DFMEA－设计潜在的失效模式及后果

1DFMEA－设计潜在的失效模式及后果分析

DesignPotentialFailureModeandEffectsAnalysis2FMEA和风险的联系什么是风险?你的产品有风险吗?你的产品生产过程中有风险吗?这些风险需要控制吗?我们采取何种措施可以避免或者降低风险?采取的措施得到有效实施了吗?有新的风险出现吗?

3FMEA和风险的联系产品/过程的风险是和产品/过程所要实现的功能想对应?所要实现的功能/满足的特性可通过质量功能展开来确定(QFD).功能和特性定义得越明确,风险识别就越容易.任何的风险都对应着失效

4何谓FMEA

FMEA是一组系统化的活动，其目的是发现、为确保客户满意评价产品／过程中潜在的失效及其后果。找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。书面总结上述过程。，这是对设计过程的完善。5这种系统化的方法与一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规范化、文件化。设计FMEA6潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN子系统功能要求功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改7FMEA的时机成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。其含义是指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。为实现最大价值，FMEA必须在产品或过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。事先花时间很好地完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过程进行更改，从而最大程度地降低后期更改的危机。FMEA能够减少或消除实施可能会带来更大隐患的预防/纠正性更改的机会。应在所有FMEA小组间提倡交流和协作。FMEA的全面实施要求对所有新部件、更改过的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行设计FMEA。8集体的努力

FMEA由负责设计工作的工程师主导，项目小组参与。相关部门的参与是FMEA的前提，这些部门应包括(但不限于)：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的设计部门。FMEA可成为促进有关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。此外，任何(内部或外部的)供方设计项目应向有关负责设计的工程师进行咨询。9顾客的定义设计潜在FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，并且包括车型设计或更高一级装配过程设计的工程师们／设计组，以及在生产过程中负责生产、装配和售后服务的工程师们，法律法规要求。10设计FMEA是一份动态文件：应在一个设计概念最终形成之时/前开始，而且，在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时，不断地修改，并最终在产品加工图样完成之前全部结束。考虑制造／装配的要求是相互联系的，设计FMEA在体现设计意图的同时，还应保证制造或装配能够实现设计意图。制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式分析不需包含在设计FMEA当中，它们的识别，影响及控制由过程FMEA来解决。设计FMEA11设计FMEA不是靠过程控控制来克服设设计中潜在的的缺陷，但的的确要考虑制制造／装配过过程中技术的的／体力的限限制，例如必要的拔模(斜度)受限制的表面面处理装配空间／工工具可接近受限制的钢材材硬度公差能力设计FMEA12设计FMEA的开发主管设计工程程师拥有许多多用于设计FMEA准备工作的文文件。设计FMEA应从列出设计计希望做什么么及不希望做做什么开始，，如设计意图图。顾客需求求(正如由QFD之类活动所确确定的一样)、车辆要求文文件、已知产产品的要求和和制造／装配配要求都应结结合起来。13设计FMEA应从所要分析析的系统、子子系统或零部部件的框图开开始。给出了框图的的示例框图说明了分分析中包括的的各项目之间间的主要关系系，并建立了了分析的逻辑辑顺序。用于FMEA的准备工作中中这种框图应应伴随FMEA过程。设计FMEA14图115图216图31718定义失效:在规定条件下下(环境、操作、、时间)不能完成既定定功能。在规定条件下下,产品参数值不不能维持在规规定的上下限限之间。产品在工作范范围内,导致零组件的的破裂、断裂裂、卡死等损损坏现象。19为了便于将潜潜在的失效模模式及其影响响后果分析成成文，已设计计出专用表格格。下面介绍这种种表格的具体体应用，所述述各项的序号号都相应标在在表上对应的的栏目内，完完成的设计FMEA表格的示例见见附录B：201)FMEA编号填入FMEA文件编号,以便查询。2）系统、子子系统或零部部件的名称及编号注明适当的分分析级别并填入所分析系統、子子系統或零件件的名称、編号213)设计责任填入整车厂（（OEM）、部门和小组组,如果知道，还还应包括供方方的名称。（（谁负责产产品设计）4）编制者填入负责FMEA准备工作的工工程师的姓名名、电话和所所在公司的名名称。225)年型/车型填入将将使用用和/或正正被分分析的的设计计所影影响的的预期期的年年型及及车型型（如如果已已知的的话））6)关键日日期填入FMEA初次预预定完完成的的日期期，该该日期期不应应超过过计划划的产产品设设计发发布的的日期期。7)FMEA日期填入编制FMEA原始稿稿的日日期及及最新新修订订的日日期8)核心小小組列出有有权确确定和和/或或执行行任务务的责责任部部门和和个人人姓名名（建建议所所有参参加人人员的的姓名名、部部门、、电话话、住住址等等都应应记录录在一一张分分发表表上））23项目/功能填入被被分析析项目目的名名称和和其他他相关关信息息（如如编号号、零零件级级别等等）用尽可可能简简明的的文字字来说说明被被分析析项目目满足足设计计意图图的功功能，，包括括该系系统运运行环环境（（规定定温度度、压压力、、湿度度范围围、设设计寿寿命））相关关的信信息如果该该项目目有多多种功功能，，且有有不同同的失失效模模式，，应把把所有有的功功能单单独列列出24潜在失失效模模式所谓潜潜在失失效模模式是是指部部件、、子系系统或或系统统有可可能会会未达达到或或不能能实现现项目目/功功能栏栏中所所描述述的预预期功功能的的情况况（如如预期期功能能失效效）。。这种种潜在在的失失效模模式可可能会会是更更高一一级的的子系系统或或系统统的潜潜在失失效模模式的的起因因或者者是更更低一一级的的部件件的潜潜在失失效模模式的的影响响后果果只可能能出现现在特特定的的运行行条件件下（（如热热、冷冷、干干燥、、粉尘尘等））和特特定的的使用用条件件下（（如超超过平平均里里程、、不平平的路路面、、仅在在城市市内行行驶等等）的的潜在在失效效模式式应予予以考考虑一般的的失效效模式式包含含下列列各项项,但不限限于此此:裂纹、、变形形、松松弛、、泄漏漏、粘粘结、、生锈锈氧化化、折折断、、不不能传传递扭扭距失效模模式应应表述述为“物理的的”或者技技术上上的定定义，，而不不是对对于顾顾客可可感受受的特特征25潜在失失效后果顾客察察觉在在功能能特性性上失失效模模式的的后果果常见的的失效效后果果包括括:噪音、、漏气气、操操作费费力、、电动动窗不不作用用、刹刹车不不灵、、跳动动、乱乱档、、冷却却不够够、车车辆性性能退退化、、产生臭臭气、、外观不不良、、违法法法规规等。。26图427图528严重度度（（S）严重度度是一一给定定失效效模式式最严严重的的影响响后果果的级级别严重度度的评评估分分为1到10级级。严严重度度数值值的降降低只只有通通过改改变设设计才才能够够实现现例如，，“安安全带带”可可以减减轻车车辆碰碰撞的的严重重程度度29表2.推荐荐的DFMEA严重度度评价价准则则后果判定准则：后果的严重度级别无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或违反了政府的有关章程。10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，并影响到行车安全或违反了政府的有关章程。9很高车辆(或系统)不能运行，丧失基本功能。8高车辆(或系统)能运行，但性能下降，顾客不满意。7中等车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性部件不能工作，顾客不满意。6低车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性方面性能下降，顾客有些不满意。5很低装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，大多数顾客发现有缺陷（多于75%）。4轻微装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，有50％的顾客发现有缺陷。3很轻微装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，有辨识能力的顾客发现有缺陷（少于25％）2无没有可识别的影响130分級产品特特殊特特性的的分级级31潜在失效的的起因因/机机理潜在失失效起起因是是指一一个设设计薄薄弱部部分的的迹象象，其其作用用结果果就是是失效效模式式。尽可能能地列列出每每一失失效模模式的的每一一个潜潜在起起因和和/或或失效效机理理32潜在失效的的起因因/机机理一般失失效原原因包包括下下列,但但不局局限於於此：错误的的原物物料规规格不适当当的设设计寿寿命假假设超过压压力润滑能能力不不足软件规规范不不合适适公差规规定不不合理理33典型的的失效效机理理包括括,但不局局限于于此化学氧氧化金属疲疲劳原物料材质质不稳定磨损腐蚀潜在失效的起因因/机理34图635频度（0）频度是指某某一特定失失效起因或或机理（已已列于前栏栏目中）出出现的可能能性发生机机会:通过设计变变更或者设设计过程变变更（如建建立设计检检查单，设设计指南，，设计评审审等）来预预防或控制制失效模式式的起因/机理是影影响频度数数降低的唯唯一的途径径。潜在失效起起因/机理理出现频度度的评估分分为1到10级，在在确定这个个估计值时时，需要考考虑下列问问题：36相似零件或或子系统的的服务历史史和相关经经验?是否类似于于前一等级级的零件、、子系统或或系统?相对于前一一等级的零零件或子系系统,改变的程度度大小?零件与前一一等级零件件,基本上是否否有差异?零件是否为为全新的产产品?零件使用条条件是否改改变?作业环境是是否改变?是否有适当当的预防控控制措施？？是否运用工工程分析（（如可靠性性）去估计计？频度（0）37图7第三版FMEA38现行设计控控制现行控制是是指已被或或正在被同同样或类似似的设计所所采用的那那些措施（（如设计评评审，失效效与安全设设计（减压压阀），数数学研究，，台架/试试验室试验验，可行性性评审，样样件试验，，道路试验验，车队试试验）要考虑两种种类型的设设计控制：：预防：防止止失效的起起因/机理理或失效模模式出现，，或者降低低其出现的的几率探测：在项项目投产之之前，通过过分析方法法或物理方方法，探测测出失效的的起因/机机理或者失失效模式39图840不易探测度（D）现行设计/过程控制条条件下发现现潜在起因因/机理的能力力和探测失效模式式的能力41图9第三版FMEA42风险顺序数数（RPN）风险顺序数数是严重度度数(S),频度数(0),不易探测度度数(D)等级的乘积积。RPN=(S)×(0)×(D)是一项设计计风险指针针,RPN取值在1至至1000之间。当当RPN较高时,设计小组应应提出纠正正措施来降降低RPN值。43建议措施应首先针对对高严重度，，高RPN值和小组指指定的其它它项目进行预防/纠正措施施的工程评评价。任何何建议措施施的意图都都是要依以以下顺序降降低其风险险级别：严严重度、频频度和探测测度。如：-修改设计几几何尺寸和和/或公差差；-修改材料规规范；-试验设计（（尤其是存存在多重或或相互作用用的起因时时或其它解解决问题的的技术）；；和-修改试验计计划只有设计更更改才能导导致严重度度的降低。。只有通过过设计更改改或者设计计过程更改改消除或控控制失效模模式的起因因/机理才才能有效地地降低频度度。增加设设计确认/验证措施施将仅能导导致探测度度值的降低低。由于增增加设计确确认/验证