AIAG五大工具培训-FMEA

AIAG五大工具培训（中）——FMEA第1页历史教训日本高田死亡气囊事件事故起源：2009年5月16日，美国一位18岁的女孩儿开着一辆2000年生产的本田雅阁去接放学的弟弟。在学校的停车场，汽车与另一辆车相撞。气囊展开后，女孩儿被气囊中弹出的一个金属片划破颈动脉，失血而亡。事故影响：1.高田气囊门已经在全球范围内造成23死，230伤；2.截止到2014年10月，本田公司在美国召回了近510万辆，丰田召回87.7万辆，日产召回了69.5万辆，宝马召回近62.8万辆，克莱斯勒召回逾37.1万辆；3.

2018年2月28日，澳大利亚政府强制要求汽车生产商和经销商召回安装了日本高田公司所产问题安全气囊的汽车，共计大约230万辆，是澳大利亚迄今规模最大的汽车召回行动；4.高田公司在2017年6月表示，到2019年该公司已召回或预计将召回约1.25亿辆汽车，其中包括美国市场的逾6000万辆汽车，分别由19家汽车制造商生产。事故原因：气囊内的气体推进剂是装在一个个圆片中，多个圆片装在气囊的气体推进器里。高田的质量问题就出在这些圆片的生产中。在呈交给NHTSA的报告中，高田列举了几个错误。一是推进剂的存放没有防潮措施，受潮的推进剂可能导致在多年后圆片包装破裂（推进剂为硝酸铵，易溶于水、易吸湿和结块）。二是有些圆片合装在一起时压力过小。在有些案例中，比如本田的某些车型上，本田要求每个气囊装7个圆片，而实际装的是6个。第2页历史教训德国艾雪德列车事件事故起源：1998年6月3日，德国时间上午11时10分，当列车驶至策勒区艾雪德镇以南约6公里时，第2节车厢的第3条车轴上的一个车轮外钢圈因疲乏而突然爆裂，钢条碎片插进了车厢内。当列车驶过转辙器时，爆裂的车轮外钢圈又把转辙器上的引导轨扬起一段，同时也插入了车厢走道并冲破车厢顶；在一连串效应，车头与第2节之后的车体分离，导致车厢脱轨。事故影响：1.事故造成101人死亡，88人受伤，其中66人重伤；2.列车第3节及以后的车厢全部挤压毁坏，行车天桥当场倒塌；3.德国铁路公司两名官员和一名工程师被起诉误杀罪，相关人员被罚款10000欧元；4.德国引以为傲的技术遭到民众质疑，铁路出行一度遭到抵制；事故原因：1.ICE-1列车的车轮原本均是以单铸铁制造一体成型，但是有严重车身震荡与噪音问题；所以，后来改以在车轮外由一层20毫米厚的橡胶包着，外面再套上一个相对地较薄的金属车轮，该修改的双层金属车轮原本是设计用在速度较慢的大众运输系统上；而金属车轮外钢圈金属疲劳导致断裂，酿成大祸；2.由于列车长对德国高铁技术的盲目崇拜，发生异常时未要求立即停止行驶；3.在例行维护和保养中，维修中心工程人员只采用闪灯肉眼检查，而不是可探测金属疲劳的仪器，导致车轮细微疲劳未及时发现；第3页FMEA定义及作用由上述两个事件引申至汽车行业：1.在新产品或新技术产生前，需要对产品的特性进行充分识别，并分析其潜在的失效模式，并加以控制。而归总这些信息的文件就是——FMEA；2.FMEA文件中的频度和可探测度是需要有效验证并得到认可的；3.产品的特殊特性以及严重度较高的特性，其控制方式建议是在试验基础上得到认证，而非仅凭经验得出；什么是FMEA？FMEA是一组系统化的工作，其目的是：1）认可并评价产品/过程中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。3）将全部过程形成文件，作为过程控制计划的输入。FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。第4页FMEA的应用FMEA分类：设计DFMEA：针对产品本身，产品设计、研发时期的分析技术。系统SFMEA：针对产品系统，考虑系统和系统间交互作用。过程PFMEA：针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。设备MFMEA：针对设备、工装的维护与制造过程的影响。第5页FMEA的实施FMEA实施：1.成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。早知道做好防静电防护就不会造成电子零件被静电打坏.×我事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。2.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。第6页概念初始设计设计完成样件制造设计/过程确认生产开始DFMEAPFMEADFMEA--

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。FMEA的实施第7页3.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的实施第8页4.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。DFMEA表格第9页PFMEA表格第10页填入被分析过程或工序的名称和编号（如配料、涂布、叠片等）。用尽可能简洁的文字来说明被分析的过程/工序要满足设计意图的功能。如果该项目有多种功能或多个工序，且有不同的失效模式，应把这些工序独立列出。PFMEA表格填写

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，可能是本工序问题的描述，下工序某个潜在失效模式的起因描述，或者是前工序的某个潜在失效模式的后果。准备FMEA时，应假定所接收的零件/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。潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同按照部件、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。PFMEA表格填写

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。PFMEA表格填写

潜在失效的后果是指失效模式对系统功能的影响，用顾客感受的语言来描述。失效后果应从具体的系统、子系统、零件之间的关系来考虑。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果。顾客既可能是内部的顾客也可能是外部最终用户，可以是下道工序、后续工序或工位、经销商或车主。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。PFMEA表格填写如果顾客是最终使用者，典型的失效后果：噪音粗糙工作不正常不起作用费力燃烧不能工漏电不稳定外观不良运行间歇

泄漏报废短路顾客不满意

不符合法规PFMEA表格填写如果顾客是下一道或后续工序，典型的失效后果：无法紧固不能配合无法钻孔无法连接无法安装无法匹配无法加工表面造成工装过度磨损设备损坏危害操作者PFMEA表格填写

严重度是对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,小组应对评定准则和分级规则达成一致意见.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，在这种情况下，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。不推荐修改为9和10的严重度数值。PFMEA表格填写影响标准：

对产品影响严重性（对顾客的影响）等级不符合安全性或者法规要求潜在失效模式影响了汽车的安全行驶；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行驶；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，不影响汽车安全行驶）8基本功能降低（汽车无法运行，不影响汽车安全行驶）7最终顾客严重度的评价表PFMEA表格填写影响标准：对产品影响严重性（对顾客的影响）等级次要功能丧失或功能降低次要功能丧失（汽车可以行驶，但舒适/便捷功能不可实施）6次要功能降低（汽车可以行驶，但舒适/便捷性能下降）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，并且被许多数顾客（50%）察觉到。3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（25%）察觉到。2没有影响没有可识别的影响1PFMEA表格填写本栏目用于区分任何对部件、子系统或系统可能要求附加于设计或过程控制的特殊特性的分级（如关键、主要、次要、重要、重点）。本栏目的意图是突出某些特性以优先进行评定。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服从于特定的公司规定，在本文件中不予以标准化。PFMEA表格填写失效是怎样发生的，并应依据可以纠正或可以控制的原则来描述。在尽可能广的范围内，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的列出，以便有针对性地采取补救的努力。原因不能含糊不清的语言（如机器不正常，操作不当），应具体，并使用过程的语言描述，典型的失效起因可包括但不限于：扭矩过大或过小焊接电流、时间、压力不准确测量不准确热处理不当----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工装或定位器磨损不正确的机器设置等。PFMEA表格填写频度是指某一特定的起因/机理出现的可能性。描述出现的可能性的级别具有相对意义，而不是绝对的数值。但应在小组内达成共识，采用一致的频度分级规则，以保持连续性。通过设计变更或设计过程变更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。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。PFMEA表格填写失效可能性标准:原因的发生频度

(每个项目/每辆车的事件)频度很高:持续性失效≥100/100010高:经常性失效≥50/10009≥20/10008≥10/10007中等:偶然性失效≥2/10006≥0.5/10005≥0.1/10004低:相对很少失效≥0.01/10003≤0.001/10002很低通过预防控制消除了失效1PFMEA表格填写是对尽可能防止失效模式或其起因/机理的发生，或者探测将发生的失效模式或其起因/机理的控制的说明。这些控制是以防错、统计过程控制（SPC）或过程后的评价等。评价可以在目标工序进行，也可以在后续工序进行。有两类过程控制可以考虑：

预防：防止失效的起因/机理或失效模式发生，或者降低其发生的概率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，并采取纠正措施。PFMEA表格填写应尽量先采用预防控制，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过程控制为基础。一旦确定了过程控制，评审所有的预防措施以决定是否有需要变化发生频度数。

PFMEA表格填写探测度是针对潜在失效模式的起因/机理进行的。探测度是与过程控制中所列的最佳探测控制相关联的定级数（问题被发现的难易程度，越易发现，探测度越低）。探测度是一个在某FMEA范围内的相对级别，小组应对评定准则和定级方法达成一致意见。为了获得一个较低定级，通常计划的过程控制必须予以改进。建议按照手册中所列的探测度准则进行评价，必要时调整。不要因为频度低就自动地假定探测度值也低（如果当使用控制图时）。一定要评定探测发生频度低的失效模式的过程控制的能力或者是防止它们在过程中进一步发展的过程控制能力。PFMEA表格填写探测几率标准:通过过程控制来探测的可能性探测可能性探测度没有探测几率没有现行过程控制，不能探测或并未分析几乎不可能10在任何阶段都不容易探测失效模式和/或错误（原因）不容易被探测到（比如：随机审核）很稀少9在后工序探测问题操作员通过视觉/触觉/听觉方式对失效在后工序探测少8在来源处或后工序探测问题操作员通过视觉/触觉/听觉方式，在岗位上实施失效模式的探测，或者通过计数型量具（通/止规，手动扭矩检查/扳手等）在后工序探测。很低7在来源处或后工序探测问题操作员通过计量型量具在后工序探测，或者通过计数型量具（通/止规，手动扭矩检查/扳手等）在本岗位实施探测低6PFMEA表格填写探测几率标准:通过过程控制来探测的可能性探测可能性探测度在来源处探测问题操作员通过计量型量具在本岗位实施失效模式或错误（原因）探测，或者通过自动控制来探测不规范的部件，并通知操作员（灯光，警报器等）。测量针对安装设置和首件检查（只针对设置原因）中等5在后工序探测问题通过在后工序的自动控制来实现失效模式的探测，防止不符规范的零件进入下道工序中等偏高4在来源处探测问题在本岗位，通过自动控制探测不符规范的零件，自动封锁零件，防止零件进入下道工序高3错误探测和/或问题预防通过自动控制防止不符规范的零件的生产，在岗位上实施错误（原因）的探测很高2探测不适用；错误预防有预防错误（原因）的夹具设计，机械设计或零件设计。由于过程/产品的防错设计，不符规范的零件无法产生。几乎可以确定1PFMEA表格填写风险顺序数是严重度(S)、频度(O)和探测度(D)的乘积。RPN=（S）×（O）×（D）在1-1000之间的值。为了确定一个可以接受的风险，可规定一个RPN目标值，以便识别采取措施的机会。例如：RPN>100的项（新版的FMEA手册不建议设置门槛，以前是推荐80-120需要采取措施）。RPN高的前三位。在附页中，提出了SOD或SD的补充方案。PFMEA表格填写首先应针对高严重度，高RPN或其它团队确定的项目采取预防或纠正措施建议措施降低RPN分值的排序如下：首先是严重度，再次是发生度，最后是探测度。一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须特别注意，以确保现行的过程控制或预防/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制造/装配人员造成危害的情况下，都应考虑预防/纠正措施，以便通过消除或控制起因来避免失效模式的产生，或者应对操作人员的适当防护予以规定PFMEA表格填写为了减少失效发生的可能性，需要进行过程和/或设计更改。可以实施一个利用统计方法的以措施为导向的过程研究，并随时向适当的工序提供反馈信息，以便持续改进，预防缺陷产生。要降低探测度级别最好采用防失误/防错的方法。一般情况下，改进探测控制对于质量改进而言既成本高昂，又收效甚微。增加质量控制检验频度不是一个有效的预防/纠正措施，只能做暂时的手段，而我们所需要的是永久性的预防/纠正措施。在有些情况下，为了有助于（对失效的）探测，可能需要对某一个零件进行设计更