某顾问有限公司潜在失效模式及后果分析课件

1、深圳冠智达管理顾问有限公司SHENZHEN GREEM MANAGEMENT CONSULTANT CO.,LTD潜在失效模式及后果分析Failure mode and effect analysis (FMEA)1何谓FMEAFMEA的定义FMEA的发展FMEA的种类FMEA的作用FMEA作业流程程2FMEA定义FMEA是一种工程技术术（一种种工具），用以定义义、确认认及消除除在系统统上、设设计、制制程及服服务还没没有到达达顾客前前已知的的或潜在在的失效效、问题题等。3FMEA的演变变GrummanAircraft Company1950 FMEA飛機主操縱系統失效分析Boeing & Ma

2、rtin MariettaAerospace Company1957 工程手冊中正式列出FMEA程序Nation Aeronautics andSpace Administration (NASA)1960 FMEA成功地應用於航太計劃Defense DepartmentInternational ElectricalCommission (IEC)Chrysler, FordGM, ASQ, AIAG1974出版Mil-STD-1629 FMECA1980出版Mil-STD-1629A FMECA1985出版IEC812 FMEA1993出版FMEA手冊1995出版FMEA手冊2001出版F

3、MEA手冊4FMEA的演变变FMEA的前身为为FMECA，是在1950由由格鲁曼曼飞机提提出，用用在飞机机主控系系统的失失效分析析波音与马马丁公司司在1957年年正式编编订FMEA的作业程程序，列列在其工工程手册册中60年代代初期，美太空空总署将将FMECA成功地应应用于太太空计划划。美军军同时也也开始应应用FMECA技术，并并于1974年年出版MIL-STD-1629FMECA作业程序序。1985由国际际电工委委员会（IEC）出版的FMECA国际标准准（IEC812),即参考MIL-STD-1629A修改而成成。FMEA是QS9000五大工具具之一，最新版版为第四版。5FMEA种类系统统管理

4、系统统（质量、安全、环境管理理）设计计零组件子系统主系统过程程人/设备备/方法法材料/量量测/环环境重点：使系统失失效的影影响降至最低低目标：使系统品品质、可靠性性、成本本及维护性性提升至最最佳状态态重点：使设计失失效的影影响降至最低低目标：使设计品品质、可靠性性、成本本及维护性性提升至最最佳状态态设备备工具、工工作站站生产线操作员训训练制程及量具重点：使过程失失效的影影响降至最低低目标：使制程品品质、可靠性性、成本本及维护性性提升至最最佳状态态6累积经验验，早期期发现失失效原因因及采取取因应之之道促进设计计改良。改善作业业方法。帮助作业业人员训训练，使使其能学学到正确确找出失失效原因因的方法

5、法及采取取有效的的措施。公司对经经验的累累积及技技术能制制度化的的保存。实施FMEA的的目的及及意义7FMEA的时机新设计、新技术术或新制制程，这时的的FMEA是完整的的设计、技术、或制程程。修改现有有的设计计或制程程(假设其其设计或或制程FMEA已存在)这时的的FMEA的焦点在在修改的的设计、制程，以及由由于修改改设计、制程而而导致的的相互作作用。使用现有有的设计计或过程程于新的的环境、地点(假设其其设计或或制程FMEA已存在)，这时时的FMEA范围是针针对环境境、地点点对现有有的设计计、过程程的影响响。8预防观念念问题总数项目策划项目实施验收使用问题总数项目策划项目实施验收使用优质企业业劣

6、质企业业9质量先期期策划(APQP)流程图概念启始始认可1.规划划计划认可原型试作作量试2.产品品设计3.过程程设计过程设计计/验证产品设计计/验证计划/定定义研发立案案生产生产阶段段/回馈纠正正产品/ 过程程确认4.产品品/过程程确认规划5.回馈馈与纠正正量产DFMEAPFMEA10FMEA作业流程程任务确认认决定分析层级级列举故障模式式机能方块图流程步骤骤分析表选定故障模式式制作FMEA表提出对策方案案试验报告告不良报告告顾客抱怨怨DFMEAPFMEA系统、子系统、零件列举故障原因因RPN评价选定对象象试验报告告不良报告告顾客抱怨怨经验累积积11项目/功能(要求)潜在失效模式式潜在失效后果

7、果严重度等级潜在原因因/失效机制制频度现行设计计(制程)管制预防检测探测度RPN建议措施施责任与目标完成日期期措施结果果采行措施施严重度频度探测度RPN潜在失效效模式与与后果分分析功能,特特征或要求为为何?后果为何何?什么会错错误?-无无功能-部部分/过过多/降低功能能-间间歇功能能-不不预期功功能有多不好好?原因为何何?其发生频率为何何?如何能预防及发发现这种原因及错错误?这种方法法发现这种种问题有多好?改善风险险程度能够做什什么?-设设计变更更-过过程变更更-特特别管制制-标标准,工工艺文文件或指引变变更-导导入防呆呆措施-加加强设备备保养-加加强参数数控制-加加强工作作技能12DFMEA

8、（设计）制作13产品设计计流程概念设计计/系统统设计分析/改改进验证设计完成成DFMEA参数设计计公差设计计客户需求求（VOC）CTQ14DFMEA目的有助于对对设计进进行客观观评价，包括功功能要求求和设计计备选方方案；评估制造造、装配配、服务务和回收收要求的的初始设设计；提高在设设计开开发过程程中，考考虑潜在在失效模模式及其其对系统统和车辆辆运行影影响的可可能性；为帮助计计划全面面、有效效的设计计开发，和验证证程序提提供更多多的信息息；根据潜在在失效模模式对顾顾客的影影响，对对其进行行分级列列表,进而建立立一套设设计改进进、开发发和验证证试验的的优先控控制体系系；为建议和和跟踪降降低风险险的

9、措施施，提供供一个解解决问题题的格式式；为帮助将将来分析析研究售售后市场场相关问问题、评评价设计计更改及及展开更更先进的的设计提提供参考考（如：习得经经验）。15设计FMEA分分析方法法硬件法针对零件件清单上上的每一一个零件件，一次次一个的的逐个分分析，直直到整个个产品分分析完。功能法针对该产产品之所所有功能能予以列列表出来来，然后后逐个功功能项目目来加以以分析。功能块法法成组的零零件组组成次次组成或或子系统统结合成成功能块块其对功功能之影影响性，影响性性最大者者将得到到较多的的注意和和优先权权。161554432设计FMEA方块图范范例失效模式式与效应应分析(FMEA)方块图环境极极值系统名

10、称称 :手手电筒筒汽车产生生年份:1994新产品品FMEA识别号码码 :XXX100D001操作环境境极值温度测试试 :_-20至至160_F_腐蚀测试试 :_测试排程程B_震动测试试 :_不适用_冲击测试试 :_六英呎呎墬落_异异质:_尘土_ 湿度度测试:_ 0-100%RH_可燃性(哪哪些零组组件接近近热源?) :_其它: _以下为方方块图范范例，FMEA小组亦可可使用其其它类型型方块图图，以说说明在其其分析中中考量的的项目。开关(SWITCH)开关C安装灯泡泡(BULB ASSEMBLY)D外壳(HOUSING )A电极板(PLATE)E+电池(BATTERIES)B弹簧(SPRING)

11、F-零组件:A.外壳B.电池(2D CELL)C.开关D.灯泡组E.电极板F.弹簧安装方式式 :1.装装入2.铆钉3.螺纹4.按压5.压合17设计方块块图例系统子系统零组件车 体内 部车 窗车门密封带玻 璃外 部车 门车门内/外板门扣/锁如果产品品机能很很复杂，可将其区区分为若若干个子系统，以识别其主要及及次要机机能，并逐个分析18功能:提供结构构的支撑撑潜在失效效模式:结构的失失效过多的偏偏斜功能:提供正确确完成车车架总成成安装尺寸潜在失效效模式:本车架安安装点的的长度太太长本车架安安装点的的长度太太短功能:支撑架总总成生产产方法(焊接接)潜在失效效模式:自行车三角架车架总成成功能:提供座位

12、位支撑并并稳定潜在失效效模式:座椅支撑撑结构失失效座椅支撑撑过度偏偏斜功能:提供漂亮亮且令人人舒服的的外观潜在失效效模式:亮度不够油漆脱落落系统设计目标标骑/乘至至少3000小小时不需需保养,及10000小小时的骑骑车寿命命适应99.5%男性成成人舒适适的骑/乘其它功能:容易骑用用潜在失效效模式驾驶困难难踩踏困难难功能:提供可靠靠的交通通潜在失效效模式链条经常常损坏轮胎经常常需要保保养功能:提供舒适适的交通通潜在失效效模式座椅位置置令骑车车者感到不舒舒服子 系统统零 部件件手 把总总成成前 轮总总成成后 轮总总成成扣 链齿齿轮轮 总成成座 椅总总成成链 条总总成成前下方管管下后方管管扣链齿轮轮

13、管19DFMEA20项目功功能填入被分分析项目目的名称称和编号号。利用用工程图图纸上标标明的名名称并指指明设计计水平。用尽可能能简明的的文字来来说明被被分析项项目要满满足设计计意图的的功能，包括该该系统运运行的环环境(如如说明温温度、压压力、湿湿度范围围)。如如果该项项目有多多种功能能，且有有不同的的失效模模式，应应把所有有功能都都单独列列出。21潜在失效效模式针对所有有功能及及可测量量的项目目，考虑虑如下四四个方面面：无功能（NoFunction）功能不全全/功能能过剩/一段时时间内性性能下降降（Partial/OverFunction/DegradedOverTime）间隙性功功能（Int

14、ermittentFunction）非预期的的功能（Unintended Function ）22失效模式式案例23失效的潜潜在后果果注意：客客户感受受24严重度严重度是是针对失失效模式式有关最严重的后果等等级。只有透过过设计的的变更，才能降降低严重重度的等等级。小组成员员应对评评价标准准及等级级系统有有一致的的共识，即使针针对个别别的产品品分析有有所修订订，对其其共识亦亦应该一一致。附注：严重度高高时，有有时可通通过设计计修改来来降低严严重度。例如： “安安全带带 ”可可以减减轻车辆辆损毁时时人员的的伤害。失效模式式后果的的严重度度为1 分者者，则不不需要作作进一步步分析。25严重度评评级2

15、6等级级对于需要要进一步步设计或过程控制制的零组组件、子子系统或或系统，可利用用此栏区区分其特特殊的产产品特性性 (如如：安安全、关关键、一一般) 。27Ford特殊特性性的识别别及符号号FMEA类型分级指示准则措施要求设计YC一个潜在的关键特性（启动PFMEA）严重度=9，10PFMEA小组须关注设计YS一个潜在的重要特性（启动PFMEA）严重度=5-8，且频度=4-10PFMEA小组须关注过程关键特性严重度=9，10有过程过程SCHI重要特性高影响严重度=5-8，且频度=4-10严重度=5-8，且频度=4-10有强调过程OS作业人员安全严重度=9或10安全认可28潜在失效效之原因因机制制2

16、9频度度频度是特特定原因因机制制在设计计中可能能发生的的机率。频度的的评价等等级分数数是相对对值，而而非绝对对值。只只有进行行设计变变更或设设计过程程变更才才是降低低发生率率的唯一一方法。是否有预预防控制制措施?频度评价价等级分分数为FMEA制作时的的相对评评分，并并不一定定是反映映实际可可能的发发生率。30发生频度度(O)31发生频度度(O)续32现行设计计控制有二种型型式的设设计控制制预防：预预防失效效的原因因机制制或预防防失效模模式的发发生，或或降低它它们发生生的概率率。探测：检检测失效效的原因因机制制或失效效模式，不管是是用分析析或物理理的方法法，在这这个项目目放行到到生产之之前。对评

17、分的的影响：假如预防防性控制制被融入入设计意意图并成成为其一一部分，它可能能性会影影响最初初的频度度定级；探测度的的最初定定级将以以探测失失效起因因/机理或探探测失效效模式的的设计控控制为基基础。33现行设计计控制-续预防控制制标杆研究究故障安安全设计计设计和原原材料标标准（内内部和外外部）文件从从类似的的设计中中得到的的最佳实实践，习习得经验验的记录录，等模拟研究究分析概念念以建立立设计要要求防错探测控制制设计评审审样品测试试确认测试试模拟研究究设计计确认试验设计计，包括括可靠性性测试用类似零零部件的的模型34现行设计计控制-续35（不易）探测度度探测度的的分数是是相应于于列在设设计控制制栏

18、中最最佳的探探测控制制。探测测度对每每一个个个别的FMEA是一个相相对的分分数。为为了得到到一个较较低的分分数，通通常规划划的设计计控制(例如：确认或或验证活活动)必必须改进进。*探测度，有人翻译检出率36可探测度度(D)37可探测度度(D)38风险顺序序(RPN)RPN=(S)x(O)x(D)风险顺序序数是严严重度数数(S)、频率数(O)和不易探探测数(D)三者的乘乘积。风险顺序序数RPN是对设计计风险性性的度量量。39建议措施施建议措施施，应首首先考虑虑高严重重度，不建议用用RPN目标值决决定采取取措施一般来说说不论RPN高低，当当严重度度是9 或10时时，特特须注意意现行的的设计控控制或

19、预预防纠纠正措施施要将该该风险列列入控制制并采取取措施。40建议措施施建议措施施的考虑虑顺序应应为：降降低严重重度、频频度及探探测度。降低严重重度S等级：只只有修改改设计才才能降低低严重度度等级。41建议措施施降低频度度O等级：通通过对设设计进行行修改，进而移移除或控控制一个个或多个个的失效效模式的的起因或或机现，可以降降低频度度的级别别。应该考虑虑但不限限于下列列措施：设计防错错以消除除失效模模式修改设计计几何尺尺寸利公公差修改设计计以降低低压力或或替代缺缺陷（高高失效可可能性）零部件件增加冗余余修改材料料规格42建议措施施降低探测测度D等级：首首选的方方法是用用防错的的方法，增加设设计确认

20、认验证证措施应应会导致致探测度度等级的的降低。在一些些情况下下，为增增加探测测可能性性（如：降低探探测度等等级）可可能会要要求对特特定零部部件的设设计变更更。另外，也也需考虑虑下列内内容：试验设计计（特别别在失效效模式的的多种或或相互作作用的起起因存在在时）修改试验验计划43建议措施施案例44措施结果果及跟踪踪行动- 所有有建议措措施完成成后应对对相应评评分进行行重新评评价，如如果有必必要进一一步措施施，则应应重复分分析。应应随时能能着眼于于持续不不段的改改善-设计负责责工程师师可使用用下列方方法( 不仅仅限于下下列方法法 )跟跟踪建议议措施：确定设计计要求已已达到审核工程程图纸和和规格审核P

21、FMEA和控制计计划等工工艺文件件45DFMEA的时机在一个设设计概念念最终形形成之时时或之前前开始；在产品开开发各阶阶段中，当设计计有变更更或获得得信息增增加时，要及时时地修改改，以及及，在最终在在生产放放行之前前基本完完成，成为将来来设计循循环的经经验的一一种来源源46DFMEA关系图47DFMEA关系图48PFMEA（过程）制作4950过程FMEA的制定过程FMEA会假定产品符合合所设计计的要求求。潜在在失效模模式有可可能是因因为设计计弱点造造成，其其后果及及避免方方法应包包含于DFMEA。51过程FMEA的制定过程FMEA的输入：PFMEA的制定首首先将过程流程程图完成，并并将产品品过

22、程程特性鉴鉴别出；特性矩阵阵图，识别产产品特性性与过程程特性的的关系；如果有的的话，则则应包括括相关的的DFMEA准备PFMEA所使用的的流程图图应附于于该PFMEA文件中。52流程图制制定53过程功能能要求求小组应针针对性能能、材料料、制程程、环境境以及安安全标准准等。并尽可能能精确地地指出此此制程或或操作程程序的目目的。如如果特定定制程包包含多项项的操作作程序(如如：组装装 )且且有不不同的潜潜在失效效模式，最好是是把这些些操作程程序列为为单独的的项目分分析。54潜在失效效模式在准备PFMEA作业中，会假定进进料零零件均为为合格， 除非非FMEA小组依据据历来的的数据显显示进料料的品质质有

23、缺点点，则可可纳入分分析。弯曲毛毛边边孔偏位破裂孔太浅未未打孔搬运损坏坏脏脏污孔太深表面太粗粗糙变变形形表面太光光滑开放电路路短短路未贴卷标标55潜在失效效模式56潜在失效效后果对于顾客客的定义义，可以以是下一个制制程，后后续的作作业或地地点，经经销商和和或汽汽车车主主。当评估失失效潜在在效应后后果时，每一个对对象均应应考虑到到。对于最终终使用者者而言，其后果以以产品或或系统性性能的感感受，如如：噪音粗粗糙糙操操作不不规律作业过多多不不舒服的的气味无无法操操作操作不良良不不稳定作作业中中断渗漏外观不良良重工修修理报废顾顾客客不满意意对于下一一个制程程或后续续的作业业地点点，其后果以以制程操作性

24、性能的感感受，如如：无法系紧紧无无法配配合无无法法钻孔无法连接接无无法安安装无无法法选配无法装面面板造成过多多的工具具磨耗损坏装备备危及作作业57潜在失效效后果案例58严重度严重度是是针对失失效模式式中最严严重的效效应等级级。严重度等等级指数数可对系系统、子子系统或或零部件件的设计计变更，或制程程之重新新设计来来降低。附记：失效模式式后果的的严重度度为1 分者者，则不不需要作作进一步步分析。59PFMEA严严重度评评级表60等级本栏亦可可用以区区分任何何特殊产品或过程特性（如如：安安全特性性、关键键特性）61潜在失效效原因机制扭力不当当 过过度或或不足定位装置置磨损焊接不当当 电电流、时间或或压力工具磨损损量测不精精确定位装置置有碎屑屑热处理不不当 时间间或温度度工具损坏坏不当的浇浇注空空气流通通机器设定定不当润滑不足足或未润