FMEA培训教材(第四版)西门子

1、2020/9/25,1,潜在失效模式和后果分析 Potential Failure Mode and Effects Analysis(FMEA 4th),2020/9/25,2,主要内容,CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH3 FMEA通用指南 CH4 DFMEA应用与实施 CH5 PFMEA应用与实施,2020/9/25,3,CH1 引言,0. 生活的现象 1. 关于潜在的理解 2. 何谓失效 3. 后果应关注的内容 4. 风险是否存在 5. 对FMEA理解施,2020/9/25,4,0. 生活的现象-默菲定律,默菲定律：所有可能出错的地方都将会出错！ 那么，在产品制造之前我们都担

2、心一些什么呢？ FMEA：将问题扼杀在摇篮之中,2020/9/25,5,1.关于潜在的理解,潜在意味着：,2020/9/25,6,1. 预防观念,问题 总数,项目 策划,项目 实施,验收,使用,问题 总数,项目 策划,项目 实施,验收,使用,优质企业,劣质企业,2020/9/25,7,2.何谓失效,在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能 在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间； 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。,2020/9/25,8,2.何谓失效,产品失效一般的表现形式如下： 硬式失效：产品非常明显表达一种功能停止现象实体破坏 软式失效：产品机

3、能因退化(Degradation)、老化(Aging)、不稳定(Unstable)而不能满足原有设计要求标准(其失效现象及判定标准必须加以量化)、功能退化、功能不稳定等 失效模式：失效的具体表现形式,2020/9/25,9,3.后果应关注的内容,2020/9/25,10,3. 后果应关注的内容,后果的分类,功能、性能方面 可靠性、维护性方面 安全性方面 经济性方面 操作性方面 修复性方面 环境方面 公共安全方面 废弃方面等,2020/9/25,11,4 风险是否存在,渔夫与秀才的故事 通过这样的故事，在面对一件事时，给我们的思考是什么？,2020/9/25,12,5. 对FMEA理解,Pote

4、ntial Failure Mode and Effects Analysis 潜在 失效 模式 及 后果 分析 FMEA：是通过对可能发生的(和/或已经发生的)失效模式进行分析与判断其可能造成 (和/或已经产生的)的后果而产生的风险程度的一种量化的定性分析计算方法，并根据风险的大小，采取有针对性的改进，从而了解产品(和/或制造过程)设计能力，达成一种事先预防并实施改进措施实施改进的方法工具。,2020/9/25,13,CH2 FMEA基础知识,1. FMEA起源与发展 2. 何谓FMEA 3. 面对问题时FMEA应发挥的作用 4. FMEA解决问题的逻辑思路 5. FMEA类型 6. FME

5、A实施的时间与时机 7.实施FMEA的影响 8. FMEA的综合收益,2020/9/25,14,1. FMEA的起源与发展,20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，主要用于飞机制造业和发动机故障评估，取得很好的实效； 美国航空及太空署（NASA）实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA； 七十年代-1972年，美国福特汽车公司受到美国太空总署许可正式在汽车行业使用FMEA； 今天FMEA已经是一个国际化标准要求； 现在已经进入一般性工业，如：电子，医药，计算机等。,2020/9/25,15,2.何谓FMEA,FMEA是一组系统化的活动，其目的是： 发现、评价产品/过程中潜在的

6、失效及其后果。 找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。 书面总结上述过程。 它是对设计(产品/过程)过程的完善，以明确什么样的设计才能满足顾客要求。 FMEA重点在于设计，无论是设计开发产品，还是过程设计,2020/9/25,16,要做的事,可能会发生的问题,事先分析 了解原因,已做的事,发生了什么事,什么原因,3.面对问题时FMEA应发挥的作用,2020/9/25,17,4. FMEA解决问题的逻辑思路,现行预计的产品/过程可能产生的失效模式,分析,对顾客或下工程的影响,哪些原因可能造成这个失效模式,分析,可采取的对策,是否消除,2020/9/25,18,4. FMEA解决问题的逻辑思路

7、,2020/9/25,19,5.FMEA的类型,依据产品实现阶段不同可分为： 设计DFMEA 过程PFMEA 依据产品复杂程度不同可分为： 系统FMEA 子系统FMEA 零件FMEA 材料FMEA 每一个都包含DFMEA和PFMEA！,2020/9/25,20,DFMEA： 产品工程师所采用的一种工具； 考虑的是产品设计造成的失效； 为产品设计的策划和试验提供信息； PFMEA： 工艺工程师所采用的一种工具； 考虑的是制造过程中造成的失效； 为制造工艺的控制提供信息；,5.FMEA的类型,2020/9/25,21,设计FMEA：是一项系统化的分析技术，说明零部件潜在的失效模式和失效原因，并用有

8、评估对系统，子系统的影响性，DFMEA是综合工程设计人员经验和设计理念，主要目的在于减少设计过程的失败风险。 过程FMEA：是一项系统化的分析技术，说明零部件在生产过程中潜在的失效模式和失效原因，并用有评估对系统，子系统的影响性， PFMEA是综合制造工程人员的制造和装配等实际生产经验，主要目的在于减少生产过程的失败风险。,6.DFMEA, PFMEA的定义,2020/9/25,22,7. FMEA实施的时间与时机,概念 初始设计 设计完成 样件制造 设计/过程确认 制造开始 DFMEA：开始早于过程设计，完成时间在早期的图样完成及任何工装的制造开始之前 PFMEA：开始于基本的操作方法讨论完

9、成时，完成时间早于制造计划制定和制造批准之前,DFMEA,PFMEA,2020/9/25,23,7. FMEA实施的时间与时机,营 销,产品规划,质量目标,设 计,产品方案,设计FMEA,制造技术,制造设备,过程FMEA,采 购,外购零件,供货商质保,生 产,制造过程,统计控制,售后服务,产品使用,故障分析,产 品 形 成 的 全 过 程,在哪些阶段使用FMEA？,2020/9/25,24,7.实施FMEA的影响-范围和重点,新设计、新技术或新制程，这时的FMEA是完整的设计、技术、或制程。 修改现有的设计或制程(假设其设计或制程FMEA已存在)这时的FMEA的焦点在修改的设计、制程，以及由于

10、修改设计、制程而导致的相互作用。 使用现有的设计或过程于新的环境、地点(假设其设计或制程FMEA已存在)，这时的FMEA范围是针对环境、地点对现有的设计、过程的影响。,2020/9/25,25,7.实施FMEA的影响-阶段,FMEA作为一种重要的可靠度分析工具，可广泛应用于组织产品活动中的各个阶段：包括从系统-子系统-零件的策划-设计开发阶段有计划地展开，由设计阶段延伸到制造和应用阶段 在产品设计阶段，改进的重点是：用于指出设计上的问题点，改进设计，用以确认产品设计是否满足顾客要求 在制造设计阶段，改进的重点是：用于指出加工、装配、制造、设计方面的问题点，反推至前一过程或前一阶段，要求进行必须

11、的改进,2020/9/25,26,7.实施FMEA的影响-及时性,及时性是成功实施FMEA最重要因素之一，它是一个“事前的行为”(“机会之窗”关闭前实施)，不是“事后的行为”，为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进行 事前花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机 适当应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境,2020/9/25,27,8.实施FMEA的影响-RPN分值,不适合将一个小组的FMEA分数和其它组的FMEA分数进行比较，因为即使设计或过程是一样的，但由于每个状况不一样所以打出来的分数也会不一

12、样 RPN分值的高低并不是唯一判断FMEA的风险大小、实施相应对策的评价标准。需要综合考虑S、O、D的先后顺序，以及对此三种影响着风险大小的理解与评估,2020/9/25,28,7.实施FMEA的影响-管理和组织,FMEA实施的方法随着公司规模、组织结构、产品类别与流程不同而不同，尽管其原则是相同的。适用时应考虑： 范围包括公司内部和各阶层供应商产生的FMEA； 适用时，应阐明DFMEA和PFMEA； 通过将FMEA过程作为APQP过程的一个完整部分； 作为工程技术评审的一部分； 产品和过程设计定期的审核和批准的一部分。,2020/9/25,29,8.实施FMEA的影响-跟踪和持续改进,为了确

13、保FMEA所采取的预防措施是有效的，所以应对这些 行动进行追踪，对这方面的要求无论怎样强调都不过份，一个经过彻底思考，周密开发的FMEA，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 领导团队（FMEA小组）应确保所有建议的措施已被执行或评估，FMEA是一份动态的文件，应反映出最新的状态，以及最新的相关措施活动，包括在开始制造后才发生的活动。有多种方式确认建议的措施是否实施，包含但不限于： 评审设计、制程、图面以确认建议的措施是否已实施 确认各项的设计、制程、组装的变更是否已整合到相关的文件中 评估设计FMEA 、过程FMEA，系统FMEA的应用以及控制计划的合理性,2020/9/25

14、,30,7.实施FMEA的影响-跟踪和持续改进,2020/9/25,31,9. FMEA的综合收益,概念 Concept,设计 Design,产品 Produce,过程 Process,时间 Time,纸面 Paper,硬件 Materia,传统模式 Traditional,FMEA,工作量 Resource for problem solving,2020/9/25,32,9. FMEA的综合收益,有效实施预防计划； 识别改变需求，降低成本，减少浪费； 降低无增值操作，集中资源，循序改善产品设计和制程； 避免采用高风险的设计，有助于设计改进； 循环改善，不断提升设计和制程可靠度； 制程检验，

15、测试标准，检验程序、规范等； 可实施产品可靠性，制程安全性，环保的评估； 有助于工程师培训与演练。,2020/9/25,33,CH3 FMEA通用策略指南,1. FMEA目标 2. FMEA基本框架结构 3. FMEA分析方法及共同确认的要素 4. FMEA分析步骤流程,2020/9/25,34,1. FMEA目标,FMEA开发，无论是设计还是过程，都应用一个共同的方法以期达成： 对潜在的产品或过程失效进行识别以达到预期； 明确潜在的后果； 分析失效模式的潜在原因； 分析现行控制的应用； 确定风险等级； 有效降低风险。,2020/9/25,35,2. FMEA基本框架结构,无论FMEA是怎样的

16、格式，要求的格式应依据组织的需要和顾客的要求相应的变化。可基本上，其格式应反映： 分析和确定产品或过程的功能、要求和可交付性； 不能满足功能性要求时的失效模式； 失效模式可能带来的影响及后果； 失效模式可能的各种潜在原因与机理； 针对失效模式的原因/机理的措施和控制； 预防失效模式及重复出现的措施。 常见的FMEA表格具体见附件,2020/9/25,36,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,1) 确定小组 2) 定义范围 3) 定义顾客 4) 识别功能、要求和规定 A. 潜在失效模式 B. 潜在后果 C. 潜在起因 D. 现行控制 E. 识别和评估风险 F. 建议措施和后果,2020/9/

17、25,37,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,1) 确定小组 FMEA开发是一个多方论证的小组的责任，需要这个多功能小组的成员包含必要的主题内容知识。应包括产品或过程所需的专业知识，以及对FMEA实施过程的了解。推荐一种团队合作方式确保FMEA开发过程收益，并能得到所有可能影响功能的输入和协作。 FMEA小组成员建议应掌握的相关资源和专业知识如下页附表所示内容。,2020/9/25,38,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,小 组 成 员 能 力 要 求,2020/9/25,39,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,2) 定义范围 FMEA应用前首先确定分析的界限，需要确定包含内

18、容和排除内容一样重要，一般建议的界定范围的方法如下： 产品或过程功能模式清单 方块(界线)示意图 参数(P)图 接口示意图 过程流程图 相互关系矩阵 图表 原材料清单BOM,2020/9/25,40,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,2) 定义范围-关于系统的理解 系统FMEA：是由多个子系统FMEA组成。焦点在于确定所有系统、子系统、环境和顾客之间的接口和相互作用。如整车系统、底盘系统、传动系统等 子系统FMEA：是一个系统FMEA的子集。其重点在于明确所有子系统、零部件之间的联系和相互作用，包括与其它子系统或系统之间的相互作用。如前悬吊子系统就是底盘系统的一部分 零部件FMEA：是子

19、系统FMEA的一个子集。如刹车片是刹车总成的一部分，而刹车总成又是底盘系统的一个子统,2020/9/25,41,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,2) 定义范围-系统的界面和相互作用，如下案例,2020/9/25,42,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,2020/9/25,43,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,3)定义顾客。FMEA实施过程中需要考虑有四类顾客： 最终使用者：将会使用产品的个人或组织。如影响最终使用者的FMEA分析可包括耐用性、防错、操作简便性等 OEM组装和制造中心(工厂)：制造作业和成品组装发生的OEM场所。需要确定产品和它组装过程之间的关系，如组装的防

20、错、组装效率的提升等 供应链制造：制造原材料或零部件的制造，加工或组装发生的供应商场所。这包括加工制造件、售后件、组装和表面处理过程。可能是任何后续和/或下一道工序 监管机构：定义要求和监督是否符合影响产品或过程的安全、环境规范、法律法规的政府机构,2020/9/25,44,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-A.潜在失效模式 失效模式：是指产品或过程可能不能满足设计意图或过程要求的方式或方法，假定的失效可能发生，但不一定发生 一个简明且易于理解的失效定义是非常重要的，它可以使分析更加集中，企业需要自行结合行业特点加以明确失效模式不同于顾客所关注的现象，需要用专业

21、技术术语加以描述,2020/9/25,45,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-B.潜在后果 潜在失效后果就是失效模式的影响，就如顾客的感受一样，这种顾客可能包括上述所描述的所有类别的顾客（四种类型的顾客）。 确定潜在失效后果包括失效后果的分析，以及这些后果的严重程度或严重性分析，是FMEA的重要理解 注：后果、结果、结论的理解,2020/9/25,46,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-C.潜在起因 潜在失效起因是指失效是如何发生的一种源由，并依据可以实施的纠正或被控制的原则进行描述潜在失效起因是一种设计缺陷的表现一种设计缺陷的表

22、，它的后果就是失效模式 一个起因和它所能导致的失效模式有着直接的关系（起因发生，其失效模式一定发生）。充分详细识别失效模式的根本原因，就能识别合适的控制和措施计划如有多个起因，需要对每一个可能的起因进行单独的潜在起因分析，一个失效模式可能对应多个可能失效起因,2020/9/25,47,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-D.现行控制 现行控制是指采取预防或探测失效起因或失效模式的活动。在设计开发现行控制中，需要确定什么方面易出错，为什么，和如何实施预防或探测是很重要的，控制可应用于产品设计或制造过程 应将预防作为重点的现行控制将会得到最大化的回报,2020/9/2

23、5,48,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-E.识别和评估风险 风险评估是FMEA最后的结论之一，风险评估可从三个方面进行，即：严重度、频度和探测度 严重度S是指顾客受失效影响程度进行的评估 频度O是指失效起因发生的频率 探测度D是对产品或过程如何探测失效起因或失效模式起因的一种评估 并结合此三个方面综合评估，确定风险顺序,2020/9/25,49,3. FMEA分析方法及共同确认的要素,4)识别功能、要求和规定-F. 建议措施和后果 建议措施的意图是减少综合风险和失效模式发生的可能性。建议措施的顺序是先降低严重度、再频度后探测度 为使建议有效，并确保采取恰当的

24、措施，可包括： 确保达到包括可靠性的设计要求 评审工程图纸和规范 确定组装/制造过程中的合并 评审相关FMEA、控制计划和作业指导书 建议措施的时间、责任人员应记录，一旦完成措施和获得结果，需要重新评估风险,2020/9/25,50,4. FMEA分析步骤流程,实施前准备 确定FMEA评分标准 实施FMEA分析 讨论、总结和评估分析结果 实施改进对策 进行追踪确认效果,2020/9/25,51,4. FMEA分析步骤流程,组成FMEA团队,资料收集,订定执行方案,组织实施分析,产品设计,制造工艺,环境,使用维修,表格格式,分析层次,失效定义,确定时机,成果整合,(见下页),2020/9/25,

25、52,4. FMEA分析步骤流程,分析过程特性,定义制造流程,分析产品特性,分析失效模式,分析失效原因,分析频度,分析现行控制方法,分析探测度,计算风险优先数,决定优先改善的 失效模式,分析失效后果,分析严重度,改善实施及评估,建议改善措施,2020/9/25,53,FMEA的总结,FMEA的核心理念,FMEA的核心理念就是防范于未然，未雨绸缪！ FEMA是为了实现“防范于未然”一种量化的、可操作的工具！,2020/9/25,54,FMEA可以量化什么？,哪一种失效会发生？ 失效模式（Failure mode） 发生后造成什么影响？ 失效影响（Failure Effect） 影响的严重性有多大

26、？ 严重度（Severity） 是哪种原因导致的失效？ 原因（Cause） 失效发生的概率？ 频度（Occurrence） 当前的控制方法？ 当前设计/过程控制 （Current Design/Process Control） 检测失效的能力？ 探测度（Detection） 风险优先等级？ 风险顺序数 （RPN-Risk Priority Number） 建议的行动？ 建议措施 （Recommended Action）,2020/9/25,55,质量的发展历程,FMEA,质量是检 验出来的,质量是制 造出来的,质量是设 计出来的,2020/9/25,56,CH4 DFMEA应用与实施,1. D

27、FMEA简介 2. DFMEA开发 3. DFMEA分析 4. DFMEA的拓展 5. DFMEA案例分析 6. DFMEA维护和链接,2020/9/25,57,1. DFMEA简介,设计目的,顾客需求,顾客期望,产品要求,制造/装配要求,典型的设计考虑,什么是设计期望,什么是设计不期望,-能够被指定或测量,-某些不能解释,质量功能展开 与顾客接触 竞争对手分析 知名产品质量 可靠性要求 制造要求,想想在你们公司从什么文件 /资料定义这些,2020/9/25,58,1. DFMEA简介-作用,有助于客观评价设计，包括功能要求及设计方案提供帮助 评价制造、装配、服务和回收等要求所作的最初设计 提

28、高在设计/开发过程中，已考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的可能性(概率) 为全面和有效的设计、开发和确认项目的策划，提供更多的信息 根据潜在失效模式对顾客的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统 为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个解决问题的格式 为将来分析研究现场情况，评价设计更改及开发更先进的设计，提供参考(如习得经验),2020/9/25,59,1. DFMEA简介-作用,DFMEA是一种动态文件，主要体现在：在一个设计概念最终形成之时或之前开始 在产品开发各阶段中，当设计有变更或获得信息增加时，要及时地修改 在最终制造放行之前完成 成为将来设计循环的

29、经验来源,2020/9/25,60,2. DFMEA开发,DFMEA聚焦于交付给最终顾客的产品设计。分析产品设计的主要工作任务包括： 建立工作小组 确定范围 创建描述产品功能和要求的工具，如方块图、P图等 对预期产品的清晰和完整的定义有助于潜在失效模式的识别，DFMEA表格用于任何建议措施和职责在内的分析结果的文件化 DFMEA过程应反映顾客或组织的产品开发过程,2020/9/25,61,2. DFMEA开发,DFMEA在了解所需分析的系统、子系统或零组件的开发信息和确定他们的功能要求和特性的情况下展开。 在应用到部件、子系统或系统DFMEA时，小组应考虑以下适用的内容： 产品有什么过程，匹配

30、零部件或系统接口？ 产品的功能或特性是否对其它零部件或系统的影响？ 是否有其它零部件或系统提供，需要发挥产品的预期功能的输入信息？ 产品功能是否包括在相连接的零部件或系统中对可能的失效模式的预防或探测？,2020/9/25,62,2. DFMEA开发,考虑到设计的系统性，DFMEA分析从产品特点方面要求，可从最底层零件(甚至于材料选择和材料分析)设计开始分析 DFMEA在分析实施的方法应从系统、子系统或零部件的框图开始，通过框图明确设计输入、设计输出以及设计过程的活动，并建立各项目的逻辑关系顺序，作为DFMEA分析的依据，此框图应附于DFMEA文件中。 DFMEA常用框图的主要工具有： 方块(

31、界线)图工具 参数(P)图工具等,2020/9/25,63,2. DFMEA开发-方块(界线)图,产品方块图显示了产品零部件之间的物理和逻辑关系 产品方块图显示了范围内的零部件和子系统之间的相互作用的关系，这种相互作用关系可能是：信息、能量、力和液体流动的传输等 产品方块图主要目的：就是理解系统的要求和输入，输入或功能发挥所进行的活动，可交付结果或输出等 用于DFMEA准备的方块图应作为DFMEA的副件之一,2020/9/25,64,2. DFMEA开发-方块(界线)图案例,2020/9/25,65,2. DFMEA开发-方块(界线)图案例,2020/9/25,66,2. DFMEA开发-方块

32、(界线)图案例,2020/9/25,67,2. DFMEA开发-参数(P)图,参数图是帮助小组理解与设计功能相关的物质的一种结构化工具 小组需分析设计的预期输入(信号)和输出(回应或功能)及那些会影响性能的受控或非受控因素 对产品的输入及输出，即预期或非预期的产品功能，对于识别错误现象、噪音因素、控制因素等是非常有价值 用于DFMEA准备的参数图应作为DFMEA的副件之一,2020/9/25,68,2. DFMEA开发-参数(P)图案例,一般催化式排气净化器参数P图范例,2020/9/25,69,2. DFMEA开发,DFMEA的另一过程是对产品所设计的功能和界面要求信息的确定，一般可包括：

33、概要：这个范畴考虑产品目的和它的总体设计意图 安全性、政府法律法规 可靠性(功能周期) 负载和工作周期：顾客产品使用档案 安静运行：噪音、震动和刺耳声(NVH) 液体滞留 人体工程学、外观 包装、运输和服务 装配设计、制造设计等,2020/9/25,70,2. DFMEA开发,在DFMEA实施过程中常用到的工具还包括： 图解、图纸等 材料清单(BOM) 相互关系矩阵图 接口矩阵 质量功能展开(QFD) 质量和可靠性历史,2020/9/25,71,3. DFMEA分析-步骤过程,2020/9/25,72,3. DFMEA分析-应用方法,硬件法 针对零件清单上的每一个零件，一次一个的逐个分析，直到

34、整个产品分析完 功能法 针对该产品之所有功能予以列表出来，然后逐个功能项目来加以分析 功能块法 成组的零件/组成/次组成或子系统结合成功能块其对功能之影响性，影响性最大者将得到较多的注意和优先权,2020/9/25,73,3. DFMEA分析-应用方法,可靠度块法 将产品组合成可靠度块，然后依据其重要性来分析每一个区块 由上而下法 由最上层分析到最下层 由下而上法 由最下层分析到最上层,2020/9/25,74,3. DFMEA分析-应用方法(系统DFMEA关联性),2020/9/25,75,3. DFMEA分析-应用方法案例,产品：橡胶油封 失效模式：外围渗漏 原因：材料之耐久性；后果：污染

35、；目前之控制方法： 加速寿命试验。 原因：材料之兼容性；后果：污染；目前之控制方法： 产品兼容性研究。 原因：允容设定；后果：污染；目前之控制方法：最差的公差设定研究。,2020/9/25,76,4. DFMEA的拓展,DFMEA应该包括任何可能在作为设计结果或制造、组装过程中发生的潜在失效模式和起因。这样的失效模式可能会引起必要的设计变更(如设计一个阻止错误的方向组装一个零部件的设计特征，即防错设计)而得到降低风险。如果在DFMEA分析过程中没有降低，那么它们的识别、后果和控制等，则转入并包含到PFMEA分析中,2020/9/25,77,4. DFMEA的拓展,DFMEA不是靠过程控制来克服

36、设计中潜在的缺陷，可必须要考虑到制造/装配过程中的技术、物质等限制。如： 必要的拔模(斜度) 表面处理能力的限制 装配空间/工具可接近 要求的钢材强度 公差/过程能力/性能等,2020/9/25,78,4. DFMEA的拓展,DFMEA还可能要考虑到一旦产品投入使用，产品的维护(服务)及回收利用在技术/物质等方面的限制。如： 便利的维修工具可获得性 诊断能力水平 材料的分类符号(回收利用) 用于制造过程中的材料/化学等物质等,2020/9/25,79,5. DFMEA案例分析,DFMEA应用说明：不能靠过程控制来克服在设计中潜在的缺陷 建议编制产品潜在失效模式清单，然后建立考虑纠正措施的优选体

37、系 考虑到制造/装配和产品设计的要求是一致的 DFMEA在体现设计意图的同时，还应保证制造和装配的设计意图 DFMEA为产品设计的策划和试验提供信息,2020/9/25,80,5. DFMEA案例分析,DFMEA是一个车前门案例，其主要功能有： 车辆的出入口 对使用者的保护：如天气（舒适）、噪音（舒适）、侧面碰撞（安全） 对门附件起到支持性作用。如车视镜、门铰链、门锁、门窗调控器等 外观，如油漆、抛光等 维持内门板的完整,2020/9/25,81,5. DFMEA案例分析,2020/9/25,82,5. DFMEA案例分析,FMEA编号 系统、子系统、零件名称及编号 设计责任 编制者 系统 车

38、型年度/项目 关键日期 FMEA日期 核心小组,2020/9/25,83,填入被分析项目/功能/要求的名称和编号，并指明其设计水平，项目/功能/要求可以合并或各自独立成一栏目。 项目：为输入通过方块图、P图或其他图纸，包括小组进行分析识别的项目、接口或零件，所使用的术语应与顾客要求、使用在其他设计文件和分析相一致，确保其追溯性。 功能：根据顾客要求和小组讨论必须符合设计目的的那些需要进行分析的项目功能或接口用尽可能简明的文字来说明被分析项目/功能/要求要满足设计意图的功能 如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把这些失效模式单独列出,2020/9/25,84,潜在失效模式：指可能未达到或

39、未完成在项目/功能中所描述设计意图的形式 识别与功能/要求相关的潜在失效模式，应用专业性术语加以描述，而不同于顾客所见的现象 失效模式可能是更高一级子系统或系统的潜在失效模式的起因，也可能是比它低一级的零部件潜在失效模式的后果。 前提是这种失效模式可能发生，但不一定发生 建议将以往TGW(运行情况不良)的研究，问题报告、小组的头脑风暴作为考虑失效模式的出发点 在特定的条件下产生的失效也应该考虑 每一种功能可能有多种失效模式。单一功能被识别多种失效 模式可能表示要求没有得到很好定义,2020/9/25,85,典型的失效模式(应该用物理的、专业性的术语加以描述) ： 裂纹变形 松动泄露 粘结氧化

40、断裂不传输扭矩 打滑无支撑 脱离太快信号不足,2020/9/25,86,潜在失效的后果：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后果 顾客可以是：内部的顾客、外部的采购顾客和外部最终顾客 失效后果应从具体的系统、子系统、零件和系统之间的关系来考虑。如零件破裂 -可能使装配震动可能使装配 -导致系统间隙性运动 -导致性能下降 -最终导致顾客不满意,2020/9/25,87,典型的失效后果： 噪音 工作不正常 外观不良 不稳定 间歇运行 泄漏,粗糙 不起作用 异味 工作减弱 发热 定期的不符合等,2020/9/25,88,严重度是对一个已假定的失效

41、模式造成的最严重影响的评价定级 严重度的评级要在整个小组内达成一致 推荐的严重度评价准则如附件，如果该评价表不适合，可结合本公司的产品特点进行适当调整 对于严重度级别为1时，不应该进行分析 高严重度级别有时候通过设计修改来降低，其能抵销或减轻 失效产生的严重度。如：“降低胎压”能减轻突然爆破的严重度；“安全带”可以减轻车辆撞击的严重度,2020/9/25,89,这个字段用来区分任何对零件、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，一般用公司所固有的(或顾客认可的)符号表示 特性的分类可以是：关键的、主要的、重要的、重点的关键的、主要的、重要的、重点产品特性，一般用公司所固有的

42、(或顾客认可的)符号表示 此栏意图是突出某些产品特性以优先进行评定；,2020/9/25,90,失潜在失效起因：是按设计过程如何让失效发生的一种迹象加以定义，可用纠正或可控制的情形描述，是指一个设计弱点的迹象，其结果是失效模式 潜在失效机理：是物理的、化学的、电的或其他过程导致的失效模式。失效模式一般是可观察的或外部的，失效模式后的实际物理现象或降级过程或导致特别失效模式的发生 在可能的范围内，应对每一种失效模式列出所有可能的潜在失效机理，并用简捷和完整的语言加以逐一列出 原因应具体、明确，如操作者未安装密封圈；不能用含糊不清的词语，如机器不正常，操作不当等 试讨论起因与机理的区别,2020/

43、9/25,91,典型的失效起因可包括，但不限于： o规定的材料不正确 o设计寿命估计不足 o压力过大 o润滑能力不足 o维修保养说明错误 o软件规范错误 o表面加工规范错误 o流程规范错误 o规定的磨擦材料不当等,2020/9/25,92,典型的失效机理可包括，但不限于： o屈服 o疲劳 o材料不稳定性 o蠕变 o磨损 o腐蚀 o化学性氧化 o电位移等,2020/9/25,93,频度是指在设计的寿命中某一特定的失效起因/机理发生的可能性。描述频度级别数重在其含义，而不是具体的数值。频度可能性的排序比其绝对值更有意义 通过设计更改或设计过程更改(如设计查检表、设计评审、设计指南)，来预防或控制该

44、失效模式的起因/机理是降低频度级别的唯一途径 推荐采用手册中频度的评价准则(如附件)，必要时修改 建议一个一致的频度级别系统应该确保其能持续的被使用 只有通过设计更改或设计过程更改预防失效模式的起因，是降低频度的唯一方法,2020/9/25,94,在确定频度时可以从这些方面考虑： 类似零件的维修档案及维修服务经验； 是否为沿用以前使用的零件，还是与其相似； 相对先前水平的零件所做的变化有多显著； 是否与原有水平的零件有根本的不同； 是否是全新的零件； 零部件的用途有无变化； 有哪些环境变化； 针对用途，是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数；,2020/9/25,95,列出已经完成或承诺

45、要完成的设计确认/验证(DV)或其它活动； 现行的控制方法是指那些已经用于或正在用于相同或相似设计中的那些方法； 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、可行性评审、样件试验、使用实验等； 有三种类型的措施可以考虑： 防止起因/机理或失效模式/后果出现； 查处起因并就此找出纠正措施的； 查明失效模式；,2020/9/25,96,预防：预防失效起因/机理或预防失效模式的发生，或降低它们发生的概率 探测：在项目投产之前，通过分析或物理的方法，检测失效起因/机理或失效模式 应尽量先使用预防控制，假如预防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

46、最初定级将以检测失效模式的起因/机理或失效模式的设计控制为基础 一旦设计控制被鉴别，如果任何频度等级被更改时，要评审所有的预防控制以供确认；,2020/9/25,97,预防控制一般采用的方法有： 基准研究 自动防错装置设计 设计和材料标准（内部的和外部的） 文件-类似设计中最好实践的记录、以往的教训等 模拟研究-确定设计要求的概念分析 防错,2020/9/25,98,探测控制一般采用的方法有： 设计评审 原型试验 验证试验 模拟研究-设计验证,2020/9/25,99,探测度是对现有设计控制探测栏中列出的最好的探测控制的对应等级。当识别一种以上控制时，建议对每种控制进行探测度排序作为控制描述的

47、一部分包含在内 现有设计控制探测度建议方法是：假设失效已经发生，然后评价现有设计控制探测失效模式能力 探测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别为了取得较低的探测度数值，计划的设计控制(如确认、和/或验证等活动)需要不断改进 建议按照手册中所列的探测度准则进行评价，必要时可以调整(如附件),2020/9/25,100,RPN=(S)(O)(D) 应用RPN是协助实施措施优先排序的一种方法 对于已确定的需要采取措施的，不建议使用RPN评估 为了确定一个可接受的风险，应规定RPN目标值，以便识别采取措施的机会。小组应考虑在资源、时间、技术和其他因素方面的内在限制。例如可采用的准则： RPN100的

48、项目 S8的项目，小组必须强制确保风险通过存在的设计控制或建议措施来陈述。 前三项RPN值最高的项目 顾客认可的RPN分值等,2020/9/25,101,一般来说，预防措施比探测措施更为有效可取。建议措施的目的是改善设计，因此降低风险的排序如下：首先是严重度，后是频度，最后是探测度 严重度：只有设计变更才能降低严重度等级，设计变更可弥补或减轻失效导致的严重度。如：轮胎压力调整。设计变更应在开发早期进行。 当严重度是9或10时，不管RPN是如何，都必须特别注意确认是否已利用现行的设计控制或预防/纠正措施。可考虑： 修改设计几何尺寸和/或公差 修改材料规范 试验设计或其解决问题的技巧，及修改试验计

49、划,2020/9/25,102,建议措施降低风险的排序如下：首先是严重度，后是频度，最后是探测度 频度：可能受设计变更消除或控制失效模式的一种或多种要因/机理的影响，一般有以下措施： 为消除失效模式的防错设计 修改设计几何尺寸和公差 修改设计以降低压力或替代不耐用（高失效）的零部件 增加冗余 修改材料规范,2020/9/25,103,建议措施降低风险的排序如下：首先是严重度，后是频度，最后是探测度 探测度：建议采用防错装置。设计确认/验证措施的增加仅仅导致探测度级别的降低。可作以下考虑： 试验设计（特别是多种或相互作用的要因存在时） 修改试验计划,2020/9/25,104,对设计措施的综合考

50、虑如下： 设计DOE的结果或可靠性试验 确定方案的有效性，不引进新的潜在失效模式的设计分析（失效的可靠性、结构和物理） 确定目标特征物理更改的图纸、图表或模式 设计评审的结果 对给定工程标准或设计指南进行更改 可靠边性分析结果,2020/9/25,105,建议措施主要目的是希望通过设计改进来增加顾客满意度 只有设计修改才能使严重度级别减小 只能通过设计修改来消除或控制一个或多个失效模式的起因/机理来实现降低频度级别 增加设计确认/验证措施只能减小探测度级别,2020/9/25,106,对每一个的建议措施的填入负责单位或个人，及预计完成的日期,2020/9/25,107,当实施一项措施后，简要记

51、录具体的措施和生效日期，包括措施的证据资料的索引等 。,2020/9/25,108,当明确了预防/纠正措施后，估算并记录下严重度、频度及探测度数值 所有的更改后的等级都应该被评审。如果有必要考虑更进一步的措施，还应重复分析。焦点始终在持续改进,2020/9/25,109,6.DFMEA维护和链接,负责设计的工程师负责确保所有的建议措施已被实施或已妥善地落实。 DFMEA是一个动态的文件，当产品设计发生变更或更新时，必要时加以评审，建议的措施与最终结果一起包含在后续的DFMEA中。所以不仅应随时体现最新的设计版本，还应体现最新的有关纠正措施，包括开始量产后发生的事件 对于一个新产品若与现有产品的

52、功能相似，则单一的DFMEA也可以应用于顾客。在新产品开始时就可应用已有的DFMEA，可以最大化利用过去的经验和知识。如存在一些不同，小组应识别和重点分析此不同点可能产生的后果,2020/9/25,110,6.DFMEA维护和链接,DFMEA不是一个孤立的文件，其输出可以作为后续产品开发过程的输入信息之一。负责设计的工程师有几种方式来确保已经鉴别了所顾虑的问题以及建议措施的实施，这些方式包括不限于下列情况： 确保达到设计要求 评审工程图样和规范 确认与装配/制造文件的结合和一致性 评审过程FMEA和控制计划等,2020/9/25,111,6.DFMEA维护和链接,DFMEA一个重要的联接是和D

53、VP&R(设计验证计划&报告) 。 DFMEA识别和文件化转化为试验描述输入的现有设计预防和探测控制，包括DVP&R提供那些可接受的标准、程序和样本量的同量，DFMEA识别什么是可以“控制”的 DFMEA另一个重要的联接是与PFMEA。如他们都可以导致相关的失效后果 DFMEA联接的关系如下页图所示,2020/9/25,112,6.DFMEA维护和链接,DFMEA,方块图 P图等,设计验证计划&报告（DVP&R)、 PFMEA等,2020/9/25,113,CH5 PFMEA应用与实施,1. PFMEA简介 2. PFMEA目的 3. PFMEA集体的努力 4. PFMEA关注的重点 5. P

54、FMEA实施准备 6. PFMEA常用表格形式要求 7. PFMEA的跟踪行动,2020/9/25,114,1. PFMEA简介,由“制造/装配工程师/小 组”采用的一种分析技术,以其最严密的形式总结了 开发一个过程时，工程师 /小组的设计思想,在最大范围內保证已充份 考虑到并指明潜在失效模 式及与其相关的后果和起 因/机理,在任何制造策划过程中正 常经历的思维过程是一致 的，并使之规范化。,2020/9/25,115,1. PFMEA简介-作用,确定过程功能和要求 以其最严密的形式总结了开发一个过程时，工程师/小组的设计思想在任何制造策划过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规范化。 确定

55、与产品和过程相关的潜在失效模式 评价潜在失效模式对顾客产生的后果 确定潜在制造或装配过程起因并确定要采用控制来降低失效产生的频度或失效探测度的过程变量 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清单，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,2020/9/25,116,1. PFMEA简介-作用,人,机,料,环,法,测,失效后果,失效模式,一般是发生 在产品上,一般是指对 下工程或最 终顾客的影响,2020/9/25,117,1. PFMEA简介-作用,PFMEA是一种动态文件，主要体现在： 在可行性研究阶段之前或期间启动 在制造工装设计之前启动 考虑从个别

56、的零部件到装配所有制造运作 包括工厂内所有影响制造和装配运作的过程，如材料的搬运、接收、运输、存储和标识等,2020/9/25,118,1. PFMEA简介-集体的努力,在最初PFMEA中，希望负责 的工程师能够直接地、主动 地联系所有相关部门的代表 PFMEA应成为促进不同部门 之间充分交换意见的催化剂 ，从而提高整个集体的工作 水平 一位有经验的FMEA推进员非 常关键,2020/9/25,119,1. PFMEA简介-集体的努力,设计 思想,过去 经验,担心 问题,顾客 反应,可能的失效模式,解决方案,群策群力智能发光,2020/9/25,120,2. PFMEA拓展-关注的重点,PFM

57、EA假定所设计的产品能够 满足设计要求，其潜在失效模 式可能会因设计弱点而包括在 过程FMEA中，它们的影响及避 免措施由设计FMEA来解决。因 设计缺陷所产生失效模式可包 含在过程FMEA中,2020/9/25,121,2. PFMEA拓展-关注的重点,过程FMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺陷的，但它要考虑与计划的制造或装配过程有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保障产品能满足顾客的要求和期望 FMEA也有助于新机器或设备的开发。其方法是一样的，只是应将所设计的机器或设备当作一种产品来考虑。在确定了潜在的失效模式之后，就可以着手采取预防措施消除潜在失效模或不断减小它们发生的可能性

58、设计 制造 出货 顾客 不设计不良品 不制造不良品 不流出不良品,2020/9/25,122,3. PFMEA开发要求,小组在编制PFMEA时，应充分列出过程的意图，即可列出过程期望什么？和不期望什么？ PFMEA应从整个过程的流程图开始，此流程图应识别与每一个运作相关的产品/过程的特性。从相应的DFMEA中的失效后果的识别也应包含在其中。用于PFMEA准备工作的流程图作为PFMEA的附件之一 PFMEA开始于理解所分析的制造和装配操作过程的相关信息，以确定他们的相关要求 过程流程图是PFMEA最主要的输入，流程图作为一种工具 在制造系统设计过程中用于帮助建议分析范围,2020/9/25,12

59、3,3. PFMEA开发要求,过程流程图通过过程-从流入到流出描述产品实现过程。其制造和装配过程的每一步骤同样包含有输出（产品特性、要求、交付等）和输入（过程特性、变异来源等）信息。过程流程的详略程度取决于过程开发讨论阶段。初始流程图一般考虑应用适当的简化与汇总，如下图案例：,2020/9/25,124,3. PFMEA开发要求,PFMEA应该与过程流程图的信息相一致。过程流程图的范围包含从单独零部件到装配材料的装运、接收、运输、存储、搬运和标识等所有制造过程。使用过程流程图进行初步的风险评估以识别这些动作或各步骤对产品制造和装配的影响，这也应包含在PFMEA中 PFMEA开发是通过识别每个过程/功能要求的延伸。 每个操作/步