系统FMEA的详细概述

批量投产前的质量保证系统FMEA1是D-FMEA和P-FMEA的进一步发展。揭示了在项目的所有关键部位按项目进度如何通过经验、计算、试验和检验降低已有的风险或将来的风险。是一种重要的支持跨部门合作的管理方法。结构化的记录可以被后续活动所使用。系统FMEA2FMEA及系统FMEA概述产品和过程的系统FMEA的基础实施系统FMEA的五个步骤系统FMEA的表格系统FMEA的组织流程与其他方法之间的关系系统FMEA3FMEA及系统FMEA概述最初是在美国的航天工业界率先使用。随着FMEA的成功使用，逐渐被其他行业接受，并在全球推广实施。美国福特、通用和克莱斯勒三大汽车公司将FMEA纳入QS-9000体系中，逐步成为行业标准。FMEA的发展过程4FMEA及系统FMEA概述提高产品的功能保证和可靠性降低担保费用与折扣费用缩短开发过程减少批量投产时的问题提高准时供货信誉实现更经济的生产改进服务改善内部信息流系统FMEA的目的5FMEA及系统FMEA概述进行设计FMEA时，只考虑各个构件的缺陷，而没有系统地所有构件之间的功能关系。进行过程FMEA时，只考虑单个过程潜在的缺陷，没有系统地分析整个生产过程。必要时还需考虑工装设备的设计制造。进行FMEA分析时只使用FMEA表格，没有关于功能与失效功能之间关系的系统的描述。FMEA方法的进一步发展6产品和过程系统FMEA基础将研究的系统结构化，并分成系统单元，说明各单元间的功能关系。从已描述的功能中导出每一系统单元的可想象的失效功能（潜在缺陷）。确定不同系统单元失效功能间的逻辑关系，以便能在系统FMEA中分析潜在的缺陷、缺陷后果和缺陷原因。系统FMEA定义7产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA设计FMEA的缺陷分析内容：构件缺陷缺陷原因缺陷后果8产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA系统缺陷系统缺陷原因缺陷（在系统中造成的）后果考虑整个产品钳子的失效功能，需要时才考虑到构件的故障类型。9产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA整车有缺陷传动系统有缺陷发动机传动器有缺陷离合器驱动轴有缺陷齿轮有缺陷有失效功能的整车系统结构10产品品和和过过程程系系统统FMEA基基础础过程程系系统统FMEAP-FMEA研研究究每每道道工工序序中中存存在在的的缺缺陷陷，，在在过过程程系系统统FMEA中中，，根根据据系系统统单单元元““人人、、机机、、料料、、法法、、环环””使使生生产产过过程程结结构构化化，，并并对对生生产产过过程程加加以以描描述述。。每一一道道工工序序被被理理解解为为系系统统单单元元的的任任务务/功功能能。。需要要时时，，将将功功能能研研究究与与缺缺陷陷研研究究延延伸伸到到生生产产设设备备的的设设计计数数据据中中去去。。11产品品和和过过程程系系统统FMEA基基础础过程程系系统统FMEA总过程有缺陷过程2有缺陷分过程2.1过程1分过程2.2分过程2.3分过程1.1分过程1.2人机料法环有失失效效功功能能的的整整个个过过程程的的系系统统结结构构12实施施系系统统FMEA的的五五个个步步骤骤实施优化措施实施风险评价实施缺陷分析描述功能与功能结构确定系统单元与系统结构第一一步步第二二步步第三三步步第四四步步第五五步步准备备13实施施系系统统FMEA的的五五个个步步骤骤图纸纸实验验报报告告产品品建建议议书书质量量规规定定可比比较较的的系系统统单单元元的的缺缺陷陷表表售后后市市场场经经验验搜集集准备备法律律条条文文官方方规规定定安全全规规章章标准准化化资资料料过程程计计划划装配配计计划划检验验计计划划等等14实施施系系统统FMEA的的五五个个步步骤骤用系系统统单单元元描描述述系系统统结结构构（（结结构构树树））是是对对每每个个系系统统单单元元按按其其功功能能及及失失效效功功能能进进行行分分析析的的基基础础。。在一个系系统结构构中，系系统单元元按结构构设置与与排序，，体现在在总系统统中的结结构关系系。系统结构构的安排排是从顶顶层系统统单元到到不同的的结构层层次，进进而描述述每一系系统单元元与其他他系统单单元之间间通过交交接点形形成的联联系。在每个系系统单元元下设置置的结构构是独立立的分结结构。系统结构构与系统统单元第一步15实施系统统FMEA的五五个步骤骤系统结构构与系统统单元第一步系统SE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.2SE2.1SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接点16实施系统统FMEA的五五个步骤骤功能与功功能结构构系统单元的内部功能输入功能（下一级系统单元）输出功能（上一级系统单元）输入功能（从系统单元到交接点）输出功能（从交接点到系统单元）系统单元元的功能能第二步17实施系统统FMEA的五五个步骤骤功能与功功能结构构功能结构构第二步可以用功功能结构构图（功功能树/功能网网）来描描述多个个系统单单元对某某一输出出功能的的共同作作用。在确定某某一系统统单元的的功能结结构时必必须考虑虑相关的的输入功功能与内内部功能能。共同描述述一项功功能的各各个分功功能在功功能结构构中按逻逻辑关系系彼此相相连。18实施系统统FMEA的五五个步骤骤功能与功功能结构构功能结构构第二步系统功能1SE1的功能贡献SE2的功能贡献SE2.2的功能贡献SE2.1的功能贡献SE3.5的功能贡献19实施系统统FMEA的五五个步骤骤缺陷分析析第三步所考虑的的系统单单元的潜潜在缺陷陷是指：：从已知知功能中中导出和和描述的的失效功功能，如如没有完完成功能能或功能能受到限限制。潜在缺陷陷原因：：下一级级系统单单元及通通过交接接点所涉涉及的系系统单元元的所有有可以想想象的失失效功能能。潜在缺陷陷后果：：对上一一级系统统单元及及通过交交接点所所涉及的的系统单单元所造造成的失失效功能能。20实施系统统FMEA的五五个步骤骤缺陷分析析第三步系统失效功能1SE1的失效功能SE2的失效功能SE2.2的失效功能SE2.1的失效功能SE3.5的失效功能SE1.2的失效功能SE1.1的失效功能21实施系统统FMEA的五五个步骤骤缺陷分析析第三步系统失效功能1SE1的失效功能SE2的失效功能SE2.2的失效功能SE2.1的失效功能SE3.5的失效功能SE1.2的失效功能SE1.1的失效功能潜在失效效后果潜在缺陷陷潜在缺陷陷原因22实施系统统FMEA的五五个步骤骤风险评价价第四步风险评价价的尺度度：风险险顺序数数RPN要素组成成：严重度S用用来评评价缺陷陷后果的的严重性性频度P用用来评评价缺陷陷原因发发生的概概率不可探测测度D用用来评评价缺陷陷原因、、缺陷或或缺陷后后果发生后被被发现的的概率RPN＝＝S×P×D23实施系统统FMEA的五五个步骤骤风险评价价第四步严重度S根据缺陷陷后果对对整个系系统以及及外部顾顾客所产产生的影影响来确确定S值值的大小小也可以从从内部顾顾客的观观点出发发按相似似的评价价准则确确定24实施系统统FMEA的五五个步骤骤风险评价价第四步频度P应考虑所所制订的的所有的的预防措措施；可以根据据经验值值来推测测；如果在一一个新系系统中包包含有已已评价的的子系统统，应根根据可能能已改变变的边界界条件来来验证评评价结果果。25实施系统统FMEA的五五个步骤骤风险评价价第四步不可探测测度D应考虑所所制订的的所有发发现缺陷陷和/或或缺陷后后果的措措施及其其有效性性；如果在一一个新系系统中包包含有已已评价的的子系统统，应根根据可能能已改变变的边界界条件来来验证评评价结果果；在原因链/影响链中中尽可能早早地发现缺缺陷是有重重要意义的的。26评分严重度S频度P缺陷率（ppm）不可探测度D109特别严重安全风险，未满足法律要求，整车不能运行非常高缺陷原因发生的频率很高，不能使用或不合适的设计500,000100,000非常低不可能发现已发生的缺陷原因，无或不可能验证设计的可靠性，验证方法不可靠87严重整车功能受到很大限制，必须立即强制性送修，重要子系统功能受到限制高缺陷原因重复发生，有问题的不成熟的设计50,00010,000低已发生的缺陷原因的发现率很低，可能无法验证设计的可靠性，验证方法不可靠产品系统FMEA评评分判据27评分严重度S频度P缺陷率（ppm）不可探测度D654中等严重整车功能受到限制，不需要立即强制性送修，重要的操纵系统与舒适性系统的功能受到限制中等缺陷原因偶尔发生，合适的设计，比较成熟5,0001,000500中等可能发现已发生的缺陷原因，也许能验证设计的可靠性，验证方法相对不可靠32轻微对整车的功能影响较小，必须按计划送修排除，操纵系统与舒适性系统的功能受到限制低缺陷原因很少发生，可靠的设计10050高已发生的缺陷原因被发现的概率很高，通过许多相互独立的试验方法来证明1非常轻微对整车的功能影响非常轻微，只有专业人员才能察觉很低缺陷原因不可能发生1很高肯定能发现已发生的缺陷原因产品系统FMEA评评分判据28评分严重度S频度P缺陷率（ppm）不可探测度D109特别严重安全风险，未满足法律要求，整车不能运行非常高缺陷原因发生的频率很高，不能使用或不合适的过程500,000100,000非常低不可能发现已发生的缺陷原因，无或不可能检验过程的缺陷原因87严重整车功能受到很大限制，必须立即强制性送修，重要子系统功能受到限制高缺陷原因重复发生，不精确的过程50,00010,000低已发生的缺陷原因的发现率很低，可能不被发现，检验不可靠过程系统FMEA评评分判据29评分严重度S频度P缺陷率（ppm）不可探测度D654中等严重整车功能受到限制，不需要立即强制性送修，重要的操纵系统与舒适性系统的功能受到限制中等缺陷原因偶尔发生，不太精确的过程5,0001,000500中等可能发现已发生的缺陷原因，检验相对可靠32轻微对整车的功能影响较小，必须按计划送修排除，操纵系统与舒适性系统的功能受到限制低缺陷原因很少发生，精确的过程10050高已发生的缺陷原因被发现的概率很高，检验可靠，如多种相互独立的检验1非常轻微对整车的功能影响非常轻微，只有专业人员才能察觉很低缺陷原因不可能发生1很高肯定能发现已发生的缺陷原因过程系统FMEA评评分判据30实施系统FMEA的的五个步骤骤优化第五步设计更改，，以消除缺缺陷原因或或降低缺陷陷后果的严严重度；提高设计的的可靠性，，以降低缺缺陷原因的的发生频度度；采用有效的的发现缺陷陷原因的措措施（尽可可能避免额额外的检验验）。31实施系统FMEA的的五个步骤骤注意事项提高可靠性性或增加发发现率的措措施确定后后，需要重重新进行临临时的风险险分析；实施规定的的措施并验验证其有效效性后，应应通过确定定新的RPN值来进进行最终的的风险评价价；当设计发生生重大更改改时应按上上述五个步步骤对涉及及的零件重重新进行系系统FMEA；把某一RPN值作为为控制界限限是没有意意义的，因因为各个系系统FMEA的评价价标准可能能不同。32系统FMEA的表格格缺陷可能性及影响分析□产品系统FMEA□过程系统FMEA编号：第页共页类型/型号/生产/批号：零件号：更改状态：责任人：公司：部门：日期系统编号/系统单元：功能/任务：零件号：更改状态：责任人：公司：部门：日期潜在缺陷后果S潜在缺陷潜在缺陷原因预防措施频度发现缺陷措施探测度RPN责任人/完成日期33系统FMEA的表格格措施跟踪FMEA

FMEA编号：第页共页类型/型号/生产/批号：零件号：更改状态：责任人：公司：部门：日期系统编号/系统单元：功能/任务：零件号：更改状态：责任人：公司：部门：日期潜在缺陷原因及其缺陷与缺陷后果RPN预防措施发现缺陷措施责任人/完成日期完成状态(%)备注/状态2040608010034实施系统FMEA的的组织流程程在跨部门工工作组中制制定系统FMEA可以利用许许多人知识识和经验；；增加系统FMEA结结果的认知知度；促进跨部门门的联系和和合作；通过方法专专家的支持持保证系统统化、有效效的工作。。35实施系统FMEA的的组织流程程系统FMEA工作组组的组成项目责任人人专业部门方法专家技术专家开发员、设设计员、策策划员、营营销员开发员、设设计员、实实验工程师师、策划员员、生产人人员、实验验员、工装装策划员、、检验策划划员、工长长、工人等等36实施系统FMEA的的组织流程程工作组的任任务分配专业部门（（项目总负负责）决定实施支持信息的的收集决策采取措措施批准系统FMEA演示系统FMEA验证措施的的实施37实施系统FMEA的的组织流程程工作组的任任务分配系统FMEA项目负负责人参与系统FMEA的的准备（限限定题目、、定义交接接点、组建建工作组））参加系统描描述、缺陷陷分析以及及优化措施施的确定提供现有过过程的经验验值参与措施的的选择演示系统FMEA38实施系统FMEA的的组织流程程工作组的任任务分配技术专家在系统FMEA工作作组中说明明开发/策策划状态提供现有过过程的经验验值参加系统描描述、缺陷陷分析以及及优化措施施的确定把已决定的的优化措施施进一步转转化为策划划状态39实施系统FMEA的的组织流程程工作组的任任务分配方法专家（（也可兼为为技术专家家及负责人人）收集必要的的数据材料料准备系统FMEA（（限定题目目、定义交交接点、组组建工作组组）引导实施系系统描述、、缺陷分析析、风险评评价以及优优化措施的的确定需要时做好好系统FMEA会议议的前导与与后续工作作主持系统FMEA小小组的工作作评价系统FMEA，，建议采取取措施保证FMEA工作的的记录存档档在企业内部部协调工作作40与其他方法法之间的关关系质量机能展展开（QFD）故障树分析析（FTA）事件流程分分析（EA）统计过程控控制（SPC）价值分析（（WA）实验设计（（DoE））41定义和方案案阶段产品系统FMEA可制造性研研究、QFD项目小组开发的协调调产品DOE、同步工工程FTA开发和生产产策划阶段采购和小批批试生产阶阶段批生产阶段生产策划的的协调设计评审过程系统FMEA过程能力调调查SPC过程DOE42第一步汽车车身传动系统……发动机离合器*传动器传动器壳体体……中间轴主轴/从动动轴输入轴总成成油封*润滑材料*……汽车系统结结构（部分分）*外协件件系统结构与与系统单元元案例——产产品系统FMEA43第一步传动器……滚珠轴承轴轴承座滑动油封传动器壳体体……中间轴主轴/从动动轴输入轴总成成油封*润滑材料*……传动器系统统结构系统结构与与系统单元元轴承承座座特特性性轴承承座座设设计计数数据据滑动动油油封封的的特特性性滑动动油油封封设设计计数数据据轴承承座座——曲曲轴轴常数数齿齿轮轮（（五五档档））花键键轴轴截截面面形形状状设计FMEA*外协件**与过程系统FMEA的交互案例例————产产品品系系统统FMEA44第二二步步汽车车保证证符符合合产产品品建建议议书书要要求求的的无无故故障障/经经济济行行驶驶车身身………传动动系系统统保证证汽汽车车的的驱驱动动………………发动动机机………离合合器器*保证证传传递递/切切断断发发动动机机与与传传动动器器间间的的驱驱动动功功率率………传动动器器保证证有有利利于于环环境境且且无无故障障的的运运行行保证证各各档档位位的的扭扭矩矩变变换/转转速速变变换换………………汽车车系系统统结结构构及及功功能能………………………………………案例例————产产品品系系统统FMEA45传动动器器保证证有有利利于于环环境境且且无无故故障障的的运运行行保证证各各档档位位的的扭扭矩矩变变换换/转转速速变变换换………………滚珠珠轴轴承承轴轴承承座座滑动动油油封封确保保油油封封上上达达到到油油膜膜结结构构………传动动器器壳壳体体………中间间轴轴………主轴轴/从从动动轴轴………输入入轴轴总总成成通过过油油封封达达到到符符合合功功能能的的密密封封………油封封*无渗渗漏漏地地封封闭闭油油室室………………滑动动油油封封的的特特性性符合合磨磨损损率率要要求求………滑动动油油封封设设计计数数据据**直径径Rz硬度度圆度度公公差差滑动动面面宽宽度度耐腐腐性性………轴承承座座——曲曲轴轴常数齿齿轮（（五档档）花键轴轴截面面形状状传动器器系统统结构构及功功能案例———产产品系系统FMEA46传动器器功能能结构构[传动动器]保证有有利于于环境境且功功能可可靠的的运行行[滑动动油封封]确保油油封上上达到到油膜膜结构构[传动动器壳壳体轴轴承盖盖]安装油油封[输入入轴总总成]通过油油封达达到符符合功功能的的密封封[油封封*]无渗漏漏地封封闭油油室[滑动动油封封的特特性]符合磨磨损率率要求求[滑动动油封封设计计数据据**]Rz[滑动动油封封设计计数据据**]直径滑动面面宽度度[滑动动油封封设计计数据据**]滑动面面宽度度功能与与功能能结构构第二步步案例———产产品系系统FMEA47传动器器失效效功能能结构构[传动动器]未保证证有利利于环环境且且功能能可靠靠的运运行[滑动动油封封]滑动面面磨损损[传动动器壳壳体]油室未未封闭闭[输入入轴总总成]通过油油封未未达到到符合合功能能的密密封[油封封*]未在静静态和和动态态时无无渗漏漏地封封闭油油室[传动动器壳壳体轴轴承盖盖]未符合合功能能/无无间隙隙地安安装油油封[输入入轴总总成]通过油油封未未达到到无渗渗漏的的密封封[滑动动油封封]未确保保油封封的油油膜结结构[滑动动油封封]未确保保油封封的油油膜结结构[离合合器*]产生振振动案例———产产品系系统FMEA第三步步48滑动油油封的的失效效功能能结构构[滑动动油封封]滑动面面磨损损[滑动动油封封]未确保保油封封的油油膜结结构[滑动动油封封设计计数据据]直径不不符合合要求求[滑动动油封封]滑动面面腐蚀蚀……[滑动动油封封设计计数据据]Rz不不符合合要求求[滑动动油封封设计计数据据]硬度不不足[滑动动油封封设计计数据据]不耐化化学腐腐蚀缺陷分分析第三步步案例———产产品系系统FMEA49缺陷后果缺陷缺陷原因无法保证汽车的前进无法保证有利于环境且功能可靠的运行无法通过油封达到符合功能要求的密封缺陷后果缺陷缺陷原因无法保证有利于环境且功能可靠的运行无法通过油封达到符合功能要求的密封无法保证油封的油膜结构传动器器输入轴轴总成成缺陷后果缺陷缺陷原因无法通过油封达到符合功能要求的密封无法保证油封的油膜结构滑动面磨损滑动油油封设计FMEA（基于于组件件的系系统FMEA））产品系系统FMEA50缺陷后果缺陷缺陷原因无法通过油封达到符合功能要求的密封无法保证油封的油膜结构滑动面磨损滑动油油封设计FMEA（基于于组件件的系系统FMEA））产品系系统FMEA缺陷后果缺陷缺陷原因无法保证油封的油膜结构滑动面磨损[设计数据]直径不合格Rz不合格硬度不足[磨损过程]滑动油油封特特性过程系系统FMEA交互51产品系系统FMEA缺陷后果缺陷缺陷原因无法保证油封的油膜结构滑动面磨损[设计数据]直径不合格Rz不合格硬度不足[磨损过程]滑动油封的粗糙度未按图纸规定加工系统单单元““滑动动油封封特性性”过程系系统FMEA缺陷后果缺陷缺陷原因[总过程]输入轴总成的生产有缺陷[特性]滑动面磨损滑动油封的粗糙度未按图纸规定加工磨床砂轮转速范围太低系统单单元““滑动动油封封磨损损过程程”52潜在缺陷后果S潜在缺陷潜在缺陷原因预防措施P发现缺陷措施DRPN人员系统单元：传动轴总成功能：通过油封达到符合功能要求的密封不能保证有利于环境且功能可靠的运行[传动器]不能通过油封达到符合功能要求的密封滑动面磨损[滑动油封]开始日期：专家的技巧6振动测量5240设计更改（轴承尺寸）噪音分析不能保证传递/切断发动机与传动器间的驱动功率[离合器*]检查啮合齿形不能保证油膜结构[滑动油封]开始日期：根据DIN确定粗糙度4测量396提示：“磨削”过程FMEA耐久试验不能保证汽车的驱动[传动系统]不能保证符合产品建议书要求的无故障/经济行驶[汽车]8产生振动[离合器]开始日期：由供方实施产品系统FMEA4离合器试验台6192FMEA53潜在缺陷后果S潜在缺陷潜在缺陷原因预防措施P发现缺陷措施DRPN系统单元：滑动油封特性功能：符合磨损率要求不能保证油膜结构[滑动油封]滑动面磨损直径不符合要求[滑动油封设计数据**]开始日期：专家的技巧4测量控制132不能通过油封达到无磨损的密封[输入轴总成]根据DIN设计更改台架实验过程系统FMEA*不能保证有利于环境且功能可靠的运行[传动器]Rz不符合要求[滑动油封设计数据**]开始日期：不能保证传递/切断发动机与传动器间的驱动功率[离合器*]专家的技巧4通过试验证明396根据DIN设计更改在过程中检查测量技术过程系统FMEA*不能保证汽车的驱动[传动系统]硬度不符合要求[滑动油封设计数据**]开始日期：不能保证符合产品建议书要求的无故障/经济行驶[汽车]8专家的技巧通过试验验证5160根据DIN设计更改过程系统FMEA*54第一步步输入轴轴总成成生产产总过过程磨削送送料过过程……过过程滚珠轴轴承的的轴承承座与与油封封的滑滑动面面的磨磨削过过程总过程程结构构及所所考虑虑的结结构路路径系统结结构与与系统统单元元案例———过过程系系统FMEA驱动轴轴的清清洗过过程装配送送料过过程把轴承承装到到轴上上的装装配过过程调整员员操作员员磨床环境装配工工装配设设备轴承油脂装配输输出过过程55第一步步滚珠轴轴承的的轴承承座与与油封封的滑滑动面面的磨磨削过过程分系统统结构构系统结结构与与系统统单元元案例———过过程系系统FMEA调整员员操作员员磨床环境夹紧系系统驱动系系统控制系系统机座磨削工工装冷却/润滑滑系统统机器的的固定定基础础磨床冷冷却剂剂的供供给56第一步步输入轴轴总成成生产产总过过程磨削送送料过过程……过过程滚珠轴轴承的的轴承承座与与油封封的滑滑动面面的磨磨削过过程输送链链与夹夹紧系系统的的交接接点系统结结构与与系统统单元元案例———过过程系系统FMEA磨床……夹紧系系统驱动系系统控制系系统机座磨削工工装冷却/润滑滑系统统叉车司司机堆料员员材料输送装置置交接点57第二步[滚珠轴轴承的轴轴承座与与油封的的滑动面面的磨削削过程]按要求磨磨削滑动动油封功能结构构功能与功功能结构构案例———过程系系统FMEA[调整员员]为生产过过程准备备好机器器[操作员员]开始磨削削过程监控磨削削过程对过程采采取必要要的纠正正措施保证所要要求的产产量[磨床]使砂轮保保持在所所要求的的速度范范围实施符合合规定精精磨[环境]为磨削过过程保证证一定的的环境条条件[机床固固定基础础]承受磨床床的静态态力隔振[磨床冷冷却液导导管]提供足量量的冷却却液[驱动系系统]保证驱动动转速提供足够够的驱动动功率[控制系系统]实施规定定加工程程序[夹紧系系统]传递夹紧紧坯件的的夹紧力力将工件固固定在一一定的位位置加工完毕毕后卸除除夹紧力力[控制系系统]实施规定定的加工工程序[磨削工工装]清除磨削削保证X小小时的耐耐用时间间[冷却/润滑系系统]给加工位位置提供供足够的的冷却液液58第三步[滚珠轴轴承的轴轴承座与与油封的的滑动面面的磨削削过程]滑动油封封的粗糙糙度未按按图纸要要求生产产失效功能能结构缺陷分析析案例———过程系系统FMEA