设计失效分析DFMEA经典案例剖析

1、DFMEA理论与实战,六步搞定DFMEA表格,纲要 一：重大质量问题实例 二：DFMEA的重大作用 三：DFMEA基本概念相关 四：DFMEA表格标准格式 五：DFMEA应用与表格制作实战 六：趣例分享 七：豆浆机常见失效点分组讨论并作DFMEA练习,一：重大质量问题实例,一：重大质量问题实例,这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文,如果DFMEA得到有效应用与执行： 这些问题都不会发生或者大部分都不会发生！,二：DFMEA

2、的重大作用,二：DFMEA的重大作用,1、 FMEA 是 一种统计工具： * 控制工具： 设计控制 / 生產控制 / 过程控制； * 风险性分析工具； * 管理工具： 识别和评估潜在的失效模式及其影响； 确定能够消除或减少潜在的失效发生的改善措施。,二：DFMEA的重大作用,2、FMEA 可帮助我们量化确认： * 哪一种失效会发生？ Failure mode * 发生后会造成什么影响？ Effect * 其影响的严重性有多大？ Severity * 是哪一种原因导致失效？ Cause * 失效发生概率？ Occurrence * 当前设计控制方法？ Current Design Control

3、 Plan * 检测失效的能力？ Detection * 风险优先指数？ Risk Priority Number (RPN) * 改善方案？ Recommended action,FMEA是一种用来评估系统、设计、过程或服务等所有可能会发生的故障的方法，所以，推行它的理由往往有： 产品责任法的要求谁对产品的缺陷而造成的损害负责？ ISO/TS 16949 等质量体系的要求 提高产品或服务的质量、可靠性和安全性 提高企业的形象和竞争力 减少产品的开发时间和成本 协助对新的生产和组装过程进行分析 确定和预防故障 加强通过团队合作解决问题的文化 形成企业内持续改进文化的有力工具,3.推行DFMEA

4、的理由,三：DFMEA基本概念相关,20世纪 60年代，美国宇航界首次研究开发 FMEA； 1974年，美国海军建立第一个 FMEA 标准； 1976年，美国国防部首次采用 FMEA 标准； 70年代后期，美国汽车工业开始运用 FMEA； 80年代中期，美国汽车工业将 FMEA 运用于生產过程中； 90年代，美国汽车工业将 FMEA 纳入 QS9000 标准；在 TQS9000体系中，是4.20统计技术这个要素中的首要审核项目 09年8月，三合一外审正式提出对九阳的“DFMEA”应用要求，对我们目前的FMEA状况较为不满；以后可能会作为一个主要内容进行审核。,三：DFMEA基本概念相关FMEA

5、 的开发与发展,DFMEA 设计失效模式及后果分析 PFMEA 过程失效模式及后果分析 SFMEA 服务失效模式及后果分析 AFMEA 应用失效模式及后果分析 PFMEA 采购失效模式及后果分析 SFMEA 子系统失效模式及后果分析 MFMEA 机器失效模式及后果分析,三：DFMEA基本概念相关FMEA的类型,三：DFMEA基本概念相关定义,DFMEA Design Failure Mode Effect Analysis： 设计失效模式及后果分析 失效模式: 指设计（制造）过程无法达到预定或规定的要求所表现出的特征；如：坏品、不良设备状况等; 后果: 指失效模式对客户(包括下工序)所造成的影

6、响;,三：DFMEA基本概念相关定义,这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文,FMEA 是一种用来确认风险的分析方法，它包含： 确认潜在的失效模式并评价其產生的效应； 确认失效模式对客户所產生的影响； 确认潜在的產品/过程失效原因； 确认现有控制產品/过程失效的方法； 确定排除或降低失效改善方案； 设计之前预先进行风险分析，确保设计水平。,四：DFMEA表格标准格式,四：DFMEA标准格式,这里是正文内容部分，这里是正文内容

7、部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文内容部分，这里是正文,五：DFMEA应用与制作实战,DFMEA一般制作流程：,1DFMEA的准备工作,a)成立小组（一般以34人）可作为多方论证小组中的子组 b)资料准备： QFD设计要求 可靠性、质量目标 明确产品的使用环境 类似产品的FMA/FTA资料 工程标准 特殊特性明细表 c)各系统、子系统、各部门逻辑影响关系,明确功能（预期功能） 考虑非预期功能,失效模式是针对功能而言: 型失效模式：不能完成规定的功能 型失效模式：产生了非预期

8、的、有害的 考虑后果：站在用户将来使用产品的立场: 2.严重度分级： a) 确定级别要根据经验、要小组讨论，大家形成共识. b) 对整车的影响，假设零件（分析）装入整 体运行 c) 可依FMEA手册参考制作自己的FMEA中严重度分级，但要遵守大原则： CC（关键性特性） 910级 SC(重要特性) 58级 5级以上均要措施对策，5级以下可以考虑。,2制作DFMEA,五：DFMEA应用与表格制作实战第1步,填写表头,注意时间是随时更新的！,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,寻找失效点,确定设计项目/功能 指明潜在失效模式 识别潜在失效的后果 计算后果的严重度数 弄清任何特殊的产品特性,1,

9、2,3,4,5,填入被分析项目的名称和编号。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在最初发布之前，应使用试验性编号 用尽可能简明的方字来说明被分析项目要满足设计意图的功能，包括该系统运行的环境信息（如说明温度、压力、湿度范围）。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有功能单独列出,1,找失效点之1确定分析项,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,什么叫失效？,找失效点之2失效模式,失效的定义 在失效分析中，首先要明确产品的失效是什么，否则产品的数据分析和可靠度评估结果将不一样，一般而言，失效是指： a)在规定条件下（环境、操作、时间）不能完成既定功能。 b)在规定条件下，产品参数

10、值不能维持在规定的 上下限之间。 c)产品在工作范围内，导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,是指系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式。它可能引起更高一级子系统、系统的潜在失效，也可能是它低一级的零部件潜在失效的影响后果。 对一个特定项目及其功能，列出每个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不是一定发生。可以将以往运行不良的研究、问题报告以及小组的集思广益的评审作为出发点。 只可能在特定的运行环境条件下（如热、冷、干燥、灰尘等）以及特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等）发生的潜在失效模式也应当考虑。 （考虑这个例

11、子中的失效模式描述是否妥当？）,2,找失效点之2失效模式,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。 要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也能是外部最终的顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到安全性或与法规不符。失效的后果必须依据分析的具体系统、子系统或零部件来说明。还应记住不同级别系统、子系统和零件之间还存在着系统层次上的关系。比如，一个零件的断裂可能引起总成的振动，从而导致系统间歇性的运行。这种间歇性的运动会引起性能下降，最终导致顾客的不满。因此就需要集体的智能尽可能预见失效的后果。 典型的失效后果可能是

12、但不限于下列情况：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、间歇性工作、粗糙、不起作用、异味、工作减弱等。 （本例中描述妥当与否讨论？）,3,找失效点之3失效后果,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,严重度是潜在失效模式发生时对下序零件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标。严重度仅适用于后果。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现，严重度的评估分为1到10级，详见下页。,4,找失效点之4严重度,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,DFMEA严重度（S）评价准则,五：DFMEA应用与表格制作实战第2步,级别（重要程度） 本栏目可用于对零件、子系统或系统的产品特性分级（如

13、关键、主要、重要、重点等），它们可能需要附加的过程控制。 任何需要特殊过程控制的对象应用适当的字母或符号在设计FMEA表格中的“分级”栏中注明，并应“建议措施”栏中记录。 每一个在设计FMEA中标明有特殊过程控制要求的对象在过程FMEA当中也应标明那些特殊的过程控制。 严重度分级： a) 确定级别要根据经验、要小组讨论，大家形成共识. b) 对整车的影响，假设零件（分析）装入整体运行 c) 可依FMEA手册参考制作自己的FMEA中严重度分级，但要遵守大原则： CC（关键性特性）910级 SC(重要特性) 58级 （5级以上均要措施对策，5级以下可以考虑。）,5,找失效点之5重要程度分级,五：D

14、FMEA应用与表格制作实战第2步,所谓潜在失效原因是指一个设计薄弱部分的迹象，其作用结果就是失效模式。在尽可能广的范围内，列出每个失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理。尽可能简明扼要、完整地将起因/机理列出来，使得对相应的起因能采取适当的纠正措施。 典型的失效起因可能包括但不限于下列情况：规定的材料不对、设计寿命估计不当、应力过大、润滑不足、维修保养说明不当、环境保护不够、计算错误。 典型的失效机理可能包括但不限于：屈服、疲劳、材料不稳定性、蠕变、磨损和腐蚀。,失效原因及发生的可能性（频度O）,五：DFMEA应用与表格制作实战第3步,失效原因及可能性（频度O）,频度（O） 频度是指某一特

15、定失效起因或机理（已列于前栏目中）出现的可能性。描述频度级别数着重在其含义而不是具体的数。通过设计更改来消除或控制一个或更多的失效因或机理出现频度数的唯一途径。 潜在失效起因/机理出现频度的评估分为1到10级，在确定这个估计值时，需要考虑下列问题： 类似零部件或子系统的维修档案及维修服务经验？ 零部件是否为以前使用的的零部件或子系统、还是与其相似？ 相对先前水平的零部件或子系统所作的变化有多显着？ 零部件是否与原来的有根本不同？ 零部件是否是全新的？ 零部件的用途有无变化？ 有哪些环境改变？ 针对该用途，是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数？ 应运用一致的频度分级规则，以保证连续性。所

16、谓的“设计寿命的可能失效率”是根据零部件、子系统或系统在设计的寿命过程中预计发生的失效（故障）数确定的。频度数的取值与失效率范围有关，但关不反应实际出现的可能性。,五：DFMEA应用与表格制作实战第3步,失效原因及可能性（频度O）,五：DFMEA应用与表格制作实战第3步,失效原因及可能性（频度O）,五：DFMEA应用与表格制作实战第3步,现行控制及探测度D,五：DFMEA应用与表格制作实战第4步,现行控制及探测度D,现行设计控制 列出预防措施，设计确认/验证（DV）或其它活动，这些活动将保证该设计对于所考虑的失效模式和/或机理来说是恰当的。现行的控制方法指的是那些已经用于或正在用于相同或相似设

17、计中的那些方法（比如道路试验、设计评审、失效与安全（减压阀）、计算研究、台架/试验室试验、可行性评审，样件试验和使用试验等）。 有三种设计控制方法可考虑，它们是： （1）防止起因/机理或失效模式/后果的出现，或减少它们出现率； （2）查出起因/机理并导致找到纠正措施； （3）查明失效模式 如有可能应优先运用第（1）种控制方法，然后再使用第（2）种，最后是第（3）种控制方法。如果把它们所用作为设计意图的一部分，则最初的失效频次等级将受到第（1）种控制方法的影响。如果样件和车型代表设计意图，则最初的探测度数有将取决于第（2）、（3）种现行控制方法。,五：DFMEA应用与表格制作实战第4步,现行控制

18、及探测度D,探测度（D） 探测度是指在零部件、子系统或系统投产之前，用第（2）种现行设计控制方法来探测潜在失效原因/机理（设计薄弱部分）能力的评价指标，或者用第（3）种设计控制方法探测可发展为后序的失效模式能力的评价指标。总的来讲，为了取得较低的探测度数，计划的设计控制（如预防、确认、和/或验证等活动）需要不断地改进。,五：DFMEA应用与表格制作实战第4步,探测度D评分标准,五：DFMEA应用与表格制作实战第4步,计算RPN,风险顺序数RPN（Rish,Priority Number）= SOD S：sereritg (严重度) O：occarrence(频度) D：detection (不易探测度) RPN=后果的严重度X 失效可能性X探测度 风险顺序数作为S*O*D的积，是对设计风险性的度量。风险顺序数应当用于对设计中那些担心事项进行排序（如用比例图）。RPN取值在1至1000之间，如果风险顺序数很高，设计人员必须采取纠正措施，努力减小该值。在一般实践中，不管RPN大小如何，当严重度（S）高时，就应予特别注意。,频度:表明潜在的起因对失效模式影响的大小，当此原因存在时失效模式发生的可能性和概率大小。 频度：小组讨论，依据经验和类似产品发生的经验确定。 “现行设计控制”措施指类似产品或常规的。“现行设计控制”方法是否