1、1 POTENTIAL FAILURE MODE ANDEFFECTS ANALYSIS 潛在的失效模式及后果分析 （第三版） FMEA21993年2月發(fā)布第第一版；1995年2月發(fā)布第第二版；2001年7月發(fā)布第第三版3鑒定發(fā)生生錯誤的的事件試列舉實實例，說說明哪些些事件、情況、過程、創(chuàng)新發(fā)生生了錯誤誤或出現現了問題題。4試列舉一一些產生生錯誤狀狀況或出出現問題題的原因因。5試建議有有哪些預預防措施施，可以以避免造造成這些些錯誤或或出現問問題的后后果。6“早知道就不會”早知道作好防震震設計就不會造成大樓倒塌早知道改進電力輸配設計就不會造成全廠大停電早知道不濫砍濫伐就不會造成泥石流早知道作好橋

2、梁維護護就不會造成大橋倒塌有些早知道是必需的的!有些些就不會是不允許許發(fā)生的核能電站、水庫、衛(wèi)星、飛機. 有效運用FMEA可減少事事后追悔。7”我先所以沒有有 ” 我先看了天氣預報報所以沒有淋成落湯雞我先評估金融大大樓高度所以沒有影響飛行安全我先設計電腦腦防火墻所以沒有有被駭客入入侵有些我先是必需的的!有些些所以沒有有是預期可可避免的的核能電站、水庫、衛(wèi)星、飛機.有效運用FMEA可強化事先預防8FMEA的演變1FMEA在1950年由格魯曼曼公司提出,用用在飛機發(fā)動動機系統(tǒng)的失失效分析析。2.波音音與馬丁丁公司在在1957年正正式編訂訂FMEA的作業(yè)程序,列列在其工工程手冊冊中。3.60年代初初

3、期,美美太空總署將FMEA成功的應用于太空計劃。美軍同同時也開開始應用FMEA技術,并于1974年出版版MIL-STD -1629 FMECA作業(yè)程序序。4.1980修修改為MIL-STD-1629A，延用至今今。5.1985年由國際電工委員會IEC出版之FMECA國際標準準IEC812,即參考MIL-STD-1629A加以部份份修改而而成。9第一部分分FMEA的概念101、失失 效的的定定義失效為一件裝備，裝備的組件或或一件結結構發(fā)生任何形狀、尺寸或材料性性質的變化，造成成這些物品處于無法充分地地執(zhí)行其特定定的功能能的狀態(tài)。11軟件失效效2 - 4項項物品品機能因老化化、退化或不不穩(wěn)定而而不

4、能滿滿足原設定的要求求標準，所以失效現象象及研判準則必須量化化。2、物品直接表現失失效的形形式1.實體破壞：硬式失失效2.操操作功能能中止3.功功能退化化4.功功能不穩(wěn)定123、什么是是FMEA在產品設設計和過過程設計計階段，對構成成產品的的系統(tǒng)、子系統(tǒng)統(tǒng)和零件件，對構構成過程程的工序序逐一進行分析析，找出出所有的潛在的失失效模式式，并分分析可能能的后果果，從而而在事先采取必要要措施，以提高高產品的的質量和和可靠性性的一組組系統(tǒng)活活動。13FMEA是一種系系統(tǒng)的分分析方法法，是一一種能夠夠識別并并消除潛潛在失效效危害的的專門技技術。144、FMEA的好處在方法上上可以促促使系統(tǒng)統(tǒng)地、徹徹底地發(fā)

5、發(fā)現潛在在問題，避免在在設計和和生產中中產生缺缺陷；對所有致致命缺陷陷有目的的的跟蹤蹤；減少事后后更換產產品的費費用和浪浪費的時時間。15發(fā)現、認認可并評評價產品品/過程中潛潛在的失失效及可可能的后后果。確定能夠夠避免或或減少這這些潛在在失效發(fā)發(fā)生機會會的措施施。將全部過過程文件件化。FMEA是對確定定設計或或過程必必須做哪哪些事情情才能使使顧客滿滿意這一一過程的的補充。166、進行FMEA的三種基基本情形形新設計、新技術術、新過過程。FMEA的范圍是是全部設設計/技術/過程。對現有設設計/過程的修修改。FMEA的范圍是是修改和和由于修修改可能能產生的的影響。現有的設設計或過過程用于于新的環(huán)環(huán)

6、境。FMEA的范圍是是新的環(huán)環(huán)境對它它的影響響。177、分析問問題的基基本方法法借助經驗驗的反饋饋。用挑剔的的眼光分分析可能能發(fā)生的的問題。18子系統(tǒng)功能要求潛在失效模式式潛在失效后果果嚴重度S級別潛在失效效起因/機理頻度O現行控制制探測度DRPN建議措施施責任及目標完成成日期措施結果果預防探測采取的措施SOD功能、特特性或要要求是什什么？后果是什什么?會有什么么問題？無功能能部分功功能/功能過強強/功能降級級功能間間歇非預預期功能能有多糟糕糕?起因是什什么?發(fā)生的頻率如何何?怎樣能得得到預防防和探測?該方法在在探測時有多好好?能做些什什么?設計更改改特殊控制制標準程序或指南的更更改功能、特特

7、性或要要求是什什么？會有什么么問題？無功能部分功能能/功能過強/功能降級級功能間歇歇非預期功功能后果是什什么?有多糟糕?起因是什么?發(fā)生的 頻率如何?怎樣能得到預防和探 測?該方法在在探測時有多好好?能做些什什么?設計更改改特殊控制制標準程序或指南的更更改子系統(tǒng)功能要求 潛在失效模式 潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起 因/機理頻度O現行控制探測度DRPN建議措施責任及目標完成 日期措施結果預防探測采取的措施SOD8、潛在失失效模式式及后果果分析流流程199、FMEA的基礎盡管在工工作準備備中，每每項職責責必須明明確到個個人。盡管一個個人的視視野很寬寬，他可可以從一一邊移到到另一邊邊，但只有依

8、靠集體體的視野才才能綜觀觀全局。2010、FMEA小組只有每個個人都盡盡可能的的提出自自己對解解決問題題的看法法與觀點點、才能能發(fā)現并并避免所所有潛在在的缺陷陷。應從不同同的與重重大問題題有關的的專業(yè)部部門選擇擇專家組組成FMEA小組，如如：設計計、制造造、裝配配、售后后、質量量、可靠靠性部門門等。21要求小組組成員具具備自發(fā)發(fā)性和創(chuàng)創(chuàng)造性；小組的大大小最好好是八個個人。張建中22小組的行行為準則則合作的態(tài)態(tài)度；接受以前前不熟悉悉的解決決問題的的方法；愿意改變變以前的的工作方方法；參與創(chuàng)造造一個富富有創(chuàng)造造性的環(huán)環(huán)境；熟悉產品品/過程并掌掌握了大大量的問問題；能夠提供供和接受受資料。2311、

9、實施步步驟:確定產品品/過程的功能；發(fā)現產品品/過程中潛潛在的失效；評價失效效的后果；記錄現行行的控制制方法；找到能夠夠避免或或減少潛潛在失效效的措施；評價措施施的效果果。張建中2412、由誰做做小組活動動，責任任單位的的主管工工程師組組織，主主動聯系系所有有有關部門門代表參參加；責任單位位可能是是整車廠廠、組織織、供方方；每項職責責要落實實到個人人；對有專有有權的設設計，可可能由組組織制定定。2513、什么時時候做強調及時時性，時時間性是是最重要要的因素素之一指“事件發(fā)生生前”的措施，而不是是“事實出現現后”的演練。是在失效效模式被被無意納納入設計計產品之之前進行行。2614、跟蹤采取有效效

10、的預防防/糾正措施施并對這這些措施施加以適適當的跟跟蹤，對對這方面面的要求求無論怎怎樣強調調也不算算過分。措施應傳傳遞到所所有受影影響的部部門。一個經過過徹底思思考、周周密開發(fā)發(fā)的FMEA，如果沒沒有積極極有效的的預防/糾正措施施，其價價值將是是非常有有限的。27確保措施施得到實實施：對設計、過程及及圖樣進進行評審審，以確確保建議議的措施施得到實實施，確認更改改已納入入到設計計/裝配/制造文件件中，對設計/過程FMEA、FMEA的特殊應應用以及及控制計計劃進行行評審。張建中2815、DFMEA的時機在設計概概念最終終形成時時或之前前開始；在產品開開發(fā)各個個階段、當設計計有變化化或得到到其它信信

11、息時應應及時不不斷的修修改；是一個動動態(tài)文件件；在最終產產品加工工圖樣完完成之前前全部結結束。2916、PFMEA的時機在生產工工裝準備備之前開開始；在過程可可行性分分析階段段或之前前開始；要考慮從從單個零零件到總總成的所所有制造造工序；在新車型型或零件件項目的的制造計計劃階段段；對新工藝藝或修改改過的工工藝進行行早期評評審時。3017、怎樣做做對所有可可能的缺缺陷系統(tǒng)統(tǒng)分類(找足)；根據對顧顧客的影影響評定定缺陷(分等)；確定原因因(尋根)；評定工作作規(guī)定的的規(guī)范和和工序控控制(比照)；31怎么做評定缺陷陷產生的的可能性性(概率)；確定合適適的設計計、生產產和檢驗驗的技術術措施(對策)；確定

12、職責責；重新評定定缺陷和和防止措措施；確認。323318、最佳的FMEA流程SFMEA設計正常常不必進行DFMEA產品設計認可采取相應措施生產控制制DFMEA采取相應措施PFMEAQFD34第二部分分設計FMEA35設計FMEA是由負責責設計的的工程師師/小組采用用的一種種分析技技術，用以最大大限度地地保證各各種潛在在的失效效模式及及相關的的起因/機理已得得到充分分的考慮慮和說明明。361、目的發(fā)現、評評價產品品設計中中潛在的的失效及及可能的的后果。張建中372、范圍對最終的的項目以以及與之之相關的的每個系系統(tǒng)、子子系統(tǒng)和和部件都應進進行評估估。所有新部部件、更改過的的部件、以及使用用或環(huán)境境

13、變化了了的沿用用部件。383、形式規(guī)范化、文件化化394、應針對對以下問問題提出出答案這個設計計為何無無法發(fā)揮揮原先設設想的功功能？哪些情況況會導致致設計無無法達到到預定的的功能？張建中405、作用設計FMEA為設計過過程提供供支持，它以如如下的方方式降低低失效（包括產產生不期期望的結結果）的的風險：為客觀地地評價產產品設計計，包括括功能要要求及設設計方案案，提供供幫助；有助于評評價制造造、裝配配、服務務和回收收要求所所做的設設計； 41通過對潛潛在失效效模式的的分析，要充分分考慮FMEA對系統(tǒng)和和車輛運運行影響響 ；為完整和和有效的的設計、開發(fā)和和確認項項目的策策劃，提提供更多多的信息息；4

14、2為推薦和和跟蹤降降低風險險的措施施提供一一個公開開的討論論形式；根據失效效模式對對顧客的的影響排排序，建建立設計計改進、開發(fā)和和試驗分分析的優(yōu)優(yōu)先控制制系統(tǒng)；FMEA資料庫；為將來來的分析析研究提提供參考考。43最終使用用者；整車或更更高一級級總成設設計的工工程師/設計組；在生產過過程中負負責生產產、裝配配和售后后服務的的生產/工藝工程程。哪么誰是是本組織織的顧客客？6、關于顧顧客的定定義447、與PFMEA的關系設計與制制造/裝配的要要求是相相互聯系系的。DFMEA在體現設設計意圖圖時、應應保證制制造/裝配能實實現設計計意圖。制造過程程中的失失效模式式不包含含在DFMEA中，而是是由PFM

15、EA解決。張建中45DFMEA不能靠過過程控制制來克服服設計中中的潛在在缺陷，但是必必須考慮慮過程中中技術/體力的限限制如如：必要的拔拔模斜度度；要求的表表面處理理、材料料硬度；裝配空間間、工具具可接近近性；公差、過過程的能能力/性能。46設計FMEA還應該考考慮產品品維護(服務）及及回收的的技術/身體的限限制例如：工具的可可接近性性；診斷能力力；材料分類類符號（用于回回收）；478、DFMEA的開始:應從列出出設計希希望做什什么及不不希望做做什么開開始如:通過QFD得到的設設計要求求、顧客客需求產產品可可靠性和和質量目目標產產品的使使用環(huán)境境類似似產品的的資料初初始工工程標準準和特殊殊特性明

16、明細表期望特性性的定義義愈明確確，就愈愈容易識識別潛在在的失效效模式，采取糾糾正措施施。張建中48DFMEA應從所要要分析的的系統(tǒng)、子系統(tǒng)統(tǒng)或零件件的框圖圖開始?？驁D說明明了分析析中包括括的各項項目間的的主要關關系，并并建立了了分析的的邏輯順順序。4950所要分析析的系統(tǒng)統(tǒng)、子系系統(tǒng)或零零件的框框圖:開關開/關C燈罩A燈泡總成成D極板E電池B彈簧F51翻開FMEA工作手冊冊各小組閱閱讀即將將設計并并制造的的產品的的相關信信息。在小組內內指定開開發(fā)本產產品DFMEA所需要的的職位/角色，如如有必要要，小組組成員可可以擔任任一個以以上的角角色。52 從列出設設計意圖圖開始，明確期期望的特特性識別潛

17、在在失效模模式采取糾正正措施寫入專用用表格DFMEA的開發(fā)53張建中54551)FMEA編號：本本文件的的編號2)系統(tǒng)/子系統(tǒng)/零件的名名稱及編編號推薦一種種項目、功能和和失效模模式樹圖圖： 56573)設計責任任：整車車廠、部部門、小小組4)編制者：姓名、電話、所在公公司名稱稱。585)年型/車型：是是預期的的年型6)關鍵日期期：FMEA初次預定定完成的的日期，不能超超過計劃劃的設計計的發(fā)布布日期7)FMEA日期：原原始稿編編制日期期及最新新修改日日期8)核心小組組：所有有人員599).項目/功能填入被分分析項目目的名稱稱和編號號說明這個個項目要要滿足設設計意圖圖的功能能一個零件件的功能能可

18、能是是多項的的，若有有不同的的失效模模式，功功能必須須全部單單獨列出出一個產品品可以產產生顧客客期望的的功能，有時還還會產生生非期望望的功能能對維修性性、服務務的要求求也應列列入功能能項目中中6010).潛在失效效模式:是有可能能未達到到設計意意圖的形形式它可能引引起更高高一級系系統(tǒng)、子子系統(tǒng)的的潛在失失效也可能是是低一級級零件潛潛在失效效的影響響后果對一個特特定項目目及其功功能，列列出每一一個潛在在的失效效模式61前提是這這種失效效可能發(fā)發(fā)生，但但不是一一定發(fā)生生所有條件件下的失失效模式式都應考考慮，包包括只在在特定條條件下發(fā)發(fā)生的模模式典型的失失效模式式：裂紋紋、變形形、松動動、泄漏漏、粘

19、結結、短路路、氧化化、斷裂裂 、不傳輸扭扭矩、打打滑（不不能承受受全部扭扭矩）、無支撐撐（結構構的）、支撐不不足（結結構的）、剛性性嚙合、脫離太太快、信信號不足足、信號號間斷、無信號、漂移6211).潛在失效效后果后果是失失效模式式對系統(tǒng)統(tǒng)功能的的影響，如同顧顧客的感感受一樣樣要根據顧顧客可能能發(fā)現或或經歷的的情況來來描述失失效的后后果要清楚說說明此功功能是否否影響安安全性或或與法規(guī)規(guī)不符合合63不同級別別之間存存在系統(tǒng)統(tǒng)層次上上的關系系。比如如一個零零件的斷斷裂可能能引起總總成的振振動，從從而導致致系統(tǒng)的的間歇性性運行，引起性性能下降降，最終終導致顧顧客不滿滿意。典型的失失效后果果：噪音音、

20、工作作不正常常、外觀觀不良、不穩(wěn)定定、間歇歇性工作作、粗糙糙、不起起作用、工作減減弱、異異味、不不符合法法規(guī)、泄漏6412)嚴重度度(S)一旦失效效模式發(fā)發(fā)生，對對后序的的零件/子系統(tǒng)/系統(tǒng)或顧顧客影響響后果的的嚴重程程度的評評價指標標僅適用于于后果只能通過過修改設設計來減減少嚴重重度級別別數值評估分為為1到10級張建中65后果 評定準則嚴重度無警告嚴重危害這是一種非常嚴重的失效模式,它是在沒有任何失效預兆的情況下影響到行車安全或不符合政府的法規(guī)10有警告嚴重危害這是一種非常嚴重的失效模式,它是在具有失效預兆的前提下發(fā)生的,影響到行車安全和/或不符合政府的法規(guī)9很高車輛/項目不能正常運行(喪失

21、基本功能)8高車輛/項目可運行,但性能下降,顧客非常不滿意7中等車輛/項目可運行,但舒適/方便性不行,顧客不滿意6低車輛/項目可運行,舒適/方便性性能下降，顧客有些不滿意5很低配合和外觀等項目不舒服,75%以上顧客感覺有缺陷4輕微配合和外觀等項目不舒服,50%以上顧客感覺有缺陷3很輕微配合和外觀等項目不舒服,25%以下顧客感覺有缺陷2無無可識別的后果16613)級別:對可能要要附加的的設計或或過程控控制的產產品特殊殊特性的的分級，如關鍵鍵、主要要、重要要、重點點等。需要特殊殊控制的的對象用用符號在在本欄中中注明，并在建建議措施施欄中記記錄。鏈接到PFMEA，也相應應標明。6714)失效的潛潛在

22、起因因/機理起因是指指設計薄薄弱部分分的跡象象，其結結果是失失效模式式。不要把外外因作為為分析目目標，比比如道路路、氣溫溫等。因因為其難難以控制制。盡可能列列出每一一個失效效模式的的每一個個原因和和機理，并簡明明列出，以便有有針對性性的采取取補救的的努力。68典型的失失效原因因可能是是：規(guī)定的材材料不對對設計壽命命估計不不當應力過大大潤滑能力力不夠維護說明明書不充充分/不當計算錯誤誤軟件規(guī)范范不當表面精加加工規(guī)范范不當行程規(guī)范范不當規(guī)定的磨磨擦材料料不當過熱規(guī)定的公公差不當當69典型的失失效機理理可能是是：屈服材料不穩(wěn)穩(wěn)定蠕變磨損銹蝕疲勞化學氧化化電移70要問五個個為什么么:數控機床床的控制制

23、板故障障:為什么？線路板板損壞為什么？降溫不不好為什么？空氣太太少為什么？壓力太太低為什么？濾網結結塵埃解決辦法法是每月月清掃濾濾網7115).頻度(O)某一特定定失效原原因/機理在設計壽壽命內出現的可可能性。要通過設設計更改改來消除除或控制制原因/機理是降降低頻度度數的惟惟一途徑徑。評估分為為1到10級。應采采用一致致的規(guī)則則，以保保持連續(xù)續(xù)性。是一個相相對的級級別，它它不一定定反映實實際出現現的可能能性。72在確定此此值時，需考慮慮以下問問題：類似的部部件、子子系統(tǒng)或或系統(tǒng)的的維修史史/現場經驗驗如何？部件是沿沿用先前前水平的的部件、子系統(tǒng)統(tǒng)或系統(tǒng)統(tǒng)還是與與其相類類似？相對于先先前水平平的

24、部件件、子系系統(tǒng)或系系統(tǒng)變化化有多顯顯著？73部件是否否與先前前水平的的部件有有著根本本的不同同？部件是否否是全新新的？部件的用用途是否否有變化化？環(huán)境有何何變化？針對該用用途，是是否采用用了工程程分析（如可靠靠性）來來估計其其預期的的可比較較的頻度度數？是否采取取了預防防性控制制措施？74失效發(fā)生可能性可能的失效率頻度數很高：持續(xù)性失效100個 每1000輛/項目10 50個 每1000輛/項目9高：經常性失效 20個 每1000輛/項目8 10個 每1000輛/項目7中等：偶爾發(fā)生的失效 5個 每1000輛/項目6 2個 每1000輛/項目5 1個 每1000輛/項目4低：相對很少發(fā)生的失

25、效 0.5個 每1000輛/項目3 0.1個 每1000輛/項目2極低：失效不太可能發(fā)生100個 每1000件1050個 每1000件9高:經常性失效20個 每1000件810個 每1000件7中等:偶然性失效5個 每1000件62個 每1000件51個 每1000件4低:相對很少發(fā)生的失效0.5個 每1000件30.1個 每1000件2極低:失誑不太可能發(fā)生0.01個 每1000件112316).現行過程程控制是對盡可可能防止止失效模模式或其其起因的的發(fā)生或或者探測測將發(fā)生生的失效效模式及及機理的的控制的的描述這些方法法可以是是防錯夾夾具、統(tǒng)統(tǒng)計過程程控制方方法或過過程的評評價等評價可以以在

26、目標標工序或或后續(xù)工工序進行行。 124對于過程程控制，本手冊冊中的過過程FMEA表中設有有兩欄（即單獨獨的預防防控制欄欄和探測測控制欄欄），以以幫助小小組清楚楚地區(qū)分分這兩種種類型的的過程控控制。這這便可迅迅速而直直觀地確確定這兩兩種過程程控制均均已得到到考慮。最好采采用這樣樣的兩欄欄表格。12517).探測度(D)是指在零零部件離離開制造造工序或或裝配工工序前，按第二二種現行行過程控控制方法法找出失失效原因因過程缺缺陷的可可能性的的評價指指標/或找出后后序發(fā)生生的失效效模式的的可能性性的評價價指標。有1-10級張建中126探測性準則檢查類別探測方法的推薦范圍探測度幾乎不可能絕對不能探測AB

27、C10很微小控制方法可能探測不出9微小控制有很少的機會能探測8很小控制有很少的機會能探測7小控制可能能探測6中等控制可能能探測5中上控制有較多機會能探測4高控制有較多機會能探測3很高控制幾乎肯定能探測2很高肯定能探測 1127A：防錯B：量具C：人工檢檢驗降低探測測度應采采用有效效的過程程控制方方法，由由第二種種控制方方法改變變?yōu)榈谝灰环N控制制統(tǒng)計抽樣樣檢查是是一種有有效的探探測控制制方法，不能認認為100%檢查具有有高的探探測度張建中12818).風險順序序數(RPN)RPN=SOD如果RPN數值很高高，必須須采取糾糾正措施施。不管RPN大小如何何，當S高時應特特別注意意。張建中12919).建議措施施有目的的的采取排排隊措施施，優(yōu)先先解決向其它部部門提出出建議和和對所有有措施跟跟蹤都是是很重要要的措施施。修改設計計