FMEA-潜在失效模式及后果分析

1、 / 20/20FMEAPotential Failure Mode and Effects Analysis潜在失效模式及后果分析何谓FMEA FMEA是一组组系统化的活活动，其目的的是：发现、评价产品品过程中潜潜在的失效及及其后果。 找到能够避免或或减少这些潜潜在失效发生生的措施。 书面总结上述过过程。 为确保客户满意意，这是对设设计过程的完完善。 FMEA发展历历史 虽然许多工程技技术人员早已已在他们的设设计或制造过过程中应用了了FMEA这一一分析方法。但但首次正式应应用FMEAA技术则是在在六十年代中中期航天工业业的一项革新新。 FMEA的实施施 由于不断追求产产品质量是一一个企业不可

2、可推卸的责任任，所以应用用FMEA技术术来识别并消消除潜在隐患患有着举足轻轻重的作用。对对车辆回收的的研究结果表表明，全面实实施FMEAA能够避免许许多事件的发发生。 虽然FMEA的的准备工作中中，每项职责责都必须明确确到个人，但但是要完成FFMEA还得得依靠集体协协作，必须综综合每个人的的智能。例如如，需要有设设计、制造、装装配、售后服服务、质量及及可靠性等各各方面的专业业人才。 及时性是成功实实施FMEAA的最重要因因素之一，它它是一个“事前的行为为”，而不是“事后的行为为”，为达到最最佳效益，FFMEA必须须在设计或过过程失效模式式被无意纳入入设计产品之之前进行。 事前花时间很好好地进行

3、综合合的FMEAA分析，能够够容易、低成成本地对产品品或过程进行行修改，从而而减轻事后修修改的危机。 FMEA能够减减少或消除因因修改而带来来更大损失的的机会。 适当的应用FMMEA是一个个相互作用的的过程，永无无止境。 DFMEA（设设计FMEAA）简介 设计潜在FMEEA是由“设计主管工工程师小组组”早期采用的的一种分析技技术，用来在在最大范围内内保证已充份份的考虑到并并指明各种潜潜在失效模式式及与其相关关的起因机机理。 应评估最后的产产品以及每个个与之相关的的系统、子系系统和零部件件。 FMEA以其最最严密的形式式总结了设计计一个零部件件、子系统或或系统时，一一个工程师和和设计组的设设计

4、思想(其中包括，根根据以往的经经验和教训对对一些环节的的分析)。 这种系统化的方方法与一个工工程师在任何何设计过程中中正常经历的的思维过程是是一致的，并并使之规范化化、文件化。 在设计阶段使用用FMEA时，能能够用以下方方法降低产品品的失效风险险 有助于对设计要要求的评估及及对设计方案案的相互权衡衡。 有助于对制造和和装配要求的的最初设计。 提高在设计开开发过程中已已考虑潜在失失效模式及其其对系统和车车辆运行影响响的(概率)可能性。 对制定全面、有有效的设计试试验计划和开开发项目，提提供更多的信信息。 根据潜在失效模模式对“顾客”的影响，对对其进行排序序列表，进而而建立一套改改进设计和开开发试

5、验的优优先控制系统统。 为推荐和跟踪降降低风险的措措施提供一个个公开的讨论论形式。 为将来分析研究究现场情况，评评价设计的更更改及开发更更先进的设计计，提供参考考。 集体的努力 在最初的设计潜潜在FMEAA过程中，希希望负责设计计的工程师们们能够直接地地、主动地联联系所有有关关部门的代表表。这些部门门应包括(但不限于)：装配、制制造、材料、 质量、服务务和供方，以以及负责下一一总成的设计计部门。 FMEA可成为为促进有关部部门间充分交交换意见的催催化剂，从而而提高整个集集体的工作水水平。 此外，任何(内内部或外部的的)供方设计项项目应向有关关负责设计的的工程师进行行咨询。 设计FMEA是是一份

6、动态文文件，应在一一个设计概念念最终形成之之时或之前开开始，而且，在在产品开发各各阶段中，当当设计有变化化或得到其它它信息时，应应及时，不断断地修改，并并最终在产品品加工图样完完成之前全部部结束。 考虑制造装配配的要求是相相互联系的，设设计FMEAA在体现设计计意图的同时时，还应保证证制造或装配配能够实现设设计意图。制制造或装配过过程中可能发发生的潜在失失效模式和或其原因机理不需包包含在设计FFMEA当中中，此时，它它们的识别，影影响及控制是是由过程FMMEA来解决。 设计FMEA不不是靠过程控控制来克服设设计中潜在的的缺陷，但的的确要考虑制制造装配过过程中技术的的体力的限限制，例如 必要的拔

7、模(斜斜度) 要求的表面处理理 装配空间工具具可接近 要求的钢材硬度度 过程能力性能能 设计FMEA的的开发 主管设计工程师师拥有许多用用于设计FMMEA准备工工作的文件。 设计FMEA应应从列出设计计希望做什幺幺及不希望做做什幺开始，如如设计意图。顾顾客需求(正如由QFDD之类活动所所确定的一样样)、车辆要求求文件、已知知产品的要求求和制造装装配要求都应应结合起来。 期待特性的定义义越明确，就就越容易识别别潜在的失效效模式，采取取纠正措施。 设计FMEA应应从所要分析析的系统、子子系统或零部部件的框图开开始。附录AA给出了一个个框图的示例例，这个框图图也可指示出出信息、能量量、力、流体体等的

8、流程。其其目的在于明明确对于框图图的(输入)，框图中完完成的过程(功能)，以及来自自框图的(输出)。 框图说明了分析析中包括的各各项目之间的的主要关系，并并建立了分析析的逻辑顺序序。 用于FMEA的的准备工作中中这种框图的的复制件应伴伴随FMEAA过程。 目的 生产品设计开发发初期, 分析产品品潜在失效模模式与相关产产生原因提出出未来分析阶阶段注意事项项, 建立有效效的质量控制制计划 定义 失效 : 在规定条件下(环境、操作作、时间)不能完成既既定功能。 在规定条件下, 产品参数数值不能维持持在规定的上上下限之间。 产品在工作范围围内, 导致零组组件的破裂、断断裂、卡死等等损坏现象。 为了便于

9、将潜在在的失效模式式及其影响后后果分析成文文，已设计出出专用表格。下面介绍这种表表格的具体应应用，所述各各项的序号都都相应标在表表上对应的栏栏目内，完成成的设计FMMEA表格的的示例见附录录B：FMEA编号 填入FMEA文文件编号, 以便查询。 系统、子系统或或零部件的名名称及编号设计责任 填入整车厂（OOEM）部门门和小组, 如果知道，还还应包括供方方的名称。 4）编制者 填入负责FMEEA准备工作作的工程师的的姓名、电话话和所在公司司的名称。 年型/车型 填入将使用和/或正被分析析的设计所影影响的预期的的年型及车型型（如果已知知的话）。 关键日期 填入FMEA初初次预定完成成的日期，该该日

10、期不应超超过计划的生生产设计发布布的日期。FMEA日期 填入编制FMEEA原始稿的的日期及最新新修订的日期期。核心小组列出有权确定和和/或执行任任务的责任部部门和个人姓姓名（建议所所有参加人员员的姓名、部部门、电话、住住址等都应记记录在一张分分发表上）。 项目/功能填入被分析项目目的名称和编编号, 尽可能简简洁地填入被被分析项目的的功能符号, 设计意图图。包括这个个系统作业相相关的信息(如: 说明温度度、压力、湿湿度范围)如果项目包包含一个以上上有不同潜在在失效模式功功能时, 则列出所所有个别功能能。 潜在失效模式为零件、子系统统或系统于符符号设计意图图过程中可能能失效的种类类, 也可能是是较

11、高阶子系系统或系统之之失效原因, 或较低阶阶零组件的失失效效应。 列出特别项目和和功能的每一一潜在失效模模式。假设失失效是将发生生的但不是必必须发生的, 潜在失效效模式或尽可可能发生于某某些作业条件件下(如: 热、冷、干干燥、灰尘等等)和某些使用用条件下。 一般的失效模式式包含下列各各项, 但不限于于此: 裂纹、变变形、松弛、泄泄漏、粘结、短短路、生锈氧氧化、断裂。 潜在失效后果为被客户察觉在在功能特性上上失效模式的的后果, 也就是: 失效模式式一旦发生时时, 对系统或或装备以及操操作使用人员员所造成的影影响。 一般在讨论失效效后果时, 先检讨失效效发生时对干干部所产生的的影响, 然后循产产品

12、的组合架架构层次, 逐层分析一一直到最高层层级人员, 装备所可能能造成的影响响。 常见的失效后果果包括: 噪音、漏漏气、操作费费力、电动窗窗不作用、煞煞车不灵、跳跳动、乱档、冷冷却不够、车车辆性能退化化, 产生臭气气, 外观不良良等。 严重度 （S）严重度是潜在失失效模式发生生时对下序零零件、子系统统、系统或顾顾客影响后果果的严重程度度（列于前一一栏中）的评评价指标。严重度仅适用于于后果要减少失效的严严重度级别数数值，光能通通过修改设计计来实现，严严重度的评估估分为1到110级。分级这个字段用来区区分任何对零零件、子系统统或系统、将将要求附加于于制程管制的的特殊产品特特性(如关键的、主主要的、

13、次要要的)。 任何项目被认为为是要求的特特殊过程控制制, 将被以适适当的特征或或符号列入设设计FMEAA的分级字段段内, 并将于建建议措施字段段被提出。 每一个于设计FFMEA列出出的项目, 将在过程FMMEA的特殊殊过程管制中中被列出。 潜在失效的起因因/机理潜在失效起因是是指一个设计计薄弱部分的的迹象，其作作用结果就是是失效模式。 一般失效原因包包括下列, 但不局限于于此：错误的原物料规规格。 不适当的设计寿寿命假设。 超过压力。 润滑或加油能力力不足。 不适当的维护作作业。 缺乏环境保护。 错误的算法。 一般装备失效包包括下列, 但不局限于于此 生产效益率低。 金属疲劳。 原物料材质不稳

14、稳定。 欠流畅。 磨损。 腐蚀。 频度（0）频度是指某一特特定失效起因因或机理（已已列于前栏目目中）出现的的可能性 发生机会: 为原因或装备可可能发生的事事。可能发生生的等级是一一个值。透过过设计变更是是唯一能删除除或管制, 因各种原因因或装备所产产生的失效模模式。 潜在失效起因/机理出现频频度的评估分分为1到100级，在确定定这个估计值值时，需要考考虑下列问题题： 相似零件或子系系统的过去服服务取得资料料和相关经验验? 零件、或前一等等级类似零件件或子系统是是否渍销? 从前一等级的零零件或子系统统, 改变的程程度大小? 零件与前一等级级零件, 基本上是是否有差异? 零件是否为全新新的产品?零

15、件使用条条件是否改变变? 作业环境是否改改变? 是否运用工程分分析去评估, 实施执行行与期望发生生比率可组相相提并论? 推荐的评估准则则 现行设计控制 列出利用预防, 设计验证证/确认或其它它作业未确认认对失效模式式设计适当, 和/或原因/机器设备均均被考虑。常常用的控制(如: 道路试验验、设计评审审、运算研究究、可行性审审查、样件试试验等)为一些已被被或正在使用用的相同或类类似的设计。有三种设计管制或特征：预防起因/机理理, 或失效模模式/后果的出现现或降低发生生比率。 查出起因/机理理, 并提出纠纠正措施。 查出失效模式。 可能的话, 最最好利用第11种控制方法法; 再使用第第2种控制方法

16、法; 最后才使使用第3种控制方法法。 不易探测度 （D）风险顺序数（RRPN）风险顺序数是严严重度数(S), 频率率数(0), 不易探测测数(D)等级的乘乘积。 RPPN = (S) (0) (D)是一项项设计风险指指针, RPN取值在在1至10000之间。当当RPN较高时时, 设计小组组应提出纠正正措施来降低低RPN值。一一般实务上, 较不注意意RPN质的结结果, 通常严重重度数（S）较高时, 就会特别别注意。 建议措施 当失效模式依RRPN值排列列其风险顺序序时, 针对最高高等级的影响响和关键项目目提出纠正措措施, 任何建议议措施的目的的要清除任何何的频次, 严重度和/或不易探测测度的等级

17、。增增加设计验证证或确认作业业的结果, 只可降低查查出缺失的等等级。透过设设计变更去除除或控制某一一或多个影响响失效模式的的起因/机理, 只能降低低频次数的等等级。只有设设计变更能降降低严重度等等级。可以考考虑下列的措措施, 但不限于于此: 试验设计 。修改试验计划 。修改设计 。修改材料性能要要求 。责任（对建议措措施）填入建议措施的的负责单位或或个人, 和预定完完成的日期 。采取的措施完成纠正措施后后, 填入简短短的执行作业业或生效日期期 纠正后的RPNN将纠正措施实施施后, 经鉴定, 评估和记记录严重程度度、出现频次次和不易探测测度数值的等等级结果填入入。 追踪确确认 : 设计工工程师应

18、负责责确认所有的的建议措施, 均已执行行或有适合的的对策提出。FMEA相关文件应能反应最近的设计等级, 和最近有关的措施, 包括开始量产后发生的 。设计责任工程师师可由下列方方法确认所有有建议措施已已被执行 。确认达成设计要要求。审查工程图面和和规范 。组装或制造文件件编汇确认 。审查过程FMEEA和控制计计划 。 PFMEA（过过程FMEA）目的对失效的产品进进行分析, 找出零件组组件之失效模模式, 鉴定出它它的失效原因因, 研究该项项失效模式对对系统会产生生甚么影响 。失效分析找出零零组件或系统统的潜在弱点点, 提供设计计、制造、品品保等单位采采取可行之对对策 。简介过程潜在FMEEA是由

19、“制造主管工工程师小组组”采用的一种种分析技术，用用来在最大范范围内保证已已充分的考虑虑到并指明潜潜在失效模式式及与其相关关的后果起因因机理。FFMEA以其其最严密的形形式总结了工工程师小组组进行工艺过过程设计时的的设计思想(包括对一些些对象的分析析，根据经验验和过去担心心的问题，它它们可能发生生失效)。这种系统统化的方法与与一个工程师师在任何制造造计划过程中中正常经历的的思维过程是是一致的，并并使之规范化化 。范围 新件模具设计阶阶段。新件试试模、试做阶阶段。新件进进入量产前阶阶段。新件客客户抱怨阶段段。 过程潜在 FMMEA确定与产品相关关的过程潜在在失效模式 评价失效对顾客客的潜在影响响

20、确定潜在制造或或装配过程失失效的起因，确确定减少失效效发生或找出出失效条件的的过程控制变变量 编制潜在失效模模式分级表，然然后建立考虑虑纠正措施的的优选体系 将制造或装配过过程的结果编编制成文件顾客的定义 过程潜在FMEEA中“顾客”的定义，一一般是指“最终使用者者”，但也可以以是后续的或或下一制造或或装配工序，以以及服务工作作。当全面实施FMMEA时，要要求在所有新新的部件过过程，更改过过的部件过过程及应用或或环境有变化化的原有部件件过程进行行过程FMEEA。过程FMEAA由负责过程程工程部门的的一位工程师师来制定 。集体的努力 在最初的潜在PPFMEA中中，希望负责责过程的工程程师能够直接

21、接地、主动地地联系所有相相关部门的代代表。这些部部门包括但不不限于：设计计、装配、制制造、材料、质质量、服务、供供方以及负责责下道装配的的部门。FMMEA应成为为促进不同部部门之间充分分交换意见的的催化剂，从从而提高整个个集体的工作作水平 。过程FMEA是是一份动态文文件，应在生生产工装准备备之前，在过过程可行性分分析阶段或之之前开始，而而且要考虑以以单个零件到到总成的所有有制造工序。在在新车型或零零件项目的制制造计划阶段段，对新工艺艺或修订过的的工艺进行早早期评审和分分析能够促进进预测、解决决或监控潜在在的过程问题题 。过程FMEA假假定所设计的的产品会满足足设计要求。因因设计缺陷所所产生失

22、效模模式不包含在在过程FMEEA中。它们们的影响及避避免措施由设设计FMEAA来解决 。过程FMEA并并不是依靠改改变产品设计计来克服过程程缺陷的，但但它要考虑与与计划的制造造厂装配过程程有关的产品品设计特性参参数，以便最最大限度地保保证产品能满满足顾客的要要求和期望 。FMEA也有助助于新机器设设备的开发。其其方法是一样样的，只是应应将所设计的的机器设备当当作一种产品品来考虑。在在确定了潜在在的失效模式式之后，就可可以着手采取取纠正措施消消除潜在失效效模或不断减减小它们发生生的可能性 。过程FMEA的的开发 过程FMEA应应从整个过程程中的流程图图风险评定定（见附录CC）开始。流流程图应确定

23、定与每个过程程有关的产品品过程特性性参数。如果果可能的话，还还应根据相应应的设计FMMEA确定某某产品影响的的内容。用于于FMEA准备备工作中的流流程风险评评定图的复制制件应伴随FFMEA过程程 。为了便于分析潜潜在失效模式式及其影响后后果，并使之之成为正规文文件，设计了了标准的表格格，见附录GG。下面介绍表格的的具体应用，所所述各项的序序号都标在表表上对应的栏栏目中，完成成的过程FMMEA表格实实例见附录DD。定义 在失效分析中, 首先要明明确产品的失失效是甚么, 否则产品品的数据分析析和可靠度评评估结果将不不一样, 一般而言言, 失效是指指 :在规定条件下, (环境、操操作、时间)不能完成

24、既既定功能 。在规定条件下, 产品参数数值不能维持持在规定的上上下限之间 。产品在工作范围围内, 导致零组组件的破裂、断断裂、卡死、损损坏现象 。FMEA编号 :填入FMEA文文件编号, 以便可以追追踪使用 。制程FMEA表表编号如下 :编号 - 项目号 (从001-09循循环使用)月份公历年的末两位位 项目 填入将被分析的的系统、子系系统或零件的的过程名称和和编号 过程责任 填入OEM整车车厂、部门和和小组, 如果知道道包括供货商商名称 编制者填入负责准备FFMEA工作作的工程师的的姓名、电话话及所在公司司名称年型/車型填入将使用和/或正被分析析过程影响的的预期的年型型及车型（如如果已知的话

25、话）关键日期填入最初FEMMA预定完成成的日期, 不能超过开开始计划生产产的日期 FMEA日期填入编制最初FFMEA被完完成日期, 和最新被修修訂的日期核心小組列出有权限参与与或执行这项项工作负责部部门或个人姓姓名(建议将所有有小组成员名名字、单位、电电话号码、地地址等另行列列表) 。过程功能/要求求填入要被分析的的过程或作业业简单的叙述述(如车、钻、焊焊接、攻丝、装装配等) 。叙述尽尽可能与被分分析的过程或或作业目的一一致, 当过程包包含多种作业业(如:组装), 而有不不同的潜在失失效模式时, 要将不同同的作业视为为不同过程处处理 。潛在失效模式为过程可能不符符合过程要求求或设计意图图。叙述

26、规定定作业的不合合格事项。它它是一个原因因成为下工程程的潜在失效效模式或被上上工程所影响响潜在失效模模式。无论如如何, 在准备fmeea中, 必须假设设进料的零组组件或原物料料是好的。列列出每一个特特殊作业零件件、分系统、系系统或制程特特性, 所引起的的潜在失效模模式。制程工工程师或小组组要提出和回回答下列问题题 :过程或零组件为为何不符合规规范 ?不考虑工程规范范, 甚么是客客户(最终使用者者、下工程或或服务)所不满意的的 ?一般的失效模式式包含下列各各项:弯曲、粘合合、毛刺、转转运损坏、断断裂、变形、脏脏污、安装调调试不当、接接地、开路、短短路、工具磨磨损等 。潛在失效后果被定义为对客户户

27、的功能失效效模式。客户户指的是:下个作业、下下工程或地点点、经销商、或或车辆所有者者。每一个潜潜在失效功能能都必须被考考虑 。对于最终使用者者, 失效的后后果经常被指指为: 杂音、不不规律的动作作、不能操作作的、不稳定定的、通风不不良、外观不不良、粗糙不不平的、过度度的费力要求求, 令人不舒舒服的气味、操操作性减弱、车车辆控制受损损等 。对于下工程而言言, 失效的后后果经常被指指为: 不能焊牢牢、不能上胶胶、不能塑封封、排向困难难、引直困难难、影响产品品性能 。严重度 （S） :分级 潜在失效起因/机理 在尽可能的范围围理, 列出所有有能想象得到到的失效起因因 :不当的钮力过大、过小小 。不适当的焊接电流、时时间、压力不不正确 。不精确的量具 。不当的热处理时间、温温度有误 。不适当的上胶 。缺少组件或装错错 。频度 （0）现行过程控制 现行过程控制是是叙述制成方方法, 用来预防防可能扩大的的失效模式和和探测出失效效模式的发生生。这些控制制方法