FMEA培训专业知识讲座

FMEA培训资料Mar,20231第1页本次课程目标通过本次学习，我们要掌握：什么是FMEA及其作用；如何开展FMEA活动。2第2页目录本次课程目标第一阶段：FMEA概述第二阶段：FMEA应用第三阶段：小组实战演练第四阶段：理论考试3第3页FMEA概述概念简述FMEA是“FailureModeandEffectAnalysis”缩写，即“故障模式和影响分析”是一项事前预防分析伎俩。工程技术人员自设计筹划阶段开始，通过严密分析，列出及评定系统内潜在失效模式和也许造成后果，使设计、组装等作业时留意改善，通过各阶段连续评定、分析及改善，使产品逐渐趋于最佳。4第4页FMEA概述FMEA历史及现状20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用于飞机制造业发动机故障防备，取得最佳成果。20世纪60年代美国航空及太空总署（NASA）实行阿波罗登月计划时，在协议中明确要求实行FMEA。FMEA现已被广泛利用于飞机制造、汽车制造等多种领域。硬盘制造商Seagate应用FMEA也比较早。5第5页FMEA概述FMEA分析对象产品；设备；制造过程；设备维护作业等。设计FMEA时，面临客户有：最后顾客服务人员生产与装配人员等6第6页FMEA概述FMEA作用当组成系统基本零件或构件发生失效时，上层子系统或系统会受到影响。通过FMEA能够分析出系统中可靠性、维护性、安全性等所受影响，并确定也许造成重大失效或损失零件或构件。通过FMEA分析能够确定故障原因，并通过采取对策来消除故障原因，减少故障影响。FMEA通过致命度和风险评定，将失效主要度加以量化，从而指明了改善优先次序。根据FMEA分析成果，能够比较容易地进行与品质、可靠性、维护性、安全性等有关设计、制造或系统上改善，使目标系统有关品质、技术参数和可靠性得到提升。7第7页FMEA概述FMEA目标明确主要故障模式通过FMEA分析能够确定对系统有重大影响故障模式，从而为改善提供了根据，并预防事故主发生。明确潜在故障或老化故障通过FMEA分析能够帮助我们确定尚未发觉或未觉察潜在故障模式或老化、磨损、人为疏漏等。避免制造过程出现变更、延迟等所造成损失通过FMEA能够提醒有关人员重新分析材料、零件、组成件，以确保系统可靠性，从而避免由于故障而引发制造过程延迟、变更等。8第8页FMEA概述FMEA目标（续）明确品质管理存在问题通过FMEA能够确定品质管理、检查、制造阶段也许问题点，FMEA成果可作为改善对象加入作业过程、测试过程、检查标准等之中，从而有助于问题预防。指出维护性设计上问题点通过FMEA，能够确定设备主要故障，并可据此确定是否需增加防错装置，同步可检讨其维护方式、保养周期等内容。产品安全面应用设备故障模式中常包括由于操作办法错误或因保养操作不当、人为疏忽等所造成故障。利用FMEA办法重新检讨操作说明书，能够明确产品安全面问题点，为防备操作失误取得第一手资料。设计评审：FMEA成果可作为设计评审输入，以确定设计方面是否存在重大问题。9第9页FMEA概述“系统”概念系统。系统是指具有所有功能并可达成要求任务产品，如汽车、轮船、飞机等能够称为机械系统：电脑、卫星、移动电话等可称为电子系统。子系统。子系统是系统组成部分，能达成系统部分功能，如汽车动力子系统、电脑显示子系统等。组成件。组成件是组成子系统和系统单元，可分为功能件、组件和零件。功能件。功能件由零件组成，有独立功能，如汽车电瓶、手机电池等。组件。组件是两个以上零件组合品，如汽车轮胎上轴承。零件。零件是在非破坏条件下无法再分单品，如汽车上一种螺丝、垫片等。以上概念在FMEA分析中会常用到。10第10页FMEA概述FMEA分析层次FMEA是一种确定系统或装置等故障原因办法，当组成系统子系统或组成件发生故障时，FMEA可用来分析该故障对系统造成影响，并确定造成重大影响组成件。确定分析层次对FMEA分析至关主要，下列图表达了FMEA分析层次11第11页FMEA概述FMEA表格组成FMEA是对组成件本身或组成件设计、制造、组装、使用过程中故障模式（FailureMode）做影响分析（EffectsAnalysis）办法，它通过FMEA表格进行分析。并无人强制要求标准FMEA表应当是什么样子，各个公司FMEA表也都有自已特点，但总体包括主要项目是同样。通过FMEA表格如下：组成件功能故障模式故障原因故障影响检查措施发生频率风险度对策12第12页FMEA概述上表中各项意义如下：组成件：即构成产品（系统）最低层次，如零件、组件等。填写“组成件”栏时，须确保各组成件层次相同，如第一种组成件为“车左门”，第二个组成件不能为“螺丝”，由于二者不层次不一样。功能：构成件功能。故障模式：构成件故障现象、类别。故障原因：组成件发生故障原因可分二大类：一类为组成件本身固有特性发生变化：一类为外来原因造成。一般都有几个原因，针对不一样原因，能够有不一样发生频度。故障影响：构成件发生特定故障时，对上层子系统或系统所造成影响，可同步考虑故障对安全性、可靠性、环境等造成影响。13第13页FMEA概述上表中各项意义如下（续）：

检查办法：目前所采取针对该故障检查办法。发生频度：特定故障模式发生也许性及频率。风险度：评估出特定故障模式发生频度、影响程度和检出办法后所求得值。通过风险度评定能够确定改善优先次序。对策：针对特定故障模式所采取对应措施。确定对策时需综合考虑效果、所需成本、风险、时间等原因。对策措施也许包括方面有：（1）为减少特定故障模式发生频度而采取对策。（2）为减少特定故障影响而采取对策。14第14页FMEA概述何时需要进行FMEA分析标准上，FMEA办法可用于任何阶段可靠性分析和品质管理改善，尤其适用于下列情况：为了缩短制造准备工作所需时间，消除反复性过程不良。新产品设计时，充足列举也许问题点，为后续设计做好辅垫。在产品品质计划制定时。产品在客户处多发缺陷/故障，而在我司末发觉时。15第15页FMEA概述进行FMEA显著特点：FMEA必须由团体进行，以确保其有效。通过集体智慧去处理问题。Team-work16第16页FMEA概述设计开发阶段FMEA表(DFMEA)在产品设计、开发阶段实行FMEA目标是确定与产品设计有关可靠性与安全性等问题点，为了能确定主要故障模式，一般采取“致命度”评定而非“风险度”评定。1．“致命度”与“风险度”差异“致命度”与“风险度”是两个不一样概念。“风险度”包括了对故障检出也许性评定，而“致命度”未包括对检出可通用性评定。公式如下：致命度＝故障发生频度X故障影响度风险度＝故障发生频度X故障影响度X检出也许性产品设计阶段主要考虑故障发生频度及其对系统、使用者和环境影响，检出也许性更多在工艺设计时考虑，因而设计阶段FMEA采取“致命度”来评价某种特定故障破坏力。17第17页FMEA概述设计开发阶段FMEA表2．设计阶段FMEA应用目标：（1）在新产品开发设计时，确定对品质、可靠性、维护性、安全性和环境所造成问题特定故障模式。（2）通过预先指出问题点并检讨对策，可通过改善缩短开发周期，节省开发成本。（3）通过设计FMEA，能够确定在产品制造、使用各阶段与可靠性、安全性有关故障模式，方便有针对性地采取预防和维护措施。（4）通过设计FMEA，能够确定影响产品寿命关键故障原因。（5）确定新增产品功能时也许出现主要故障及原因。（6）在设计系统可靠性测试计划时，确定故障模式及原因。（7）设计评审时进行检讨和制定对应改善对策。18第18页FMEA概述设计开发阶段FMEA表3．设计开发阶段FMEA表格式例子：19第19页FMEA概述制造过程FMEA表格制造过程FMEA一般用“风险度”指标来评定特定故障模式影响，由于制造阶段要求虽然发生故障或缺陷，也应有办法检出它，使之不致流至客户处；或在客户使用时，提供合适使用及维护操作指导。注意，在设计开发阶段FMEA中，这个指标是由“致命度”来替代。1．制造过程FMEA应用目标：（1）使新生产线能尽快稳定生产，将也许问题尽也许所有消除掉，以提升品质和效率。（2）利用现有生产线制造新产品时，使检查工位设置趋于最佳。（3）缩短制造、加工时间。20第20页FMEA概述（4）确定新设备、新工艺问题点，并给予消除。（5）确定需通过试验设计深入确认制程和组成件。（6）提升生产、测试设备可靠性和效率。（7）避免作业员人为疏漏。2．制造过程FMEA表格式举例说明如下：21第21页课后作业理解“系统”有关概念。理解FMEA表中各项含义。22第22页目录本次课程目标第一阶段：FMEA概述第二阶段：FMEA应用第三阶段：小组实战演练第四阶段：理论考试23第23页FMEA应用FMEA分析步骤FMEA基本分析步骤如图所示:确认分析对象制作可靠性方框图列举故障模式影响度分析致命度/风险度评定对策24第24页FMEA应用确认分析对象在进行FMEA分析时，对分析对象有全面而深入理解是十分必要:由于FMEA基础是列举故障模式，假如对分析对象缺乏系统、深入理解，列举出故障模式要么漏洞百出，要么不伦不类，对改善并无多大帮助;例如让一种从未见过笔记本电脑人列举笔记本电脑使用中故障模式，一定列不全。另外，在确认分析对象也许故障模式时，需理解其工作条件、环境、负荷等情况，假如仅以最标准操作条件来确认分析对象也许故障模式，也许得到不完全成果;如影碟机设计人员在作设计FMEA分析时只考虑室温下工作情况，而未考虑在极端温度湿度环境下工作情况，也许设计出一台没有实用价值影碟机。25第25页FMEA应用确认分析对象为了使FMEA分析能真正发挥其应有作用，分析人员在对分析对象实行FMEA分析前，可按下列各项对分析对象作一全面理解与思考:规格。即产品用途、规格参数、寿命、限制条件等。使用条件（1）环境条件。包括使用、保存、启动、停机时温度、湿度、噪音、射线、振动、压力等。（2）使用条件。包括启动和停顿次数、启动时间，连续运转时间、操作步骤，操作者水准等。可靠性、维护性。包括利用率、可靠性、维护性、保养和操作人员技术水平等。维护计划。包括定期保养、故障诊断、维护计划、维护作业时间等。文献和资料。包括系统图、构造图、动作次序、操作指导书、故障排除等。类似系统调查。通过对功能、性能、用途、使用条件等方面相类似系统之特性、故障及对策调查，加深对该系统结识。法律上要求。产品使用、制造等过程中产生法律上限制26第26页FMEA应用小互动：如何确认分析对象？以台式电脑为例27第27页FMEA应用制作可靠性方框图在对分析对象系统有全面结识后，能够进入正式FMEA分析阶段，FMEA表分析首要栏是确定“组成件”，如下列图所示。这里“组成件”是指组成系统单元，即功能件、组件和零件等，随分析对象不一样，“组成件”也许被“过程”/“工序”所替代。组成件层次在确定“组成件”时，为了不致引发混乱，要求各个“组成件”层次是相同，举个例子，对笔记本电脑这一系统而言，“键盘”和“显示屏”是同一层次组成件，“键盘”与“紧固螺丝”不是同一层次组成件。如何才能确保所确定组成件处于同一层次呢？可靠性方框图能够处理这一问题。组成件故障模式故障原因故障影响检查措施发生频率致命度/风险度对策首先确定组成件28第28页FMEA应用制作可靠性方框图（流程图）可靠性方框图是将系统组成要素根据功能来逐层表达，从系统、子系统、组成件、组件、零件各层来表达系统功能要素框图。它能够表达子系统或组成件在功能上关系，因而可确定组成件分析层次，利用可靠性方框图也能够追溯系统功能方面故障。可靠性方框图制作办法(1)在功能方块中只写入一种功能。(2)子系统或组成件功能方块，尽可能放在相同分析层次上。(3)如单一功能方块连续时，以串联方式表达这些方块。(4)如功能之间存在反复性时，以并联式方式表达这些方块。(5)确定分析层次，以可指明故障模式层次为主。29第29页FMEA应用制作可靠性方框图（流程图）系统可靠性方框图例以波峰焊接过程为例，其可靠性方框图如下列图所示:功能分析层次原因30第30页FMEA应用小互动：如何制作可靠性方框图（流程图）？31第31页FMEA应用列举故障模式故障模式是发生在组成件或子系统上故障状态或故障现象，尤其是可感知现象或特性变化.可根据其特性分为机械故障类故障、电气类故障、化学类故障等。在确认组成件处于同一层次后，列举故障模式便成为至关主要一件事。故障模式处于FMEA表格第二栏，如下列图所示：组成件故障模式故障原因故障影响检查措施发生频率致命度/风险度对策32第32页FMEA应用列举故障模式在FMEA分析中，列举故障模式精确完备是否，直接关系到分析成果精确度，进而影响到改善效果好坏；在初始阶段就尽也许全面地列出各类故障模式对FMEA来说至关主要。33第33页FMEA应用故障模式列举办法在列举故障模式时，有某些详细技术和办法可供参照，对常见办法说明如下。脑力激荡法能量流法能量流法尤其适用于系统工作时存在能量传递场所，以自行车为例，动力传动一般模式为：踏板踏板支架中轴大链轮链条飞轮后轴后轮前轮通过能量流，能够分析能量传递零件或组件，对这些零件故障种类而言列举就相对容易，再补充上遗漏零件或组件即可。借鉴法技术资料审核从系统整个生命周期分析故障模式34第34页FMEA应用小互动：如何列举故障模式？35第35页FMEA应用缺陷影响分析FMEA分析目标确定各类也许故障及其所产生影响，并最终通过改善伎俩消除这些故障及其影响。在确定了缺陷模式后，接下来需考虑缺陷影响。缺陷影响处于FMEA表格第三栏，如下列图所示：36第36页FMEA应用缺陷影响分析故障影响范围各类故障模式影响大小各不相同，故障模式影响范围可归类总结如下表：从表能够看出，不一样故障模式，其影响（即危害性）是不一样。37第37页FMEA应用故障影响种类故障影响有大有小，千差万别，但可归类为下列几条：1．功能、性能方面2．可靠性、维护性方面3．安全面4．经济性方面5．操作性方面6．修复性方面7．环境方面8．公共安全面9．废弃方面38第38页FMEA应用故障影响分析时注意点（1）在影响分析时需考虑系统生命周期各个阶段，如设计、制造、测试、运输、调试、使用条件（如启动、停顿、标准负载，满载）等。（2）可利用可靠性方框图来分析故障影响范围。（3）必须考虑故障模式对公众、环境等影响。（4）在特定故障模式对系统最后影响中，须考虑也许多类故障。（5）故障影响须是相对精确，不可捕风捉影，无限扩大。39第39页FMEA应用小互动：接着上一种互动，请列举影响分析。40第40页FMEA应用故障致命度/风险度评定FMEA分析中，每种故障模式“破坏力”是通过致命度/风险度指标来评定，根据致命度/风险度数值大小，能够确定各个故障模式主要度测序。故障致命度评定公式（常用于设计阶段）致命度＝故障发生频度X故障影响度＝故障发生频度X（子系统影响＋系统影响＋安全性影响＋经济性影响＋环境影响）其中，故障发生频度和故障影响度利用评分表来评定（如下表）。41第41页FMEA应用故障致命度/风险度评定故障发生频度及故障影响度评定表制作注意点（针对故障致命度）：（1）在制作评定表时尽也许减少评定人员之间差异。（2）评定表中尽也许加入已有故障，以使分析人员有对比性、可操作性。（3）评定表可随时修改，加入在实际分析中发觉问题或故障模式。42第42页FMEA应用故障致命度/风险度评定风险度表达为RPN(RiskPriorityNumber)，是与致命度相同一种评定故障“破坏力”指标，在某些阶段FMEA中会用风险度指标来替代致命度指标，例如制造、生产阶段。风险度指标公式如下：风险度(RPN)＝故障影响度(S)X发生频度(O)X故障检出也许性(D)43第43页FMEA应用故障致命度/风险度评定有关制造流程风险度评定标准请参照附件：44第44页FMEA应用对策检讨分析故障模式目标是采取对应对策消除故障现象及故障原因，由于经济性考虑，对每个故障模式都采取对策也许不实现，因此按照致命度等级来进行对策，是比较经济可行做法。一般通过FMEA分析所确定故障模式及原因很多，针对多大范围故障采取措施比较合适呢？一般应针对致命度排在前10%-20%故障模式一般占致命度80%以上，属于“关键少数”故障。对故障模式采取对策办法一般有两个：一种是不问原因，靠检查伎俩检出故障；另一种是消除故障原因，使故障屡次产生。相比之下，后一种对策效果更加好，成本更低。45第45页FMEA应用故障发生阶段、发生原因和检查办法前面讨论了FMEA基于项目组成件、故障模式、故障影响、致命度及对策，在实际进行FMEA分析时，为了分析愈加方便和可靠，在FMEA表格中能够加入故障发生阶段、发生原因和检查办法几项，如下表所示：故障发生阶段指是故障也许发生阶段。故障发生原因：各类故障模式原因千差万别，归结起来可分二大类：一类为组成件本身固有特性发生变化：一类为外来原因造成，组成件故障模式故障发生阶段故障原因故障影响检查措施发生频率致命度/风险度对策46第46页FMEA应用故障发生阶段、发生原因和检查办法故障检查办法（也叫控制办法）能否检查发觉故障对消除故障影响十分主要，检查办法和检查装置如能在FMEA分析时给予检讨，将非常有利用故障防备。一般指是现行检查办法或控制办法。包括预防措施、系统侦测等。47第47页FMEA应用小互动：如何分析故障原因？48第48页总结--FMEA办法实行重点在实行FMEA分时，针对各个项目有其实行重点，本节将对各项目标实行重点作简要总结。1．组成件在填写FMEA表组成件栏时，可采取可靠性方框图使分析层次保持一致。2．故障模式通过脑力激荡法、比较法、资料分析法、能量流法等办法尽也许详尽地罗列所有也许故障故障模式。3．故障影响故障影响分析可按自上而下方式进行。分析时不只考虑故障对系统本身影响，并且需考虑该故障模式对使用者安全、公众生活、操作环境、使用环境、经济性综合影响，在分析故障影响时可根据影响主要度对不一样影响进行加权。4．致命度根椐需要选择致命度或风险度作为故障破坏力评价指标，在评定致命度/风险度时，首先需确定故障发生概率、故障影响、故障检出难度方面量化指标，该量化指标精度是致命度评定精确是否基础。5．对策检讨对策时可从设计更改、材料更改、品质控制、防错、维护、保养方式变更等方面进行考虑。49第49页故障模式、原因与影响关系故障模式（体现）、原因与其影响之间存在着紧密关系。三者之间互相作用图如下：50第50页辨别故障原因与故障模式办法在进行FMEA分析时，常会遇到难于辨别故障原因情况，即找出了一种故障，不知其究竟是故障体现还是故障原因。这时可用两种办法来辨别。1．研究可靠性方框图，确定分析层次在FMEA分析中，一种故障模式也许是上层系统故障原因，同步又是一层系统成果（即：对于上层系统而言它是原因，对于下层系统而言它是成果），也就是说伴随观测角度不一样，故障性质是不一样。如计算机“电源电路不工作”是一种故障模式，对于上层系统“计算机”而言，它是造成“计算机无法开机”故障原因，同步又是下层系统“稳压模块烧坏”成果。当分析层次完全