FEMA失效模式分析

2024/9/9FEMA失效模式分析2FMEA概要何谓FMEA:是描画为一组系统化的活动，其目的是:A:发现和评价产品/进程中潜在的失效及其失效效应B:找到可以防止或增加这些潜在失效发作的措施C:将上述整个进程文件化它是对设计进程的更完善化，明白必需做何种设计和进程才干满足顾客的需求。

3FMEA的實施由于尽能够的继续改良产品和进程是企业的趋向，所以运用FMEA作为专门技术运用，以识别并协助增加潜在的隐忧不时是十分重要的。关于产品埋怨的研究结果说明，片面实施FMEA可以防止许多埋怨事情的发作。适时性是成功实施FMEA的最重要要素之一，它是一个〝事发前〞的行为，而不是〝后见之明〞的举动。为打到达最正确效益，FMEA必需在设计或进程失效模式被有意地归入产品或进程之行停止。事前花时间适外地完成FMEA剖析，能够更容易、低本钱地对产品进程停止修正，从而减轻预先修正危机。FMEA可以增加或消弭缘由停止预防和矫正而带来更大损失的时机。FMEA小组应该有充沛的沟通和整合。4图一描画了一个FMEA应该被执行的顺序，它并不是复杂的把表格填满的案例，而是进一步了解FMEA的顺序，以消弭风险和方案能确保顾客满意的适当控制。当FMEAs被展开，会有三种基本的个案。每个案例都有不同的范围和重点：个案1:新设计、新技术或新进程。该FMEA的范围是完成设计、技术或过程。个案2:修正现有的设计或进程(假定现有的设计或进程曾经有一个FMEA)。该FMEA的范围应该在于修正设计或进程，有能够由于某修正和市场历史反映而有交互影响。个案3:在一个新的环境、地点或运用上，应用的现有的设计或进程(假定现有的设计或进程曾经有一个FMEA)。该FMEA的范围是对现有设计或过程新的环境或地点上的影响剖析。5在FMEA的编制任务中，必需明白的指派每团体的职责，但是FMEA的输入还是应该依托小组努力。小组应该由知识丰厚的人员组成(如：对设计、剖析、测试、制造、装配、效劳、回收再应用、质量及牢靠度等方面的工程人员)FMEA由相关担任组织中的工程师所组成，其可以是OEM如：消费最终产品、供货商，或是分包商。假设去比拟一个小组的FMEA评价和另一个小组的FMEA评价是不适当，既使该产品或进程出现了相反的状况；由于每个小组的所在环境是无独有偶的，因此各自将会一般的评价(如：评价是客观的)。6圖一7跟催采取有效的预防及矫正措施，以及针对这些举动的跟催是需求的，但不用过火强求。应该和一切被影响的单位沟通措施举动。一个彻底周详思索和充沛开发的FMEA假设没有实践有效的预防和矫正措施，其价值将有限。担当职责的工程师是担任确保一切的建议措施都曾经实施或适当的对策。FMEA是一分份静态文件，应该一直反映出最终的评价，以及最终的适切措施，包括那些在末尾量产之后所发作的措施。A.审查设计、进程和图样，确保建议措施曾经被实施，B.确认该项变卦编入设计/组装/制造文件中，C.审查设计/进程FMEAs、特别的FMEA运用和控制方案8設計FMEA

簡介

设计FMEA主要是由担任设计的工程师／小组采用的一种剖析技术，用来保证在能够的范围内已充沛地思索到，并指明各种潜在的失效形式及其相关的原因／机理。应该评价最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零组件。FMEA以其最严密的方式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计小组的设计思想〔包括：依据以往的阅历和经验，对能够出现效果的项目的剖析〕。这种系统化的方法表达了一个工程师在任何设计进程中正常阅历的思想进程，并使之规范化、文件化。9设计FMEA可以透过以下几方面支持设计进程，以降低失效风险：．有助于对设计要求和设计方案停止客观评价；．有助于对制造和装配要求的最后设计；．提高在设计／开发进程中，思索潜在失效形式及其对系统和运转冲击的能够性；．为片面、有效的设计实验和开发项目的规划，提供更多的信息；．依据潜在失效形式对〝顾客〞的冲击，对其停止分级列表，进而树立一套设计改良、开发和查证的优先控制系统；．为建议和跟踪降低风险的措施，提供一个地下的讨论方式；．为未来剖析研讨售后巿场关切状况、评价设计更改及展开更先进的设计提供参考。10顧客的定義

设计FMEA中〝顾客〞的定义，仅仅是指〝最终运用者〞，还包括担任车型设计更高一级装配进程设计的工程师／小姐，以及在消费进程中担任制造、装配和售后服务的工程师。FMEA片面实施要求对一切新的部件、更改的部件以及运用或环境有变化的沿用零件停止设计FMEA。FMEA始于担任设计任务的工程师，但对有专有权的设计来说，能够始于其供货商。11小組努力在最后的设计FMEA进程中，担任设计的工程师被预期可以直接地、自动地从一切有关部门来代表。这些专家和担任的范围应该包括，但不限于：装配、制造、设计、剖析／测试、牢靠度、资料、质量、效劳和供货商，以及担任下一个较高阶或低阶的组装、系统、子系统或零组件的设计部门。FMEA应该成为促进相关部门间充沛交流意见的催化剂，从而提高整个团体的任务水平。除了担任工程师对FMEA具有阅历和小组协助之外，在活动中拥有一位有阅历的FMEA专家以协助该小组是有一定协助的。12设计FMEA是一份静态文件，且应该：．在一个设计概念最终构成之时或之前末尾，．在产品开发各阶段中，当设计有变卦或取得信息添加时，要及时、不时地修正，以及．在最终在产品加工图样完成之前全部完毕。思索到制造／装配的要求是相互联络的，设计FMEA在表达设计意图的同时，还要保证制造／装配可以完成设计意图。关于制造或装配进程中能够发作的潜在失效形式和／或其原因／机理。当进程FMEA已包括了它们的识别、效应和控制时，那么不需包括在设计FMEA中，但也可包括。13设计FMEA不是靠进程控制来克制设计中潜在的缺陷，但确实要考虑制造／装配进程中技术的／物质的限制。设计FMEA不是靠进程控制来克制设计中潜在的缺陷，但确实要考虑制造／装配进程中技术的／物质的限制。例如：．装配空间／工具可加工性．外表处置的限制．钢材硬度的限制．公差／进程才干／功用14设计FMEA也可以思索到产品维护〔效劳〕和回收应用技术的／物质的限制。例如：．工具加工．才干特性．资料分类符号〔回收应用〕15设计FMEA的开发担任设计的工程师拥有许多用于设计FMEA预备任务的文件。设计FMEA的末尾将从列出设计希望做什么？及不希望做什么？如设计意图。顾客要求和需求─能够是透过质量机能展开〔QFD〕、产品要求文件、的产品要求和／或制造／装配／效劳／回收应用要求等来源，应该综合地思索。希冀特性的定义越明白，就越容易识别潜在的失效形式，以采取预防／矫正措施。16系統子系統零組件：產品類型(2)中心小組FMEA編號：(1)

頁碼：設計責任：(3)編制者：(4)關鍵日期：(6)FMEA日期：(7)17１、FMEA编号填入FMEA文件编号，以便查询。注：见表１，提供了项目1-22的范例。２、系统、子系统或零部件称号及编号注明适当的剖析级别并填入所剖析系统、子系统或零件的称号、编号。FMEA小组成员必需对这构成的系统、子系统或零组件，决议其特定的活动。实践的判决其分界范围为系统、子系统或零部件，且必需被FMEA小组所设定。以下提供了说明，并在附录F提供了一些例子。系统FMEA的范围一个系统可以被视为由多个子系统所组成，这些子系统通常由不同小组所设计。有些典型的系统FMEAs能够涵盖了以下系统：底盘系统、发起机系统或内装系统等。但是，系统FMEA的重点是确保一切的接口与互动都涵盖了整个由不同子系统所组成的系统，以及与其他车辆系统和顾客的相互影响。18子系统FMEA的范围一个子系统FMEA普通是一个较大系统的子组。例如，前悬吊系统是底盘系统的一个子组。但是，子系统FMEA重点是确保一切接口与互动都涵盖了整个由不同零组件所组成的子系统。零组件FMEA的范围一个零组件FMEA普通重点是在于一子系统的子组FMEA。例如，支撑架是前悬吊〔其是底盘系统的一个子系统〕的零组件。19３、设计责任填入整车厂〔OEM〕、部门和小组。假设适用，还要包括供货商的名称。４、编制者填入担任FMEA预备任务的工程师姓名、和所在公司的称号。５、产品型号／项目填入将运用和／或将被剖析的设计冲击的预期车型年型／项目〔假设的话〕。６、关键日期填入FMEA初次预定完成的日期，该日期不应该超越方案的量产设计发布的日期。７、FMEA日期填入编制FMEA原始稿的完成日期及最新修订的日期。20８、中心小组列出被授权以确定和／或执行义务的责任团体和部门称号〔建议一切小组人员的姓名、部门、、地址等，都记载在一分宣布上〕。９、项目／功用填入将被剖析项目的称号和其他适切的信息〔如编号、零件等级等〕。应用工程图纸上标明的称号并指明设计等级。在最后发布之前〔如在概念构成阶段〕，应该运用暂时性编号。填入时，用尽能够繁复的文字来说明被剖析项目要满足设计意图的功用，包括该系统运转的环境相关信息〔如指定温度、压力、湿度范围、设计寿命等，是计量值／可量测的〕。假设该项目有多种功用，且有不同的失效形式，要把一切功用都独自列出。21１０、潜在失效形式所谓潜在失效形式是指系统、子系统或零部件有能够未到达或未完成项目／功用栏中所描画设计意图的种类〔如预期的功用丧失〕。这潜在失效形式能够是更高一级子系统或系统的潜在失效形式的原因，也能够是比它低一级的零部件潜在失效形式的效应。对一个特定项目及功用，列出每一个潜在失效形式。前提是这种失效能够发作，但不是一定发作。建议将以往错误案例〔TGW,things-gone-wrong〕的研讨、关切点、效果报告以及小组的〝脑力激荡〞的审查作为动身点。潜在失效形式能够只发作在特定的运转环境条件下〔如热、冷、枯燥、灰尘等〕，以及在特定的运用条件下〔如超越平均里程、不平的路段、仅在城巿行驶等〕，应都思索。注：应该用〝物理的〞、专业性的术语来描画潜在失效形式，而不同于顾客所见的现象。22１１、潜在失效效应潜在失效的效应就是失效形式对功用的影响，就如顾客感受的一样。要依据顾客能够发现或阅历的状况来描画失效的效应，要记住顾客可能是外部的顾客，也能够是外部最终的顾客。要清楚地说明该失效模式能否会冲击到平安性，或与法规不符。该效应应该依据所剖析的具体系统、子系统或零部件来说明。还要记住不同级别的系统、子系统和零件之间还存在着系统层次上的关系。比如，一个零件的断裂能够惹起总成件的振动，从而招致系统运转的中缀。这种系统运转的中缀会惹起功用下降，最终招致顾客的不满、这意味着需求尽能够预见失效的效应和小组的知识水平。23１２、严重度〔S〕严重度是对一个已假定失效形式的最严重影响的评价等级。严重度是在多个FMEA范围内的一个比拟级别。要增加失效重度级别数值，只能透过设计变卦来完成。严重度应该运用表２的指南来评价。推藨的评价准那么小组应该对评价准那么与级别系统有分歧的共识，即使是对一般的产品剖析而对准那么作了修正〔见表２〕。注：对级别数值为９和１０，不建议修正其判定准那么。当某失效形式的严重度的级别为１时，不应该再被剖析。注：高严重度级别有时分透过设计修正来降低，其能抵销或减轻失效发生的严重度。24表2.引荐的DFMEA严重度评价准那么12)严重度(S)续效应判定准则：效应的严重度级别无警告的严重危险严重级别很高。潜在失效模式影响安全和包含不符合政府法规。失效发生时无预警。10有警告的严重危险严重级别很高。潜在失效模式影响安全和包含不符合政府法规。失效发生时有预警。9很高系统无法运作(丧失基本功能)8高系统能运作，但性能下降。顾客很不满意。7中等系统能运作，方便性方面失效。顾客不满意。6低系统能运作，方便性方面性能下降。顾客有些不满意。5很低装备和最后完工，噪声不符合要求，多数顾客发现有缺陷(多于75%)4轻微装备和最后完工，噪声不符合要求，50%顾客发现有缺陷3很轻微装备和最后完工，噪声不符合要求，有市辨识能力的顾客发现缺陷(少于25%)2无没有可识别的影响12513)分类本字段可用来对需求附加设计或进程控制的零组件，子系统或系统的任何特殊产品特性等级加以分类(如:关键、主要、重要、重点等)。本字段另可用来为工程评审强调其高优先的失效形式，假设小组发现这是有协助的或外部管理的需求。特殊产品或进程特殊性符号及其运用是特定的公司政策所指示，在本文中不另做规范化。2614)潜在失效原因所谓潜在失效原因是指一个设计弱点的迹象，其结果就是失效形式。在该能够发作的范围内，例出对每一个失效形式的一切可以想到的失效原因。应该尽能够长篇大论、完整地将原因例出来，使得对相应的原因能采取适当的矫正措施。27典型的失效原因可包括，但不局限于以下状况：规则的资料不正确设计寿命估量缺乏压力过大润滑才干缺乏维修保养说明不适当算法不适当维修保养说明错误软件规格错误外表加工规格错误流程规格错误资料磨擦规格错误过热公差规格错误28典型失效机理可包括，但不局限于：降服化学性氧化疲劳电位移资料不动摇蠕变磨损腐蚀29１５、发作率〔O〕发作率是指在设计的寿命中某一特定失效原因／机理发生的能够性。描画发作率级别数是重在其含义，而不是详细的数值。透过设计更改或设计进程更改〔如设计查检表、设计审查、设计指南〕来预防或控制该失效形式的原因／机理是降低发作率级别数的独一途径〔见表３〕30潜在失效原因／机理出现发作率的评价分为１到１０级，在确定这个估计值时，应该要思索以下效果：．相似零部件、子系统或系统的维修效劳历史／阅历如何？．零部件能否为沿用或相似于以前版本的零部件、子系统或系统？．相对先前版本的零部件、子系统或系统，所作的变卦有多清楚？．能否与先前版本的零部件有基本不同？．能否是全新的零部件？．零部件的用途有无变化？．有哪些环境改动？．针对该用途，能否作了工程剖析〔如牢靠度〕来估量其预期可比拟的发作率？．能否参与了预防控制？3115)严重度(O)续一个分歧的发作率级别系统应该确保其能继续的被运用。发作率级别数是在FMEA范围中的一个比拟的等级，其能够无法反映出真实发作的能够。引荐的评价准那么小组应该对一个评价准那么和级别系统有分歧性的共识，即使是对一般的产品剖析而对准那么作了修正(见表3)。发作度应该运用表3的指南来评价。注：级别为1的数值是为〝极低：失效不太能够发作〞所保管。32表3.引荐的DFMEA发作度评价准那么失效发生可能性可能的失效率级别

很高：持续性发生的失效≧100件/每千件1050件/每千件920件/每千件810件/每千件7

中等：偶尔发生的失效5件/每千件62件/每千件5低：相对很少发生的失效1件/每千件40.5件/每千件3

极低：失效不可能发生0.1件/每千件2≦0.010件/每千件1高：重复发作的失效3316)现行设计控制列出预防措施、设计确认／验证〔DV〕或其他活动，这些活动的完成或承诺将确保该设计关于所思索的失效形式和／或机理来说是充沛的。现行的控制方法〔比如设计审查、如减压阀的失效／平安设计、数学研讨、试装／实验室检验等〕指的是那些曾经用于或正在用于相反或相似设计中的那些方法。小组应该一再的把重点放在设计控制的改良上；例如，在实验室停止新系统实验、或对算法停止新系统的修正。以下有两种类型的设计控制特性可思索：预防：预防失效原因／机理或失效形式的出现，增加它们的出现率。侦测：在该项目发放量产之前，以任何解析的或物理的方法，查出失效或失效形式的原因／机理。34１６、现行设计控制〔续〕如有能够，优先运用第１种的预防控制方法，让预防控制方法作为设计意图的一局部，由于其将影响最后的发作率；最后的侦测度将基于对失效原因／机理侦测、或对失效形式侦测的设计控制。对设计控制，在本表中的设计FMEA表中有两个字段，其有助于小组对这两种设计控制能有清楚的辨识〔如将预防控制和侦测控制区分为两个字段〕，这将是为了对两种设计控制曾经做了思索的一种快速的目视确定。这两个字段格式的运用是更好的方式。注：在此所举出的例子，很清楚的看到小组并未鉴别出任何预防控制，这能够是由于预防控制没有被用在相反或相似的设计上。假设一个字段〔对设计控制〕的格式被运用，那么应该采用以下的方式：对预防控，每一项列出的预防控制前要注明一佪〝P〞；对侦测控制，每一项列出的侦测控制前要注明一个〝D〞一旦这设计控制被鉴别，假设任何发作率等级被更改时，要审查一切的预防控制以供确认。35１７、侦测度〔D〕侦测度是结合了列在设计控制中最正确的侦测控制等级。侦测度是在个别的FMEA范围中的一个比拟的等级。为了取得较低的侦测度数值，方案的设计控制〔如确认、和／或验证等活动〕需求不时地改良。推藨的评价准那么小组应该对一个评价准那么和级别系统有分歧的共识，即使是对一般的产品剖析而对准那么作了修正。适当的在设计开发进程中参与预防控制是最好的，并且愈早愈好。注：作成侦测度级别之后，小组应该审查发作度级别，并确保该发作度级别仍是适切的。发作度应该运用表４的指南来评价。注：级别为１的数值是为〝简直一定〞所保管。36效应评价准则：被设计控制侦测的可能性級別绝对不肯定设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因`及后续的失效模；或根本没有设计控制。10很极少设计控制只有很极少的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。9极少设计控制只有极少的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。8很少设计控制只有很少的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。7少设计控制只有较少的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。6中等设计控制只有中等机能找出潜在的起因`及后续的失效模。5中上设计控制只有中上的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。4多设计控制只有较多的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。3很多设计控制只有很很多的机能找出潜在的起因`及后续的失效模。2几乎肯定设计控制几乎肯定能找出潜在的起因`及后续的失效模。1

表4‧引荐的DFMEA侦测评价准那么37风险顺序数是产品严重度〔S〕、发作率〔O〕和侦测度〔S〕的乘积等级。

〔S〕╳〔O〕╳〔D〕＝RPN

在一般的FMEA范围之中，该值〔１至1000之间〕可被用来对设计中关切的等级次第。18)风险顺序数〔RPN〕38１９、建议措施为预防／矫正措施的工程评审应该对高严重度、RPN值和其他被指定的项目，视为首要留意方向。任何矫正措施的意图是要增加以下的级别：严重度、发作率和侦测度。在普通的实施中，不论RPN大小如何，当严重度为９或１０，必需要赋予特别留意，以确保透过现存的设计控制或预防／矫正措施曾经满足了该风险。在一切的状况下，当一个已被鉴别的潜在失效形式的效应能够对最终运用者发生危害的时分，应该思索预防／矫正措施，以扫除、减轻或控制该原因来防止失效形式的发作。在对９或１０等级严重度特别的关切之后，小组继续针对其他的失效形式，满足增加严重度、发作率，然侦测度的目的。39措施举动应该思索，但不局限于以下：．修正设计逻辑和／或公差，．修正资料规范，．实验设计〔特别是在多种或相互作用的原因存在时〕，或其他处置问题的技巧，以及．修正实验方案。建议措施主要的目的是经由设计改出去添加顾客满意度。只要设计修正才干使严重度级别减小。要降低发作率级别只能透过设计来消弭或控制一个或多个失效形式的原因／机理来完成。添加设计确认／验证措施只能减小侦测度级别。添加设计确认／验证措施是一项不会令人满意的工程措施，由于它不是针对失效形式严重度或发作率。假设工程评审对某一特定的失效形式／原因／控制组合没有建议措施，那么在此栏内填写〝无〞。4020)对建议措施的责任把担任对每一项建议措施执行的组织和团体称号，及估量完成的日期填写在本栏中。２１)采取的措施当实施一项措施后，简明记载详细的措施和失效日期。２２、措施执行后的RPN当确定了预防／矫正措施后，预算并记载措施执行结果的严重度、发作率及侦度数值。计算并记载RPN的结果。如没采取什么矫正措施，将相关的等级栏空白即可。41跟催行动担任设计的工程师担任确保一切的建议措施已实施或已妥善的落实。FMEA是一个静态文件，它不只应该随时表达最新的设计版本，还应该表达最新的有关矫正措施，包括末尾量产后发作的事情。担任设计的工程师有几种方式来确保曾经鉴别了所顾忌的效果以及建议措施的实施，这些方式包括但不局裉于以下状况：．确保到达设计要求；．审查工程图样和规范；．确认与装配／制造文件的结合和分歧性；．审查进程FMEA和控制方案。42过程FMEA品质目标注：特定的项目要求优先1.进程改良FMEA主要的目的是驱使进程改良，并强调以防错法处置。2.高风险失效形式FMEA针对一切由FMEA小组所鉴定的高风险失效形式，给予可实行的措施举动。一切其他的失效形式也要被思索。3.控制方案在进程FMEA中要思索到投产前和量产控制方案的失效形式。4.组合FMEA组兼并贯彻了进程流程图和进程控制方案。5.阅历学习FMEA要思索到一切主要的〝阅历学习〞〔如高的理赔、收回、不契合产品、顾客埋怨等〕，其为失效形式鉴别的输入。436.特殊或关键特性如由于公司政策、FMEA鉴别适当的关键特性可运用其为关键特性选择进程输入。7.时程FMEA在〝时机当下〔WindowofOpportunity〕〝中被完成，此时这是最有效影响产品和进程的设计。8.小组在整个剖析中，适切的人员参与为FMEA小组的一份子，并适当的接受FMEA方法培训。应该适当的采用专家。9.文件化〝按惯例〔bythebook〕〞的填写、包括〝措施举动〞和新的RPN值来完成FMEA文件。10.时间破费对一个增值的结果而言，FMEA小组尽能够延迟所破费的时间，是时间最有效和效率的应用。这假定建议措施已依需求被鉴别，其措施都已实施。44系统FMEA为协助说明系统、子系统和零组件FMEA意义，于以下图F1〔接口和相互影响〕和图F2〔项目、功用、和失效形式〕中编制了两个范例。范例１：接口和相互影响

子系统B

子系統D子系統C子系統A環境系統

图F1.接口和相互影响45界面：子系统直接经由接口衔接相互影响：一个在子系统中的变卦能够招致其他子系统的改动。(如当子系统A温度提升，招致在子系统D和子系统B也经由一般的接口而提高温度；相反的，子系统A也会温度变化)46范例2：项目、功用和失效形式图F2说明了一个方法以显示在一个〝树状布置〞中的项目、功用和失效形式，这可以协助小组对系统、子系统和零组件的可视化。在系统阶层，比对子系统和零组件更有普遍的描画。47系统阶级脚踏车设计目的：1.设计目的为10000小时的骑乘寿命，其中最低3000小时不需维修。2.能提供男性成人满意度达99.5%3.其他功用：易于运用潜在失效形式：驾驭容易脚踏不易功用：提供牢靠的运输潜在失效形式：链条常断裂轮胎需求经常维修功用：提供温馨的运输潜在失效形式：座椅位置不舒适子系统阶级车架功用：为座椅支撑提供动摇的固定潜在失效形式：座椅支撑结构失效座椅支撑过度倾斜功用：提供满意的外观潜在失效形式：光亮度好转涂装缺失把手横杆组装前轮组装后轮组装扣链齿轮组装座椅组装链条组装上车架功用：提供支撑结构潜在失效形式：结构失效过度倾斜功用：对矫正车架加工提供几何尺寸的控制潜在失效形式：车架固定点的长度太长车架固定点的长度太短功用：支撑架组装的消费方法(焊接)潜在失效形式：较低的前管较低的后管扣链齿轮管零组件阶级F2項目、功用和失效48

生可能性可能的失效率PpK级别

很高：持续性发生的失效≧100件/每千件>0.551050件/每千件≧0.559高：反复发生的失效20件/每千件≧0.78810件/每千件≧0.867

中等：偶尔发生的失效5件/每千件≧0.9462件/每千件≧1.005

低：相对很少发生的失效1件/每千件≧1.10