FMEA潜在失效模式及后果分析

潜在失效模式及后果分析FailureMode

andEffectAnalysisISO/TS16949系列培训教材1

第一章、FMEA的基本概念第二章、设计失效模式及后果分析第三章、过程失效模式及后果分析第四章、如何有效实施FMEA课程大纲2

第一章、

FMEA的基本概念一、什么是FMEA二、定义三、FMEA的实施四、FMEA过程顺序五、FMEA跟踪

3世界上首次采用途FMEA这种概念与方法的是在20世纪60年代中期美国的航天工业。进入20世纪70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制订了有关的标准。20世纪70年代后期FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。1993年2月美国三大汽车公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS—9000质量体系要求文件的参考手册之一，1995年2月出版了第2版。2001年7月出版了第3版。1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAEJ1739—潜在失效模式及后果分析标准。FMEA还被广泛应用于其他行业，如粮食、卫生、运输、等部门。一、什么是FMEA—历史

4FMEA可以描述为一组系统化的活动。其目的是：1）认可并评价产品/过程中所有的潜在失效模式及其失效的后果。2）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施，以提高产品的质量和可靠性。3）将全部过程形成文件。

4）FMEA是对确定设计过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。5）所有FMEA都关注设计，无论是产品/过程设计。一、什么是FMEA—定义

5核心：预防为主时机：在设计或过程开发阶段前开始团队合作FMEA分析的文件——记录专用表格——作为动态文件使用——按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改对潜在失效模式的风险和后果进行评定指导贯穿整个过程、产品和服务周期一、什么是FMEA—特点

6失效的定义失效在規定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在規定条件下,产品参数值不能维持在規定的上下限之间产品在工作范围內,导致零组件的破裂、断裂、卡死、損坏現象7二、失效的定义（举例）基本规格

通话时间（分钟）180

待机时间（小时）250

操作系统Symbian7.0s

机身内存动态内存8MB

显示屏幕

内屏颜色65536色

内屏材质TFTLCD

屏幕尺寸176×208像素

数码相机功能

数码相机像素数（万个）100

数码相机性能四倍数码变焦，夜间模式，自拍功能主要功能

和弦铃声48和弦铃声

铃声功能可选铃声

8二、失效的定义（举例）一般参数感光器件SuperHADCCD最大像素数（万个）525有效像素数（万个）509显示屏类型2.5英寸约23万像素LCD显示屏技术参数相当于35mm镜头尺寸38-114mm广角镜头不支持快门速度自动(1/8-1/1,000秒)，程序自动(1-1/1,000秒)数据接口类型USB2.0环境参数工作温度（℃）0-35℃工作湿度<80%存储温度（℃）-20-60℃存储湿度<90%9防错：为防止不合格产品的制造而进行的产品和制造过程的设计和开发。特殊特性：可能影响产品的安全性和法规符合性、配合、功能、性能或后续过程的产品特性或制造过程参数。失效原因:對在什麼樣條件下會引起這種失效模式進行推測可考慮環境因素,內部因素,作業因素及誤使用。二、术语定义10（影响的）严重度（Severity）-

影响对顾客要求的重要程度-如果失败发生，也可以和安全及其他风险相关（1=无影响，10=无警告的严重危害）

（要因的）发生率（Occurrence）-

给定要因发生并导致失败模式的频率。有时也可以指失败模式的频率（1=几乎不出现，10=一定出现）

探测度（Detection）(当前的控制能力)-

当前控制计划的探测或预防的能力：

在导致失败模式之前的要因

在导致影响之前探测或预防的失败模式

1=肯定能探测到,10=几乎不可能探测到

二、术语定义11三、

FMEA的实施

持续地改进产品和过程的质量，所以将FMEA作为专

门的技术应用以识别并帮助最大程度地减少潜在的

隐患。对车辆召回的研究结果表明，FMEA项目的全面实施

可能会防止很多召回事件的发生。成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性.

“事件发生前”，而不是“事实出现后”。

早知道

做好防静电防护

就不会造成电子零件被静电打坏.

我先做好防静电防护所以没有造成电子零件被静电打坏.

有效运用

FMEA

可减少事後追悔,强化事先预防12三、FMEA实施4.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。DFMEAPFMEA概念初始设计设计完成样件制造设计/过程确认生产开始DFMEA--

完成时间在早期的图样完成但任何工具的制造开始之前。PFMEA--

开始于基本的操作方法讨论完成时，完成时间早于生产计划制定和生产批准之前。13

三、FMEA实施5.事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。产品企业的产品开发周期的回收效益。计划越早，就会获得越大的回收效益计划和定义产品设计和开发产品和过程确认制造过程设计和开发产品设计100:1过程设计10:1生产1:1用户1:10时间线回收:效益ＦＭＥＡ的益处和质量杠杆146.范围或关注焦点:

新设计、新技术或新过程:全部设计、技术或过程。

现有设计或过程的修改:集中于对设计或过程的修改

、由于修改可能产生手工艺相互影响以及现场的历史

情况。

将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（假

设对现有设计或过程已有FMEA）：新环境或场所对现

有设计或过程的影响。三、FMEA实施157.FMEA小组成员:FMEA的编制责任：通常都指派到某个人，但是FMEA的

输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成：

设计工程师、

分析/试验工程师、

制造工程师、

装配工程师、

服务工程师、

质量及可靠性工程师等。三、FMEA实施16FMEA

由责任单位的工程师开始启动，如原制造厂、

供方或分承包方。即使产品

/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评

分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适

宜的，因为每个小组的环境是不同的，因而各自的评分

必然是不同的（也就是说，评分是带有主观性的）。

三、FMEA实施17四、FMEA实施的过程顺序系统有那功能，特征，需要条件？会有那些错误？(失效模式)發生错误有多严重？那些错误是什么造成的？(失效原因)发生之频率？有那些预防和检测？检测方法能有多好的程度？我们能做什么？(建议措施)－设计变更－过程变更－特殊控制－改变标准程序或指南严重度(Severity)频度(Occurrence)（探测度）Detection18过程功能要求潜在失效模式潜在失效的后果严重度数S级别潜在失效的原因/机理频度数现行设计控制不易探测度数D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施结果预防探测采取的措施严重度数频度数不易探测度数R.P.N功能、特征或要求会有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有多糟糕起因是什么后果是什么发生频率如何怎样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采用新程序或指南的更改跟踪评审确认控制计划19五、跟踪

１．采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当

的跟踪，如果没有积极有效的预防/纠正措施，其

价值将是非常有限的。２．责任工程师确保所有的建议措施都得到实际或充分

的强调。３．FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近

的相关措施，包括开始生产以后发生的。初始ＦＭＥＡ修正ＦＭＥＡ１修正ＦＭＥＡ２时间各项未考虑的失效模式的发现评审更新DFMEA计划生产前PFMEA计划试生产前20责任工程师确认方式：４．对设计、过程及图样进行评审，以确保建议的措施

得到实施，确认更改已纳入到设计/装配/制造文件

中，５．对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划

进行评审。五、跟踪

21

DesignFailureModeandEffectAnalysis

设计失效模式及后果分析(DFMEA)第二章、设计失效模式及后果分析22一、设计FMEA简介二、设计FMEA的目的三、设计FMEA作业流程四、设计FMEA表填写说明五、跟踪措施第二章、设计失效模式及后果分析23１．设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的

一种分析技术．２．用作识别潜在失效模式相关原因/机理。３．每个系统、子系统和部件都有应进行评估。４．DFMEA范围：新产品设计阶段及设计更改阶段。一、设计FMEA简介24设计目标:骑行至少3000小时无需保养,设计寿命为骑行10000小时。适于第99.5百分位成年男子骑用,舒适便利。3. 等等…….功能:便于使用潜在失效模式:方向把不好用脚踏板不好用功能:提供可靠的交通运输潜在失效模式:链条经常断开需要经常修理车胎功能:提供舒适的交通运输潜在失效模式:车座位置不舒服功能:为座位支撑提供稳定的附属物潜在失效模式:座位支撑的结构性失效座位支撑的过大变形功能:提供好看的外观潜在失效模式:外观(光亮度)变坏漆皮开裂把手总成后轮总成链轮总成功能:提供结构性支撑潜在失效模式:结构性失效过大变形功能:对正确的车架几何外形提供尺寸控制潜在失效模式:车架安装点的长度过长车架安装点的长度过短功能:为车架总成的生产方法(焊接)提供支持潜在失效模式:自行车车架前轮总成车座总成链条总成上部车架下前车管下后车管链轮管系统等级子系统等级部件等级系统FMEA--项目、功能和失效

25附录F系统FMEAFMEA时必须考虑的子系统A、B、C和D，以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境。

子系统

子系统AB

子系统D子系统B环境系统26一、设计FMEA简介（关于接口和交互作用）

接口--子系统之间通过接口直接连接。子系统A与子系统B接触（连接），B与C接触，C与D接触，A与D，且B与D接触。环境也与图F1中列出的每一个子系统相连接，这就要求

在进行FMEA时要对“环境接口”加以考虑。注：每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中。交互作用---一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。27范例:系统名称：闪光灯关系框图灯罩A开/关C灯泡总成D极板E电池B弹簧F243155不属于此FMEA部件连接方法A.灯罩1.不连接(滑动配合)B.电池(2节直流电池)2.铆接C.开/关开关3.螺纹D.灯泡总成4.卡扣连接E.电极5.压紧装接F.弹簧

接口及交互作用范围281.

帮助设计需求与设计方案的评估。

2.帮助初始设计对制造和装配的需求。

3.在设计发展阶段，增加失效模式和系统效应分析的次数。

4.提供另一项分析信息，帮助设计验证之规划。

5.根据客户需求的引响性，列出失效模式的排序，并按序改善。6.提供一项改善方案，可以减少矫正与追查的活动。7.提供更好的参考数据，协助现场解决问题，评估设计变更和发展更进一步的设计。二、设计FMEA的目的：29三、设计FMEA作业流程组成DFMEA小组资料收集制订DFMEA计划建立功能方块图产品功能树设计可靠度展开(DQFD)决定分析之项目功能进行DFMEA分析选则失效模式纠正预防填写纠正风险系数故障树分析DFMEA报告纪录保存设计审查选择关键失效模式RPN小於规定值？YYNN30組成DFMEA小組-1设计工程师—通常的小组领导检验工程师可靠性工程师制造工程师最终服务工程师项目经理质量工程师顾客联系人其他，包括：销售、开发、过程、QA/QC等。31資料收集-2第一步、确认分析对象:

1.顾客要求及产品标准（包含顾客明订的或隐含的要求）

2.法律法规3.产品使用条件4.可制造性和可装配性5.文件和资料要求6.类似系统的调查设计失效模式的影响最终使用者更高一层系统汽车制造商32第二步:确定设计意图第三步:什么是设计期望/什么是设计不期望

产品要求制造/装配要求设计目的顾客要求顾客期望设计活动期望、不期望顾客的期望（QFD）车辆要求的文件产品的制造/装配/服务/回收要求期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式資料收集-233制訂DFMEA計畫-3产品质量先期策划（项目展开表（进度计划）产品名称：3197产品图号：WEI22399客户名称：Canon阶段项目与内容输出的文件预计开始预计完成实际完成责任人第二阶段产品设计设计失效模式及效应分析(DFMEA)设计FMEA5/25/265/27MFE-BundDi设计FMEA检查清单5/25/265/27MFE-BundDi第三阶段过程设计和开发制程失效模式及效应分析(PFMEA)制程FMEA8/28/269/2CANON&CCE-LeiZhang制程FMEA检查清单8/28/268/25QA-Xiaoping34建立功能方塊圖-4数据收集完成后,利用功能树组织产品功能.1.目的:a.确认产品功能.

b.测试功能的完整性.

c.加强人员对功能的理解.2.方式:a.小组讨论所有功能.

b.制订功能方块图.c.依据功能组成功能树

35原子笔范例墨水墨水管笔蕊头笔蕊笔管尾盖笔前盖功能方图范例36完整功能范围

作记号

适合手指运用

显示资料讯息墨水管

储存墨水

输送墨水配合笔蕊头墨水

作记号

维持顺畅笔蕊头

固定墨汁管固定笔蕊心

输送墨水配合笔管笔管固定笔蕊头

固定尾盖

显示资料讯息

适合手指运用尾盖配合笔管笔前盖配合笔管配合口袋笔蕊配合笔蕊头

输送墨水做记号原子笔功能方图范例37功能树-5用户握住笔筒,转向移动笔轴,与此同时180度水平面垂直压下笔尖笔尖系统外壳笔尖座传递轴向力到滚株外壳滚株外壳传递轴向力到滚株滚株传递轴向力到书写表面固定引起滚株转动滚株转动供给墨水在滚株表面黏附一定厚度的墨水墨水由滚株表面传到书写表面墨水留在书写表面(3mm),在3秒内晾干笔筒尖端内径传递传递轴向力到笔尖系统外壳笔筒末断及笔筒尖端同时对笔尖系统外壳施加力笔尖组件外壳传递法向力到滚株外壳滚株外壳传递法向力到滚株,滚株移动到滚株外壳中在滚株与滚株外壳之间产生间隙墨水流经墨水管,与滚株表面接触38可靠度展開-6质量机能展开

QualityFunction

Deployment(QFD)转换顾客的声音到企业过程或技术特性利用“质量机能展开”整理顾客声音及顾客需求，评估其与产品特性之间的关连性，进而找出须改善的关键质量特性.39決定分析之項目功能-740設計FMEA表

(2)

系統FMEA編號：

(1)(2)

子系統頁次：

of

(2)

部件：

(2)

設計責任：

(3)

编制者：

(4)車型／年份：

(5)

关键日期：

FMEA日期(编製)

(7)

(修訂)(7)核心小組：

(8)

等进行DFMEA分析-84142

1)

FMEA编号-----填入FMEA文件编号,以便查询。

2）系统、子系统或零部件的名称及编号-----

注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。

3）设计责任 -----填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。4）编制者-----填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。5）车型年/项目-----填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目(如已知的话）四、设计FMEA表填写说明436）关键日期-----填入初次FMEA应完成的时间，该日期不

应超过计划的生产设计发布日期(生效日期)。7）FMEA日期-----填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。8）核心小组-----列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名(建议所有参加人员的姓名、部门、电话地址都应记录在一张分发表上。）四、设计FMEA表填写说明449）项目/功能-----

填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、件级别等）。1.利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在初次发布（如在概念阶段）前，应使用试验性编号。

2.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，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命）相关的信息（度量/测量变量）。

3.如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。四、设计FMEA表填写说明4510)潜在失效模式-----指部件、子系统或系统有可能会

未达到或不能实现项目/

功能栏

中所描述的预期功能的情况(如

预期功能失效）。列出特别项目和功能的每一潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出错）

研究、疑虑、报告和小

组头脑风暴结果的回顾作为起点。四、设计FMEA表填写说明46这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系

统的潜在失效模式的原因或者是更低一级的部件的潜

在失效后果。EX:模

式

后果

原因客户客户退货--商业损失--无法开机公司无法开机--客户退货--LCD不亮供应商LCD不亮--无法开机—PCBA空焊客户公司供应商失效模式失效后果失效原因失效模式失效后果失效原因失效模式四、设计FMEA表填写说明47出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘，

等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平

的路面、仅供参考在城市内行驶等）的潜在失效模

式应予以考虑。典型的失效模式可包括，但不限于：

打滑（不能承受全部扭矩）无支撑（结构的）支撑不足（结构的）刚性啮合脱离太快信号不足信号间断无信号裂纹变形松动泄漏粘结氧化断裂

不传输扭矩四、设计FMEA表填写说明4811）潜在失效的后果

-----为被客户查觉在功能特性上失效模式的后果。(

对系统或设备以及操作时使用的人员所造成的影响)

1.要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，

(顾客:内部顾客或是最终用户)。

2.如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性，要

清楚地予以说明。

3.失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统和系

统之间存在着一种系统层次上的关系。(一般在讨论失效后果时，先检讨失效发生时对于局部所产生的影响，然后循产品的组合架构层次，逐层分析一直到最高层级人员、装备所可能造成的影响)四、设计FMEA表填写说明49例如:一个零件可能会断裂，这样会引起总成的振动、从而导致一个系统间歇性运行。系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。典型的失效后果可能是但不限于以下情况：噪音粗糙工作不正常不起作用外观不良异味不稳定工作减弱运行间歇热衰变泄漏不符合法规四、设计FMEA表填写说明5012）严重度-----严重度是一给定失效模式最严重的影响

后果的级别。

严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重

度数值的降低只有通过改变设计才能够实现。严重

度应以表2化为导则进行估算：

例:插头设计造成短路的严重度四、设计FMEA表填写说明+-+-+-51后果评定准则：后果的严重度严重度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不符合政府的法规。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，影响到行车安全和/或不符合政府的法规。9很高车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8高车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意7中等车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目不能运行，顾客不满意6低车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目的性能下降，顾客有些不满意5很低配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。4轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无无可辨别的后果1表2．推荐的ＤＦＭＥＡ严重评价准则52推荐的评价准则:小组应对评定准则和分级规则达成一致意见，尽管个别产品分析可做修改。（见表2）注：不推荐修改确定为9和10的严重度数值。严重度数

值定级为1的失效模式不应进行进一步的分析。注：有时，高的严重度定级可以通过修改设计、使之

补偿或减轻失效的严重度结果来予以减小。例如:“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。四、设计FMEA表填写说明5313)级别-----本栏目可用于对那些可能需要附加的设计

或过程控制的部件、子系统或系统的产品

特殊性的分级（如关键、主要、重要、重

点）。本栏目还可用于突出高优先度的失效模式，以便在小组认为有所帮助时或部门管理者要求时进行工程评价。产品或过程特殊特性符号及其使用服从于特定的公司规定，在本文件中不予以标准化。四、设计FMEA表填写说明54▽定义：非主要特性“标准”通用汽车公司北美部福特汽车公司克莱斯勒汽车公司指这种产品特性：在可预料的合理范围内变动不太可能显著影响产品的安全性、政府法规的符合性、配合/功能不采用不采用专用术语符号标准无定义：主要特性（与安全或法规无关）指这种产品特性：在可预料的合理范围内变动可能显著影响顾客对产品的满意程度（非安全或法规方面），例如配合、功能、安装或外观，或者制造或加工此产品的能力指那些对顾客满意程度重要的产品、过程和试验要求，其质量策划措施应包括在控制计划之中指确认受控过程的特定特性，并因此要求统计过程控制（SPC）测量过程稳定性、能力、控制零件寿命是指限于那些在（生产）零件图样、工具和夹具及辅助工装程序方面的强制验证，但现行控制不须强制的最关键特性专用术语符号配合/功能-〈F/F〉

重要特性-SC无菱形-〈D〉

五边形-〈P〉主要特性（与安全或法规有关）指这种产品特性：在可预料的合理范围内变动会显著影响产品的安全特性或政府法规的符合性（如：易燃性、车内人员保护、转向控制、制动等），排放、噪声、无线电子干扰等等指那些能与政府法规符合性或车辆/产品功能安全性并包括在控制计划之中需要特殊生产者、装配、发运、或监控的产品要求（尺寸、规范、试验）或过程能数安全特性被定义为工程部分标明的适用于零件、材料和装配作业的规范或产品要求，它需要特殊生产控制以保证符合政府和车辆安全、排放、噪声或防盗要求专用术语符号安全/符合〈S/Q〉--○关键特性-CC---▽盾形-〈S〉克莱斯勒、福特和通用汽车公司的特殊特性和符号5514）失效的潜在起因/机理-----所谓失效的潜在起因是指

设计薄弱部分的迹象，其

结果就是失效模式。

尽可能性地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失

效机理。

起因/机理应尽可能简明而全面地列出，以便有针对性地

采取补救的努力。补充:失效机理:(a)产生故障的过程(化电/电子/物理/热力学)(b)退化的过程或最终导致某种失效模式的一系列事件.四、设计FMEA表填写说明56起因机理规定材料不正确设计寿命设想不足应力过大润滑能力不足维护说明书不充分算法不正确表面精加工规范不当形成规范不足规定的摩擦材料不当过热公差不当化学氧化疲劳电移材料不稳定蠕变磨损腐蚀典型失效的潜在起因/机理四、设计FMEA表填写说明57四、设计FMEA表填写说明15）频度（O）-----

频度的指某一特定的原因/机理

在设计寿命内出现的可能性。参考下列各要素，决定频度等级值(1-10)：1.相似零件或子系统的过去服务历史资料和相关经验?

2.零件是沿用先前水平的零件、子系统或系统还是与其相类似?

3.先前水平的零件、子系统或系统改变程度的大小？

4.零件与先前水平的零件，基本上是否有差异?

5.零件是否为全新的?6.零件用途是否改变?

7.作业环境是否改变?

8.是否运用工程分析来估计其预期的可比较的频度数?58通过设计变更或设计过程变更（如设计检查表、设计

评审、设计导则）来预防或控制失效模式的起因/机

理是可能影响频度数降低的唯一的途径。潜在失效起因/机理出现频度的评估分为1到10级。四、设计FMEA表填写说明例:插头设计造成短路的频度+-+-59表3．推荐的ＤＦＭＥＡ频度评价准则失效发生可能性可能的失效

频度很高：持续性发生≥100个

每1000辆车/项目10

50个

每1000辆车/项目

9高：经常性失效

20个

每1000辆车/项目

8

10个

每1000辆车/项目

7中等：偶然性失效

5个

每1000辆车/项目

6

2个

每1000辆车/项目

5

1个

每1000辆车/项目

4低：相对很少发生的失效

0.5个

每1000辆车/项目

3

0.1个

每1000辆车/项目

2极低：失效不太可能发生

≤0.010个

每1000辆车/项目

16016）现行设计控制-----列出已经完成或承诺要完成的

预防措施、设计确认/验证（DV）

或其它活动，并且这些活动将确

保设计对于所考虑的失效模式和/

或起因/机理是足够的。

现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用

的那些措施

（如设计评审，失效与安全设计（减压阀）

，数学研究，台架/试验室试验，可行性评审，样件试

验，道路试验，车队试验）。

小组应一直致力于设计控制的改进；例如，在实验室创

立新的系统试验或创立新的系统模型化运算方法等。四、设计FMEA表填写说明61要考虑两种类型的设计控制：

预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者

降低其出现的几率。

探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，

探测出失效的起因/机理或者失效模式。如果可能，最好的途径先采用预防控制。假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部分，它可能性会影响最初的频度定级。探测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效

模式的设计控制为基础。四、设计FMEA表填写说明6217）探测度（D）-----探测度是与设计控制中所列的最佳

探测控制相关联的定级数。

探测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别。为了获

得一个较低的定级，通常计划的设计控制（如确认和

/或验证活动）必须予以改进。推荐的评价准则

小组应对相互一致的评定准则和定级方法达成一致意

见，尽管对个别产品分析可作调整。

在设计开发过程中，最好是尽早采用探测控制。

注：在确定了探测度级别之后，小组应评审频度数定

级并确保频度数定级仍是适宜的。探测度应用表

4作为估算导则。

注：级数1专用于“几乎肯定”的情况。四、设计FMEA表填写说明63推荐的ＤＦＭＥＡ探测度评价准则探测度准则：设计控制可能探测出来的可能性探测度定级绝对不肯定设计控制将不能和／或不可能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式，或根本没有设计控制１０很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式９极少设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式８很少设计控制只有很少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式７少设计控制有较少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式６中等设计控制有中等到的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式５中上设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式４多设计控制有较多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式３很多设计控制有很多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式２几乎肯定设计控制几乎肯定能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式１6418）风险顺序数（RiskPrority

Number）

风险顺序数是严重度（S）、频度（O）和探测度

（D）的乘积。 RPN=（S）X（O）X（D）

在单一FMEA范围内，此值（1-1000）可用于设计中

所担心的事项的排序。

是一项设计风险的指针。当RPN较高时，设计小组应提出矫正措施来降低RPN数。一般实务上，会特别注意严重度较高之失效模式四、设计FMEA表填写说明6519）建议的措施-----应首先针对高严重度，高RPN值和

小组指定的其它项目进行 预防/

纠正措施的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：

严重度，频度的探测度。

一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，

必须予以

特别注意，以确保现行的设计控制或预防/纠

正措施针对了这种风险。

在所有的已确定潜在失效模式的后果可能会给最终用户

造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以便通

过消除，减弱或控制起因来避免失效模式的产生。四、设计FMEA表填写说明66在对严重度值为9或10时的项目给予特别关注之后，小组再考虑其它的失效模式，其意图在于降低严重度，

其次频度，再次探测度。应考虑但不限于以下措施：·修改设计几何尺寸和/或公差·修改材料规范·试验设计（尤其是存在多重或相互作用的起因时或其

它解决问题的技术，和修改试验计划建议措施的主要目的是通过改进设计，降低风险，提高顾客满意度。四、设计FMEA表填写说明67只有设计更改才能导致严重度的降低。只有通过设计更改消除或控制失效模式的一个或多个

起因/机理才能有效地降低频度。增加设计确认/验证措施将仅能导致探测度值的降低。

由于增加设计确认验证不是针对失效模式的严重度和频

度的，所以，该种工程措施是不太期望采用的。对于一个特定的失效模式/起因/控制的组合，如果工程

评价认为无需采用建议措施，则应在本栏内注明“无”。四、设计FMEA表填写说明6820）建议措施的责任-----填入每一项建议措施的责任组

织的名称和个人的姓名以及目

标完成日期。21）采取的措施-----在措施实施之后，填入实际措施的

简要说明以及生效日期。

22）措施的结果-----在确定了预防/纠正措施以后，

估

计并记录严重度、频度和探测度值

的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果有必要采取进一步措施,重复(19)-(22)之步骤即可。焦点应永远是持续改进。四、设计FMEA表填写说明69五、跟踪措施负责设计的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施

或已妥善落实。FMEA是一个动态文件，它不仅应体现最新的设计水平，

而且还应体现最新相关措施，包括开始生产后所发生

的措施。负责设计的工程师可采用几种方式来保证所关注的问题

得到明确并且所建议的措施得到实施。

这些方式包括但不限于以下内容：

·保证设计要求得到实现

·评审工程图样和规范

·确认这些已反映在装配/生产文件之中

·评审过程FMEA和控制计划

70

PROCESSFailureModeandEffectAnalysis

过程失效模式及后果分析(PFMEA)第三章、过程失效模式及后果分析71一、过程FMEA简介二、过程FMEA的目的三、过程FMEA作业流程四、过程FMEA表填写说明五、跟踪措施第三章、过程失效模式及后果分析72一、过程FMEA简介过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的

一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模

式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。FMEA以最严密的方式总结了开发一个过程时小组的思

想。（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目

的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划过

程中正常经历的思维过程，并使之规范化。73顾客的定义

过程FMEA中“顾客”的定义通常是指“最

终使用者”。

然而，顾客也可以的随后

或下游的制造或装配工序，维修工序或

政府法规。过程失效模式的影响最终使用者下工序经销商一、过程FMEA简介74小组的努力

在最初的过程FMEA过程中，希望负责的

工程师能够直接地、主动地联系所有有

关领域的代表。这些领域包括（但不限于）设计、装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一层次装配的领域。过程FMEA应成为促进各相关领域之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。一、过程FMEA简介75过程FMEA是一份动态的文件，它应：

在可行性阶段或之前进行；

在生产用工装到位之前；

考虑到从单个部件到总成的所有的制造工序

在新车型或部件项目的制造策划阶段，促进对新

的或更改的过程进行早期评审和分析，以便预测

、解决或监控潜在的过程问题。一、过程FMEA简介76PFMEA的分析前提:过程FMEA假定所设计的产品能够满足设计要求。因设计的薄弱环节而产生的潜在失效模式可包括在

过程FMEA中，而其后果和避免包括在设计FMEA当中。过程FMERA不依靠改变产品设计来克服过程中的薄弱

环节，但是它的确要考虑与计划的制造或装配过程有

关的产品设计特性，以最大限度的保证产品能够满足

顾客的要求和期望。一、过程FMEA简介77·确定过程功能和要求；·确定与产品和过程相关的潜在的失效模式；·评价潜在失效对顾客产生的后果；·确定潜在制造或装配过程起因并确定要采取控制来降

低失效产生频度或失效条件探测度的过程变量；·确定过程变量以此聚焦于过程控制；·编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立一个考虑

预防/纠正措施的优选体系；·记录制造或装配过程的结果。二、过程FMEA的目的78负责过程的工程师掌握一些有益于过程FMEA准备工作的

文件是有帮助的。FMEA从列出过程期望做什么样和不期望做什么的清单，

即过程意图开始。过程FMEA应从一般过程的流程图开始。这个流程图应明

确与每一工序相关的产品/过程特性。

如果有的话，相

应的设计FMEA中所明确的一些产品影响后果应包括在内。用于FMEA准备工作的流程图的复制件应伴随着FMEA。为了便于潜在失效模式及其后果分析的文件化，编制了

过程FMEA表，见附录G。FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。三、过程FMEA作业流程79组成PFMEA小组成资料收集制定PFMEA计划建立功能制程可靠度展开(PQFD)决定需分析之制程功能及需求进行PFMEA分析风险优先数选择关键失效模式纠正预防PFMEA报告RPN小於规定值？YN三、过程FMEA作业流程80第一步：创建过程流程图1、识别过程和任务希望分析、定义重要的过程范围2、请教熟悉过程的人员建立流程图3、过程流程的起始和结束点形成一致4、关注改进提高的区域□过程是否符合标准，或者操作者是否使用相同的方法进行操作？□操作步骤是否重复或无序？□操作步骤是否为无增值劳动？□操作步骤是否频繁出现错误？□操作步骤是否循环返工？81第一步：创建过程流程图5、识别顺序和过程中的搬运步骤6、创建流程图从左到右、从上到下，有标准的符号和箭头连接每个步骤.制造 移动 储存 检测 返工

移动□ ○ △

◆7、结果分析□那些操作步骤循环返工□那些操作步骤为无增值输出□那些操作步骤循环返工□与当前和期望之间有什么差异82工序号制造移动储存检测返工操作说明标识关键产品特性标识关键过程性能□○△

◆5

钢板材质检测储存从库房转运至剪板机剪板尺寸检查10△15○20□◆25

第一步：创建过程流程图831）FMEA编号

填入FMEA文件的编号，以便查询。2）项目 注明正在进行过程分析的系统、子系统或部

件的名称和编号。 3）过程责任

填入整车、部门和小组。如已知，还包括供

方的名称。4）编制者 填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和

所在公司的名称5）车型年/项目 填入所分析的设计/过程将要应用和/

或影响的车型年/项目（如已知）四、过程FMEA表填写说明846）关键日期

填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超

过计划的投入生产日期

注：对于供方，初始的FMEA日期不应超过顾客要求的生产件日期。7）FMEA日期

填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日

期。8）核心小组

列出有权确定和/或执行任务的部门的名称

和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、

部门、电话、地址等都应记录在一张分发表

上。）四、过程FMEA表填写说明859）过程功能/要求

填入被分析过程或工序的简要说

明（如车削、钻孔、功丝、焊接

、装配等）。叙述尽可能与被分析的过程或作业目的一致。当过程包含多种作业(如：组装)，而有不同的潜在失效模式时，要将不同作业视为不同过程处理。四、过程FMEA表填写说明8610）潜在失效模式

所谓潜在失效模式是指过程有可

能不能满足过程功能

/要求栏中

所描述的过程要求和/或设计意

图。它是对该特定工序上的不符合的描述。它可能是下一工序的某个潜在失效原因或者是前一

工序的某个潜在失效后果。假定所接收的零件/材料是正确的。当历史数据表明进货零件质量有缺陷时，FMEA小组

可做例外处理。四、过程FMEA表填写说明87按照部件、子系统、系统或过程特性，列出特定工序的

每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但

不一定发生。过程工程师应能提出并回答下列问题：·过程/零件怎样不满足要求？·

无论工程师规范如何，顾客（最终使用者，后续工序或服务）认为的可拒收的条件是什么？以对类似过程的比较和对顾客（最终使用者和后续工序）对类似部件的索赔研究为起点。另外，对设计意图的了解也是必要的。四、过程FMEA表填写说明88典型的失效模式可能是但不局限于下列情况：弯曲毛刺孔错位断裂开孔太浅漏开孔转运损坏脏污开孔太深表面太粗糙变形表面太平滑开路短路贴错标签

注：潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不同

于顾客察觉的现象。四、过程FMEA表填写说明8911）潜在失效的后果

失效模式对顾客产生的影响。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户。如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。顾客可以下一道工序、后续工序或工位、经销商和/或车主。当评价潜在失效后果时，这些因素都必须予以考虑。四、过程FMEA表填写说明90

对于最终使用者来说，失效的后果应一律采用产品

或系统的性能来描述，例如：△噪音△粗糙△工作不正常△费力△异味△不能工作△工作减弱

△不稳定△间歇性工作△牵引阻力△泄漏△外观不良△返工/返修△车辆控制减弱△报废△顾客不满意四、过程FMEA表填写说明91如果顾客是下一道工序或后续工序/工位，失效的后果

应用过程

/工序性能来描述。例如：

□无法紧固□不能配合

□无法钻孔/攻丝□不能连接

□无法安装□不匹配

□无法加工表面□引起工装过度磨损

□损坏设备□危害操作者四、过程FMEA表填写说明9212）严重度（S）

严重是一给定失效模式最严重的

影响后果的级别。

严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。

严重度数值的降低只有通过设计更改才能够实现。

如果受失效模式影响的顾客是装配厂或产品的使用

者，严重度的评价可能超出了本过程工程师/小组

的经验或知识范围。在这各情况下，应咨询设计

FMEA以及设计工程师和/或后续的制造或装配厂的

过程工程师的意见。四、过程FMEA表填写说明93表.推荐的PFMEA严重度评价准则

后果评定准则：后果的严重度

当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（顾客的后果）评定准则：后果的严重度当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（制造/装配后果）严重度级别无警告的危害当潜在的失效模式在无警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高或可能在无警告的情况下操作者造成危害对（机器或总成）10有警告的危害当潜在的失效模式在有警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高或可能在有警告的情况下对（机器或总成）操作者造成危害9很高车辆/项目不能工作（丧失基本功能）或100%的产品可能需要报废，或者车辆/项目需在返修部门返修1个小时以上894表.推荐的PFMEA严重度评价准则

高车辆/项目可运行但性能水平下降。顾客非常不满意。或产品需要进行分检、一部分（小于100%）需报废，或车辆/项目在返修部门进行返修的时间在0.5-1小时之间。7中等车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目不能运行。顾客不满意或一部分（小于100%）产品可能需要报废，不需分检或者车辆/项目需在返修部门返修少于0.5小时6低车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目性能水平有所下降。或100%的产品可能需要返工或者车辆/项目在线下返修，不需送往返修部门处理5很低配合和外观/尖响和卡嗒项目不舒服。多数（75%以上）顾客能发觉缺陷或产品可能需要分检，无需报废，但部分产品（小不100%）需返工。4轻微配合和外观/尖响和卡嗒项目不舒服。50%的顾客能发觉缺陷。或部分（小于100%）产品可能需要返工，无需报废，在生产线上其它工位返工。3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒项目不舒服。有辨识力顾客（25%以下）能发觉缺陷。或部分（小于100%）产品可能需要返工，无报废，在生产线上其它工位返工。2无无可辨别的影响或对操作或操作者而言有轻微的不方便或无影响。19513）级别

本目栏可用于对那些可能需要附加的过程

控制的部件、子系统或系统的特殊产品或

过程特性的分级（如关键、主要、重要、

重点）。

本栏目还可用于突出高优先度的失效模式以进行工程

评定。

如果过程FMEA中确定了分级，应通告负责设计的工程

师，因为这可能影响涉及控制项目辨识的工程文件特

殊产品或过程特性符号及其使用受公司政策的导向，

在本文件中不予以标准化。四、过程FMEA表填写说明9614）失效的潜在起因

所谓失效的潜在起因的指失效是

怎样发生的，并应依据可以纠正/机理或可以控制

的原则予以描述。

尽可能性地列出可归结到每一失效模式的每一个潜在起因：如果起因对失效模式来说是唯一的，也就是说如果纠正该起因对该失效模式有直接的影响，那么这部分FMEA考虑的过程就完成了。但是，失效的许多起因往往并不是相互独立的，要纠正或控制一个起因，需要考虑诸如试验设计之类的方法，来明确起因主要作用，及考虑控制的方式。

四、过程FMEA表填写说明97典型的失效起因可包括但不限于：▲扭矩不当—过大或小▲焊接不当—电流、时间、压力▲测量不精确▲热处理不当—时间、温度▲浇口/通风不足▲润滑不足或无润滑▲零件漏装或错装▲磨损的定位器▲磨损的工装▲定位器上有碎屑▲的工装▲正确的机器设置▲正确的程序编制应只列出具体的错误或故障情况（如操作者未安装密封件）：不应使用含糊不清的词语（如操作者错误、机器工作不正常）。四、过程FMEA表填写说明9815）频度（O） 频度是指某一特定的起因/机理发生的可

能性。

通过设计更改或过程更改来预防控或控制失效模式的

起因/机理是可能导致发生频度数降低的唯一途径。

潜在失效起因/机理发生频度的评估分为1到10级。

为保证连续性，应采用一致的发生频度定级方法。

发生频度级别数是FMEA范围内的一个相对级别，可能

并不反映实际出现的可能性。“可能的失效率”是根据过程实施中预计发生的失效来确

定的。99如果能从类似的过程中获取统计数据，这些数据便可应

用于确定频度数。除了此种情况以外，可以利用下表左

栏中的文字说明以及类似过程已有的历史数据来进行主

观评定。推荐的评价准则小组对评价准则和相互一致的分级方法应达成一致意见，尽管个别过程分析可做些调整。（见表7）。应以表7为导则估算频度数：注：级数1专门用于“级低，失效不大可能发生。”四、过程FMEA表填写说明100

表7．推荐的PFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率*频度很高：持续性失效≥100个每1000件1050个每1000件9高：经常性失效20个每1000件810个每1000件7中等：偶然性失效5个每1000件62个每1000件51个每1000件4低：相对很少发生失效0.5个每1000件30.1个每1000件2级低：失效不太可能发生≤0.01个每1000件1101四、过程FMEA表填写说明(16)现行过程管制现行制程管制是叙述管制方法，用来预防可能扩大的失效模式和侦查出失效模式的发生。这些管制方法可能包括治具的防误或SPC或后制程评估。有三种制程管制可以考虑：(1)预防失效原因或失效模式／效应的发生或降低发生比率。

(2)查出失效原因，并提出矫正措施。

(3)查出失效模式。可能的话，最好先使用第(1)种管制；其次才使用第(2)种管制；最后，才使用第(3)种管制。10217）探测度（D）

探测度是与过程控制栏中所列的最佳探

测控制相关的定级数。

探测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别。

为了获得一个较低的定级，通常计划的过程控制必须

予以改进。

假定失效模式已经发生，然后，评价所有的“现行过程

控制”的能力，以防止具有此种失效模式或缺陷的零件

被发运出去。

不要因为频度低就自动地假定探测度值也低（如当使

用控制图时）。四、过程FMEA表填写说明103表8.推荐的PFMEA探测度评价准则探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度ABC几乎不可能绝对肯定不可能探测X不能探测或没有检查10很微小控制方法可能探测不出来X只能通过间接或随机检查来实现控制9微小控制有很少的机会能探测出X只通过目测检查来实现控制8很小控制有很少的机会能探测出X只通过双重目测检查来实现控制7小控制可能能探测出XX用制图的方法，如SPC（统计过程控制）来实现控制。6检查类别:A:防错B:量具C:人工检查104表8.推荐的PFMEA探测度评价准则中等控制可能能探测出X控制基于零件离开工位后的计量测量，或者零件离开工位后100%的止/通测量5中上控制有较多机会可探测出XX在后续工位上的误差探测，或在作业准备时进行测量和首件检查（仅适用于作业准备的原因）4高控制有较多机会可探测出XX在工位上的误差探测，或利用多层验收在后续工序上进行误差探测：供应、选择、安装、确认