潜在的失效模式及后果(一)

潜在的失效模式及影响分析

（FMEA第四版）

编写：SIMON1/8/20231前言1986年1月28日美国“挑战者”号航天飞机在执行51—L任务时，发射后一分钟突然爆炸，一个女教师在内的7名宇航员身亡。调查结果是一个价值几美分的O型密封圈损坏而引起。2003年美国“哥伦比亚”号航天飞机，在返回途中爆炸。又一次7名宇航员身亡。2001年日本三菱公司帕捷洛—130在我国发生多起车毁人亡事故。均由于油管破裂，不得不召回。2003年德国奔驰面包车，由于油管堵塞，不得不召回。1/8/20232目的：

发现、评价设计/过程中潜在的失效模式及影响;

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。对设计/过程完善，确保顾客满意。

1/8/20233发展历史：

首次正式应用FMEA技术是20世纪60年代中期航天工业的一项革新。形式：设计的潜在的失效模式及影响分析（DFMEA）;过程的潜在的失效模式及影响分析（PFMEA）.※对象：产品设计过程;过程设计过程.证实：航空航天工业;汽车行业.1/8/20234时机：

新设计、新技术或新过程；对现有设计或过程的修改（已有FMEA）；将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（已有FMEA）。1/8/20235改版内容严重度的評分标准，发生度的評分标准，探測度的評分标准做了调整。一些部份的描述及說明做了调整。1/8/20236FMEA的实施注意事項由于不断追求产品质量是一個企业不可推卸的責任，所以应用FMEA技术來识別并消除潜在隐患有著举足轻重的作用。对车辆回收的研究結果表明，全面实施FMEA能夠避免許多事件的发生。虽然FMEA的准备工作中，每项职责都必須明确到个人，但是要完成FMEA还得依靠集体协作，必須综合每個人的智慧。例如，需要有設計、制造、裝配、售后服务、质量及可靠性等各方面的专业人才。1/8/20237FMEA的实施注意事項及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行为”，而不是“事后的行为”，為达到最佳效益，FMEA必須在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进行。事前花時間很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEA能够减少或消除因修改而带來更大损失的机会。适当的应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。1/8/20238FMEA的实施注意事項不适合将一个小组的FMEA分数和其他组的FMEA分数进行比较，因为即使用设计或过程是一样的，但由于每個个的狀况不一样所以打出來的分数也会不一样。对FMEA的文件对照FMEA的目标來進行评审(review)是被推荐的，包含管理评审。建立FMEA失效模式库。1/8/20239現行預計計的过程可能产生的失效效模式分析分析对顾客或下工序的影影响那些原因因可能造成这个失效模式式采取可行的的对策评审、验证并并将更改改加入到其其它文件件12/29/202210顾客的定义设计FMEA中“顾客”的的定义，一般般是指指“最最終使使用者者”，，但也也可以以是更高一级工程师及负责生产、装配和服务活动的工程师，或政府府法規規。过程FMEA中“顾顾客””的定定义，，一般般是指指“最最終使使用者者”，，但也也可以以是后序工序、维修工序或政府府法規規。12/29/202211下工序OEM使用者都是FMEA所要考虑的对象但最主要要的是针对使用者可能产生的失效效模式使用者下工序上工程设计过程12/29/202212小组责任工程程师：产产品工程程师，对对产品的的设计、、制造、、服务均均熟悉的的人员担担任；成员视情况可可包括（但不不限于）装配配、制造、设设计、分析/试验、可靠靠性、材料、、质量、服务务和供方等参参与。12/29/202213设计FMEA12/29/202214设计FMEA作作用：：有助于于对设设计要要求的的评估估及对对设计计方案案的相相互权权衡。。有助于于对制制造和和装配配要求求的最最初设设计。。提高对对系统统和车车辆运运行影影响的的可能能。。对设计计试验验计划划和开开发项项目提提供更更多的的信息息。。有助于于建立立一套套改进进设计计和开开发试试验的的优先先控制制系统统。为推荐荐降低低风险险的措措施提提供一一个公公开的的讨论论形式式。。为将来来的分分析研研究现现场情情况，，评价价设计计的更更改及及开发发更先先进的的设计计，提提供参参考。。※12/29/202215时间间要要求求：：在一一个个设设计计概概念念最最终终形形成成之之时时或或之之前前开开始始。。在产产品品开开发发的的各各个个阶阶段段，，发发生生更更改改或或获获得得更更多多的的信信息息时时，，持持续续予予以以更更新新。。在产产品品加加工工图图样样完完工工之之前前全全部部完完成成。。12/29/202216考虑虑因因素素：：与上上一一层层部部件件的的装装配配关关系系；；产品品与与零零部部件件的的装装配配关关系系；；特殊特性性；材料/外外协件/标准件件；可维修性性；回收；搬运；可制造性性（可适适当考虑虑，此项项主要在在过程FMEA中考虑虑）12/29/202217定义：潜在失效效模式:指过程可可能发生生的不满满足过程程要求或或设计意意图的形形式,是是对某具具体工序序不符合合要求的的描述.潜在失效效影响:指失效模模式对顾顾客的影影响(顾顾客可以以是下一一道工序序,后续续工序或或工位、、代理商商).严重度(S):潜在失效效模式对对顾客的的影响影影响的严严重程度度的评价价指标.发生度(O):指具体的的失效起起因/机机理在设设计寿命命内发生生的频率率.探测度(D):用现行控控制方法法找出失失效模式式或失效效起因可可能发生生的概率率.12/29/202218定义：风险顺序数数RPN=S×O×D风险顺序数数（RPN）规定：：一般工厂应应规定RPN=80或100要要制定改改进措施。。安全件应规规定RPN=60要要制定改进进措施。12/29/202219严重重度度(S)推推荐荐评评价价准准则则表表影响

标准：对产品的影响严重性（对顾客的影响）

等级

不符合安全性或法规要求

潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时无预警。10潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时有预警。9基本功能丧失或功能降低

基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）。

8基本功能降低（汽车可以运行，但是性能下降）。7次要功能丧失或功能降低次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不可实施）。6次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷功能下降）。5干扰有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（＞75%）察觉到。4有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被许多顾客（50%）察觉到。3有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，但只被少数顾客顾客（＜25%）察觉到。2没有影响没有可识别的影响112/29/202220关于于严严重重度度（（S））说说明明：严重重度度（（S））一一般般不不变变。严重重度度（（S））≥≥8以以上上，，无无论论RPN大大小小如如何何。。应应引引起起关关切切。。严重重度度为为1时时，，不不应应进进行行进进一一步步分分析析。。12/29/202221发生发发生度度（O）推推荐评评价准准则表表：失效发生的可能性可能的失效率发生度数很高≥100个每1000件10高50个每1000件920个每1000件810个每1000件7中等2个每1000件60.5个每1000件50.1个每1000件4低0.01个每1000件30.001个每1000件2很低通过预防控制消除了失效112/29/202222探测度（（D）推推荐评价价准则表表探测性

评价准则

探测度数（D）

绝对不可能

不能找出潜在原因及后续的失效模式

10很极少

很极少找出潜在原因及后续的失效模式

9极少

极少找出潜在原因及后续的失效模式

8很少

很少找出潜在原因及后续的失效模式

7少

少找出潜在原因及后续的失效模式

6中等

中等找出潜在原因及后续的失效模式

5中上

中上找出潜在原因及后续的失效模式

4多

多找出潜在原因及后续的失效模式

3很多

很多找出潜在原因及后续的失效模式

2几乎肯定

几乎肯定找出潜在原因及后续的失效模式

112/29/202223对FMEA的几几点要求求：FMEA只只要写作作业指导导书，不不用写程程序。对部件进进行“FMEA框图/环境极极限条件件”分析析.（附附录A））通过项目目小组（（多功能能小组））作FMEA。DFMEA是动动态文件件，在产产品加工工图样完完成前全全部结束束。跟踪：用用“FMEA检检查表””检查DFMEA的结结果。DFMEA不是是靠过程程控制来来克服潜潜在的缺缺陷，但但要考虑虑过程中中能力的的限制，，如：必要的拔拔模（斜斜度）；；要求的表表面处理理；装配空间间/工具具可接近近；要求的钢钢材硬度度；过程能力力。※12/29/202224DFMEA框图图/环境境极限条条件（1）系统名称称：车型年：：FMEA识别号号：工作环境境极限条条件：1．温度度：2．湿度度：3．外部部材料：：4．可燃燃性（靠靠近的热热源是什什么？））：5．抗腐腐蚀性：：6．冲击击：7．振动动：8．其他他：9.设计框图图例子12/29/202225DFMEA框图图/环境境极限条条件（2）2341455开关开/关C灯罩A灯泡总成D＋极板E电池B－极板F连接方法法：不连接（（滑动配配合）铆接螺纹连接接卡扣装接接压紧装置置设计框图图实例12/29/202226附表的几点点说明（1）关键日期：：DFMEA——在在制造样件件以前完成成。设计责任：：整车厂(OEM)、部门和和小组，还还包括供方方名称。项目/功能能：项目的的名称和编编号。如果果一个项目目有多种功功能，有不不同的失效效模式，应应把所有的的功能都单单独列出。。设计潜在失失效模式：：要注意针针对设计目目标、强度度、刚度、、试验（振振动、破坏坏、裂纹、、变形、松松动、泄漏漏、粘结、、防腐、电电路（电器器）、氧化化、断裂……）、设计计工装………“设计潜在在失效影响响”应根据据可能发现现或经历的的情况描述述。（项目目小组发挥挥集体智慧慧）分级（重要要程度）：：关键、重重要、一般般。潜在失效的的起因/机机理：设计计薄弱部分分的迹象，，要尽可能能的范围广广：典型的失效效起因：材材料不对、、设计寿命命估计不当当、应力过过大、润滑滑不足、维维修保养不不够、计算算错误…典型的失效效机理：屈屈服、疲劳劳、材料不不稳定、蠕蠕变、磨损损、腐蚀……12/29/202227FMEA编号：填入fmea文件编号,以便可以追踪使用。制成fmea表编号如下:编号XXXX–XXXXXXXX-XX年月代号(如：0406；；04年6月月)零件代号版本号12/29/202228項目填入將將被分分析的系統、、子系系統或或零件件名称和编号；12/29/202229设计責任任填入整整車厂(OEM)、部門門和小小組,如果知知道也也包括括供应商名称整車厂GM(通用汽汽車)FORD(福特汽汽車)BENZ-CHRYSLER(奔馳─克萊斯斯勒)VW(大众汽車)TOYOTA(丰田)12/29/202230编制者填入負負責编制FMEA工作的的工程程師姓姓名、、电话及所所在公公司名名称。姓名：：XXX部门：XXX电话：XXX公司名名称：XXX12/29/202231车型年年/项目填入入所分析析的设计计将要应用和/或或影影响响的的车车型型年年/项项目目(如果果已已知知的的话)。什么牌子子什么車型型什知年份份12/29/202232关键日日期期填入入初初次次FMEA預定定完完成成的的日日期期，，該該日日期期不不应超过生产产设计计发布布日日期期。。备注：：在在此此例例的的供供应商，，初初始始FMEA的最最后完成成日日必必須須不不超超过产品品图纸设计计完成成日日期期。。关键日日期期产品图纸纸发布布日日期期12/29/202233FMEA日期期填入入編編制制FMEA原始始稿稿的的日日期期及及最最新新修修訂訂的的日日期期。。第一一版版第二二版版第三三版版原始始稿稿日日期期最新新修修訂訂日日期期12/29/202234核心心小小組組:列出出有有权限参与或或执行這這項項工工作作負負責責人人姓名和和单位(建义將所有小小組成員員名字、、单位、电话号码、地址等等另行列列表)。12/29/202235项目/功能填入被分析项目的名称和其它相关信息。用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能,如:温度、湿度、压力、寿命、外观、尺寸、功能、性能、可靠性等；如该项目目有多种种功能，，且有不不同的失失效模式式，应把把所有的的功能单单独列出出。12/29/202236潜在失效模模式所谓潜在失效模式式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目/功功能栏中中所描述述的预期期功能的的情况。。对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。要考虑非非正常使使用条件件下的失失效模式式。典型的失失效模式式如：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、氧化、断裂、不传输扭矩、打滑、无支撑、支撑不足、刚性啮合、脱离太快、信号不足、信号间断、无信号等。。12/29/202237失效模式：尽可能的思考，，在這台汽車車上會出現那那些的故障呢呢？沒有剎車車、空調不冷冷、照明不亮亮等等。12/29/202238潜在失效的的影响潜在失效影影响定义为为顾客受到到的失效模模式对功能能的影响。。描述时应尽尽可能从零零件到部件件、子系统统、系统。。典型的失效效影响可能能是；噪音、粗糙糙、工作不不正常、不不起作用、、外观不良良、异味、、不稳定、、工作减弱弱、运行间间歇、热衰衰变、泄漏漏、不符合合法规。12/29/202239严重度严重度是给给失效模式式最严重的的影响影响响的级别；；严重度数值值只有通过过改变设计计才能够实实现；严重度的评评定准则见见下表；严重度为9、10时时应制订措措施；严重度为1时不应进进行后序分分析。12/29/202240严重度(S)推推荐评评价准则则表影响

评定准则；影响的严重程度

严重度（S）

无警告的严重危害

无预兆；影响安全或违反政府规章

10有警告的严重危害

有预兆；影响安全或违反政府规章

9很高

车辆（系统）不能运行，丧失基本功能

8高

车辆（系统）能运行，性能下降，顾客

7中等

车辆（系统）能运行，舒适性下降，顾客不舒服

6低

车辆（系统）能运行，舒适性下降，顾客轻微不舒服

5很低

配合、外观等项目不符合要求，大多数顾客能发现缺陷

4轻微

配合、外观等项目不符合要求，有一半顾客能发现缺陷

3很轻微

配合、外观等项目不符合要求，有很少顾客能发现缺陷

2无

无影响

112/29/202241级别：对需要附附加过程程控制的的零件或或子系统统的特殊殊过程特特性进行行分级(如关键键、主要要、重要要、重点点等),若确定定了级别别应通知知设计工工程师检检查文件件标识.特殊特特性标标识（（顾客客规定定的标标识或或组织织自定定标识识）。。12/29/202242失效的的潜在在起因因/机机理所谓失失效的的潜在在起因因是指指设计计薄弱弱部分分的迹迹象，，其结结果就就是失失效模模式。。尽可能能列出出每一一失效效模式式的每每一个个潜在在的起起因/机理理。可能是是；规规定的的材料料不正正确、、设计计寿命命设想想不足足等。。12/29/202243发生度（O）发生度是指指某一特定定的起因/机理在设设计寿命内内出现的可可能性。可根据下表表确定发生生度值。可参照FMEA库判判定发生度度值。应考虑维修修的经验；；零件件变化情况况；用途途变化情况况；环境境变化情况况。12/29/202244发生度（O）推荐评评价准则表表：失效发生的可能性可能的失效率Ppk发生度数很高:持续性失效≥100个每1000件＜0.551050个每1000件≥0.559高:经常性失效20个每1000件≥0.78810个每1000件≥0.867中等:偶然性失效5个每1000件≥0.9462个每1000件≥1.0051个每1000件≥1.104低:相对很少发生的失效0.5个每1000件≥1.2030.1个每1000件≥1.302极低:失效不太可能发生.0.01个每1000件≥1.67112/29/202245Ppk換算12/29/202246现行设计控控制列出已经完完成或承诺诺要完成的的预防措施施、设计确确认/验证证或其它活活动，并且且确保设计计对于所考考虑的失效效模式和/或起因/机理是足足够的。措施可能是是设计评审审、失效与与安全设计计、数学研研究、台架架/试验室室试验、可可性行评审审、样件试试验、道路路试验、车车队试验、、计算机模模拟等。设计控制分分为两类：：设计控制预预防、设计计控制探测测。12/29/202247探测度探测度是与与设计控制制中所列的的最佳探测测控制相关关联的定级级数探测度数数值确定定见下表表12/29/202248探测度度（D）推推荐评评价准准则表表探测性

评价准则

不易探测度数（D）

绝对不可能

不能找出潜在原因及后续的失效模式

10很极少

很极少找出潜在原因及后续的失效模式

9极少

极少找出潜在原因及后续的失效模式

8很少

很少找出潜在原因及后续的失效模式

7少

少找出潜在原因及后续的失效模式

6中等

中等找出潜在原因及后续的失效模式

5中上

中上找出潜在原因及后续的失效模式

4多

多找出潜在原因及后续的失效模式

3很多

很多找出潜在原因及后续的失效模式

2几乎肯定

几乎肯定找出潜在原因及后续的失效模式

112/29/202249风险顺序数风险顺序数是严重度度數數(S)、頻頻度度数(O)和探探測測数(D)的乘乘积，見見公公式式。。RPN=(S)××(O)××(D)风险顺序数作为(S)××(O)××(D)的积，是是对设计计风险性性的的度度量量。。风险顺序数应当用于对对过过程中中那那些些担心事事項項进行排排序序。。RPN取值值在在1-1000之间。。。一般般工工厂厂应应规规定定RPN=80或或100要要制制定定改改进进措措施施。。安安全全件件应应规规定定RPN=60要要制制定定改改进进措措施施。。12/29/202250建议的措措施应首先对对高严重重度高RPN值值的项目目采取措措施；顺序一般般为；严严重度为为9和10的项项目，RPN值值大的项项目；采取措施施应先考考虑严重重度，其其次发生生度，再再次探测测度；可能的方方法有：：修改设设计几何何尺寸/公差、、修改材材料规范范、试验验设计、、修改试试验计划划。12/29/202251建议措施施的责任任填入每一一项建议议措施的的责任组组织的名名称和个个人的姓姓名以及及目标完完成日期期采取的措措施在措施实实施之后后，填入入实际措措施的简简要说明明以及生生效日期期。12/29/202252措施的结果果记录采取措措施的后的的RPN值值；评审定级数数值；评价进一步步采取措施施的必要性性；12/29/202253跟踪措施保证设计要要求得到实实现；评审工程图图样和规范范；确认这些已已反映在装装配/生产产文件之中中；评审过程FMEA和和控制计划划。12/29/202254过程FMEA12/29/202255PFMEA作用：确定与产品品相关的过过程潜在失失效模式；；评价失效对对顾客的潜潜在影响;确定过程时时失效的原原因，确定定减少失效效发生或找找出失效的的条件的过过程变量；；编制潜在失失效模式分分级表，然然后建立纠纠正措施优优选体系;将制造或装装配过程的的结果编制制成文件.12/29/202256关键日期填入初次FMEA預定完成的的日期，該該日期不应超过计划的投投入生产日期。备注：在此例例的供应商，初始FMEA的最后完成日必須須不超过PPAP提交日期。关键日期PPAP提提交日期12/29/202257过程功能/要求填入被分析过程的名称和工序的简要说明。用尽可能简明的文字来说明被分析过程或工序的目的；如该过程程有多种种功能，，且有不不同的失失效模式式，应把把所有的的功能单单独列出出。12/29/202258潜在失效模模式所谓潜在失效模式式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现过程/功能能栏中所所描述的的过程功功能或设设计意图图的情况况。对于特定的过程及及其功能，列出每一个潜在的失效模式。要考虑非非正常使使用条件件下的失失效模式式。典型的失失效模式式如：弯曲、毛刺、孔错位、断裂、开孔太深、漏开孔、变形、开路、贴错标签等。12/29/202259潜在失效效的影响响潜在失效效影响定定义为顾顾客受到到的失效效模式对对功能的的影响。。描述时应尽可可能从零件到到部件、子系系统、系统。。典型的失效影影响可能是；；噪音、粗糙、、工作不正常常、不起作用用、外观不良良、异味、不不稳定、工作作减弱、运行行间歇、热衰衰变、泄漏、、不符合法规规、报废、顾顾客不满意。。12/29/202260严重度(S)推荐评价价准则表影响标准：对产品影响的严重度（对顾客的影响）等级影响标准：对过程影响的严重度（对制造/装配的影响）不符合安全性或法规要求潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时无预警。10不符合安全性或法规要求会使操作员身处危险（机械或装配），失效发生时无预警。潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时有预警。9会使操作员身处危险（机械或装配），失效发生时有预警。基本功能丧失或功能降低基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）。8严重中断产品需要被100%废弃。生产线关闭或中止发运。基本功能降低（汽车可以运行，但是性能下降）。7显著中断一部分产品必须废弃。偏离基本过程，包括降低生产线速度或增人力12/29/202261严重度(S)推荐荐评价准则则表（续））次要功能丧失或功能降低次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不可实施）。6中等中断100%产品必须离线返工后再被接受.次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷功能下降）。5一部分产品必须离线返工后再被接受.干扰有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（＞75%）察觉到。4中等中断100%产品在处理前，必须在线返工。有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被许多顾客（50%）察觉到。3一部分产品在处理前，必须在线返工。有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，但只被少数顾客顾客（＜25%）察觉到。2微小中断对过程，操作或操作员造成轻微的不便没有影响没有可识别的影响1没有影响没有可识别的影响12/29/202262失效效的的潜潜在在起起因因/机机理理所谓谓失失效效的的潜潜在在起起因因是是指指失失效效是是如如何何发发生生的的，，并并应应依依据据可可以以纠纠正正/控控制制的的原原则则予予以以描描述述。。尽可可能能列列出出每每一一失失效效模模式式的的每每一一个个潜潜在在的的起起因因/机机理理。。可能能是是；；扭扭矩矩不不当当；；焊焊接接不不当当-电电流流、、时时间间、、压压力力；；测测量量不不精精确确等等。。12/29/202263现行行过过程程控控制制现行行的的过过程程控控制制是是对对尽尽可可能能地地防防止止失失效效模模式式或或其其起起因因/机机理理的的发发生生或或者者探探测测将将发发生生的的失失效效模模式式或或其其起起因因/机机理理的的控控制制的的说说明明。。措施施可可能能是是防防错错、、统统计计过过程程控控制制、、