(设计)潜在失效模式及后果分析(FMEA)课件

潜在失效模式及后果分析PotentialFailureModeandEffectsAnalysis(FMEA)确利达顾问有限公司第三版/2001.7潜在失效模式及后果分析P1潜在失效模式及后果分析

FMEA

预防为主减少浪费持续改进满足顾客质量管理观念的核心内容潜在失效模式及后果分析

FMEA2潜在失效模式及后果分析FMEA潜在失效模式及后果分析（FMEA）

极其重要的缺陷预防技术实现预防为主的重要手段潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析（FMEA）3潜在失效模式及后果分析

FMEA

FMEA一組系統化的活動

發現、評價產品/過程中潛在的失效及其後果找出能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施全部過程形成文件什么是

FMEA？潜在失效模式及后果分析

FMEA4潜在失效模式及后果分析

FMEA

时间性

FMEA是一個“事前的行為”,而不是“事後的行為”

(Tobea“before-the-event”action,notan“after-the-fact”exercise)事前花时间很好地完成FMEA，能够最容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而最大限度降低時間和金錢的損失FMEA的特点(1)潜在失效模式及后果分析

FMEA时间性FMEA的特点5潜在失效模式及后果分析FMEA

协作性：

虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应该是小组的努力。

小组成员应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、质量及可靠性等方面的有丰富经验的工程师）

FMEA的特点(2)潜在失效模式及后果分析FMEA6潜在失效模式及后果分析FMEA

主观性

即使是看来完全相同的产品/过程，将一个FMEA小组的评分与另一个FMEA小组的评分结果相比较也是不适宜的。

FMEA的特点(3)潜在失效模式及后果分析FMEA7动态性

FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施。

潜在失效模式及后果分析FMEAFMEA的特点(4)动态性潜在失效模式及后果8潜在失效模式及后果分析FMEA（1）新设计、新技术或新过程（2）对现有设计或过程的更改（3）现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用

什么情况下应用FMEA？潜在失效模式及后果分析FMEA（1）新设计、新技术或新9FMEA过程顺序FMEA过程顺序10潜在失效模式及后果分析FMEA设计FMEA（DFMEA)潜在失效模式及后果分析FMEA设计FMEA（DFME11设计FMEA（DFMEA)

设计FMEA

以最嚴密的形式總結了設計一個零部件﹑子系統或系統時﹐一個工程師和設計組的設計思想（包括根据以往的經驗和教訓對可能出現問題的項目的分析）

這种系統化的方法体現了一個工程師在任何設計過程中正常經歷的思維過程﹐并使之規范化﹑文件化

设计FMEA（DFMEA)设计FMEA12设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA的作用

Ÿ

有助于對設計要求和設計方案進行客觀評价

Ÿ

有助于對制造和裝配要求的最初設計

Ÿ

提高在設計／開發過程中考慮潛在失效模式

及其對系統和产品影響的可能性

Ÿ

為全面﹑有效的設計試驗和開發項目的策划

提供更多的信息设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用13设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用Ÿ

根据潛在失效模式對“顧客”的影響﹐對其進行排序列表﹐進而建立一套改進設計和開發試驗的优先控制系統

Ÿ為推荐和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式

Ÿ為將來分析研究現場情況﹑評价設計的更改及開發更先進的設計提供參考设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用14顾客的定义

设计FMEA中“顾客”的定义通常是指最终使用者，然而，顾客也是负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。设计FMEA（DFMEA)顾客的定义设计FMEA（DFMEA)15设计FMEA（DFMEA)（1）

在最初的設計FMEA過程中﹐負責設計的工程師应该能夠直接地﹑主動地聯系所有有關部門的代表

小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（1）在最初的設計FMEA過程中16设计FMEA（DFMEA)

小組共同努力（2）有关部門應包括﹐但不限于﹕裝配﹑制造﹑材料﹑質量﹑服務和供方﹐以及負責更高或更低一层的總成或系统、子系统或部件的設計部門﹒设计FMEA（DFMEA)17设计FMEA（DFMEA)（3）FMEA可成為促進有關部門間充分交換意見的催化劑﹐從而提高整個集体协作的工作水平﹒

小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（3）FMEA可成為促進有關部門間18设计FMEA（DFMEA)（4）任何(內部或外部的)有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（4）任何(內部或外部的)有经验的19设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA是一份動態文件﹐應及時﹑不斷地修改設計概念形成之時/之前開始產品開發各階段中最終在產品加工圖樣完成之前全部結束當設計有變化或得到其它信息時设计FMEA（DFMEA)20设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA在体現設計意圖的同時﹐還應保証制造或裝配能夠實現設計意圖﹒

對于制造或裝配過程中可能發生的潛在失效模式/其起因/机理﹐當過程FMEA包括了它們的識別﹑影響和控制時﹐則不需包含﹐但也可包含在設計FMEA中﹒

设计FMEA（DFMEA)設計FMEA在体現設計意圖21设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA虽不是靠過程控制來克服設計中潛在的缺陷﹐但却应考慮制造/裝配過程中技術的/人力的限制﹒例如﹕

必要的拔模斜度

表面處理的限制裝配空間/工具可接近性鋼材硬度的限制公差、过程能力、性能设计FMEA（DFMEA)設計FMEA虽不是靠過程控22設計FMEA的開發

期望特性的定義越明确﹐就越容易識別潛在的失效模式﹐采取糾正措施

質量功能展開(QFD)車輛要求文件已知的產品要求制造/裝配要求确定顧客需求从设计意图开始，

列出設計希望做什么及不希望做什么综合成期望特性設計FMEA的開發期望特性的定義越明确﹐就越容易識23設計FMEA應從所要分析的系統﹑子系統或零部件的框圖開始﹒設計FMEA的開發

框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關系﹐并建立了分析的邏輯順序﹒用于FMEA准備工作中的這种框圖的复制件應伴隨FMEA過程﹒設計FMEA應從所要分析的系統﹑子系統或零部件的框圖開始﹒設24設計FMEA的開發

為了便于將潛在的失效及其后果的分析形成文件﹐已設計出專用表格.下面介紹這种表格的具体應用﹐所述各項的序號都相應標在表上對應的欄目內﹒完成的設計FMEA表格的示例見附表以及本部分中所見的表格﹒

設計FMEA的開發為了便25（局部示意图）（局部示意图）26設計FMEA的開發

1）

FMEA編號

填入FMEA文件編號﹐以便查詢

設計FMEA的開發

1）FMEA編號272）系統﹑子系統或零部件的名稱及編號

注明适當的分析級別并填入所分析系統﹑子系統或零部件的名稱﹑編號﹒設計FMEA的開發2）系統﹑子系統或零部件的名稱及編號設計FMEA的開發283）設計責任

填入整車厂(OEM)﹑部門和小組﹒如果知道﹐還應包括供方的名稱﹒設計FMEA的開發3）設計責任設計FMEA的開發29設計FMEA的開發4）編制者

填入負責FMEA准備工作的工程師的姓名﹑電話和所在的公司的名稱﹒

設計FMEA的開發4）編制者305）車型年／車輛類型

填入將使用和／或正被分析的設計所影響的預期的車型年及車輛類型(如果已知的話).設計FMEA的開發5）車型年／車輛類型設計FMEA的開發316)

關鍵日期

填入FMEA初次預定完成的日期﹐該日期不應超過計划的生產設計發布的日期﹒設計FMEA的開發6)

關鍵日期設計FMEA的開發32設計FMEA的開發7) FMEA日期

填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期﹒

設計FMEA的開發7) FMEA日期338)

核心小組

列出被授權确定和／或執行任務的責任部門和個人姓名(建議所有參加人員的姓名﹑部門﹑電話﹑地址等都應記錄在一張分發表上).設計FMEA的開發8)

核心小組設計FMEA的開發34設計FMEA的開發9)

項目／功能設計FMEA的開發9)

項目／功能35設計FMEA的開發9)

項目／功能

填入被分析項目的名稱和編號﹒利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平﹒在最初發布之前﹐應使用試驗性編號﹒

用盡可能簡明的文字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能﹐包括該系統運行的環境信息(如說明溫度﹑壓力﹑溫度范圍).

如果該項目有多种功能﹐且有不同的失效模式﹐應把所有功能都單獨列出

設計FMEA的開發9)

項目／功能36設計FMEA的開發

9)

項目／功能設計FMEA的開發9)

項目／功能37設計FMEA的開發10)潛在失效模式設計FMEA的開發10)潛在失效模式38設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

所謂潛在失效模式是指系統﹑子系統或零部件有可能未達到或不能实现预期功能的情况﹒它可能是更高一級子系統﹑系統的潛在失效模式的起因﹐也可能是更低一級的零部件潛在失效模式的后果﹒

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)39設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

對一個特定項目及其功能﹐列出每一個潛在失效模式﹒前提這种失效可能發生﹐但不是一定發生﹒

建議將以往TGW（運行情況不良）的研究﹑問題、報告以及小組的“頭腦風暴”的評審作為出發點。

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)40設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

只可能在特定的運行環境條件下(如熱﹑冷﹑干燥﹑灰塵等)以及特定的使用條件下(如超過平均里程﹑不平的路段﹑僅在城市行駛等)發生的潛在失效模式也應當考慮

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)41設計FMEA的開發

10)潛在失效模式

典型的失效模式可以是但不限于下列情況：

注﹕應用規范化﹑專業性的技术术語來描述潛在失效模式﹐而不必与顧客所見的現象一样﹒裂紋變形松動泄漏粘結短路氧化斷裂漂移設計FMEA的開發10)潛在失效模式42設計FMEA的開發11)

潛在失效后果設計FMEA的開發11)潛在失效后果43設計FMEA的開發11)

潛在失效后果

潛在失效的后果﹐就是失效模式對系統功能的影響﹐就如顧客感受的一樣﹒設計FMEA的開發11)潛在失效后果4411)

潛在失效后果

要根据顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的后果﹐要記住顧客可能是內部的顧客﹐也可能是外部最終的顧客﹒

要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或与法規不符﹒

設計FMEA的開發

11)

潛在失效后果設計FMEA的開發4511)

潛在失效后果

失效的后果必須依据所分析的具体系統﹑子系統或零部件來說明﹒還應記住不同級別系統﹑子系統和零件之間還存在著系統層次上的關系﹒比如﹐一個零件的斷裂可能引起總成的振動﹐從而導致系統運行的中斷﹒這种系統運行的中斷會引起性能下降﹐最終導致顧客的不滿﹒因此就需要小組的努力盡可能預見失效的后果﹒設計FMEA的開發

11)

潛在失效后果設計FMEA的開發4611)

潛在失效后果

典型的失效后果可能是但不限于﹕設計FMEA的開發

噪聲

工作不正常

不良外觀

不穩定

運行中斷

粗糙不起作用异味

功能減弱11)

潛在失效后果設計FMEA的開發噪聲4712）嚴重度(S)

設計FMEA的開發

12）嚴重度(S)設計FMEA的開發4812）嚴重度(S)

嚴重度是一给定的潛在失效模式發生時對零件﹑子系統﹑系統或顧客影響后果的嚴重程度的評价指標﹒嚴重度僅适用于后果﹒要減少失效的嚴重度級別數值﹐只能通過修改設計來實現。

嚴重度的評估分為1到10級。(详见附表2)設計FMEA的開發12）嚴重度(S)設計FMEA的開發49推荐的严重度評价准則

小組對評定准則和分發規則應意見一致﹐即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致。設計FMEA的開發

推荐的严重度評价准則設計FMEA的開發50設計FMEA的開發13）級別設計FMEA的開發13）級別5113）級別

本欄目可用于對零件﹑子系統或系統的產品特性分級（如關鍵﹑主要﹑重要﹑重點等）,它們可能需要附加的设计或過程控制﹒

任何需要特殊過程控制的項目應用适當的字母或符號在設計FMEA表格中的“級別”欄中注明﹐并應在“建議措施”欄中記錄﹒

每一個在設計FMEA中有如上標識的項目應在過程FMEA中有特殊的過程控制﹒产品或特殊特性的标识符合由公司自和规定。設計FMEA的開發

13）級別設計FMEA的開發52設計FMEA的開發14）潛在失效的起因/机理

設計FMEA的開發14）潛在失效的起因/机理53設計FMEA的開發

14）潛在失效的起因/机理

所謂潛在失效起因是指一個設計薄弱部分的跡象﹐其作用結果就是失效模式﹒在盡可能廣的范圍內﹐列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理﹒應盡可能簡明扼要﹑完整地將起因/机理列出來﹐使得對相應的起因能采取适當的糾正措施﹒

設計FMEA的開發14）5414）潛在失效的起因/机理(续)

典型的失效起因可包括但不限于下列情況﹕規定的材料不正确﹑設計壽命估計不足﹑應力過大﹑潤滑不足﹑維修保養說明不當﹑環境保護不夠﹑計算錯誤等等。

典型的失效机理可包括但不限于﹕屈服﹑疲勞﹑材料不穩定性﹑蠕變﹑磨損、腐蝕、电移、化学氧化等。設計FMEA的開發

14）潛在失效的起因/机理(续)設計FMEA的開發5515）頻度(O)

設計FMEA的開發

15）頻度(O)設計FMEA的開發56設計FMEA的開發15）頻度(O)

頻度是指某一特定失效起因/机理出現的可能性﹒描述頻度級別數重在其含義而不是具体的數值﹒通過設計更改或设计过程变更來消除或控制一個或更多的失效起因/机理是降低頻度數的唯一途徑﹒

設計FMEA的開發15）頻度(O)57

潛在失效起因／机理出現頻度的評估分為1到10級﹐在确定這個估計值時﹐需要考慮下列問題﹕類似零部件或子系統的維修檔案及維修服務經驗如何?是否為沿用以前使用的零部件或子系統﹐還是与其相似?相對先前水平的零部件或子系統所作的變化有多顯著﹖是否与原有水平的零部件有根本不同﹖設計FMEA的開發

潛在失效起因／机理出現頻度的評估分為1到10級﹐在确定這個58

是否是全新的零部件﹖零部件的用途有無變化﹖

有哪些環境改變﹖

針對該用途﹐是否作了工程分析（如可靠性）

來估計其預期的可比較的頻度數﹖

是否采取了预防性控制措施？

設計FMEA的開發是否是全新的零部件﹖設計FMEA的開發5915）頻度(O)(续)

應運用一致的頻度分級規則﹐以保証連續性﹒所謂的“設計壽命的可能失效率”是根据零部件﹑子系統或系統設計的壽命過程中預計發生的失效數确定的﹒頻度數的取值与失效率范圍有關﹐但并不反應實際出現的可能性﹒設計FMEA的開發

15）頻度(O)(续)設計FMEA的開發60設計FMEA的開發

推荐的DFMEA频度(O)評价准則

小組對評定准則和分級規則應意見一致﹐即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致(详见附表3)設計FMEA的開發推荐的61設計FMEA的開發16）現行設計控制

設計FMEA的開發16）現行設計控制6216）現行設計控制

列出預防措施﹐設計确認/驗証(DV)或其它活動﹐這些活動將保証該設計對于所有考慮的失效模式和/或机理來說是充分的﹒現行的控制方法指的是那些已經用于或正在用于相同或相似設計中的那些方法(比如道路試驗﹑設計評審﹑失效/安全设计﹑數學研究﹑台架/試驗室試驗﹑可行性評審﹐樣件試驗和使用試驗等)﹒

小组应一直致力于设计控制的改进，例如，在实验室创立新的系统试验或系统模型运算方法等。設計FMEA的開發16）現行設計控制設計FMEA的開發63要考慮两种類型的設計控制/特性：

（1）预防：防止起因/机理或失效模式/后果的出現﹐或降低它們出現的几率﹔

（2）探测：在项目投产前，通过分析方法和物理方法，探测出失效的起因/机理或失效模式設計FMEA的開發要考慮两种類型的設計控制/特性：設計FMEA的開發64最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部份，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。对于设计控制，DFMEA表中没有两栏，(即单独的预防控制栏和探测控制栏)。最好采用这样的两栏表格。一旦确定了设计控制，应预审它们以决定是否有需要改变的频度数。設計FMEA的開發最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被65設計FMEA的開發17）探測度(D)

設計FMEA的開發17）探測度(D)6617）探測度(D)

探測度是指在零部件﹑子系統或系統投產之前﹐用第(2)种現行設計控制方法來探測潛在失效起因/机理(設計薄弱部分)的能力的評价指標。為了取得較低的探測度數值﹐計划的設計控制(如預防﹑确認﹑驗証等活動)需要不斷地改進﹒

設計FMEA的開發

17）探測度(D)設計FMEA的開發67推荐的DFMEA探测度(D)評价准則

小組對評定准則和分級規則應意見一致﹐即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致。

設計FMEA的開發

推荐的DFMEA探测度(D)評价准則設計FMEA的開發68設計FMEA的開發18)

風險順序數(RPN)設計FMEA的開發18)

風險順序數(RPN)6918)

風險順序數(RPN)

風險順序數是嚴重度(S)﹑頻度(O)和探測度(D)的乘積﹐見公式﹕RPN=(S)×(O)×(D)

設計FMEA的開發18)

風險順序數(RPN)設計FMEA的開發70風險順序數RPN作為S×O×D的乘積﹐是對設計風險性的度量﹒風險順序數應用于對設計中那些擔心的事項進行排序(如用排列圖).

RPN取值在1至1000之間﹐如果風險順序數很高﹐設計人員必須采取糾正措施﹐努力減小該值﹒設計FMEA的開發

風險順序數RPN作為S×O×D的乘積﹐是對設計風險性的度71設計FMEA的開發19）建議措施設計FMEA的開發19）建議措施7219）建議措施

當失效模式按RPN排出次序后﹐應首先對級數最高的和最關鍵的項目采取糾正措施﹒

任何建議措施的目的都是為了依序減小﹑嚴重度频度及探測度三者中的任何一個或所有的數值﹒設計FMEA的開發

19）建議措施設計FMEA的開發73一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须予以特别注意，以确保现行的控制和措施针对了这种风险。依次是频度和探测度。增加設計确認/驗証工作只能減小探測度通過修改設計來消除或控制一個或多個失效模式的起因/机理才能有效降低頻度只有更改設計才能使嚴重度降低設計FMEA的開發

一般实践中，不管其RPN值是多大，当严74應考慮但不局限于下列措施来降低风险顺序数﹕Ÿ

試驗設計(特別是在多种或相互作用的起因存在時)﹔Ÿ

修改試驗計划﹔Ÿ

修改設計几何尺寸/公差﹔Ÿ

修改材料规范

如果對某一特定的原因沒有建議措施則在此欄內填寫“無”.

設計FMEA的開發

應考慮但不局限于下列措施来降低风险顺序数﹕設計FMEA的開發75設計FMEA的開發20）責任（對建議措施）設計FMEA的開發20）責任（對建議措施）7620）責任（對建議措施）

把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中

設計FMEA的開發

20）責任（對建議措施）設計FMEA的開發77設計FMEA的開發21）采取的措施設計FMEA的開發21）采取的措施7821）采取的措施

當實施一項措施后﹐簡要記錄具体的措施和失效日期﹒

設計FMEA的開發

21）采取的措施設計FMEA的開發79設計FMEA的開發22）措施后的RPN設計FMEA的開發22）措施后的RPN8022）措施后的RPN

當明确了糾正措施后,估算并記錄下措施后的嚴重度﹑頻度及探測度數值﹒計算并記錄RPN的結果﹒如沒采取什么糾正措施﹐將“措施后的RPN”欄及對應的取值欄空白即可﹒

所有的措施后的RPN都應評審﹐而且如果有必要考慮更進一步的措施﹐還應重复(19)到(22)的步驟﹒

焦点应永远是持续改进。設計FMEA的開發

22）措施后的RPN設計FMEA的開發81設計FMEA的開發

跟蹤

負責設計的工程師應負責保証所有的建議措施已被實施或已妥善地落實﹒FMEA是一個動態文件﹐它不僅應体現最新的設計水平﹐還應体現最新的有關糾正措施﹐包括開始生產后發生的設計更改和措施﹒

設計FMEA的開發82跟蹤

負責設計的工程師有几种方式來保証找出了所擔心的問題以及建議措施的實施﹐這些方式包括但不限于下列情況﹕

Ÿ

保証達到設計要求﹔

Ÿ

評審工程圖樣和規范﹔

Ÿ

确認与裝配／制造文件的結合和一致性﹔

Ÿ

評審過程FMEA和控制計划﹒設計FMEA的開發跟蹤設計FMEA的開發83

潜在失效模式及后果分析PotentialFailureModeandEffectsAnalysis(FMEA)确利达顾问有限公司第三版/2001.7潜在失效模式及后果分析P84潜在失效模式及后果分析

FMEA

预防为主减少浪费持续改进满足顾客质量管理观念的核心内容潜在失效模式及后果分析

FMEA85潜在失效模式及后果分析FMEA潜在失效模式及后果分析（FMEA）

极其重要的缺陷预防技术实现预防为主的重要手段潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析（FMEA）86潜在失效模式及后果分析

FMEA

FMEA一組系統化的活動

發現、評價產品/過程中潛在的失效及其後果找出能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施全部過程形成文件什么是

FMEA？潜在失效模式及后果分析

FMEA87潜在失效模式及后果分析

FMEA

时间性

FMEA是一個“事前的行為”,而不是“事後的行為”

(Tobea“before-the-event”action,notan“after-the-fact”exercise)事前花时间很好地完成FMEA，能够最容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而最大限度降低時間和金錢的損失FMEA的特点(1)潜在失效模式及后果分析

FMEA时间性FMEA的特点88潜在失效模式及后果分析FMEA

协作性：

虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应该是小组的努力。

小组成员应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、质量及可靠性等方面的有丰富经验的工程师）

FMEA的特点(2)潜在失效模式及后果分析FMEA89潜在失效模式及后果分析FMEA

主观性

即使是看来完全相同的产品/过程，将一个FMEA小组的评分与另一个FMEA小组的评分结果相比较也是不适宜的。

FMEA的特点(3)潜在失效模式及后果分析FMEA90动态性

FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施。

潜在失效模式及后果分析FMEAFMEA的特点(4)动态性潜在失效模式及后果91潜在失效模式及后果分析FMEA（1）新设计、新技术或新过程（2）对现有设计或过程的更改（3）现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用

什么情况下应用FMEA？潜在失效模式及后果分析FMEA（1）新设计、新技术或新92FMEA过程顺序FMEA过程顺序93潜在失效模式及后果分析FMEA设计FMEA（DFMEA)潜在失效模式及后果分析FMEA设计FMEA（DFME94设计FMEA（DFMEA)

设计FMEA

以最嚴密的形式總結了設計一個零部件﹑子系統或系統時﹐一個工程師和設計組的設計思想（包括根据以往的經驗和教訓對可能出現問題的項目的分析）

這种系統化的方法体現了一個工程師在任何設計過程中正常經歷的思維過程﹐并使之規范化﹑文件化

设计FMEA（DFMEA)设计FMEA95设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA的作用

Ÿ

有助于對設計要求和設計方案進行客觀評价

Ÿ

有助于對制造和裝配要求的最初設計

Ÿ

提高在設計／開發過程中考慮潛在失效模式

及其對系統和产品影響的可能性

Ÿ

為全面﹑有效的設計試驗和開發項目的策划

提供更多的信息设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用96设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用Ÿ

根据潛在失效模式對“顧客”的影響﹐對其進行排序列表﹐進而建立一套改進設計和開發試驗的优先控制系統

Ÿ為推荐和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式

Ÿ為將來分析研究現場情況﹑評价設計的更改及開發更先進的設計提供參考设计FMEA（DFMEA)設計FMEA的作用97顾客的定义

设计FMEA中“顾客”的定义通常是指最终使用者，然而，顾客也是负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。设计FMEA（DFMEA)顾客的定义设计FMEA（DFMEA)98设计FMEA（DFMEA)（1）

在最初的設計FMEA過程中﹐負責設計的工程師应该能夠直接地﹑主動地聯系所有有關部門的代表

小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（1）在最初的設計FMEA過程中99设计FMEA（DFMEA)

小組共同努力（2）有关部門應包括﹐但不限于﹕裝配﹑制造﹑材料﹑質量﹑服務和供方﹐以及負責更高或更低一层的總成或系统、子系统或部件的設計部門﹒设计FMEA（DFMEA)100设计FMEA（DFMEA)（3）FMEA可成為促進有關部門間充分交換意見的催化劑﹐從而提高整個集体协作的工作水平﹒

小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（3）FMEA可成為促進有關部門間101设计FMEA（DFMEA)（4）任何(內部或外部的)有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。小組共同努力设计FMEA（DFMEA)（4）任何(內部或外部的)有经验的102设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA是一份動態文件﹐應及時﹑不斷地修改設計概念形成之時/之前開始產品開發各階段中最終在產品加工圖樣完成之前全部結束當設計有變化或得到其它信息時设计FMEA（DFMEA)103设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA在体現設計意圖的同時﹐還應保証制造或裝配能夠實現設計意圖﹒

對于制造或裝配過程中可能發生的潛在失效模式/其起因/机理﹐當過程FMEA包括了它們的識別﹑影響和控制時﹐則不需包含﹐但也可包含在設計FMEA中﹒

设计FMEA（DFMEA)設計FMEA在体現設計意圖104设计FMEA（DFMEA)

設計FMEA虽不是靠過程控制來克服設計中潛在的缺陷﹐但却应考慮制造/裝配過程中技術的/人力的限制﹒例如﹕

必要的拔模斜度

表面處理的限制裝配空間/工具可接近性鋼材硬度的限制公差、过程能力、性能设计FMEA（DFMEA)設計FMEA虽不是靠過程控105設計FMEA的開發

期望特性的定義越明确﹐就越容易識別潛在的失效模式﹐采取糾正措施

質量功能展開(QFD)車輛要求文件已知的產品要求制造/裝配要求确定顧客需求从设计意图开始，

列出設計希望做什么及不希望做什么综合成期望特性設計FMEA的開發期望特性的定義越明确﹐就越容易識106設計FMEA應從所要分析的系統﹑子系統或零部件的框圖開始﹒設計FMEA的開發

框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關系﹐并建立了分析的邏輯順序﹒用于FMEA准備工作中的這种框圖的复制件應伴隨FMEA過程﹒設計FMEA應從所要分析的系統﹑子系統或零部件的框圖開始﹒設107設計FMEA的開發

為了便于將潛在的失效及其后果的分析形成文件﹐已設計出專用表格.下面介紹這种表格的具体應用﹐所述各項的序號都相應標在表上對應的欄目內﹒完成的設計FMEA表格的示例見附表以及本部分中所見的表格﹒

設計FMEA的開發為了便108（局部示意图）（局部示意图）109設計FMEA的開發

1）

FMEA編號

填入FMEA文件編號﹐以便查詢

設計FMEA的開發

1）FMEA編號1102）系統﹑子系統或零部件的名稱及編號

注明适當的分析級別并填入所分析系統﹑子系統或零部件的名稱﹑編號﹒設計FMEA的開發2）系統﹑子系統或零部件的名稱及編號設計FMEA的開發1113）設計責任

填入整車厂(OEM)﹑部門和小組﹒如果知道﹐還應包括供方的名稱﹒設計FMEA的開發3）設計責任設計FMEA的開發112設計FMEA的開發4）編制者

填入負責FMEA准備工作的工程師的姓名﹑電話和所在的公司的名稱﹒

設計FMEA的開發4）編制者1135）車型年／車輛類型

填入將使用和／或正被分析的設計所影響的預期的車型年及車輛類型(如果已知的話).設計FMEA的開發5）車型年／車輛類型設計FMEA的開發1146)

關鍵日期

填入FMEA初次預定完成的日期﹐該日期不應超過計划的生產設計發布的日期﹒設計FMEA的開發6)

關鍵日期設計FMEA的開發115設計FMEA的開發7) FMEA日期

填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期﹒

設計FMEA的開發7) FMEA日期1168)

核心小組

列出被授權确定和／或執行任務的責任部門和個人姓名(建議所有參加人員的姓名﹑部門﹑電話﹑地址等都應記錄在一張分發表上).設計FMEA的開發8)

核心小組設計FMEA的開發117設計FMEA的開發9)

項目／功能設計FMEA的開發9)

項目／功能118設計FMEA的開發9)

項目／功能

填入被分析項目的名稱和編號﹒利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平﹒在最初發布之前﹐應使用試驗性編號﹒

用盡可能簡明的文字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能﹐包括該系統運行的環境信息(如說明溫度﹑壓力﹑溫度范圍).

如果該項目有多种功能﹐且有不同的失效模式﹐應把所有功能都單獨列出

設計FMEA的開發9)

項目／功能119設計FMEA的開發

9)

項目／功能設計FMEA的開發9)

項目／功能120設計FMEA的開發10)潛在失效模式設計FMEA的開發10)潛在失效模式121設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

所謂潛在失效模式是指系統﹑子系統或零部件有可能未達到或不能实现预期功能的情况﹒它可能是更高一級子系統﹑系統的潛在失效模式的起因﹐也可能是更低一級的零部件潛在失效模式的后果﹒

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)122設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

對一個特定項目及其功能﹐列出每一個潛在失效模式﹒前提這种失效可能發生﹐但不是一定發生﹒

建議將以往TGW（運行情況不良）的研究﹑問題、報告以及小組的“頭腦風暴”的評審作為出發點。

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)123設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)

只可能在特定的運行環境條件下(如熱﹑冷﹑干燥﹑灰塵等)以及特定的使用條件下(如超過平均里程﹑不平的路段﹑僅在城市行駛等)發生的潛在失效模式也應當考慮

設計FMEA的開發10)潛在失效模式(续)124設計FMEA的開發

10)潛在失效模式

典型的失效模式可以是但不限于下列情況：

注﹕應用規范化﹑專業性的技术术語來描述潛在失效模式﹐而不必与顧客所見的現象一样﹒裂紋變形松動泄漏粘結短路氧化斷裂漂移設計FMEA的開發10)潛在失效模式125設計FMEA的開發11)

潛在失效后果設計FMEA的開發11)潛在失效后果126設計FMEA的開發11)

潛在失效后果

潛在失效的后果﹐就是失效模式對系統功能的影響﹐就如顧客感受的一樣﹒設計FMEA的開發11)潛在失效后果12711)

潛在失效后果

要根据顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的后果﹐要記住顧客可能是內部的顧客﹐也可能是外部最終的顧客﹒

要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或与法規不符﹒

設計FMEA的開發

11)

潛在失效后果設計FMEA的開發12811)

潛在失效后果

失效的后果必須依据所分析的具体系統﹑子系統或零部件來說明﹒還應記住不同級別系統﹑子系統和零件之間還存在著系統層次上的關系﹒比如﹐一個零件的斷裂可能引起總成的振動﹐從而導致系統運行的中斷﹒這种系統運行的中斷會引起性能下降﹐最終導致顧客的不滿﹒因此就需要小組的努力盡可能預見失效的后果﹒設計FMEA的開發

11)

潛在失效后果設計FMEA的開發12911)

潛在失效后果

典型的失效后果可能是但不限于﹕設計FMEA的開發

噪聲

工作不正常

不良外觀

不穩定

運行中斷

粗糙不起作用异味

功能減弱11)

潛在失效后果設計FMEA的開發噪聲13012）嚴重度(S)

設計FMEA的開發

12）嚴重度(S)設計FMEA的開發13112）嚴重度(S)

嚴重度是一给定的潛在失效模式發生時對零件﹑子系統﹑系統或顧客影響后果的嚴重程度的評价指標﹒嚴重度僅适用于后果﹒要減少失效的嚴重度級別數值﹐只能通過修改設計來實現。

嚴重度的評估分為1到10級。(详见附表2)設計FMEA的開發12）嚴重度(S)設計FMEA的開發132推荐的严重度評价准則

小組對評定准則和分發規則應意見一致﹐即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致。設計FMEA的開發

推荐的严重度評价准則設計FMEA的開發133設計FMEA的開發13）級別設計FMEA的開發13）級別13413）級別

本欄目可用于對零件﹑子系統或系統的產品特性分級（如關鍵﹑主要﹑重要﹑重點等）,它們可能需要附加的设计或過程控制﹒

任何需要特殊過程控制的項目應用适當的字母或符號在設計FMEA表格中的“級別”欄中注明﹐并應在“建議措施”欄中記錄﹒

每一個在設計FMEA中有如上標識的項目應在過程FMEA中有特殊的過程控制﹒产品或特殊特性的标识符合由公司自和规定。設計FMEA的開發

13）級別設計FMEA的開發135設計FMEA的開發14）潛在失效的起因/机理

設計FMEA的開發14）潛在失效的起因/机理136設計FMEA的開發

14）潛在失效的起因/机理

所謂潛在失效起因是指一個設計薄弱部分的跡象﹐其作用結果就是失效模式﹒在盡可能廣的范圍內﹐列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理﹒應盡可能簡明扼要﹑完整地將起因/机理列出來﹐使得對相應的起因能采取适當的糾正措施﹒

設計FMEA的開發14）13714）潛在失效的起因/机理(续)

典型的失效起因可包括但不限于下列情況﹕規定的材料不正确﹑設計壽命估計不足﹑應力過大﹑潤滑不足﹑維修保養說明不當﹑環境保護不夠﹑計算錯誤等等。

典型的失效机理可包括但不限于﹕屈服﹑疲勞﹑材料不穩定性﹑蠕變﹑磨損、腐蝕、电移、化学氧化等。設計FMEA的開發

14）潛在失效的起因/机理(续)設計FMEA的開發13815）頻度(O)

設計FMEA的開發

15）頻度(O)設計FMEA的開發139設計FMEA的開發15）頻度(O)

頻度是指某一特定失效起因/机理出現的可能性﹒描述頻度級別數重在其含義而不是具体的數值﹒通過設計更改或设计过程变更來消除或控制一個或更多的失效起因/机理是降低頻度數的唯一途徑﹒

設計FMEA的開發15）頻度(O)140

潛在失效起因／机理出現頻度的評估分為1到10級﹐在确定這個估計值時﹐需要考慮下列問題﹕類似零部件或子系統的維修檔案及維修服務經驗如何?是否為沿用以前使用的零部件或子系統﹐還是与其相似?相對先前水平的零部件或子系統所作的變化有多顯著﹖是否与原有水平的零部件有根本不同﹖設計FMEA的開發

潛在失效起因／机理出現頻度的評估分為1到10級﹐在确定這個141

是否是全新的零部件﹖零部件的用途有無變化﹖

有哪些環境改變﹖

針對該用途﹐是否作了工程分析（如可靠性）

來估計其預期的可比較的頻度數﹖

是否采取了预防性控制措施？

設計FMEA的開發是否是全新的零部件﹖設計FMEA的開發14215）頻度(O)(续)

應運用一致的頻度分級規則﹐以保証連續性﹒所謂的“設計壽命的可能失效率”是根据零部件﹑子系統或系統設計的壽命過程中預計發生的失效數确定的﹒頻度數的取值与失效率范圍有關﹐但并不反應實際出現的可能性﹒設計FMEA的開發

15）頻度(O)(续)設計FMEA的開發143設計FMEA的開發

推荐的DFMEA频度(O)評价准則

小組對評定准則和分級規則應意見一致﹐即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致(详见附表3)設計FMEA的開發推荐的144設計FMEA的開發16）現行設計控制

設計FMEA的開發16）現行設計控制14516）現行設計控制

列出預防措施﹐設計确認/驗証(DV)或其它活動﹐這些活動將保証該設計對于所有考慮的失效模式和/或机理來說是充分的﹒現行的控制方法指的是那些已經用于或正在用于相同或相似設計中的那些方法(比如道路試驗﹑設計評審﹑失效/安全设计﹑數學研究﹑台架/試驗室試驗﹑可行性評審﹐樣件試驗和使用試驗等)﹒

小组应一直致力于设计控制的改进，例如，在实验室创立新的系统试验或系统模型运算方法等。設計FMEA的開發16）現行設計控制設計FMEA的開發146要考慮两种類型的設計控制/特性：

（1）预防：防止起因/机理或失效模式/后果的出現﹐或降低它們出現的几率﹔

（2）探测：在项目投产前，通过分析方法和物理方法，探测出失效的起因/机理或失效模式設計FMEA的開發要考慮两种類型的設計控制/特性：設計FMEA的開發147最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部份，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。对于设计控制，DFMEA表中没有两栏，(即单独的预防控制栏和探测控制栏)。最好采用这样的两栏表格。一旦确定了设计控制，应预审它们以决定是否有需要改变的频度数。設計FMEA的開發最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被148設計FMEA的開發17）探測度(D)

設計FMEA的開發17）探測度(D)14917）探測度(D)