因分析故障原因QS9000-FMEA 的评价准则发生度可能性 可能的失效率 级别很高：持续性发生的失效 100件/每千辆车 1050件/每千辆车 9高：反复发生的失效 20件/每千辆车 810件/每千辆车 7中等：偶尔发生的失效 5件/每千辆车 62件/每千辆车 5低：相对很少发生的失效 1件/每千辆车 40.5件/每千辆车 3极低：失效不太可能发生 0.1件/每千辆车 20.010件/每千辆车 1QS9000-FMEA 的评价准则发生度可能性 可能的失效当前控制措施已经采取了哪些控制措施控制措施的分类第一等：消除故障原因的措施第二等：降低严重度的措施第三等：提前发现的措

20、施第四等：说明书/手册当前控制措施已经采取了哪些控制措施QS9000-FMEA 的评价准则检测度探测度 评价准则 级别绝对不肯定 设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式；或根本没有设计控制 10很极少 设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 9极少 设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 8很少 设计控制有很少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 7少 设计控制有较少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 6中等 设计控制有中等机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 5中上 设计控制有中上多的机会能找出潜在

21、的起因/机理及后续的失效模式 4多 设计控制有较多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 3很多 设计控制有很多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 2几乎肯定 设计控制几乎肯定能够找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 1QS9000-FMEA 的评价准则检测度探测度 评价准则 风险顺序数 (RPN)FMEA用风险顺序数进行相对定量描述 RPN 是在你提供的信息基础上计算出来的数，要考虑 潜在的失败模式, 相关影响, 和当前在达到顾客之前工程探测失败能力 它是三个定量的数率的乘积，分别相对于影响，要因和控制： RPN = 严重度 X 发生率 X 探测力影响要因控制风险顺序数 (R

22、PN)FMEA用风险顺序数进行相对定量描述风险顺序数（RPN）的更改判据风险顺序数（RPN）作为更改判据，例如：当RPN125时，必须更改当RPN64时，建议更改当RPN125时需要纠正。因此，第1,2,4故障原因需要纠正。设计 FMEA 举例 （Step 10）接上是否要纠正？确定项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度现行预防设计控制现行检测设计控制检测度风险顺序数RPN左前车门 H8HX-0000-A 上、下车 保护乘员免受天气、噪声、侧碰撞的影响 车门附加，如后视镜、门铰链、门锁、及门窗升降器等的固定支撑。 提供适当的表面处理项目 涂装及轻微的修整 车门内板下部腐蚀

23、车门寿命降低 因漆面生锈，使客户对外观不满损害车门内附加之功能7车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低6整车耐久性试验T-118 T-109 T-30172947蜡层厚度规定不足4整车耐久性试验同上71967蜡的配方不当2物理和化学试验室试验2287混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分5用功能不彰的喷头进行设计辅助调查82807车门板之间空间不够，容不下喷头作业6喷头作业的图样评定4112Step10.项目/功能潜在故障模式故障影响严重度分类故障原因/机理发生度设计 FMEA 举例 （Step 11）接上是否要纠正？确定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束确定纠正

24、措施为：1.增加实验室加速腐蚀试验2.就蜡层厚度进行设计试验分析4.增加小组评价，利用正式量产喷蜡设备和特定的蜡设计 FMEA 举例 （Step 11）接上是否要纠正？确定纠正措施能改善RPN的哪些方面？对于设计FMEA来说纠正措施SEVOCCDET重新设计YYY改进当前控制NNY更改材料和零件NYY改变使用方法YYY改变使用环境YYY提高可靠性NYY加强雇员训练NNY补充FMEA项目YYY补充SPC项目NNN加强质量计划NNN(Y=Yes; N=No)纠正措施能改善RPN的哪些方面？对于设计FMEA来说纠正措施接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和完成日期确定的纠正措施

25、纠正措施效果严重度发生度检测度R.P.N车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低增加实验室加速腐蚀试验蜡层厚度规定不足就蜡层厚度进行设计试验分析蜡的配方不当混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分增加小组评价，利用正式量产喷蜡设备和特定的蜡车门板之间空间不够，容不下喷头作业Step11.接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和设计 FMEA 举例 （Step 12）接上是否要纠正？确定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束确定责任人和日期为：A.Tate车身工程师 8X，09，032. A.Tate车身工程师9X，01，154. 车身工程和装总部门8X

26、，11，15设计 FMEA 举例 （Step 12）接上是否要纠正？确定接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和完成日期确定的纠正措施纠正措施效果严重度发生度检测度R.P.N车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低增加实验室加速腐蚀试验A.Tate车身工程师8X，09，03蜡层厚度规定不足就蜡层厚度进行设计试验分析A.Tate车身工程师9X，01，15蜡的配方不当混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分增加小组评价，利用正式量产喷蜡设备和特定的蜡车身工程和装总部门8X，11，15车门板之间空间不够，容不下喷头作业Step12.接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和设

27、计 FMEA 举例 （Step 13）接上是否要纠正？确定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束重新评价：严重度、发生度和检测度。RPN效果为RPN(1)=28RPN(2)=28RPN(4)=21设计 FMEA 举例 （Step 13）接上是否要纠正？确定接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和完成日期采取的纠正措施纠正措施效果严重度发生度检测度R.P.N车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低增加实验室加速腐蚀试验A.Tate车身工程师8X，09，03根据试验结果（1481号试验），上方喷涂规格提高125mm72228蜡层厚度规定不足就蜡层厚度

28、进行设计试验分析A.Tate车身工程师9X，01，15试验结果显示要求的厚度是合适的。设计试验分析显示要求的厚度在25范围内变化。72228蜡的配方不当混入的空气阻止蜡进入边角/边缘部分增加小组评价，利用正式量产喷蜡设备和特定的蜡车身工程和装总部门8X，11，15基于试验结果，在受影响的区域增加3个排气孔71321车门板之间空间不够，容不下喷头作业Step 13.接上表故障原因/机理中间内容略，见上表建议的纠正措施责任人和设计 FMEA 举例 （Step 14）接上是否要纠正？确定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束所有的RPN结果均小于125的预定要求。

29、设计 FMEA 举例 （Step 14）接上是否要纠正？确定设计 FMEA 举例 （Step 15）接上是否要纠正？确定纠正措施确定责任人和完成日期纠正措施效果判定是否满足要求？生成控制计划结束Control PlanAPQP设计更改单.存档设计 FMEA 举例 （Step 15）接上是否要纠正？确定第二节 过程FMEA举例我们要加工一个不锈钢洗盆。第二节 过程FMEA举例我们要加工一个不锈钢洗盆。过程流程图 制 造输出周期材料特性喂料以卷形材料投入l 切割按照长度切割周期正确长度无毛刺冲压按照尺寸冲压成片 周期正确部件无毛刺正确尺寸抗张强度拉伸按照特性拉伸 输出周期正确部件 正确尺寸抗张强度

30、冲孔按照特征冲孔周期正确部品无毛刺正确尺寸抗张强度清洗清洁金属表面周期清洁的表面无残渣齿轮速度齿轮磨损材料批号材料特性输入类型CUUU剪切速度刃具磨损材料特性夹紧力剪切力CUUCU模具磨损材料特性冲击力冲击速度模具号模具硬度UUCCCC拉伸速度材料特性模具号输入类型CUC冲孔速度冲床磨损材料特性夹紧力冲击力CUUCU溶液类型溶液纯度溶液龄表面粗糙度污染程度湿度温度CUUUUUU过程流程图 制 造输出周期喂料以卷形材料投入l 切割C&E 矩阵关键输入已按总分数排序。 我们在最初的FMEA活动中将只考虑最前面的4项 C&E 矩阵关键输入已按总分数排序。 第一步：确定分析对象工序/关键输入故障模式故

31、障影响故障原因当前控制措施工序：切割关键工序输入：切割速度我们在本例中仅分析切割工序的关键输入：切割速度让我们换一种方式，团队首先集中于FMEA的输入，而不是评分。评分工作在输入完成后进行。第一步：确定分析对象工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当第二步：确定故障模式工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当前控制措施工序：切割关键工序输入：切割速度速度过快速度过慢“切割速度”有哪些异常的方式？尽量列全了。第二步：确定故障模式工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当第三步：确定故障影响工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当前控制措施工序：切割关键工序输入：切割速度速度过快产生毛刺损坏刀刃和材料速度过慢切割不足产生圆边对下一道工序和/或最终顾客的影响最恶劣的可能影响第三步：确定故障影响工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当第四步：分析故障原因工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当前控制措施工序：切割关键工序输入：切割速度速度过快产生毛刺损坏刀刃和材料错误的设定点差的校正速度过慢切割不足产生圆边错误的设定点差的校正刀刃磨损一个故障模式可能有多个原因第四步：分析故障原因工序/关键输入故障模式故障影响故障原因当第五