1、2020/8/16,1,潛在失效模式和后果分析 Potential Failure Mode and Effects Analysis(FMEA 4th),2020/8/16,2,主要內容,CH1 引言 CH2 FMEA基礎知識 CH3 FMEA通用指南 CH4 DFMEA應用與實施 CH5 PFMEA應用與實施,2020/8/16,3,CH1 引言,0. 生活的現象 1. 關于潛在的理解 2. 何謂失效 3. 后果應關注的內容 4. 風險是否存在 5. 對FMEA理解施,2020/8/16,4,0. 生活的現象-默菲定律,默菲定律：所有可能出錯的地方都將會出錯！ 那么，在產品制造之前我們都擔

2、心一些什么呢？ FMEA：將問題扼殺在搖籃之中,2020/8/16,5,1.關于潛在的理解,潛在意味著：,2020/8/16,6,1. 預防觀念,問題 總數,項目 策劃,項目 實施,驗收,使用,問題 總數,項目 策劃,項目 實施,驗收,使用,優(yōu)質企業(yè),劣質企業(yè),2020/8/16,7,2.何謂失效,在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時間)不能完成既定功能 在規(guī)定條件下，產品參數值不能維持在規(guī)定的上下限之間； 產品在工作范圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現象。,2020/8/16,8,2.何謂失效,產品失效一般的表現形式如下： 硬式失效：產品非常明顯表達一種功能停止現象實體破壞 軟式失效：產品機

3、能因退化(Degradation)、老化(Aging)、不穩(wěn)定(Unstable)而不能滿足原有設計要求標準(其失效現象及判定標準必須加以量化)、功能退化、功能不穩(wěn)定等 失效模式：失效的具體表現形式,2020/8/16,9,3.后果應關注的內容,2020/8/16,10,3. 后果應關注的內容,后果的分類,功能、性能方面 可靠性、維護性方面 安全性方面 經濟性方面 操作性方面 修復性方面 環(huán)境方面 公共安全方面 廢棄方面等,2020/8/16,11,4 風險是否存在,漁夫與秀才的故事 通過這樣的故事，在面對一件事時，給我們的思考是什么？,2020/8/16,12,5. 對FMEA理解,Pote

4、ntial Failure Mode and Effects Analysis 潛在 失效 模式 及 后果 分析 FMEA：是通過對可能發(fā)生的(和/或已經發(fā)生的)失效模式進行分析與判斷其可能造成 (和/或已經產生的)的后果而產生的風險程度的一種量化的定性分析計算方法，并根據風險的大小，采取有針對性的改進，從而了解產品(和/或制造過程)設計能力，達成一種事先預防并實施改進措施實施改進的方法工具。,2020/8/16,13,CH2 FMEA基礎知識,1. FMEA起源與發(fā)展 2. 何謂FMEA 3. 面對問題時FMEA應發(fā)揮的作用 4. FMEA解決問題的邏輯思路 5. FMEA類型 6. FME

5、A實施的時間與時機 7.實施FMEA的影響 8. FMEA的綜合收益,2020/8/16,14,1. FMEA的起源與發(fā)展,20世紀50年代，美國格魯曼公司開發(fā)了FMEA，主要用于飛機制造業(yè)和發(fā)動機故障評估，取得很好的實效； 美國航空及太空署（NASA）實施阿波羅登月計劃時，在合同中明確要求實施FMEA； 七十年代-1972年，美國福特汽車公司受到美國太空總署許可正式在汽車行業(yè)使用FMEA； 今天FMEA已經是一個國際化標準要求； 現在已經進入一般性工業(yè)，如：電子，醫(yī)藥，計算機等。,2020/8/16,15,2.何謂FMEA,FMEA是一組系統化的活動，其目的是： 發(fā)現、評價產品/過程中潛在的

6、失效及其后果。 找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。 書面總結上述過程。 它是對設計(產品/過程)過程的完善，以明確什么樣的設計才能滿足顧客要求。 FMEA重點在于設計，無論是設計開發(fā)產品，還是過程設計,2020/8/16,16,要做的事,可能會發(fā)生的問題,事先分析 了解原因,已做的事,發(fā)生了什么事,什么原因,3.面對問題時FMEA應發(fā)揮的作用,2020/8/16,17,4. FMEA解決問題的邏輯思路,現行預計的產品/過程可能產生的失效模式,分析,對顧客或下工程的影響,哪些原因可能造成這個失效模式,分析,可采取的對策,是否消除,2020/8/16,18,4. FMEA解決問題的邏輯思路

7、,2020/8/16,19,5.FMEA的類型,依據產品實現階段不同可分為： 設計DFMEA 過程PFMEA 依據產品復雜程度不同可分為： 系統FMEA 子系統FMEA 零件FMEA 材料FMEA 每一個都包含DFMEA和PFMEA！,2020/8/16,20,DFMEA： 產品工程師所采用的一種工具； 考慮的是產品設計造成的失效； 為產品設計的策劃和試驗提供信息； PFMEA： 工藝工程師所采用的一種工具； 考慮的是制造過程中造成的失效； 為制造工藝的控制提供信息；,5.FMEA的類型,2020/8/16,21,設計FMEA：是一項系統化的分析技術，說明零部件潛在的失效模式和失效原因，并用有

8、評估對系統，子系統的影響性，DFMEA是綜合工程設計人員經驗和設計理念，主要目的在于減少設計過程的失敗風險。 過程FMEA：是一項系統化的分析技術，說明零部件在生產過程中潛在的失效模式和失效原因，并用有評估對系統，子系統的影響性， PFMEA是綜合制造工程人員的制造和裝配等實際生產經驗，主要目的在于減少生產過程的失敗風險。,6.DFMEA, PFMEA的定義,2020/8/16,22,7. FMEA實施的時間與時機,概念 初始設計 設計完成 樣件制造 設計/過程確認 制造開始 DFMEA：開始早于過程設計，完成時間在早期的圖樣完成及任何工裝的制造開始之前 PFMEA：開始于基本的操作方法討論完

9、成時，完成時間早于制造計劃制定和制造批準之前,DFMEA,PFMEA,2020/8/16,23,7. FMEA實施的時間與時機,營 銷,產品規(guī)劃,質量目標,設 計,產品方案,設計FMEA,制造技術,制造設備,過程FMEA,采 購,外購零件,供貨商質保,生 產,制造過程,統計控制,售后服務,產品使用,故障分析,產 品 形 成 的 全 過 程,在哪些階段使用FMEA？,2020/8/16,24,7.實施FMEA的影響-范圍和重點,新設計、新技術或新制程，這時的FMEA是完整的設計、技術、或制程。 修改現有的設計或制程(假設其設計或制程FMEA已存在)這時的FMEA的焦點在修改的設計、制程，以及由于

10、修改設計、制程而導致的相互作用。 使用現有的設計或過程于新的環(huán)境、地點(假設其設計或制程FMEA已存在)，這時的FMEA范圍是針對環(huán)境、地點對現有的設計、過程的影響。,2020/8/16,25,7.實施FMEA的影響-階段,FMEA作為一種重要的可靠度分析工具，可廣泛應用于組織產品活動中的各個階段：包括從系統-子系統-零件的策劃-設計開發(fā)階段有計劃地展開，由設計階段延伸到制造和應用階段 在產品設計階段，改進的重點是：用于指出設計上的問題點，改進設計，用以確認產品設計是否滿足顧客要求 在制造設計階段，改進的重點是：用于指出加工、裝配、制造、設計方面的問題點，反推至前一過程或前一階段，要求進行必須

11、的改進,2020/8/16,26,7.實施FMEA的影響-及時性,及時性是成功實施FMEA最重要因素之一，它是一個“事前的行為”(“機會之窗”關閉前實施)，不是“事后的行為”，為達到最佳效益，FMEA必須在設計或過程失效模式被無意納入設計產品之前進行 事前花時間很好地進行綜合的FMEA分析，能夠容易、低成本地對產品或過程進行修改，從而減輕事后修改的危機 適當應用FMEA是一個相互作用的過程，永無止境,2020/8/16,27,8.實施FMEA的影響-RPN分值,不適合將一個小組的FMEA分數和其它組的FMEA分數進行比較，因為即使設計或過程是一樣的，但由于每個狀況不一樣所以打出來的分數也會不一

12、樣 RPN分值的高低并不是唯一判斷FMEA的風險大小、實施相應對策的評價標準。需要綜合考慮S、O、D的先后順序，以及對此三種影響著風險大小的理解與評估,2020/8/16,28,7.實施FMEA的影響-管理和組織,FMEA實施的方法隨著公司規(guī)模、組織結構、產品類別與流程不同而不同，盡管其原則是相同的。適用時應考慮： 范圍包括公司內部和各階層供應商產生的FMEA； 適用時，應闡明DFMEA和PFMEA； 通過將FMEA過程作為APQP過程的一個完整部分； 作為工程技術評審的一部分； 產品和過程設計定期的審核和批準的一部分。,2020/8/16,29,8.實施FMEA的影響-跟蹤和持續(xù)改進,為了確

13、保FMEA所采取的預防措施是有效的，所以應對這些 行動進行追蹤，對這方面的要求無論怎樣強調都不過份，一個經過徹底思考，周密開發(fā)的FMEA，如果沒有積極有效的預防/糾正措施其價值將是非常有限的 領導團隊（FMEA小組）應確保所有建議的措施已被執(zhí)行或評估，FMEA是一份動態(tài)的文件，應反映出最新的狀態(tài)，以及最新的相關措施活動，包括在開始制造后才發(fā)生的活動。有多種方式確認建議的措施是否實施，包含但不限于： 評審設計、制程、圖面以確認建議的措施是否已實施 確認各項的設計、制程、組裝的變更是否已整合到相關的文件中 評估設計FMEA 、過程FMEA，系統FMEA的應用以及控制計劃的合理性,2020/8/16

14、,30,7.實施FMEA的影響-跟蹤和持續(xù)改進,2020/8/16,31,9. FMEA的綜合收益,概念 Concept,設計 Design,產品 Produce,過程 Process,時間 Time,紙面 Paper,硬件 Materia,傳統模式 Traditional,FMEA,工作量 Resource for problem solving,2020/8/16,32,9. FMEA的綜合收益,有效實施預防計劃； 識別改變需求，降低成本，減少浪費； 降低無增值操作，集中資源，循序改善產品設計和制程； 避免采用高風險的設計，有助于設計改進； 循環(huán)改善，不斷提升設計和制程可靠度； 制程檢驗，

15、測試標準，檢驗程序、規(guī)范等； 可實施產品可靠性，制程安全性，環(huán)保的評估； 有助于工程師培訓與演練。,2020/8/16,33,CH3 FMEA通用策略指南,1. FMEA目標 2. FMEA基本框架結構 3. FMEA分析方法及共同確認的要素 4. FMEA分析步驟流程,2020/8/16,34,1. FMEA目標,FMEA開發(fā)，無論是設計還是過程，都應用一個共同的方法以期達成： 對潛在的產品或過程失效進行識別以達到預期； 明確潛在的后果； 分析失效模式的潛在原因； 分析現行控制的應用； 確定風險等級； 有效降低風險。,2020/8/16,35,2. FMEA基本框架結構,無論FMEA是怎樣的

16、格式，要求的格式應依據組織的需要和顧客的要求相應的變化?？苫旧?，其格式應反映： 分析和確定產品或過程的功能、要求和可交付性； 不能滿足功能性要求時的失效模式； 失效模式可能帶來的影響及后果； 失效模式可能的各種潛在原因與機理； 針對失效模式的原因/機理的措施和控制； 預防失效模式及重復出現的措施。 常見的FMEA表格具體見附件,2020/8/16,36,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,1) 確定小組 2) 定義范圍 3) 定義顧客 4) 識別功能、要求和規(guī)定 A. 潛在失效模式 B. 潛在后果 C. 潛在起因 D. 現行控制 E. 識別和評估風險 F. 建議措施和后果,2020/8/

17、16,37,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,1) 確定小組 FMEA開發(fā)是一個多方論證的小組的責任，需要這個多功能小組的成員包含必要的主題內容知識。應包括產品或過程所需的專業(yè)知識，以及對FMEA實施過程的了解。推薦一種團隊合作方式確保FMEA開發(fā)過程收益，并能得到所有可能影響功能的輸入和協作。 FMEA小組成員建議應掌握的相關資源和專業(yè)知識如下頁附表所示內容。,2020/8/16,38,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,小 組 成 員 能 力 要 求,2020/8/16,39,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,2) 定義范圍 FMEA應用前首先確定分析的界限，需要確定包含內

18、容和排除內容一樣重要，一般建議的界定范圍的方法如下： 產品或過程功能模式清單 方塊(界線)示意圖 參數(P)圖 接口示意圖 過程流程圖 相互關系矩陣 圖表 原材料清單BOM,2020/8/16,40,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,2) 定義范圍-關于系統的理解 系統FMEA：是由多個子系統FMEA組成。焦點在于確定所有系統、子系統、環(huán)境和顧客之間的接口和相互作用。如整車系統、底盤系統、傳動系統等 子系統FMEA：是一個系統FMEA的子集。其重點在于明確所有子系統、零部件之間的聯系和相互作用，包括與其它子系統或系統之間的相互作用。如前懸吊子系統就是底盤系統的一部分 零部件FMEA：是子

19、系統FMEA的一個子集。如剎車片是剎車總成的一部分，而剎車總成又是底盤系統的一個子統,2020/8/16,41,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,2) 定義范圍-系統的界面和相互作用，如下案例,2020/8/16,42,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,2020/8/16,43,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,3)定義顧客。FMEA實施過程中需要考慮有四類顧客： 最終使用者：將會使用產品的個人或組織。如影響最終使用者的FMEA分析可包括耐用性、防錯、操作簡便性等 OEM組裝和制造中心(工廠)：制造作業(yè)和成品組裝發(fā)生的OEM場所。需要確定產品和它組裝過程之間的關系，如組裝的防

20、錯、組裝效率的提升等 供應鏈制造：制造原材料或零部件的制造，加工或組裝發(fā)生的供應商場所。這包括加工制造件、售后件、組裝和表面處理過程。可能是任何后續(xù)和/或下一道工序 監(jiān)管機構：定義要求和監(jiān)督是否符合影響產品或過程的安全、環(huán)境規(guī)范、法律法規(guī)的政府機構,2020/8/16,44,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-A.潛在失效模式 失效模式：是指產品或過程可能不能滿足設計意圖或過程要求的方式或方法，假定的失效可能發(fā)生，但不一定發(fā)生 一個簡明且易于理解的失效定義是非常重要的，它可以使分析更加集中，企業(yè)需要自行結合行業(yè)特點加以明確失效模式不同于顧客所關注的現象，需要用專業(yè)

21、技術術語加以描述,2020/8/16,45,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-B.潛在后果 潛在失效后果就是失效模式的影響，就如顧客的感受一樣，這種顧客可能包括上述所描述的所有類別的顧客（四種類型的顧客）。 確定潛在失效后果包括失效后果的分析，以及這些后果的嚴重程度或嚴重性分析，是FMEA的重要理解 注：后果、結果、結論的理解,2020/8/16,46,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-C.潛在起因 潛在失效起因是指失效是如何發(fā)生的一種源由，并依據可以實施的糾正或被控制的原則進行描述潛在失效起因是一種設計缺陷的表現一種設計缺陷的表

22、，它的后果就是失效模式 一個起因和它所能導致的失效模式有著直接的關系（起因發(fā)生，其失效模式一定發(fā)生）。充分詳細識別失效模式的根本原因，就能識別合適的控制和措施計劃如有多個起因，需要對每一個可能的起因進行單獨的潛在起因分析，一個失效模式可能對應多個可能失效起因,2020/8/16,47,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-D.現行控制 現行控制是指采取預防或探測失效起因或失效模式的活動。在設計開發(fā)現行控制中，需要確定什么方面易出錯，為什么，和如何實施預防或探測是很重要的，控制可應用于產品設計或制造過程 應將預防作為重點的現行控制將會得到最大化的回報,2020/8/1

23、6,48,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-E.識別和評估風險 風險評估是FMEA最后的結論之一，風險評估可從三個方面進行，即：嚴重度、頻度和探測度 嚴重度S是指顧客受失效影響程度進行的評估 頻度O是指失效起因發(fā)生的頻率 探測度D是對產品或過程如何探測失效起因或失效模式起因的一種評估 并結合此三個方面綜合評估，確定風險順序,2020/8/16,49,3. FMEA分析方法及共同確認的要素,4)識別功能、要求和規(guī)定-F. 建議措施和后果 建議措施的意圖是減少綜合風險和失效模式發(fā)生的可能性。建議措施的順序是先降低嚴重度、再頻度后探測度 為使建議有效，并確保采取恰當的

24、措施，可包括： 確保達到包括可靠性的設計要求 評審工程圖紙和規(guī)范 確定組裝/制造過程中的合并 評審相關FMEA、控制計劃和作業(yè)指導書 建議措施的時間、責任人員應記錄，一旦完成措施和獲得結果，需要重新評估風險,2020/8/16,50,4. FMEA分析步驟流程,實施前準備 確定FMEA評分標準 實施FMEA分析 討論、總結和評估分析結果 實施改進對策 進行追蹤確認效果,2020/8/16,51,4. FMEA分析步驟流程,組成FMEA團隊,資料收集,訂定執(zhí)行方案,組織實施分析,產品設計,制造工藝,環(huán)境,使用維修,表格格式,分析層次,失效定義,確定時機,成果整合,(見下頁),2020/8/16,

25、52,4. FMEA分析步驟流程,分析過程特性,定義制造流程,分析產品特性,分析失效模式,分析失效原因,分析頻度,分析現行控制方法,分析探測度,計算風險優(yōu)先數,決定優(yōu)先改善的 失效模式,分析失效后果,分析嚴重度,改善實施及評估,建議改善措施,2020/8/16,53,FMEA的總結,FMEA的核心理念,FMEA的核心理念就是防范于未然，未雨綢繆！ FEMA是為了實現“防范于未然”一種量化的、可操作的工具！,2020/8/16,54,FMEA可以量化什么？,哪一種失效會發(fā)生？ 失效模式（Failure mode） 發(fā)生后造成什么影響？ 失效影響（Failure Effect） 影響的嚴重性有多大

26、？ 嚴重度（Severity） 是哪種原因導致的失效？ 原因（Cause） 失效發(fā)生的概率？ 頻度（Occurrence） 當前的控制方法？ 當前設計/過程控制 （Current Design/Process Control） 檢測失效的能力？ 探測度（Detection） 風險優(yōu)先等級？ 風險順序數 （RPN-Risk Priority Number） 建議的行動？ 建議措施 （Recommended Action）,2020/8/16,55,質量的發(fā)展歷程,FMEA,質量是檢 驗出來的,質量是制 造出來的,質量是設 計出來的,2020/8/16,56,CH4 DFMEA應用與實施,1. D

27、FMEA簡介 2. DFMEA開發(fā) 3. DFMEA分析 4. DFMEA的拓展 5. DFMEA案例分析 6. DFMEA維護和鏈接,2020/8/16,57,1. DFMEA簡介,設計目的,顧客需求,顧客期望,產品要求,制造/裝配要求,典型的設計考慮,什么是設計期望,什么是設計不期望,-能夠被指定或測量,-某些不能解釋,質量功能展開 與顧客接觸 競爭對手分析 知名產品質量 可靠性要求 制造要求,想想在你們公司從什么文件 /資料定義這些,2020/8/16,58,1. DFMEA簡介-作用,有助于客觀評價設計，包括功能要求及設計方案提供幫助 評價制造、裝配、服務和回收等要求所作的最初設計 提

28、高在設計/開發(fā)過程中，已考慮潛在失效模式及其對系統和車輛運行影響的可能性(概率) 為全面和有效的設計、開發(fā)和確認項目的策劃，提供更多的信息 根據潛在失效模式對顧客的影響，對其進行排序列表，進而建立一套改進設計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統 為推薦和跟蹤降低風險的措施提供一個解決問題的格式 為將來分析研究現場情況，評價設計更改及開發(fā)更先進的設計，提供參考(如習得經驗),2020/8/16,59,1. DFMEA簡介-作用,DFMEA是一種動態(tài)文件，主要體現在：在一個設計概念最終形成之時或之前開始 在產品開發(fā)各階段中，當設計有變更或獲得信息增加時，要及時地修改 在最終制造放行之前完成 成為將來設計循環(huán)的

29、經驗來源,2020/8/16,60,2. DFMEA開發(fā),DFMEA聚焦于交付給最終顧客的產品設計。分析產品設計的主要工作任務包括： 建立工作小組 確定范圍 創(chuàng)建描述產品功能和要求的工具，如方塊圖、P圖等 對預期產品的清晰和完整的定義有助于潛在失效模式的識別，DFMEA表格用于任何建議措施和職責在內的分析結果的文件化 DFMEA過程應反映顧客或組織的產品開發(fā)過程,2020/8/16,61,2. DFMEA開發(fā),DFMEA在了解所需分析的系統、子系統或零組件的開發(fā)信息和確定他們的功能要求和特性的情況下展開。 在應用到部件、子系統或系統DFMEA時，小組應考慮以下適用的內容： 產品有什么過程，匹配

30、零部件或系統接口？ 產品的功能或特性是否對其它零部件或系統的影響？ 是否有其它零部件或系統提供，需要發(fā)揮產品的預期功能的輸入信息？ 產品功能是否包括在相連接的零部件或系統中對可能的失效模式的預防或探測？,2020/8/16,62,2. DFMEA開發(fā),考慮到設計的系統性，DFMEA分析從產品特點方面要求，可從最底層零件(甚至于材料選擇和材料分析)設計開始分析 DFMEA在分析實施的方法應從系統、子系統或零部件的框圖開始，通過框圖明確設計輸入、設計輸出以及設計過程的活動，并建立各項目的邏輯關系順序，作為DFMEA分析的依據，此框圖應附于DFMEA文件中。 DFMEA常用框圖的主要工具有： 方塊(

31、界線)圖工具 參數(P)圖工具等,2020/8/16,63,2. DFMEA開發(fā)-方塊(界線)圖,產品方塊圖顯示了產品零部件之間的物理和邏輯關系 產品方塊圖顯示了范圍內的零部件和子系統之間的相互作用的關系，這種相互作用關系可能是：信息、能量、力和液體流動的傳輸等 產品方塊圖主要目的：就是理解系統的要求和輸入，輸入或功能發(fā)揮所進行的活動，可交付結果或輸出等 用于DFMEA準備的方塊圖應作為DFMEA的副件之一,2020/8/16,64,2. DFMEA開發(fā)-方塊(界線)圖案例,2020/8/16,65,2. DFMEA開發(fā)-方塊(界線)圖案例,2020/8/16,66,2. DFMEA開發(fā)-方塊

32、(界線)圖案例,2020/8/16,67,2. DFMEA開發(fā)-參數(P)圖,參數圖是幫助小組理解與設計功能相關的物質的一種結構化工具 小組需分析設計的預期輸入(信號)和輸出(回應或功能)及那些會影響性能的受控或非受控因素 對產品的輸入及輸出，即預期或非預期的產品功能，對于識別錯誤現象、噪音因素、控制因素等是非常有價值 用于DFMEA準備的參數圖應作為DFMEA的副件之一,2020/8/16,68,2. DFMEA開發(fā)-參數(P)圖案例,一般催化式排氣凈化器參數P圖范例,2020/8/16,69,2. DFMEA開發(fā),DFMEA的另一過程是對產品所設計的功能和界面要求信息的確定，一般可包括：

33、概要：這個范疇考慮產品目的和它的總體設計意圖 安全性、政府法律法規(guī) 可靠性(功能周期) 負載和工作周期：顧客產品使用檔案 安靜運行：噪音、震動和刺耳聲(NVH) 液體滯留 人體工程學、外觀 包裝、運輸和服務 裝配設計、制造設計等,2020/8/16,70,2. DFMEA開發(fā),在DFMEA實施過程中常用到的工具還包括： 圖解、圖紙等 材料清單(BOM) 相互關系矩陣圖 接口矩陣 質量功能展開(QFD) 質量和可靠性歷史,2020/8/16,71,3. DFMEA分析-步驟過程,2020/8/16,72,3. DFMEA分析-應用方法,硬件法 針對零件清單上的每一個零件，一次一個的逐個分析，直到

34、整個產品分析完 功能法 針對該產品之所有功能予以列表出來，然后逐個功能項目來加以分析 功能塊法 成組的零件/組成/次組成或子系統結合成功能塊其對功能之影響性，影響性最大者將得到較多的注意和優(yōu)先權,2020/8/16,73,3. DFMEA分析-應用方法,可靠度塊法 將產品組合成可靠度塊，然后依據其重要性來分析每一個區(qū)塊 由上而下法 由最上層分析到最下層 由下而上法 由最下層分析到最上層,2020/8/16,74,3. DFMEA分析-應用方法(系統DFMEA關聯性),2020/8/16,75,3. DFMEA分析-應用方法案例,產品：橡膠油封 失效模式：外圍滲漏 原因：材料之耐久性；后果：污染

35、；目前之控制方法： 加速壽命試驗。 原因：材料之兼容性；后果：污染；目前之控制方法： 產品兼容性研究。 原因：允容設定；后果：污染；目前之控制方法：最差的公差設定研究。,2020/8/16,76,4. DFMEA的拓展,DFMEA應該包括任何可能在作為設計結果或制造、組裝過程中發(fā)生的潛在失效模式和起因。這樣的失效模式可能會引起必要的設計變更(如設計一個阻止錯誤的方向組裝一個零部件的設計特征，即防錯設計)而得到降低風險。如果在DFMEA分析過程中沒有降低，那么它們的識別、后果和控制等，則轉入并包含到PFMEA分析中,2020/8/16,77,4. DFMEA的拓展,DFMEA不是靠過程控制來克服

36、設計中潛在的缺陷，可必須要考慮到制造/裝配過程中的技術、物質等限制。如： 必要的拔模(斜度) 表面處理能力的限制 裝配空間/工具可接近 要求的鋼材強度 公差/過程能力/性能等,2020/8/16,78,4. DFMEA的拓展,DFMEA還可能要考慮到一旦產品投入使用，產品的維護(服務)及回收利用在技術/物質等方面的限制。如： 便利的維修工具可獲得性 診斷能力水平 材料的分類符號(回收利用) 用于制造過程中的材料/化學等物質等,2020/8/16,79,5. DFMEA案例分析,DFMEA應用說明：不能靠過程控制來克服在設計中潛在的缺陷 建議編制產品潛在失效模式清單，然后建立考慮糾正措施的優(yōu)選體

37、系 考慮到制造/裝配和產品設計的要求是一致的 DFMEA在體現設計意圖的同時，還應保證制造和裝配的設計意圖 DFMEA為產品設計的策劃和試驗提供信息,2020/8/16,80,5. DFMEA案例分析,DFMEA是一個車前門案例，其主要功能有： 車輛的出入口 對使用者的保護：如天氣（舒適）、噪音（舒適）、側面碰撞（安全） 對門附件起到支持性作用。如車視鏡、門鉸鏈、門鎖、門窗調控器等 外觀，如油漆、拋光等 維持內門板的完整,2020/8/16,81,5. DFMEA案例分析,2020/8/16,82,5. DFMEA案例分析,FMEA編號 系統、子系統、零件名稱及編號 設計責任 編制者 系統 車

38、型年度/項目 關鍵日期 FMEA日期 核心小組,2020/8/16,83,填入被分析項目/功能/要求的名稱和編號，并指明其設計水平，項目/功能/要求可以合并或各自獨立成一欄目。 項目：為輸入通過方塊圖、P圖或其他圖紙，包括小組進行分析識別的項目、接口或零件，所使用的術語應與顧客要求、使用在其他設計文件和分析相一致，確保其追溯性。 功能：根據顧客要求和小組討論必須符合設計目的的那些需要進行分析的項目功能或接口用盡可能簡明的文字來說明被分析項目/功能/要求要滿足設計意圖的功能 如果該項目有多種功能，且有不同的失效模式，應把這些失效模式單獨列出,2020/8/16,84,潛在失效模式：指可能未達到或

39、未完成在項目/功能中所描述設計意圖的形式 識別與功能/要求相關的潛在失效模式，應用專業(yè)性術語加以描述，而不同于顧客所見的現象 失效模式可能是更高一級子系統或系統的潛在失效模式的起因，也可能是比它低一級的零部件潛在失效模式的后果。 前提是這種失效模式可能發(fā)生，但不一定發(fā)生 建議將以往TGW(運行情況不良)的研究，問題報告、小組的頭腦風暴作為考慮失效模式的出發(fā)點 在特定的條件下產生的失效也應該考慮 每一種功能可能有多種失效模式。單一功能被識別多種失效 模式可能表示要求沒有得到很好定義,2020/8/16,85,典型的失效模式(應該用物理的、專業(yè)性的術語加以描述) ： 裂紋變形 松動泄露 粘結氧化

40、斷裂不傳輸扭矩 打滑無支撐 脫離太快信號不足,2020/8/16,86,潛在失效的后果：就是失效模式對系統功能的影響，就如顧客感受的一樣 要根據顧客可能發(fā)現或經歷的情況來描述失效后果 顧客可以是：內部的顧客、外部的采購顧客和外部最終顧客 失效后果應從具體的系統、子系統、零件和系統之間的關系來考慮。如零件破裂 -可能使裝配震動可能使裝配 -導致系統間隙性運動 -導致性能下降 -最終導致顧客不滿意,2020/8/16,87,典型的失效后果： 噪音 工作不正常 外觀不良 不穩(wěn)定 間歇運行 泄漏,粗糙 不起作用 異味 工作減弱 發(fā)熱 定期的不符合等,2020/8/16,88,嚴重度是對一個已假定的失效

41、模式造成的最嚴重影響的評價定級 嚴重度的評級要在整個小組內達成一致 推薦的嚴重度評價準則如附件，如果該評價表不適合，可結合本公司的產品特點進行適當調整 對于嚴重度級別為1時，不應該進行分析 高嚴重度級別有時候通過設計修改來降低，其能抵銷或減輕 失效產生的嚴重度。如：“降低胎壓”能減輕突然爆破的嚴重度；“安全帶”可以減輕車輛撞擊的嚴重度,2020/8/16,89,這個字段用來區(qū)分任何對零件、子系統或系統、可能要求附加于設計或過程控制的特殊特性的分級，一般用公司所固有的(或顧客認可的)符號表示 特性的分類可以是：關鍵的、主要的、重要的、重點的關鍵的、主要的、重要的、重點產品特性，一般用公司所固有的

42、(或顧客認可的)符號表示 此欄意圖是突出某些產品特性以優(yōu)先進行評定；,2020/8/16,90,失潛在失效起因：是按設計過程如何讓失效發(fā)生的一種跡象加以定義，可用糾正或可控制的情形描述，是指一個設計弱點的跡象，其結果是失效模式 潛在失效機理：是物理的、化學的、電的或其他過程導致的失效模式。失效模式一般是可觀察的或外部的，失效模式后的實際物理現象或降級過程或導致特別失效模式的發(fā)生 在可能的范圍內，應對每一種失效模式列出所有可能的潛在失效機理，并用簡捷和完整的語言加以逐一列出 原因應具體、明確，如操作者未安裝密封圈；不能用含糊不清的詞語，如機器不正常，操作不當等 試討論起因與機理的區(qū)別,2020/

43、8/16,91,典型的失效起因可包括，但不限于： o規(guī)定的材料不正確 o設計壽命估計不足 o壓力過大 o潤滑能力不足 o維修保養(yǎng)說明錯誤 o軟件規(guī)范錯誤 o表面加工規(guī)范錯誤 o流程規(guī)范錯誤 o規(guī)定的磨擦材料不當等,2020/8/16,92,典型的失效機理可包括，但不限于： o屈服 o疲勞 o材料不穩(wěn)定性 o蠕變 o磨損 o腐蝕 o化學性氧化 o電位移等,2020/8/16,93,頻度是指在設計的壽命中某一特定的失效起因/機理發(fā)生的可能性。描述頻度級別數重在其含義，而不是具體的數值。頻度可能性的排序比其絕對值更有意義 通過設計更改或設計過程更改(如設計查檢表、設計評審、設計指南)，來預防或控制該

44、失效模式的起因/機理是降低頻度級別的唯一途徑 推薦采用手冊中頻度的評價準則(如附件)，必要時修改 建議一個一致的頻度級別系統應該確保其能持續(xù)的被使用 只有通過設計更改或設計過程更改預防失效模式的起因，是降低頻度的唯一方法,2020/8/16,94,在確定頻度時可以從這些方面考慮： 類似零件的維修檔案及維修服務經驗； 是否為沿用以前使用的零件，還是與其相似； 相對先前水平的零件所做的變化有多顯著； 是否與原有水平的零件有根本的不同； 是否是全新的零件； 零部件的用途有無變化； 有哪些環(huán)境變化； 針對用途，是否作了工程分析來估計其預期的可比較的頻度數；,2020/8/16,95,列出已經完成或承諾

45、要完成的設計確認/驗證(DV)或其它活動； 現行的控制方法是指那些已經用于或正在用于相同或相似設計中的那些方法； 比如道路試驗、設計評審、失效與安全(減壓閥)、計算研究、臺架/試驗、可行性評審、樣件試驗、使用實驗等； 有三種類型的措施可以考慮： 防止起因/機理或失效模式/后果出現； 查處起因并就此找出糾正措施的； 查明失效模式；,2020/8/16,96,預防：預防失效起因/機理或預防失效模式的發(fā)生，或降低它們發(fā)生的概率 探測：在項目投產之前，通過分析或物理的方法，檢測失效起因/機理或失效模式 應盡量先使用預防控制，假如預防控制被融入設計意圖并成為其一部分，它可能會影響最初的頻度定級 探測度的

46、最初定級將以檢測失效模式的起因/機理或失效模式的設計控制為基礎 一旦設計控制被鑒別，如果任何頻度等級被更改時，要評審所有的預防控制以供確認；,2020/8/16,97,預防控制一般采用的方法有： 基準研究 自動防錯裝置設計 設計和材料標準（內部的和外部的） 文件-類似設計中最好實踐的記錄、以往的教訓等 模擬研究-確定設計要求的概念分析 防錯,2020/8/16,98,探測控制一般采用的方法有： 設計評審 原型試驗 驗證試驗 模擬研究-設計驗證,2020/8/16,99,探測度是對現有設計控制探測欄中列出的最好的探測控制的對應等級。當識別一種以上控制時，建議對每種控制進行探測度排序作為控制描述的

47、一部分包含在內 現有設計控制探測度建議方法是：假設失效已經發(fā)生，然后評價現有設計控制探測失效模式能力 探測度是一個在某一FMEA范圍內的相對級別為了取得較低的探測度數值，計劃的設計控制(如確認、和/或驗證等活動)需要不斷改進 建議按照手冊中所列的探測度準則進行評價，必要時可以調整(如附件),2020/8/16,100,RPN=(S)(O)(D) 應用RPN是協助實施措施優(yōu)先排序的一種方法 對于已確定的需要采取措施的，不建議使用RPN評估 為了確定一個可接受的風險，應規(guī)定RPN目標值，以便識別采取措施的機會。小組應考慮在資源、時間、技術和其他因素方面的內在限制。例如可采用的準則： RPN100的

48、項目 S8的項目，小組必須強制確保風險通過存在的設計控制或建議措施來陳述。 前三項RPN值最高的項目 顧客認可的RPN分值等,2020/8/16,101,一般來說，預防措施比探測措施更為有效可取。建議措施的目的是改善設計，因此降低風險的排序如下：首先是嚴重度，后是頻度，最后是探測度 嚴重度：只有設計變更才能降低嚴重度等級，設計變更可彌補或減輕失效導致的嚴重度。如：輪胎壓力調整。設計變更應在開發(fā)早期進行。 當嚴重度是9或10時，不管RPN是如何，都必須特別注意確認是否已利用現行的設計控制或預防/糾正措施?？煽紤]： 修改設計幾何尺寸和/或公差 修改材料規(guī)范 試驗設計或其解決問題的技巧，及修改試驗計

49、劃,2020/8/16,102,建議措施降低風險的排序如下：首先是嚴重度，后是頻度，最后是探測度 頻度：可能受設計變更消除或控制失效模式的一種或多種要因/機理的影響，一般有以下措施： 為消除失效模式的防錯設計 修改設計幾何尺寸和公差 修改設計以降低壓力或替代不耐用（高失效）的零部件 增加冗余 修改材料規(guī)范,2020/8/16,103,建議措施降低風險的排序如下：首先是嚴重度，后是頻度，最后是探測度 探測度：建議采用防錯裝置。設計確認/驗證措施的增加僅僅導致探測度級別的降低?？勺饕韵驴紤]： 試驗設計（特別是多種或相互作用的要因存在時） 修改試驗計劃,2020/8/16,104,對設計措施的綜合考

50、慮如下： 設計DOE的結果或可靠性試驗 確定方案的有效性，不引進新的潛在失效模式的設計分析（失效的可靠性、結構和物理） 確定目標特征物理更改的圖紙、圖表或模式 設計評審的結果 對給定工程標準或設計指南進行更改 可靠邊性分析結果,2020/8/16,105,建議措施主要目的是希望通過設計改進來增加顧客滿意度 只有設計修改才能使嚴重度級別減小 只能通過設計修改來消除或控制一個或多個失效模式的起因/機理來實現降低頻度級別 增加設計確認/驗證措施只能減小探測度級別,2020/8/16,106,對每一個的建議措施的填入負責單位或個人，及預計完成的日期,2020/8/16,107,當實施一項措施后，簡要記

51、錄具體的措施和生效日期，包括措施的證據資料的索引等 。,2020/8/16,108,當明確了預防/糾正措施后，估算并記錄下嚴重度、頻度及探測度數值 所有的更改后的等級都應該被評審。如果有必要考慮更進一步的措施，還應重復分析。焦點始終在持續(xù)改進,2020/8/16,109,6.DFMEA維護和鏈接,負責設計的工程師負責確保所有的建議措施已被實施或已妥善地落實。 DFMEA是一個動態(tài)的文件，當產品設計發(fā)生變更或更新時，必要時加以評審，建議的措施與最終結果一起包含在后續(xù)的DFMEA中。所以不僅應隨時體現最新的設計版本，還應體現最新的有關糾正措施，包括開始量產后發(fā)生的事件 對于一個新產品若與現有產品的

52、功能相似，則單一的DFMEA也可以應用于顧客。在新產品開始時就可應用已有的DFMEA，可以最大化利用過去的經驗和知識。如存在一些不同，小組應識別和重點分析此不同點可能產生的后果,2020/8/16,110,6.DFMEA維護和鏈接,DFMEA不是一個孤立的文件，其輸出可以作為后續(xù)產品開發(fā)過程的輸入信息之一。負責設計的工程師有幾種方式來確保已經鑒別了所顧慮的問題以及建議措施的實施，這些方式包括不限于下列情況： 確保達到設計要求 評審工程圖樣和規(guī)范 確認與裝配/制造文件的結合和一致性 評審過程FMEA和控制計劃等,2020/8/16,111,6.DFMEA維護和鏈接,DFMEA一個重要的聯接是和D

53、VP&R(設計驗證計劃&報告) 。 DFMEA識別和文件化轉化為試驗描述輸入的現有設計預防和探測控制，包括DVP&R提供那些可接受的標準、程序和樣本量的同量，DFMEA識別什么是可以“控制”的 DFMEA另一個重要的聯接是與PFMEA。如他們都可以導致相關的失效后果 DFMEA聯接的關系如下頁圖所示,2020/8/16,112,6.DFMEA維護和鏈接,DFMEA,方塊圖 P圖等,設計驗證計劃&報告（DVP&R)、 PFMEA等,2020/8/16,113,CH5 PFMEA應用與實施,1. PFMEA簡介 2. PFMEA目的 3. PFMEA集體的努力 4. PFMEA關注的重點 5. P

54、FMEA實施準備 6. PFMEA常用表格形式要求 7. PFMEA的跟蹤行動,2020/8/16,114,1. PFMEA簡介,由“制造/裝配工程師/小 組”采用的一種分析技術,以其最嚴密的形式總結了 開發(fā)一個過程時，工程師 /小組的設計思想,在最大范圍內保證已充份 考慮到并指明潛在失效模 式及與其相關的后果和起 因/機理,在任何制造策劃過程中正 常經歷的思維過程是一致 的，并使之規(guī)范化。,2020/8/16,115,1. PFMEA簡介-作用,確定過程功能和要求 以其最嚴密的形式總結了開發(fā)一個過程時，工程師/小組的設計思想在任何制造策劃過程中正常經歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化。 確定

55、與產品和過程相關的潛在失效模式 評價潛在失效模式對顧客產生的后果 確定潛在制造或裝配過程起因并確定要采用控制來降低失效產生的頻度或失效探測度的過程變量 確定過程變量以此聚焦于過程控制 編制一個潛在失效模式清單，以便建立一個考慮預防/糾正措施的優(yōu)選體系 記錄制造或裝配過程的結果,2020/8/16,116,1. PFMEA簡介-作用,人,機,料,環(huán),法,測,失效后果,失效模式,一般是發(fā)生 在產品上,一般是指對 下工程或最 終顧客的影響,2020/8/16,117,1. PFMEA簡介-作用,PFMEA是一種動態(tài)文件，主要體現在： 在可行性研究階段之前或期間啟動 在制造工裝設計之前啟動 考慮從個別

56、的零部件到裝配所有制造運作 包括工廠內所有影響制造和裝配運作的過程，如材料的搬運、接收、運輸、存儲和標識等,2020/8/16,118,1. PFMEA簡介-集體的努力,在最初PFMEA中，希望負責 的工程師能夠直接地、主動 地聯系所有相關部門的代表 PFMEA應成為促進不同部門 之間充分交換意見的催化劑 ，從而提高整個集體的工作 水平 一位有經驗的FMEA推進員非 常關鍵,2020/8/16,119,1. PFMEA簡介-集體的努力,設計 思想,過去 經驗,擔心 問題,顧客 反應,可能的失效模式,解決方案,群策群力智能發(fā)光,2020/8/16,120,2. PFMEA拓展-關注的重點,PFM

57、EA假定所設計的產品能夠 滿足設計要求，其潛在失效模 式可能會因設計弱點而包括在 過程FMEA中，它們的影響及避 免措施由設計FMEA來解決。因 設計缺陷所產生失效模式可包 含在過程FMEA中,2020/8/16,121,2. PFMEA拓展-關注的重點,過程FMEA并不是依靠改變產品設計來克服過程缺陷的，但它要考慮與計劃的制造或裝配過程有關的產品設計特性參數，以便最大限度地保障產品能滿足顧客的要求和期望 FMEA也有助于新機器或設備的開發(fā)。其方法是一樣的，只是應將所設計的機器或設備當作一種產品來考慮。在確定了潛在的失效模式之后，就可以著手采取預防措施消除潛在失效?；虿粩鄿p小它們發(fā)生的可能性

58、設計 制造 出貨 顧客 不設計不良品 不制造不良品 不流出不良品,2020/8/16,122,3. PFMEA開發(fā)要求,小組在編制PFMEA時，應充分列出過程的意圖，即可列出過程期望什么？和不期望什么？ PFMEA應從整個過程的流程圖開始，此流程圖應識別與每一個運作相關的產品/過程的特性。從相應的DFMEA中的失效后果的識別也應包含在其中。用于PFMEA準備工作的流程圖作為PFMEA的附件之一 PFMEA開始于理解所分析的制造和裝配操作過程的相關信息，以確定他們的相關要求 過程流程圖是PFMEA最主要的輸入，流程圖作為一種工具 在制造系統設計過程中用于幫助建議分析范圍,2020/8/16,12

59、3,3. PFMEA開發(fā)要求,過程流程圖通過過程-從流入到流出描述產品實現過程。其制造和裝配過程的每一步驟同樣包含有輸出（產品特性、要求、交付等）和輸入（過程特性、變異來源等）信息。過程流程的詳略程度取決于過程開發(fā)討論階段。初始流程圖一般考慮應用適當的簡化與匯總，如下圖案例：,2020/8/16,124,3. PFMEA開發(fā)要求,PFMEA應該與過程流程圖的信息相一致。過程流程圖的范圍包含從單獨零部件到裝配材料的裝運、接收、運輸、存儲、搬運和標識等所有制造過程。使用過程流程圖進行初步的風險評估以識別這些動作或各步驟對產品制造和裝配的影響，這也應包含在PFMEA中 PFMEA開發(fā)是通過識別每個過程/功能要求的延伸。 每個操作/步