潜在失效模式和影响分析教材-课件

潜在失效模式和影响分析

PotentialFailureModeandEffectsAnalysis-ThirdEdition

QS-9000技术手册培训课程

潜在失效模式和影响分析

PotentialFailure内容A.课程目的B.FMEA概要介绍C.设计FMEAD.过程FMEAE.

系统FMEA介绍内容A.课程目的课程目的

理解FMEA在APQP中的作用；

FMEA介绍；提供实际运用FMEA的技术指南；使学员在公司实施QS-9000中，会有效地运用FMEA；课程目的理解FMEA在APQP中的作用；FMEA概要介绍FMEA是一组系统化的工作，其目的是：发现、评价产品/过程中潜在的失效及后果；找到能够避免或减少这些潜在失效的控制措施；将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入。FMEA的发展历史：FMEA起始于60年代航空航天工业项目。1974年美海军用于舰艇装备的标准《舰艇装备的失效模式和后果分析实施程》，首先将它用于军事项目合约。1970年晚期，汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。1980年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生，使FMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。并由开始的500多家公司扩展到其供应商。1993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的，美汽车工业行动集团组织采用、编制了FMEA参考手册。2001年7月发布了FMEA第三版。FMEA概要介绍FMEA是一组系统化的工作，其目的是：FMEA概要介绍QS-9000中关于FMEA的要求：

小組活动应该包括：特殊特性的开发和最终确定(见附录C)；失效模式及后果分析的开发和评审；制定措施，优先減少风险大的潜在的失效模式；控制计划的制定与评审。4.2.3.5 过程失效模式及后果分析(过程FMEA)

过程失效模式及后果分析应考虑所有特殊特性，应努力改进过程，以防止发生缺陷，而不只是找出缺陷。如某些顾客提出对过程失效模式及后果分析进行评审和批准要求，应在生产件批准前，满足顾客的要求(参见第二部份)。参见潜在失效模式及后果分析参考手冊。FMEA概要介绍QS-9000中关于FMEA的要求：B.FMEA概要介绍FMEA的应用：设计FMEA：针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。主要是设计工程师和其小组应用。系统FMEA：针对产品系统，考虑系统和系统间交互作用。过程FMEA：针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。主要是过程(制造)工程师和其小组应用。程序/项目FMEA：针对程序/项目，程序/项目开发设计的分析技术。FMEA的实施：应该是“事前”行动，而非“事后”工作;即，D-FMEA在设计(图纸、规范)完成之前，P-FMEA在过程设计确定之前。全面的事先FMEA分析，可容易、经济地进行早期更改。即对产品规范/过程方案和控制进行较容易、低成本地修改，减轻事后修改的浪费，和对进度的影响。FMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。B.FMEA概要介绍FMEA的应用：设计FMEA本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊特性，并对这些特性进行优先分级。

APQP-由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持设计FMEA本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊设计FMEA第2阶段(设计开发)输出设计责任行为决定了第2阶段输出·D-FMEA·设计评审·设计验证计划和报告 （DVP＆R）·样件制造·样件控制计划·工程图纸、工程规范、材料规范·图纸和规范更改·新设备、工装和设施要求·对重要/关键产品和过程特性的认同·量具/试验设备要求·小组可行性承诺设计FMEA第2阶段(设计开发)输出·工程图纸、工程规范APQP过程中D-FMEA所处的阶段合同评审和项目计划第I阶段确定顾客期望策划质量开展过程FMEA生产工艺流程图第III阶段第III阶段把产品特性与生产过程相联系，初步确定特殊特性揭示变差来源，最后确定特殊特性设计FMEA第II阶段确定特殊特性，确定设计验证计划设计验证计划和报告第II阶段确定风险和可行性APQP过程中D-FMEA所处的阶段合同评审第I阶段确定设计FMEA

目的设计的分析技术，有助于对设计要求/方案进行分析评价、改进；确定潜在失效模式、其影响，量化严重度，并按其对“顾客”影响分级；分析可能的所有原因,找出/确定对这些因素的控制，量化频度和探测度。进行排序,提出建议措施，进而建立改进设计和开发试验的优先控制系统，降低失效的风险。确定潜在的产品特殊特性和初始过程特性。

为建议和跟踪降低风险的措施提供了公开的讨论形式；为将来分析现场情况、评价设计的变更和开发更先进的设计提供参考。有助于对制造、装配要求的初始设计确定；设计FMEA目的设计FMEA

对于D-FMEA，“顾客”为：国家法律、法规(如，安全、排放、噪音等)最终使用者，车型设计工程师/小组，总成、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组总成、部件、零件制造和装配过程设计FMEA对于D-FMEA，“顾客”为：设计FMEA

D-FMEA开展/更新的时机：

新的零部件；更改的零部件；应用/环境有变化的零部件；在开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应 及时、不断修改，在产品图样、规范发放前结束。改进设计、或对设计重新评估。

D-FMEA要及时反映最新的产品更改级别，和最新的相关实施措施在D-FMEA中，不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制。相反地，应当充分考虑制造过程本身的限制因素，考虑可制造性和装配性。如拔模斜度、装配工具可接近性。设计FMEAD-FMEA开展/更新设计FMEA的输入

由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持设计FMEA的输入由第1阶段输出设计FMEA的其它输入跨功能小组在开展设计FMEA时，以下内容应参考：维护时工具的可接近性、诊断能力、材料处置回用；保修信息；顾客抱怨、退货资料；纠正和预防措施；类似产品的设计FMEA；APQP第一阶段输出，即第二阶段输入和任何其它相应输入。设计FMEA的其它输入跨功能小组在开展设计FMEA时，以下内设计FMEA项目管理职责确保：负责设计的跨功能小组进行了设计FMEA。D-FMEA符合顾客批准的方法。(如，AIAG的FMEA手册)在进行D-FMEA的过程中考虑了多种因素，包括：

重大质量问题研讨市场使用件召回情况用户工厂的意见同类产品的FMEATGW、保修资料等设计FMEA项目管理职责设计FMEA

D-FMEA的输出:潜在设计失效模式。潜在关键设计要求。设计问题：曾经受到制造和装配作业挑战的设计问题。新设计要求：尚无制造或组装作业的经验。设计验证计划和报告(DVP&R)

改进设计，或更改原有设计。设计FMEAD-FMEA的输出:系统/设计/过程FMEA的联系现行测试零件功能/性能

失效模式影响原因现行控制(DVP&R)零件过程

失效模式影响原因现行控制(CP)

保修外部质量问题内部质量问题设计问题制造问题历史资料过程FMEA设计FMEA系统/设计/过程FMEA的联系现行测试零件功能/性能失效影设计FMEA系统/功能设计失效潜在失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制设计失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制现行控制现行控制探测现行控制预防设计FMEA系统/设计失效潜在失效影原现行建议风现行原现行建建立设计FMEA

对工程师进行运用D-FMEA的培训,理解设计控制概念。负有设计职责的设计工程师，确定所有要准备的文件。了解顾客确定关键和特殊特性方法。顾客的要求：可通过QFD展开、从车辆要求文件中获得；已知的产品要求、及制造/装配/服务维护/用后处置要求。建立、编制设计希望做的、要达到的功能/要求清单，以及不期望的内容清单。期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式以实施预防/纠正控制措施。

D-FMEA是一个创造性的工作，需要分析、研究和发挥创造力。需要采用跨部门的小组。应考虑包括每个零部件，审查产品的每个特性和功能。建立设计FMEA对工程师进行运用D-FMEA的培训,理

脑力风暴因果图以前设计经验柏拉图

QFD

路试问题、保修记录整车质量竞争趋势测试和型号资料其他工具：在开展设计FMEA时，应采用各种问题解决方法和调查工具包括：建立设计FMEA脑力风暴路试问题、保修记录建立设计FMEAD-FMEA框图D-FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始；框图描述了所分析对象的各项目之间的主要关系、逻辑顺序、功能，目的是了解框图的输入、框图中完成的过程（功能）和框图的输出。例：系统名称：闪光灯车型：94XXFEMA#：110D01工作温度：-20~60ﺺC冲击：2m下落湿度：0~100%RH外部环境：灰尘零件

连接方法A.灯罩 1.不连接B.电池(2节)2.铆接C.开关 3.螺纹连接D.灯泡总成4.卡扣连接E.电极 5.压紧装接F.弹簧

开关开/关C灯罩A弹簧F--电池B极板E+灯泡总成D3455421D-FMEA框图D-设计FMEA

__系统X子系统 __零部件设计FMEA__系统X子系统 __零D-FMEA表头(1-10)FMEA编号(1)用于追溯FMEA的内部编号系统、子系统、零件名称和编号(2)根据过程所属的的系统、子系统或零部件进行分类，包括名称和编号。系统/子系统/零件的划分由小组确定。设计责任(3)整车厂商(OEM)、部门和责任小组编制人(4)

FMEA编制人的姓名、电话及所属公司年型/车型(5)汽车的年型和车型(非汽车零件时用产品替代)关键日期(6)

FMEA计划完成日期

FMEA日期(7)原始FMEA编制日期、修订日期核心小组(8)设计FMEA小组名称、部门和电话D-FMEA表头(1-10)FMEA编号(1)D-FMEA：项目/功能(9)可自左至右或自上而下地完成FMEA。项目/功能填入被分析项目名称、功能和编号，零件有哪些作用？利用工程图纸上标明的名称功能分列每个功能用可以量测的术语描述功能：储存液体(升)支撑护罩(磅)等等参考“零件功能清单”。在进行设计FMEA之前，归纳这些信息。当一个零件必须在附加条件下才能起功能作用时，列出这种附加条件。D-FMEA：项目/功能(9)可自左D-FMEA:零件功能单D-FMEA:零件功能单D-FMEA:潜在失效模式(10)是指由于设计，系统、子系统或零部件可能发生的不能满足功能要求或设计意图的状况。是对某一设计特性可能发生的不符合性的描述,该描述是有形的、技术性的并尽可能是可度量的。对特定运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等)，以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平路、频繁启动停止行驶)发生的潜在失效模式也应考虑。可能是高级系统、子系统的潜在失效模式的起因，也可能是低级系统、零部件潜在失效模式的后果。在确定失效模式时，试问：这个设计如何能失效？即使不考虑工程图纸的要求，顾客会提出什么样的异议？D-FMEA:潜在失效模式(10)D-FMEA:潜在失效模式(10)

失效，要以设计特性为基础，进行分析研究。建立新产品的失效模式清单，是一种创造性和预 防性的工作，审查各种可能发生的情况。

可从现存产品产品和类似设计的质量记录中,获得实际的失效模式。

可从失效模式清单中选出，以统一描述。D-FMEA:潜在失效模式(10)失效，潜在失效模式(10)

与功能相关的普通失效模式包括：

过早工作在预定时间内不能工作在预定时间内不能停止工作间歇性工作功能减弱潜在失效模式(10)与功能相关的普通失效模式包括：潜在失效模式(10)

与硬件相关的普通失效模式包括：断裂弯曲腐蚀松动粘结裂纹短路泄漏无信号外观不良功力损失顾客不满意减弱影响美观不能上锁不能紧固不可显示异色配合不平顺雨水进入汽车等等潜在失效模式(10)与硬件相关的普通失效模式包括：外观不潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在失效影响(13)失效影响是指失效模式对制造、装配、总成、系统、整车、顾客、安全或政府法规等造成的后果。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。潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在失效影响(1潜在影响、严重度和分级(11-13)

充分考虑潜在影响：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？如果潜在失效模式对产品、整车或政府规定、符合性有负面影响，必须作恰当的声明。潜在影响、严重度和分级(11-13)充分考虑潜在影响：如潜在影响、严重度和分级(11-13)以下列顺序描述第12步所确认的每个失效模式的影响：潜在影响、严重度和分级(11-13)以下列顺序描述第12步所潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在影响是指失效模式对顾客的影响。顾客-泛指指下步作业、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)。建立通常的潜在影响清单有助于跨功能小组的思考(脑力风暴)过程。潜在影响、严重度和分级(11-13)潜在影响是指失效模式严重度(12)

严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度评价。严重度仅针对“影响”。通常，只有设计变更才能改变严重度。严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系。严重度分为1-10级，对一个失效模式，对影响最大的进行打分。9、10级的评分准则不要修改。1级不用进一步分析。对那些超出小组成员经验和知识的评级，(如当顾客是组装厂或最终用户时)，应向设计FMEA人员、设计工程师和顾客咨询。当为内部顾客时，小组应听取下游作业员的意见严重度(12)严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度设计FMEA的严重度分级表设计FMEA的严重度分级表潜在影响、严重度和级别(11-13)级别(15)用于区分会要求特别的/附加的设计或过程控制的零件/子系统/系统的特殊产品特性。（其重要程度，可与严重度打分相关。）(例如：安全性/关键、重要、一般)。潜在影响、严重度和级别(11-13)级别(15)失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)

失效原因是指设计薄弱或设计缺陷。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。原因例如：材料选择不当、错误计算、设计寿命不对、润滑不足、维护指导不足、表面粗糙度规定不当、过热、公差不当、磨损、腐蚀、材料不稳定、疲劳、化学氧化等。失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)失效原因和频度(14-15)根据上述假定，可分为以下二种情况确定原因：1.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、使用情况报和其它文件。审查同类FMEA报告。列出已知失效模式原因的因子。尽力列出(脑力振荡)每个失效模式可能的潜在原因，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？失效原因和频度(14-15)根据上述假定，可分为以下二种情况失效原因和频度(14-15)找出第一级原因。第一级原因是指造成失效的直接原因，直接导致失效模式出现。在因果图上，第一级原因应用第一分支表示。严重度或风险顺序数(RPN)高的失效模式，必须重视确定其根本原因。发现根本原因能使改进设计工作具有针对性。只有当改进设计工作能够根除根本原因出现的频率时，才最为有效。例如：一个针对第一级原因----材料裂纹(由材料太薄这一根本原因引起的影响)的设计改进(增加硬度)，显然没有针对直接原因---材料太薄的改进(增加厚度)更有效。有些失效模式是由二个或二个以上的原因同时作用而引起的，那么，这些原因应当列在一起。失效原因和频度(14-15)找出第一级原因。第一级原因是指造失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)2.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(脑力风暴)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/装配相适应(DFM/DFA)？失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)失效原因和频度(14-15)频度(15)频度是指失效原因/机理预计发生频度，分1到10级。预防措施可降低发生频度。失效原因和频度(14-15)频度(15)失效原因和频度(14-15)

当频度数等于1时，设计失效模式不可能发生：

a)设计可以包容期望的制造/组装变差，

b)常规控制方式可以保证产品按设计意图生产。当频度数等于10时，失效模式几乎一定发生。以前的设计或同类设计有很多失效的历史记录。失效原因和频度(14-15)当频度数等于1时，设计失效模现行设计控制和不易探测度(16-17)现行设计控制(16)指开展设计FMEA时已经用于相同或相似设计中的控制方法，包括：设计确认/验证或其它活动。如路试、设计评审、故障/安全计算分析、台架/实验室测试、可行性评估、样件试验、车辆测试。推荐采用的表格中分为两列，即预防性控制和探测性控制。如采用一列，则用于探测失效模式的控制用“D”(Detect)标明，用于探测和预防失效模式原因的控制用“P”(Prevent)标明。设计控制需要同时考虑失效模式的原因和失效模式本身。采取设计控制以根除原因，或降低出现频率。这些潜在的设计缺陷，需要在DVP过程中加以测试。现行设计控制和不易探测度(16-17)现行设计控制(16)现行设计控制和不易探测度(16-17)如果忽略了潜在原因，带有设计缺陷的产品有可能进入生产。检查忽略原因的一个方法是探测由此产生的失效模式。确定设计控制方法： 1.列出所有可用于探测(14)列出的第一级原因的历史上曾经用过的设计评估技术。审查历史测试报告等。 2.确定并列出所有可用于(10)中列出的失效模式的技术。从严重度最高的失效模式开始。 3.设计控制可以包括：如设计评审、数学验算、计算机模拟程序、设计确认、道路试验、失效/安全试验、台架/实验室试验、可靠性/耐久性试验、样件试验、破坏性试验、材料试验、车队试验、采用的设计标准等，那些已经或正在被同样或类似设计所应用的控制。现行设计控制和不易探测度(16-17)如果忽略了潜在原因，带现行设计控制和不易探测度(16-17)

充分思考(脑力风暴)其它可能技术，试问：用什么方式才能发现这一失效模式的原因？怎样才能发现这个原因已经出现？用什么方式才能发现这一失效模式？怎样才能发现这一失效模式已经出现？现行设计控制和不易探测度(16-17)充分思考(脑力风现行设计控制和不易探测度(16-17)从那些严重度和频度数高的失效模式/原因着手确定设计控制。当确定不易探测度时，只考虑那些在工程规范发放前已经采用的控制技术。零件制造或装配过程中所做的工程规范的检验和测试不能作为技术评估技术。这些检验和测试应用于零件发布给生产之后。现行设计控制和不易探测度(16-17)从那些严重度和频度数高设计评估技术范例设计分析技术(发现原因)模型/模拟(如：有限元分析法)公差积累(如：几何尺寸公差)材料配合性(如：膨胀系数、腐蚀性)设计评审

开发测试技术(发现原因或失效模式)

供应商零件资格测试试验设计（DOE）

破坏性试验统计工程样件测试小量试产试验用类似零件的模型测试整车设计验证测试设计确认技术样件测试产品/过程确认测试(PPAP)“产品寿命”确认测试设计评估技术范例设计分析技术(发现原因)设计确认技术现行设计控制和不易探测度(16-17)

当认为潜在原因(已知)存在时：

原因已发现作进一步的分析，以确定何种设计改进。很多情况下这种设计改进将针对产品特性。通常地，不良的产品特性设计是失效模式的根本原因。现行设计控制和不易探测度(16-17)当认为潜在原因(已知现行设计控制和不易探测度(16-17)原因尚未发现设计可能没有缺陷。为了进一步确认，需要通过试验设计(DOE)以确定零件特性的目标值与零件功能灵敏度之间的变差。设计评估技术能力足够。当一个原因出现的频度很低时，小样本时不易出现。在这种情况下，仅需加大测试样本。设计评估技术能力不够。二种解决方案：*改进现行技术使之具备能力;*开发/采用新的技术，以发现原因。现行设计控制和不易探测度(16-17)原因尚未发现现行设计控制和不易探测度(16-17)当未知原因存在时，评估技术只能着眼于发现失效模式。希望通过发现失效模式来发现这一未知原因。同样有二种可能途径。失效模式已发现已知原因导致失效模式，那么通过改变设计根除原因或降低频度。如果原因未知，需作进一步的分析以找出原因，并作纠正措施。失效模式尚未发现。为了增加发现失效模式的可能性，必须：确保所采用的设计评估技术能够发现失效模式增加样本容量采用/开发新的技术现行设计控制和不易探测度(16-17)当未知原因存在时，评估现行设计控制和不易探测度(16-17)不易探测度(19)不易探测度打分与所列的最佳的探测性控制有关，且是针对该D-FMEA中的相对打分。列出与潜在设计评估技术相对应的、在零件开发生产前失效模式的不易探测度数。确定现行设计控制能否发现相关原因。如果能够发现，那么频度会受到影响。为降低不易探测度，通常现行的验证和/或确认技术必须改进；探测性控制在设计开发过程中越早越好。现行设计控制和不易探测度(16-17)不易探测度(19)现行设计控制和不易探测度（16-17）

不易探测度(17)

不易探测度分级指南现行设计控制和不易探测度（16-17）不易探测度(17)风险顺序数(RPN)(18)RPN的计算方法是：

RPN=SEVOCCDETRPN用于对失效模式排序。优先对高RPN项采取纠正措施，以降低RPN值。不管RPN数值的大小，当失效模式的严重度数高时，就应特别引起重视。风险顺序数(RPN)(18)RPN的计算方法是：D-FMEA:措施(21-26)

对于预防/纠正措施的工程评价应首先针对高SEV、高RPN值、和其它小组确定的项目。其目的是依次降低SEV、OCC、DET。

建议措施(21)*

通过改进设计改善严重度。*建议措施的目的在于降低频度、严重度或不可探测性。建议措施D-FMEA:措施(21-2D-FMEA:措施(21-26)通常，当SEV为9或10，无论RPN多少，应特别关注以确保制定有设计控制或预防/纠正措施。任何情况下，若确定的潜在失效模式会危害到最终用户时，应考虑预防/纠正措施以消除、减低、或控制其原因。在下列情况下，考虑措施：

RPN值太高(不管是对小组达成的共识，还是对顾客的强制要求而言)。失效模式的严重度大于8。频度太高(由小组认可,或为顾客强制规定)。如对某个具体原因没有建议措施，请在本栏内加注说明。D-FMEA:措施(21-26措施(21-26)

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。仅设计更改可降低SEV，仅通过设计更改消除或控制一个或多个失效模式的原因/机理才可降低OCC，仅通过增强设计确认/验证才可降低DET。措施(21-26)确定措施措施(21-26)

责任和完成日期(22)

确定责任部门和个人，确定完成日期采取的措施(23)简述措施和生效日期纠正后的RPN(24-27)

重新计算纠正措施执行后的风险顺序数，并进行评估。(如：严重度、频度和不易探测度)。关注的焦点始终是持续改进！措施(21-26)责任和完成日期(22)D.过程FMEA内容·基础过程开发改进模式·过程失效模式和影响分析·P-FMEA输出·P-FMEA的建立·表头信息（1-8）·标识（9-18）·潜在失效模式（11）·潜在影响、严重度和分级（12-14）·潜在影响、严重度和分级（12-14）·失效原因和发生频度（15-16）·现行过程控制和不易探测度·风险顺序数（RPN）（19）·采取的措施（20-26）·风险评价·可靠性FMEA·P-FMEAD.过程FMEA内容·基础过程开发改进模式·潜在影响

DFMEA一般运作流程确定产品特殊特性收集类似产品的技术平台（开发经验）对产成品之特殊特性实施失效分析/对各关键部件实施失效分析确定各失效模式的影响客户投诉每半年统计生产不良DFMEA一般运作流程确定产品特殊特性收集类似产品的技术平确定各失效模式的原因和现行控制方式分别评定S、O、D的得分计算风险顺序数RPNS大于等于9ABYESNOC确定各失效模式的原因和现行控制方式分别评定S、O、D的得分计提出建议措施、确定担当RPN大于等于60ABYESNO实施建议措施C建议措施列入设计方案提出建议措施、确定担当RPN大于等于60ABYESNO实施建潜在失效模式和影响分析

PotentialFailureModeandEffectsAnalysis-ThirdEdition

QS-9000技术手册培训课程

潜在失效模式和影响分析

PotentialFailure内容A.课程目的B.FMEA概要介绍C.设计FMEAD.过程FMEAE.

系统FMEA介绍内容A.课程目的课程目的

理解FMEA在APQP中的作用；

FMEA介绍；提供实际运用FMEA的技术指南；使学员在公司实施QS-9000中，会有效地运用FMEA；课程目的理解FMEA在APQP中的作用；FMEA概要介绍FMEA是一组系统化的工作，其目的是：发现、评价产品/过程中潜在的失效及后果；找到能够避免或减少这些潜在失效的控制措施；将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入。FMEA的发展历史：FMEA起始于60年代航空航天工业项目。1974年美海军用于舰艇装备的标准《舰艇装备的失效模式和后果分析实施程》，首先将它用于军事项目合约。1970年晚期，汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。1980年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生，使FMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。并由开始的500多家公司扩展到其供应商。1993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的，美汽车工业行动集团组织采用、编制了FMEA参考手册。2001年7月发布了FMEA第三版。FMEA概要介绍FMEA是一组系统化的工作，其目的是：FMEA概要介绍QS-9000中关于FMEA的要求：

小組活动应该包括：特殊特性的开发和最终确定(见附录C)；失效模式及后果分析的开发和评审；制定措施，优先減少风险大的潜在的失效模式；控制计划的制定与评审。4.2.3.5 过程失效模式及后果分析(过程FMEA)

过程失效模式及后果分析应考虑所有特殊特性，应努力改进过程，以防止发生缺陷，而不只是找出缺陷。如某些顾客提出对过程失效模式及后果分析进行评审和批准要求，应在生产件批准前，满足顾客的要求(参见第二部份)。参见潜在失效模式及后果分析参考手冊。FMEA概要介绍QS-9000中关于FMEA的要求：B.FMEA概要介绍FMEA的应用：设计FMEA：针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。主要是设计工程师和其小组应用。系统FMEA：针对产品系统，考虑系统和系统间交互作用。过程FMEA：针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。主要是过程(制造)工程师和其小组应用。程序/项目FMEA：针对程序/项目，程序/项目开发设计的分析技术。FMEA的实施：应该是“事前”行动，而非“事后”工作;即，D-FMEA在设计(图纸、规范)完成之前，P-FMEA在过程设计确定之前。全面的事先FMEA分析，可容易、经济地进行早期更改。即对产品规范/过程方案和控制进行较容易、低成本地修改，减轻事后修改的浪费，和对进度的影响。FMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。B.FMEA概要介绍FMEA的应用：设计FMEA本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊特性，并对这些特性进行优先分级。

APQP-由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持设计FMEA本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊设计FMEA第2阶段(设计开发)输出设计责任行为决定了第2阶段输出·D-FMEA·设计评审·设计验证计划和报告 （DVP＆R）·样件制造·样件控制计划·工程图纸、工程规范、材料规范·图纸和规范更改·新设备、工装和设施要求·对重要/关键产品和过程特性的认同·量具/试验设备要求·小组可行性承诺设计FMEA第2阶段(设计开发)输出·工程图纸、工程规范APQP过程中D-FMEA所处的阶段合同评审和项目计划第I阶段确定顾客期望策划质量开展过程FMEA生产工艺流程图第III阶段第III阶段把产品特性与生产过程相联系，初步确定特殊特性揭示变差来源，最后确定特殊特性设计FMEA第II阶段确定特殊特性，确定设计验证计划设计验证计划和报告第II阶段确定风险和可行性APQP过程中D-FMEA所处的阶段合同评审第I阶段确定设计FMEA

目的设计的分析技术，有助于对设计要求/方案进行分析评价、改进；确定潜在失效模式、其影响，量化严重度，并按其对“顾客”影响分级；分析可能的所有原因,找出/确定对这些因素的控制，量化频度和探测度。进行排序,提出建议措施，进而建立改进设计和开发试验的优先控制系统，降低失效的风险。确定潜在的产品特殊特性和初始过程特性。

为建议和跟踪降低风险的措施提供了公开的讨论形式；为将来分析现场情况、评价设计的变更和开发更先进的设计提供参考。有助于对制造、装配要求的初始设计确定；设计FMEA目的设计FMEA

对于D-FMEA，“顾客”为：国家法律、法规(如，安全、排放、噪音等)最终使用者，车型设计工程师/小组，总成、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组总成、部件、零件制造和装配过程设计FMEA对于D-FMEA，“顾客”为：设计FMEA

D-FMEA开展/更新的时机：

新的零部件；更改的零部件；应用/环境有变化的零部件；在开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应 及时、不断修改，在产品图样、规范发放前结束。改进设计、或对设计重新评估。

D-FMEA要及时反映最新的产品更改级别，和最新的相关实施措施在D-FMEA中，不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制。相反地，应当充分考虑制造过程本身的限制因素，考虑可制造性和装配性。如拔模斜度、装配工具可接近性。设计FMEAD-FMEA开展/更新设计FMEA的输入

由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持设计FMEA的输入由第1阶段输出设计FMEA的其它输入跨功能小组在开展设计FMEA时，以下内容应参考：维护时工具的可接近性、诊断能力、材料处置回用；保修信息；顾客抱怨、退货资料；纠正和预防措施；类似产品的设计FMEA；APQP第一阶段输出，即第二阶段输入和任何其它相应输入。设计FMEA的其它输入跨功能小组在开展设计FMEA时，以下内设计FMEA项目管理职责确保：负责设计的跨功能小组进行了设计FMEA。D-FMEA符合顾客批准的方法。(如，AIAG的FMEA手册)在进行D-FMEA的过程中考虑了多种因素，包括：

重大质量问题研讨市场使用件召回情况用户工厂的意见同类产品的FMEATGW、保修资料等设计FMEA项目管理职责设计FMEA

D-FMEA的输出:潜在设计失效模式。潜在关键设计要求。设计问题：曾经受到制造和装配作业挑战的设计问题。新设计要求：尚无制造或组装作业的经验。设计验证计划和报告(DVP&R)

改进设计，或更改原有设计。设计FMEAD-FMEA的输出:系统/设计/过程FMEA的联系现行测试零件功能/性能

失效模式影响原因现行控制(DVP&R)零件过程

失效模式影响原因现行控制(CP)

保修外部质量问题内部质量问题设计问题制造问题历史资料过程FMEA设计FMEA系统/设计/过程FMEA的联系现行测试零件功能/性能失效影设计FMEA系统/功能设计失效潜在失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制设计失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制现行控制现行控制探测现行控制预防设计FMEA系统/设计失效潜在失效影原现行建议风现行原现行建建立设计FMEA

对工程师进行运用D-FMEA的培训,理解设计控制概念。负有设计职责的设计工程师，确定所有要准备的文件。了解顾客确定关键和特殊特性方法。顾客的要求：可通过QFD展开、从车辆要求文件中获得；已知的产品要求、及制造/装配/服务维护/用后处置要求。建立、编制设计希望做的、要达到的功能/要求清单，以及不期望的内容清单。期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式以实施预防/纠正控制措施。

D-FMEA是一个创造性的工作，需要分析、研究和发挥创造力。需要采用跨部门的小组。应考虑包括每个零部件，审查产品的每个特性和功能。建立设计FMEA对工程师进行运用D-FMEA的培训,理

脑力风暴因果图以前设计经验柏拉图

QFD

路试问题、保修记录整车质量竞争趋势测试和型号资料其他工具：在开展设计FMEA时，应采用各种问题解决方法和调查工具包括：建立设计FMEA脑力风暴路试问题、保修记录建立设计FMEAD-FMEA框图D-FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始；框图描述了所分析对象的各项目之间的主要关系、逻辑顺序、功能，目的是了解框图的输入、框图中完成的过程（功能）和框图的输出。例：系统名称：闪光灯车型：94XXFEMA#：110D01工作温度：-20~60ﺺC冲击：2m下落湿度：0~100%RH外部环境：灰尘零件

连接方法A.灯罩 1.不连接B.电池(2节)2.铆接C.开关 3.螺纹连接D.灯泡总成4.卡扣连接E.电极 5.压紧装接F.弹簧

开关开/关C灯罩A弹簧F--电池B极板E+灯泡总成D3455421D-FMEA框图D-设计FMEA

__系统X子系统 __零部件设计FMEA__系统X子系统 __零D-FMEA表头(1-10)FMEA编号(1)用于追溯FMEA的内部编号系统、子系统、零件名称和编号(2)根据过程所属的的系统、子系统或零部件进行分类，包括名称和编号。系统/子系统/零件的划分由小组确定。设计责任(3)整车厂商(OEM)、部门和责任小组编制人(4)

FMEA编制人的姓名、电话及所属公司年型/车型(5)汽车的年型和车型(非汽车零件时用产品替代)关键日期(6)

FMEA计划完成日期

FMEA日期(7)原始FMEA编制日期、修订日期核心小组(8)设计FMEA小组名称、部门和电话D-FMEA表头(1-10)FMEA编号(1)D-FMEA：项目/功能(9)可自左至右或自上而下地完成FMEA。项目/功能填入被分析项目名称、功能和编号，零件有哪些作用？利用工程图纸上标明的名称功能分列每个功能用可以量测的术语描述功能：储存液体(升)支撑护罩(磅)等等参考“零件功能清单”。在进行设计FMEA之前，归纳这些信息。当一个零件必须在附加条件下才能起功能作用时，列出这种附加条件。D-FMEA：项目/功能(9)可自左D-FMEA:零件功能单D-FMEA:零件功能单D-FMEA:潜在失效模式(10)是指由于设计，系统、子系统或零部件可能发生的不能满足功能要求或设计意图的状况。是对某一设计特性可能发生的不符合性的描述,该描述是有形的、技术性的并尽可能是可度量的。对特定运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等)，以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平路、频繁启动停止行驶)发生的潜在失效模式也应考虑。可能是高级系统、子系统的潜在失效模式的起因，也可能是低级系统、零部件潜在失效模式的后果。在确定失效模式时，试问：这个设计如何能失效？即使不考虑工程图纸的要求，顾客会提出什么样的异议？D-FMEA:潜在失效模式(10)D-FMEA:潜在失效模式(10)

失效，要以设计特性为基础，进行分析研究。建立新产品的失效模式清单，是一种创造性和预 防性的工作，审查各种可能发生的情况。

可从现存产品产品和类似设计的质量记录中,获得实际的失效模式。

可从失效模式清单中选出，以统一描述。D-FMEA:潜在失效模式(10)失效，潜在失效模式(10)

与功能相关的普通失效模式包括：

过早工作在预定时间内不能工作在预定时间内不能停止工作间歇性工作功能减弱潜在失效模式(10)与功能相关的普通失效模式包括：潜在失效模式(10)

与硬件相关的普通失效模式包括：断裂弯曲腐蚀松动粘结裂纹短路泄漏无信号外观不良功力损失顾客不满意减弱影响美观不能上锁不能紧固不可显示异色配合不平顺雨水进入汽车等等潜在失效模式(10)与硬件相关的普通失效模式包括：外观不潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在失效影响(13)失效影响是指失效模式对制造、装配、总成、系统、整车、顾客、安全或政府法规等造成的后果。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。潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在失效影响(1潜在影响、严重度和分级(11-13)

充分考虑潜在影响：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？如果潜在失效模式对产品、整车或政府规定、符合性有负面影响，必须作恰当的声明。潜在影响、严重度和分级(11-13)充分考虑潜在影响：如潜在影响、严重度和分级(11-13)以下列顺序描述第12步所确认的每个失效模式的影响：潜在影响、严重度和分级(11-13)以下列顺序描述第12步所潜在影响、严重度和分级(11-13)

潜在影响是指失效模式对顾客的影响。顾客-泛指指下步作业、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)。建立通常的潜在影响清单有助于跨功能小组的思考(脑力风暴)过程。潜在影响、严重度和分级(11-13)潜在影响是指失效模式严重度(12)

严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度评价。严重度仅针对“影响”。通常，只有设计变更才能改变严重度。严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系。严重度分为1-10级，对一个失效模式，对影响最大的进行打分。9、10级的评分准则不要修改。1级不用进一步分析。对那些超出小组成员经验和知识的评级，(如当顾客是组装厂或最终用户时)，应向设计FMEA人员、设计工程师和顾客咨询。当为内部顾客时，小组应听取下游作业员的意见严重度(12)严重度是潜在失效模式对顾客影响的严重程度设计FMEA的严重度分级表设计FMEA的严重度分级表潜在影响、严重度和级别(11-13)级别(15)用于区分会要求特别的/附加的设计或过程控制的零件/子系统/系统的特殊产品特性。（其重要程度，可与严重度打分相关。）(例如：安全性/关键、重要、一般)。潜在影响、严重度和级别(11-13)级别(15)失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)

失效原因是指设计薄弱或设计缺陷。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。原因例如：材料选择不当、错误计算、设计寿命不对、润滑不足、维护指导不足、表面粗糙度规定不当、过热、公差不当、磨损、腐蚀、材料不稳定、疲劳、化学氧化等。失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)失效原因和频度(14-15)根据上述假定，可分为以下二种情况确定原因：1.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、使用情况报和其它文件。审查同类FMEA报告。列出已知失效模式原因的因子。尽力列出(脑力振荡)每个失效模式可能的潜在原因，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？失效原因和频度(14-15)根据上述假定，可分为以下二种情况失效原因和频度(14-15)找出第一级原因。第一级原因是指造成失效的直接原因，直接导致失效模式出现。在因果图上，第一级原因应用第一分支表示。严重度或风险顺序数(RPN)高的失效模式，必须重视确定其根本原因。发现根本原因能使改进设计工作具有针对性。只有当改进设计工作能够根除根本原因出现的频率时，才最为有效。例如：一个针对第一级原因----材料裂纹(由材料太薄这一根本原因引起的影响)的设计改进(增加硬度)，显然没有针对直接原因---材料太薄的改进(增加厚度)更有效。有些失效模式是由二个或二个以上的原因同时作用而引起的，那么，这些原因应当列在一起。失效原因和频度(14-15)找出第一级原因。第一级原因是指造失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)2.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(脑力风暴)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/装配相适应(DFM/DFA)？失效原因和频度(14-15)潜在失效原因/机理(14)失效原因和频度(14-15)频度(15)频度是指失效原因/机理预计发生频度，分1到10级。预防措施可降低发生频度。失效原因和频度(14-15)频度(15)失效原因和频度(14-15)

当频度数等于1时，设计失效模式不可能发生：

a)设计可以包容期望的制造/组装变差，

b)常规控制方式可以保证产品按设计意图生产。当频度数等于10时，失效模式几乎一定发生。以前的设计或同类设计有很多失效的历史记录。失效原因和频度(14-15)当频度数等于1时，设计失效模现行设计控制和不易探测度(16-17)现行设计控制(16)指开展设计FMEA时已经用于相同或相似设计中的控制方法，包括：设计确认/验证或其它活动。如路试、设计评审、故障/安全计算分析、台架/实验室测试、可行性评估、样件试验、车辆测试。推荐采用的表格中分为两列，即预防性控制和探测性控制。如采用一列，则用于探测失效模式的控制用“D”(Detect)标明，用于探测和预防失效模式原因的控制用“P”(Prevent)标明。设计控制需要同时考虑失效模式的原因和失效模式本身。采取设计控制以根除原因，或降低出现频率。这些潜在的设计缺陷，需要在DVP过程中加以测试。现行设计控制和不易探测度(16-17)现行设计控制(16)现行设计控制和不易探测度(16-17)如果忽略了潜在原因，带有设计缺陷的产品有可能进入生产。检查忽略原因的一个方法是探测由此产生的失效模式。确定设计控制方法： 1.列出所有可用于探测(14)列出的第一级原因的历史上曾经用过的设计评估技术。审查历史测试报告等。 2.确定并列出所有可用于(10)中列出的失效模式的技术。从严重度最高的失效模式开始。 3.设计控制可以包括：如设计评审、数学验算、计算机模拟程序、设计确认、道路试验、失效/安全试验、台架/实验室试验、可靠性/耐久性试验、样件试验、破坏性试验、材料试验、车队试验、采用的设计标准等，那些已经或正在被同样或类似设计所应用的控制。现行设计控制和不易探测度(16-17)如果忽略了潜在原因，带现行设计控制和不易探测度(16-17)

充分思考(脑力风暴)其它可能技术，试问：用什么方式才能发现这一失效模式的原因？怎样才能发现这个原因已经出现？用什么方式才能发现这一失效模式？怎样才能发现这一失效模式已经出现？现行设计控制和不易探测度(16-17)充分思考(脑力风现行设计控制和不易探测度(16-17)从那些严重度和频度数高的失效模式/原因着手确定设计控制。当确定不易探测度时，只考虑那些在工程规范发放前已经采用的控制技术。零件制造或装配过程中所做的工程规范的检验和测试不能作为技术评估技术。这些检验和测试应用于零件发布给生产之后。现行设计控制和不易探测度(16-17)从那些严重度和频度数高设计评估技术范例设计分析技术(发现原因)模型/模拟(如：有限元分析法)公差积累(如：几何尺寸公差)材料配合性(如：膨胀系数、腐蚀性)设计评审

开发测试技术(发现原因或失效模式)

供应商零件资格测试试验设计（DOE）

破坏性试验统计工程样件测试小量试产试验用类似零件的模型测试整车设计验证测试设计确认技术样件测试产品/过程确认测试(PPAP)“产品寿命”确认测试设计评估技术范例设计分析技术(发现原因)设计确认技术现行设计控制和不易探测度(16-17)

当认为潜在原因(已知)存在时：

原因已发现作进一步的分析，以确定何种设计改进。很多情况下这种设计改进将针对产品特性。通常地，不良的产品特性设计是失效模式的根本原因。现行设计控制和不易探测度(16-17)当认为潜在原因(已知现行设计控制和不易探测度(16-17)原因尚未发现