失效模式及其影响分析课件

FAILUREMODEandEFFECTSANALYSIS

失效模式及其影响分析FAILUREMODEandEFFECTSANALY1

INTRODUCTION

TO

FMEA1

INTRODUCTION

TO

FMEACar2:NoMajorBreakdowns非主要的破损Fewfailures很少失效Car1:FrequentBreakdowns频繁地破损Manyminorcomponentsfailures许多的小部件失效Areliabilityprogram?

Whynecessary?

一个可靠性的计划？ 为什么必须？Areliabilityprogram?Theeffectofatoolatediscoveredfailure

失效发现得太迟的后果Theeffectofatoolatedisco

CustomerSatisfaction－顾客满意Customersatisfactionmeans:Neverhavingtosayyou’resorry!

顾客满意意味着：决不要说对不起！CustomerSatisfaction－顾客满意

质量工程工具

工具 应用1设计评审 设计质量保证2七种QC工具 数据分析/问题求解3新七种QC工具

业务过程管理,QFP4统计过程控制(SPC) 进行改进5实验设计(DOE) 质量突破6质量功能推展(QFD) 满足客户的要求7失效模式及其影响分析 确保安全的设计与工艺过程

质量工程工具工具 应用WhatisaFMEA?Astructured,disciplined

processtosystematicallyandcomprehensively,identifyanddocumentpotential

problemsandweaknessesinadesignorprocesssothatdesignchangescanbemadeorothercorrectiveactionstakentoprevent

actualoccurrenceoffailure

一个结构化和专业化的过程，它能系统和综合地找出并记录在设计和工艺过程中潜在的问题和缺点并由此作出设计改变或采取其它的改正措施以防止失效的实际发生WhatisaFMEA?FMEA对工艺过程及设计改变的影响

设计开始

开发

生产放行

生产

时间

工程改变的数量

传统方法FMEA方法FMEA对工艺过程及设计改变的影响设计开发生产FMEA的类型

类型

别称

说明

产品FMEA

设计FMEA *侧重于产品自身,评估系统, D-FMEA部件及元素

工艺FMEA

生产FMEA*侧重于制造工艺过程,评估

P-FMEA 工艺过程的每一步

应用FMEA

下游的客户 *侧重于客户的工艺过程

制造FMEA *主要倾向于你的产品与客户的 工艺过程的兼容性

服务FMEA *侧重于领域服务 *关心可靠性,产品应用,可维护性FMEA的类型类型 别称 说FMEA的目的失效模式及其影响分析(FMEA)是用来提高产品的可靠性(考虑使用,环境,寿命等等.)(所采购的)零件的质量

(包括零件‘隐藏’的功能)产品的可再现性

(减少组装中的产品质量下降和维修)生产工艺过程的可再现性

(加工,运输等等)集中关注于技术问题将成熟栅格图与风险管理相联系

!FMEA的目的失效模式及其影响分析(FMEA)是用来提风险的类型市场风险

在合适的时间推出适合的产品 技术风险

达到产品的规格质量,可再现性 项目风险

项目的组织,

团队方面,资源市场风险技术风险项目风险计划产品规格

技能,能力风险的类型市场风险技术风险项目风险计划产品规格技能,FMEA的使用A.可靠性工程 -可靠性的提高.B.可再现性的分析 -制造过程中较少的检修与废品. -关键时刻的质量改进.C.生产工艺的分析 -较少的检修与废品. -工艺过程控制点的确定. -工艺过程的交付.A

与B处在发展阶段.C

处在工作准备阶段.FMEA的使用A.可靠性工程100:110:11:1产品设计工艺过程设计生产改进产品回报低显现率/效益高显现率/效益时间500:1概念设计质量杠杆100:110:11:1产品设计工艺过程设计生产用FMEA法研究可靠性前提: 产品能执行其正常功能问题: 使用时间和环境对每个部件的影响是什么可能性:

a.磨损, b.生锈, c.材料失效, d.弄脏, e.因加载而变形(蠕变) f.老化, g.工艺过程的失效.对产品功能的影响是什么?用FMEA法研究可靠性用FMEA法进行可再现性分析

前提:

测试工具:例如FOR/ppm

行动: 将行动作为工艺过程质量控制(P.Q.C.)的结果

分析:

集中关注于在生产工艺过程中造成的并已被注意到的失效用FMEA法进行可再现性分析2

PROCESSFMEA2

PROCESSFMEA

应用于生产工艺过程中的FMEA

分析的主题: -流程图及生产工艺过程的概貌

集中关注 : -操作员的作业 -错误(偏差)的材料

-工艺过程

-设备 -运输 -储存应用于生产工艺过程中的FMEARPN2=SO2D2控制

原因1RPNn=SOnDn控制

原因1

工艺FMEA的开发:

概述

工艺步骤

目的RPN1=SO1D1

控制

原因1

失效模式

后果

严重性,S

发生,On

检测,DnRPN2=SO2D2控制原因1RPNn=SOnD失效模式及其影响分析课件

工艺FMEA的步骤5个步骤:建立工艺流程

分析该工艺过程

建立每一个操作的目的以及可能的失效模式

确定该工艺中的弱点

确立所应采取的行动和责任工艺FMEA的步骤5个步骤:

步骤1-

建立工艺流程

考虑:

制造的规程

系统结构:

- 制造策略(手动/自动,等)

- 技术,工艺过程及设备

- 生产线和厂房布置

- 供应商,运输,物流

系统操作,控制和维修

系统环境条件

测试及质量控制

将组装工艺过程变为一张:

工艺流程图步骤1-建立工艺流程考虑:

工艺流程图(举例)

安装零件

处理工艺

粘结零件

调整工艺

测试

安装组件

处理工艺安装零件

测试

工位1

工位2

工位3

工位4工艺流程图(举例)安装零件处理工艺粘结零件调

工艺流程图(举例)

设备光笔载具

光笔载具

按压工具光笔载具

安装夹具

电动螺丝起子

攻螺纹器

LDGU切割/

镶嵌机器光笔载具

焊接设备

栅格安装调节

机

粘结机和

切割设备

安装驱动元件并

安装弹簧夹

安装并紧固柔

性组件

剪掉LDGU引线

并将LDGU装入

光笔外壳内

将驱动元件和LDGU

焊到柔性组件上

将LDGU围上栅格并加以粘结

安装支架和电线

弹簧

组装工艺过程工艺流程图(举例)设备光笔载具光笔载具按FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

步骤2-工艺分析

审核:

该工艺/操作的目的是如何通过设计者/工程师来实现的.

工作条件是什么 *静态的 *动态的步骤2-工艺分析

步骤3-建立每一步操作的目的和可能的失效模式

改工艺步骤的目的是什么?

有哪些可能的偏差? (失效模式)

偏差对可再现性的影响是什么?(后果)

偏差的原因是什么? (原因)步骤3-建立每一步操作的目的和可能的失效模式改工艺

材料

人

机器

方法

测量

环境

工艺过程工艺原因-结果调查产品的功能产品的功能产品的功能

潜在的原因

潜在的失效

潜在的后果材料人机器方法测量环境

潜在的失效模式失效意味着发生下列一种或几种情况… - 不能执行/产生功能 - 不能满足设计意图 - 不能满足客户的期望 - 发生令人讨厌的事，例如投影机发出噪音 - 出现应用问题,例如错误的应用失效可能出现,但不是必然发生可用“实际的”或技术的术语,而不是以客户所认可的症状来描述采用集体的献计献策来确保其充实完整

例如:

腐蚀的

有裂纹的

变形的

氧化的

泄漏的

断裂的

畸形的

压扁的

不粘的

污染的潜在的失效模式失效意味着发生下列一种或几种情况…例FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys后果(工艺FMEA)每一种失效模式可能对下列某些或所有对象产生令人讨厌的副作用

1. 终端用户(产品) 2. 下游的工艺过程(下一道操作) 3. 局部的工艺过程以上的所有三种影响在任何的工艺FMEA中应该予以考虑后果(工艺FMEA)每一种失效模式可能对下列某

严重性(

工艺-FMEA)

等级

程度 对终端用户

对下游//局部工艺过程

的影响 的影响 1

微小

*

不被注意到 *

无后果 2

低

*

很少被注意到 *

无影响/有限的后果

3 *对两者影响有限 4

中等

*

客户不满意 *

可能需要返工

5 *降低性能 *可能需要计划外的返工 6 *性能损坏 *

可能损坏设备

7

高*客户不满意 *可能造成严重的破坏

8 *失去子系统功能 *可能需要较多的返工

可能危害机器/操作工

9

很高*

出现安全问题 *

生产线停工10 *违背政府的有关 *生产人员的安全受威胁

条规~严重性是指对所产生后果的严重程度的评估严重性(工艺-FMEA)等级 程度 对终端用户 FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

失效的潜在原因按照对某些可修正的或可控制的东西的描述,失效模式可能会怎样发生采用集体的献计献策

或故障树分析(FTA),列出每一种可以了解的，归因于每一种失效模式的失效原因原因应该是具体的,象“操作员失误”或“机器问题”之类是不十分明确的原因的例子原因可以或不可以互相不可兼容 -假如根除一个原因会对失效模式产生直接的影响,那么这个原因被称为是对应于该失效模式的不可兼容的原因 -当原因之间互相不可兼容,实验设计可以用来找出根本原因(较小贡献者)或那些可以被容易控制的原因

失效的潜在原因按照对某些可修正的或可控制的东西的描述,失

故障树举例

问题

原因A

原因B

原因CA1A2B1B2故障树举例问题原因A原因B原因CA1出现率(P-FMEA)

等级

程度

基于SPC 基于失效率

1

细微的

CpK>1.67 <1ppm

2

很低

CpK>1.33 50ppm

3

低

CpK>1.00 250ppm

4 1000ppm

5

中等

CpK<1.67 2500ppm

6 1in80(1.25%)

7

高

不能由统计 1in40(2.5%0

8

来控制 1in20(5.0%) 9

很高

失效几乎是 1in8(12.5%)10

不可避免的 1in2(50.0%)~

可被看作为失效模式发生的概率出现率(P-FMEA)等级 程度 基于SPC FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

当前的控制

当前的控制是对控制的描述，即以控制来: (a)预防失效模式的发生

或 (b)如果它发生的话，检测到失效模式。工艺过程的控制的例子: -带有安全装置的夹具 -SPC -检查

在主题操作或在随后的 -测试操作过程中 -测量R&R -预防性的维护保养 -操作员的培训 -GMP(良好的制造操作实践) -ISO9000 -SOP(标准操作规程) -湿度/压力/温度的控制 -有限元分析 -校准当前的控制当前的控制是对控制的描述，即以控制

检测(P-FMEA)等级

程度 描述1

很高 工艺自动检测到失效2

控制系统几乎将一定检测到失效3

高 控制系统将有很大的机会检测到失效4 5

中等 控制系统可能会检测到失效6 7

低 控制系统将有很小的机会检测到失效8

9

很低 控制系统可能不会检测到失效10

无 控制系统不会检测到失效~

假设失效已经发生,评估在装运前控制系统对失效模式的检测的概率检测(P-FMEA)等级 程度 描述~FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

步骤4-

确定弱点

确定失效的严重性(=S)

后果 等级:1.........10

确定失效发生的概率(=O)

原因 等级:1........10

确定对失效检测的可能性(=D)

时间影响 等级:1........10步骤4-确定弱点确定失效的严重性(=S)

风险优先数:(RPN)

=>严重性x发生x检测 => RPN=SxOxD

1<RPN<1000

就其本身而言,绝对的RPN数没有意义.他们只用来确定失效原因的等级,以便采取纠正行动风险优先数:(RPN)RPN:可接受的临界值S=5(降低性能+衰退)O=5(大约0.25%)D=5(可在装运前检测到)

一般而言,RPN125可能是一个很适用的临界值

也即对RPN>125=>需要采取纠正行动

但也有例外;SxOxDRPN 125S O D 描述

行动?10 1 1 失效不可能触及使用者1 10 1 频繁的很小，可检测的失效1 1 10 使用者偶尔会遇到很小的故障10 10 1 严重而且频繁的失效1 10 10 使用者频繁地遇到很小的故障10 1 10 使用者遇到严重的故障10 10 10 出麻烦了!!!RPN:可接受的临界值S=5(降

步骤5-产生行动并负起职责1.

亟待改进的方面:-改变设计-使用寿命试验-与供应商接洽-在生产工艺过程中建立控制点等等2.谁负责3.何时完成步骤5-产生行动并负起职责RPN

可以接受?

纠正的行动

做

新的RPN1可以接受?

结束YesNoNoYesRPN可以接受?纠正的行动做

新的RPNn可以接受?结束YesNoNoYes纠正的行动做新的RPN1结束YesNo

纠正行动的选择

不可能有效的 推荐的选择

* 增加检查 *

Poka-yoke(有安全装置的) * 额外的测试 *

工艺的改变 * 额外的校核 * 设计的改变 * 重新培训操作员 * 自动化 * 重写SOP * 计算机化 * 采用机器人 纠正行动的选择 失效模式及其影响分析课件纠正行动优先权的体系

任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失效的严重性，失效的发生,失效的检测

或以上全部三项来提高RPN的等级.

重点应以预防为主,也就是说减少失效的发生.

如果预防没有可能，那么应采用下列的优先权体系

: 1.预防或排除潜在的原因 2.检测,尽早在产品的使用寿命周期内进行:

最佳 ………

在设计阶段

次佳 ………

在大规模生产之前

其次 ………

在装运之前

作为最后的手段………在现场,但在灾难性的失效之前 3.减小影响,也即减低失效的严重性

通常,减低上述三项中的任何一项-O,S,D -需要对工艺和/或设计进行改变/改进纠正行动优先权的体系任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失FMEA

是

不是

*结构化的 *一个供展览的样品 *系统化的 *一个数字游戏 *严密的 *一个猜想游戏 *综合的 *一项文件编制的练习 *科学的 *一项自我安慰的训练 *一门学科 .. *预防性的 .. *针对客户的 .. *一个团队的努力 .. *一项具交叉功能的训练 .. *一份生动的文件 .. *一个连续的工艺过程 *一项单件的生产的训练FMEA 是 不是RealLifeFMEAExerciseRealLifeFMEAExercise3

PRODUCTD-FMEA3

PRODUCTD-FMEA

工艺FMEA与产品D-FMEA* P-FMEA(工艺FMEA)虽不依赖于产品设计的改变来克服工艺的缺点,但它得考虑某产品的设计特点* D-FMEA(产品FMEA)虽不依赖于工艺过程的控制来克服设计的缺点,但它得考虑制造工艺过程中的技术/

实际局限性(即工艺产能).

工艺步骤

目的单元件或

组件

作用

工艺FMEA

产品FMEA工艺FMEA与产品D-FMEA* P-FMEA(工艺

工艺FMEA与产品D-FMEA* 因此诸如“操作员没有正确地嵌装好电阻”和“供应商运载了错误的零件”的原因在D-FMEA中可以不考虑,但如果存在着与设计有关的因素影响电阻的嵌装或导致运输/装运的问题,那么这些因素必须加以考虑.

工艺步骤

目的单元件或

组件

作用

工艺FMEA

产品FMEA工艺FMEA与产品D-FMEA工艺步骤目的单元件或

设计FMEA一个D-FMEA始于一张功能模块图或材料清单设计FMEA能采用下列两种方法中的一种:1. 元件自底向上法

这种方法只有当某一设计已经存在时才可能采用.

它用来调整设计中的每一个元件。设计FMEA一个D-FMEA始于一张功能模块图或

设计FMEA2. 功能模块法(从上向下的)

这种方法有助于设计者选择优化的子系统或组件.它在设计决定的过程中发挥着作用

对于大且复杂的系统，有选择的功能模块法可以被采用在功能模块图的每个水平上选择对FMEA最敏感的子系统的组件

设计FMEA

产品的功能

考虑:

产品规格

系统结构:

- 不同的元素及其特点,性能职责及功用-

元素间的联系

系统操作，

控制及维修系统的环境条件

使用者的方式

功能，

子系统和部件的建立:==>功能树产品的功能考虑:

产品的功能树

产品的基本功能

功能A

功能B

功能C

功能D

功能Aa

功能Ab

功能Ca

功能Cb

功能Aba

功能Abc

功能Caa

功能Cab

功能Cac产品的功能树产品的功能A功能B功能

影响(D-FMEA)必须考虑影响的三个层次: 1.终端用户的影响 2.下一个较高层次的影响 3.局部影响

以下例子将有助于区分三种类型的影响:

阀

引擎系统

动力系统

轿车

被评估

下一个较 终端用户

的零件 高的层次

影响

描述 举例说明终端用户影响

轿车性能的影响;

有噪声的;

客户所观测到和/或经历的

颠簸的;

不能在

高速下运行下一个较高层次的影响 对引擎的影响 过热;振动局部影响 对阀本身的影响

损坏影响(D-FMEA)必须考虑影响的三个层次: 1.

材料

使用

设计

零部件

规格

环境

产品产品原因-结果的调查

产品的功能产品的功能产品的功能潜在的原因结果潜在的失效潜在的材料使用设计零部件规格环境失效的严重性(D-FMEA)

等级

程度

影响

1

微小 *对产品性能无明显的影响 *使用者可能不会注意到失效

3

低 *客户能注意到性能有的轻微的损害 *导致客户稍微有些烦恼

5

中等 *导致一些客户不满意 *客户能注意到产品性能降低 *性能逐渐的变坏

7

高 *较高程度的客户不满意 *子系统的功能失效,例如引擎损坏

10

很高 *

有安全的问题 *与政府的条规不符失效的严重性(D-FMEA)等级 程度 失效的发生(D-FMEA)

等级

描述

失效的概率

设计寿命失效率 1 细微的

不可能失效 <1ppm 3 低

相对极少的失效 250ppm 1000ppm 5 中等

偶尔失效 2500ppm 1in80(1.25%) 7 高

反复多次失效 1in40(2.5%0 1in20(5.0%) 10 很高

失效几乎不可避免 1in8(12.5%) 1in2(50.0%)失效的发生(D-FMEA)等级 描述 失效的概率

检测方法

描述

应用

时间表 在产品寿命周期里从设计起 D-FMEA 到出现现场失效的最早阶段

在哪里?

固定闸 在产品寿命周期里的任何一 P-FMEA

门

点(闸门)处的检测概率是多 少?检测方法 描述

检测(D-FMEA)

时间表法

等级

检测的概率 1 在生产开始前检测到 3 在最后交付前很可能检测到 4 在交付后但在大规模生产前可检测到的 5 在装运前可检测到的 7 将在现场失效发生前检测到 10 直到在现场失效发生时才能检测到检测(D-FMEA)时间表法检测(D-FMEA)固定闸门法

等级

检测的概率1 在设计估算前可被检测3 在设计估算时很可能被检测5 在设计估算时有可能被检测7 在设计估算时不太可能被检测10 直到失效在现场发生时才能被检测到检测(D-FMEA)固定闸门法4

FMEA的组织方面4

FMEA的组织方面FMEA的组织方面总体要点参与者准备汇报FMEA的组织方面FMEA是一种开发的功能和义务FMEA过程的时间不应长于半天在一次FMEA会议开始时开发人员应给予解释

产品FMEA应侧重于:

-

可靠性(

能正常发挥的功能)

-

可再现性

工艺FMEA应侧重于:

-工艺流程 -

操作员的操作

-

材料的偏差 -

运输

-

储存

总体要点FMEA是一种开发的功能和义务总体要点FMEA:重要的成功因素*

诚实* 积极* 严密周到* 注重细节* 贯彻始终* 任用合适人员* “安全至上”* 基于事实的管理 - 将猜测和估计的成分降至最低 - 最大限度地使用数据和量化方法FMEA:重要的成功因素* 诚实

参与者

参与者应该直接介入参与者的人数应该受到限制参与者应该来自几个部门:

-开发

-工程

-生产

-工艺

-质量

-专家(假如必要的话) -服务参与者参与者应该直接介入-服务D-FMEA的准备

在与会议主席的密切合作下，准备工作应该由设计人员来承担

图纸及足够的模型应该是现有的

应该分发一个模型

允许偏差限度的计算和等高线图应该是现有的产品FMEA的特殊准备:

-设计应被拆成‘元素’

-这些元素的优先环境

-从现存的产品中应该可以得到下列数据:

.销售前的数据

.要求服务电话率的图表

.产品质量下降的的数字D-FMEA的准备在与会议主席的密切合作下，准备工

汇报以标准格式汇报的FMEA的结果

应建立行动清单计划如下:

-在重要阶段性的会议上汇报

-在项目团队中得到了解

-在每一次的项目团队会议上进行讨论

汇报5

MATURITYGRID5

MATURITYGRID成熟栅格图的使用

目的:

追踪产品和工艺过程设计的成熟度便于确定重大阶段

审视现状:也明确下一个阶段需解决的问题

成熟栅格图的输入:

突出的设计问题(技术规格,客户要求)

在设计评价/工艺追踪中发现的问题

可靠性试验中发现的问题FMEA过程中发现的潜在问题FMEA提供输入给成熟栅格图，但它并非是唯一的方法!成熟栅格图的使用目的:FMEA提供输入给成熟栅格图，但它产品和工艺过程的成熟栅格图

权重因数:S-与安全标准/其它要求不相符A-产品不可生产的或不畅销的B-不被重要的客户接受或生产有大问题C-销售或生产存在较小的困难D-问题可接受(没有行动)

演进因数:4-原因不明3-解决方案不清2-评估不乐观1-未提出解决方案0-提出了解决方案产品/工艺过程的成熟栅格图

权重因数

演进因数SABCD43210AFMCDDRCRIR

设计中的潜在问题产品和工艺过程的成熟栅格图产品/工艺过程的成熟栅格图权No

评价?

正面评价?

原因可知?解决方案可知?

引入解决方案?NoYesYesYesYesNoNoNo43210建立随行动演进的追踪系统

权重因数:S-与安全标准/其它要求不 一致A-产品不可生产或销售B-不被重要客户接受或生 产出现大问题C-能不太困难地被生产或 销售D-问题可被接受(没有行 动)

演进因数No评价?原因可知?解决方案可知?引入解决方案?N失效模式及其影响分析课件举例:成熟栅格图权重因数:S-与安全标准/其它要求不相符A-产品不可生产的或不畅销的B-不被重要的客户接受或生产有大问题C-销售或生产存在较小的困难D-问题可接受(没有行动)

演进因数:4-原因不明3-解决方案不清2-评估不乐观1-未提出解决方案0-提出了解决方案权重因数演进因数SABCD43210AFMCDDRCRIR22举例:成熟栅格图权重因数演进因数FAILUREMODEandEFFECTSANALYSIS

失效模式及其影响分析FAILUREMODEandEFFECTSANALY1

INTRODUCTION

TO

FMEA1

INTRODUCTION

TO

FMEACar2:NoMajorBreakdowns非主要的破损Fewfailures很少失效Car1:FrequentBreakdowns频繁地破损Manyminorcomponentsfailures许多的小部件失效Areliabilityprogram?

Whynecessary?

一个可靠性的计划？ 为什么必须？Areliabilityprogram?Theeffectofatoolatediscoveredfailure

失效发现得太迟的后果Theeffectofatoolatedisco

CustomerSatisfaction－顾客满意Customersatisfactionmeans:Neverhavingtosayyou’resorry!

顾客满意意味着：决不要说对不起！CustomerSatisfaction－顾客满意

质量工程工具

工具 应用1设计评审 设计质量保证2七种QC工具 数据分析/问题求解3新七种QC工具

业务过程管理,QFP4统计过程控制(SPC) 进行改进5实验设计(DOE) 质量突破6质量功能推展(QFD) 满足客户的要求7失效模式及其影响分析 确保安全的设计与工艺过程

质量工程工具工具 应用WhatisaFMEA?Astructured,disciplined

processtosystematicallyandcomprehensively,identifyanddocumentpotential

problemsandweaknessesinadesignorprocesssothatdesignchangescanbemadeorothercorrectiveactionstakentoprevent

actualoccurrenceoffailure

一个结构化和专业化的过程，它能系统和综合地找出并记录在设计和工艺过程中潜在的问题和缺点并由此作出设计改变或采取其它的改正措施以防止失效的实际发生WhatisaFMEA?FMEA对工艺过程及设计改变的影响

设计开始

开发

生产放行

生产

时间

工程改变的数量

传统方法FMEA方法FMEA对工艺过程及设计改变的影响设计开发生产FMEA的类型

类型

别称

说明

产品FMEA

设计FMEA *侧重于产品自身,评估系统, D-FMEA部件及元素

工艺FMEA

生产FMEA*侧重于制造工艺过程,评估

P-FMEA 工艺过程的每一步

应用FMEA

下游的客户 *侧重于客户的工艺过程

制造FMEA *主要倾向于你的产品与客户的 工艺过程的兼容性

服务FMEA *侧重于领域服务 *关心可靠性,产品应用,可维护性FMEA的类型类型 别称 说FMEA的目的失效模式及其影响分析(FMEA)是用来提高产品的可靠性(考虑使用,环境,寿命等等.)(所采购的)零件的质量

(包括零件‘隐藏’的功能)产品的可再现性

(减少组装中的产品质量下降和维修)生产工艺过程的可再现性

(加工,运输等等)集中关注于技术问题将成熟栅格图与风险管理相联系

!FMEA的目的失效模式及其影响分析(FMEA)是用来提风险的类型市场风险

在合适的时间推出适合的产品 技术风险

达到产品的规格质量,可再现性 项目风险

项目的组织,

团队方面,资源市场风险技术风险项目风险计划产品规格

技能,能力风险的类型市场风险技术风险项目风险计划产品规格技能,FMEA的使用A.可靠性工程 -可靠性的提高.B.可再现性的分析 -制造过程中较少的检修与废品. -关键时刻的质量改进.C.生产工艺的分析 -较少的检修与废品. -工艺过程控制点的确定. -工艺过程的交付.A

与B处在发展阶段.C

处在工作准备阶段.FMEA的使用A.可靠性工程100:110:11:1产品设计工艺过程设计生产改进产品回报低显现率/效益高显现率/效益时间500:1概念设计质量杠杆100:110:11:1产品设计工艺过程设计生产用FMEA法研究可靠性前提: 产品能执行其正常功能问题: 使用时间和环境对每个部件的影响是什么可能性:

a.磨损, b.生锈, c.材料失效, d.弄脏, e.因加载而变形(蠕变) f.老化, g.工艺过程的失效.对产品功能的影响是什么?用FMEA法研究可靠性用FMEA法进行可再现性分析

前提:

测试工具:例如FOR/ppm

行动: 将行动作为工艺过程质量控制(P.Q.C.)的结果

分析:

集中关注于在生产工艺过程中造成的并已被注意到的失效用FMEA法进行可再现性分析2

PROCESSFMEA2

PROCESSFMEA

应用于生产工艺过程中的FMEA

分析的主题: -流程图及生产工艺过程的概貌

集中关注 : -操作员的作业 -错误(偏差)的材料

-工艺过程

-设备 -运输 -储存应用于生产工艺过程中的FMEARPN2=SO2D2控制

原因1RPNn=SOnDn控制

原因1

工艺FMEA的开发:

概述

工艺步骤

目的RPN1=SO1D1

控制

原因1

失效模式

后果

严重性,S

发生,On

检测,DnRPN2=SO2D2控制原因1RPNn=SOnD失效模式及其影响分析课件

工艺FMEA的步骤5个步骤:建立工艺流程

分析该工艺过程

建立每一个操作的目的以及可能的失效模式

确定该工艺中的弱点

确立所应采取的行动和责任工艺FMEA的步骤5个步骤:

步骤1-

建立工艺流程

考虑:

制造的规程

系统结构:

- 制造策略(手动/自动,等)

- 技术,工艺过程及设备

- 生产线和厂房布置

- 供应商,运输,物流

系统操作,控制和维修

系统环境条件

测试及质量控制

将组装工艺过程变为一张:

工艺流程图步骤1-建立工艺流程考虑:

工艺流程图(举例)

安装零件

处理工艺

粘结零件

调整工艺

测试

安装组件

处理工艺安装零件

测试

工位1

工位2

工位3

工位4工艺流程图(举例)安装零件处理工艺粘结零件调

工艺流程图(举例)

设备光笔载具

光笔载具

按压工具光笔载具

安装夹具

电动螺丝起子

攻螺纹器

LDGU切割/

镶嵌机器光笔载具

焊接设备

栅格安装调节

机

粘结机和

切割设备

安装驱动元件并

安装弹簧夹

安装并紧固柔

性组件

剪掉LDGU引线

并将LDGU装入

光笔外壳内

将驱动元件和LDGU

焊到柔性组件上

将LDGU围上栅格并加以粘结

安装支架和电线

弹簧

组装工艺过程工艺流程图(举例)设备光笔载具光笔载具按FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

步骤2-工艺分析

审核:

该工艺/操作的目的是如何通过设计者/工程师来实现的.

工作条件是什么 *静态的 *动态的步骤2-工艺分析

步骤3-建立每一步操作的目的和可能的失效模式

改工艺步骤的目的是什么?

有哪些可能的偏差? (失效模式)

偏差对可再现性的影响是什么?(后果)

偏差的原因是什么? (原因)步骤3-建立每一步操作的目的和可能的失效模式改工艺

材料

人

机器

方法

测量

环境

工艺过程工艺原因-结果调查产品的功能产品的功能产品的功能

潜在的原因

潜在的失效

潜在的后果材料人机器方法测量环境

潜在的失效模式失效意味着发生下列一种或几种情况… - 不能执行/产生功能 - 不能满足设计意图 - 不能满足客户的期望 - 发生令人讨厌的事，例如投影机发出噪音 - 出现应用问题,例如错误的应用失效可能出现,但不是必然发生可用“实际的”或技术的术语,而不是以客户所认可的症状来描述采用集体的献计献策来确保其充实完整

例如:

腐蚀的

有裂纹的

变形的

氧化的

泄漏的

断裂的

畸形的

压扁的

不粘的

污染的潜在的失效模式失效意味着发生下列一种或几种情况…例FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys后果(工艺FMEA)每一种失效模式可能对下列某些或所有对象产生令人讨厌的副作用

1. 终端用户(产品) 2. 下游的工艺过程(下一道操作) 3. 局部的工艺过程以上的所有三种影响在任何的工艺FMEA中应该予以考虑后果(工艺FMEA)每一种失效模式可能对下列某

严重性(

工艺-FMEA)

等级

程度 对终端用户

对下游//局部工艺过程

的影响 的影响 1

微小

*

不被注意到 *

无后果 2

低

*

很少被注意到 *

无影响/有限的后果

3 *对两者影响有限 4

中等

*

客户不满意 *

可能需要返工

5 *降低性能 *可能需要计划外的返工 6 *性能损坏 *

可能损坏设备

7

高*客户不满意 *可能造成严重的破坏

8 *失去子系统功能 *可能需要较多的返工

可能危害机器/操作工

9

很高*

出现安全问题 *

生产线停工10 *违背政府的有关 *生产人员的安全受威胁

条规~严重性是指对所产生后果的严重程度的评估严重性(工艺-FMEA)等级 程度 对终端用户 FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

失效的潜在原因按照对某些可修正的或可控制的东西的描述,失效模式可能会怎样发生采用集体的献计献策

或故障树分析(FTA),列出每一种可以了解的，归因于每一种失效模式的失效原因原因应该是具体的,象“操作员失误”或“机器问题”之类是不十分明确的原因的例子原因可以或不可以互相不可兼容 -假如根除一个原因会对失效模式产生直接的影响,那么这个原因被称为是对应于该失效模式的不可兼容的原因 -当原因之间互相不可兼容,实验设计可以用来找出根本原因(较小贡献者)或那些可以被容易控制的原因

失效的潜在原因按照对某些可修正的或可控制的东西的描述,失

故障树举例

问题

原因A

原因B

原因CA1A2B1B2故障树举例问题原因A原因B原因CA1出现率(P-FMEA)

等级

程度

基于SPC 基于失效率

1

细微的

CpK>1.67 <1ppm

2

很低

CpK>1.33 50ppm

3

低

CpK>1.00 250ppm

4 1000ppm

5

中等

CpK<1.67 2500ppm

6 1in80(1.25%)

7

高

不能由统计 1in40(2.5%0

8

来控制 1in20(5.0%) 9

很高

失效几乎是 1in8(12.5%)10

不可避免的 1in2(50.0%)~

可被看作为失效模式发生的概率出现率(P-FMEA)等级 程度 基于SPC FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

当前的控制

当前的控制是对控制的描述，即以控制来: (a)预防失效模式的发生

或 (b)如果它发生的话，检测到失效模式。工艺过程的控制的例子: -带有安全装置的夹具 -SPC -检查

在主题操作或在随后的 -测试操作过程中 -测量R&R -预防性的维护保养 -操作员的培训 -GMP(良好的制造操作实践) -ISO9000 -SOP(标准操作规程) -湿度/压力/温度的控制 -有限元分析 -校准当前的控制当前的控制是对控制的描述，即以控制

检测(P-FMEA)等级

程度 描述1

很高 工艺自动检测到失效2

控制系统几乎将一定检测到失效3

高 控制系统将有很大的机会检测到失效4 5

中等 控制系统可能会检测到失效6 7

低 控制系统将有很小的机会检测到失效8

9

很低 控制系统可能不会检测到失效10

无 控制系统不会检测到失效~

假设失效已经发生,评估在装运前控制系统对失效模式的检测的概率检测(P-FMEA)等级 程度 描述~FailureModeandEffectAnalysisChartFailureModeandEffectAnalys

步骤4-

确定弱点

确定失效的严重性(=S)

后果 等级:1.........10

确定失效发生的概率(=O)

原因 等级:1........10

确定对失效检测的可能性(=D)

时间影响 等级:1........10步骤4-确定弱点确定失效的严重性(=S)

风险优先数:(RPN)

=>严重性x发生x检测 => RPN=SxOxD

1<RPN<1000

就其本身而言,绝对的RPN数没有意义.他们只用来确定失效原因的等级,以便采取纠正行动风险优先数:(RPN)RPN:可接受的临界值S=5(降低性能+衰退)O=5(大约0.25%)D=5(可在装运前检测到)

一般而言,RPN125可能是一个很适用的临界值

也即对RPN>125=>需要采取纠正行动

但也有例外;SxOxDRPN 125S O D 描述

行动?10 1 1 失效不可能触及使用者1 10 1 频繁的很小，可检测的失效1 1 10 使用者偶尔会遇到很小的故障10 10 1 严重而且频繁的失效1 10 10 使用者频繁地遇到很小的故障10 1 10 使用者遇到严重的故障10 10 10 出麻烦了!!!RPN:可接受的临界值S=5(降

步骤5-产生行动并负起职责1.

亟待改进的方面:-改变设计-使用寿命试验-与供应商接洽-在生产工艺过程中建立控制点等等2.谁负责3.何时完成步骤5-产生行动并负起职责RPN

可以接受?

纠正的行动

做

新的RPN1可以接受?

结束YesNoNoYesRPN可以接受?纠正的行动做

新的RPNn可以接受?结束YesNoNoYes纠正的行动做新的RPN1结束YesNo

纠正行动的选择

不可能有效的 推荐的选择

* 增加检查 *

Poka-yoke(有安全装置的) * 额外的测试 *

工艺的改变 * 额外的校核 * 设计的改变 * 重新培训操作员 * 自动化 * 重写SOP * 计算机化 * 采用机器人 纠正行动的选择 失效模式及其影响分析课件纠正行动优先权的体系

任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失效的严重性，失效的发生,失效的检测

或以上全部三项来提高RPN的等级.

重点应以预防为主,也就是说减少失效的发生.

如果预防没有可能，那么应采用下列的优先权体系

: 1.预防或排除潜在的原因 2.检测,尽早在产品的使用寿命周期内进行:

最佳 ………

在设计阶段

次佳 ………

在大规模生产之前

其次 ………

在装运之前

作为最后的手段………在现场,但在灾难性的失效之前 3.减小影响,也即减低失效的严重性

通常,减低上述三项中的任何一项-O,S,D -需要对工艺和/或设计进行改变/改进纠正行动优先权的体系任何所推荐的纠正行动的目的是通过减低失FMEA

是

不是

*结构化的 *一个供展览的样品 *系统化的 *一个数字游戏 *严密的 *一个猜想游戏 *综合的 *一项文件编制的练习 *科学的 *一项自我安慰的训练 *一门学科 .. *预防性的 .. *针对客户的 .. *一个团队的努力 .. *一项具交叉功能的训练 .. *一份生动的文件 .. *一个连续的工艺过程 *一项单件的生产的训练FMEA 是 不是RealLifeFMEAExerciseRealLifeFMEAExercise3

PRODUCTD-FMEA3

PRODUCTD-FMEA

工艺FMEA与产品D-FMEA* P-FMEA(工艺FMEA)虽不依赖于产品设计的改变来克服工艺的缺点,但它得考虑某产品的设计特点* D-FMEA(产品FMEA)虽不依赖于工艺过程的控制来克服设计的缺点,但它得考虑制造工艺过程中的技术/

实际局限性(即工艺产能).

工艺步骤

目的单元件或

组件

作用

工艺FMEA

产品FMEA工艺FMEA与产品D-FMEA* P-FMEA(工艺

工艺FMEA与产品D-FMEA* 因此诸如“操作员没有正确地嵌装好电阻”和“供应商运载了错误的零件”的原因在D-FMEA中可以不考虑,但如果存在着与设计有关的因素影响电阻的嵌装或导致运输/装运的问题,那么这些因素必须加以考虑.

工艺步骤

目的单元件或

组件

作用

工艺FMEA

产品FMEA工艺FMEA与产品D-FMEA工艺步骤目的单元件或

设计FMEA一个D-FMEA始于一张功能模块图或材料清单设计FMEA能采用下列两种方法中的一种:1. 元件自底向上法

这种方法只有当某一设计已经存在时才可能采用.

它用来调整设计中的每一个元件。设计FMEA一个D-FMEA始于一张功能模块图或

设计FMEA2. 功能模块法(从上向下的)

这种方法有助于设计者选择优化的子系统或组件.它在设计决定的过程中发挥着作用

对于大且复杂的系统，有选择的功能模块法可以被采用在功能模块图的每个水平上选择对FMEA最敏感的子系统的组件

设计FMEA

产品的功能

考虑:

产品规格

系统结构:

- 不同的元素及其特点,性能职责及功用-

元素间的联系

系统操作，

控制及维修系统的环境条件

使用者的方式

功能，

子系统和部件的建立:==>功能树产品的功能考虑:

产品的功能树

产品的基本功能

功能A

功能B

功能C

功能D

功能Aa

功能Ab

功能Ca

功能Cb

功能Aba

功能Abc

功能Caa

功能Cab

功能Cac产品的功能树产品的功能A功能B功能

影响(D-FMEA)必须考虑影响的三个层次: 1.终端用户的影响 2.下一个较高层次的影响 3.局部影响

以下例子将有助于区分三种类型的影响:

阀

引擎系统

动力系统

轿车

被评估

下一个较 终端用户

的零件 高的层次

影响

描述 举例说明终端用户影响

轿车性能的影响;

有噪声的;

客户所观测到和/或经历的

颠簸的;

不能在

高速下运行下一个较高层次的影响 对引擎的影响 过热;振动局部影响 对阀本身的影响

损坏影响(D-FMEA)必须考虑影响的三个层次: 1.

材料

使用

设计

零部件

规格

环境

产品产品原因-结果的调查

产品的功能产品的功能产品的功能潜在的原因结果潜在的失效潜在的材料使用设计零部件规格环境失效的严重性(D-FMEA)

等级

程度

影响

1

微小 *对产品性能无明显的影响 *使用者可能不会注意到失效

3

低 *客户能注意到性能有的轻微的损害 *导致客户稍微有些烦恼

5

中等 *导致一些客户不满意 *客户能注意到产品性能降低 *性能逐渐的变坏

7

高 *较高程度的客户不满意 *子系统的功能失效,例如引擎损坏

10

很高 *

有安全的问题 *与政府的条规不符失效的严重性(D-FMEA)等级 程度 失效的发生(D-FMEA)

等级

描述

失效的概率

设计寿命失效率 1 细