1、潛在失效模式及后果分析Potential Failure Mode and Effects Analyses培訓(xùn)教材,2009年5,第一章 概論,一、什么是FMEA？ 1.FMEA的定義 FMEA是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和過程設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件，對(duì)構(gòu)成過程的各個(gè)工序逐一進(jìn)行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預(yù)先采取必要的措施，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動(dòng)，并將全部過程形成文件。 FMEA是對(duì)確定設(shè)計(jì)或過程必須做哪些事情才能使顧客滿意這一過程的補(bǔ)充。,第一章 概論,2.FMEA的特點(diǎn) 失效還未產(chǎn)生，可能發(fā)生、但不是一定要發(fā)生 時(shí)機(jī)：在設(shè)計(jì)或過程開發(fā)階段前

2、開始 合作：小組由各種有經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的人構(gòu)成 FMEA分析的文件 記錄專用表格 作為動(dòng)態(tài)文件使用 按照過程/產(chǎn)品/服務(wù)壽命周期期間要求更改 核心：預(yù)防 對(duì)潛在失效模式的風(fēng)險(xiǎn)和后果進(jìn)行評(píng)定 指導(dǎo)貫穿整個(gè)過程、產(chǎn)品和服務(wù)周期,第一章 概論,3.FMEA的分類 SFMEA 系統(tǒng)FMEA DFMEA 產(chǎn)品FMEA（設(shè)計(jì)FMEA） PFMEA 過程FMEA（制造/裝配FMEA） AFMEA 應(yīng)用FMEA SFMEA 服務(wù)FMEA PFMEA 采購FMEA FMEA成功的資源：管理者的支持、預(yù)算、人力、物力、時(shí)間,第一章 概論,4.FMEA共同的因素 功能框圖或過程流程圖 產(chǎn)品或過程要執(zhí)行的功能是什么？

3、 產(chǎn)品或過程功能失效的表現(xiàn)是怎樣的？ 顧客如何確認(rèn)失效？ 失效產(chǎn)生的后果多嚴(yán)重？ 什么引起失效？ 真正引起失效結(jié)果的可能性是多少？ 原因是被怎樣預(yù)防或探測的？ 失效的預(yù)防和探測的效果怎樣？ 全部失效風(fēng)險(xiǎn)的總和是什么？ 消除失效的原因/改進(jìn)探測測量并減少風(fēng)險(xiǎn)的糾正措施是什么？,第一章 概論,二、FMEA的歷史 世界上首次采用FMEA這種概念與方法的是在20世紀(jì)60年代中期美國的航天工業(yè)。 進(jìn)入20世紀(jì)70年代，美國的海軍和國防部相繼應(yīng)用推廣這項(xiàng)技術(shù)，并制定了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 20世紀(jì)70年代后期FMEA被美國汽車工業(yè)界所引用，作為設(shè)計(jì)評(píng)審的一種工具。 1993年2月美國三大汽車公司聯(lián)合編寫了FMEA

4、手冊(cè)，并正式出版作為QS 9000質(zhì)量體系要求文件的參考手冊(cè)之一，1995年2月出版了第2版。 1994年，美國汽車工程師學(xué)會(huì)SAE發(fā)布了SAEJ1739 潛在失效模式及后果分析標(biāo)準(zhǔn)。 FMEA還被廣泛應(yīng)用于其它行業(yè)，如糧食、衛(wèi)生、運(yùn)輸、燃?xì)獾炔块T。,第一章 概論,三、FMEA和FMA、FTA FMEA是一種事前行為； FMA（Failure Mode Analysis）是一種事后行為。 FMA是對(duì)產(chǎn)品/過程已經(jīng)發(fā)生的失效模式分析其產(chǎn)生的原因，評(píng)估其后果及采取糾正措施的一種活動(dòng)。 類似項(xiàng)目的FMA是FMEA的重要的輸入?yún)⒖假Y料。 FMEA是“由下至上”進(jìn)行分析 FTA（Failure Tree

5、 Analysis）是“由上至下”進(jìn)行分析,第一章 概論,潛在失效模式及后果分析與失效分析的比較,第一章 概論,四、FMEA的目的 目的：（a）認(rèn)可并評(píng)價(jià)產(chǎn)品/過程中的潛在失效以及該失 效的后果； （b）確定能夠消除或減少潛在失效發(fā)生機(jī)會(huì)的措施；,第一章 概論,五、為什么要進(jìn)行FMEA？ 減少風(fēng)險(xiǎn)和損失提高產(chǎn)品可靠性 由于策劃設(shè)計(jì)的不足，措施不夠，造成產(chǎn)品/過程/服務(wù)失效，給顧客帶來損失 事先花時(shí)間很好地進(jìn)行FMEA，能夠較容易地、低成本地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改，減少事后修改的風(fēng)險(xiǎn)和巨大損失 有助于對(duì)設(shè)計(jì)要求和不同的設(shè)計(jì)方案給予客觀真實(shí)的評(píng)價(jià)； 有助于可制造性和裝配性的初始設(shè)計(jì)； 設(shè)計(jì)FMEA有助于可

6、制造性和裝配性的早期考慮，實(shí)施同步工程技術(shù)； 為制定試驗(yàn)計(jì)劃，質(zhì)量控制計(jì)劃提供正確的、恰當(dāng)?shù)母鶕?jù)； 對(duì)失效模式進(jìn)行排序列表，建立改進(jìn)設(shè)計(jì)和開發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)； 能夠發(fā)揮集體的經(jīng)驗(yàn)和智慧,第一章 概論,經(jīng)驗(yàn)積累，為以后的設(shè)計(jì)開發(fā)項(xiàng)目提供寶貴的參考； 是現(xiàn)代質(zhì)量策劃的重要工具； 是識(shí)別特殊特性的重要工具； 提供改進(jìn)設(shè)計(jì)的優(yōu)先控制系統(tǒng)，引導(dǎo)資源去解決需要優(yōu)先解決的問題； 是重要設(shè)計(jì)文件之一，是設(shè)計(jì)評(píng)審的重要內(nèi)容； 為以后的設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)與參考。 FMEA的理念是：了解歷史才不重蹈歷史，了解歷史才能利 用歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。,第一章 概論,六、FMEA的益處 1.設(shè)計(jì)FMEA的益處 幫助確認(rèn)已列出的潛在

7、失效模式及它們的后果； 指明相應(yīng)的起因/機(jī)理，降低或消除失效出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的措施； 輔助設(shè)計(jì)要求及方法的客觀評(píng)價(jià)； 輔助起草制造及裝配設(shè)計(jì)的要求； 增加在設(shè)計(jì)階段就考慮失效模式及后果的可能性； 輔助設(shè)計(jì)試驗(yàn)及開發(fā)項(xiàng)目； 從顧客的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)失效進(jìn)行評(píng)定； 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低措施進(jìn)行跟蹤和記錄； 對(duì)未來的分析及設(shè)計(jì)是好的參考； 記錄設(shè)計(jì)FMEA的過程。,第一章 概論,2.過程FMEA的益處 幫助確認(rèn)已列出的與產(chǎn)品相關(guān)的過程失效模式及它們的后果； 指明相應(yīng)的起因/機(jī)理； 指明降低或消除失效出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的措施； 指明潛在的制造或裝配過程失效的原因； 指明過程變差，如果受控，可降低失效出現(xiàn)的頻度或提高失效的探測度；

8、幫助對(duì)糾正措施進(jìn)行優(yōu)先排序； 對(duì)類似的制造過程是有用的參考； 過程FMEA的實(shí)施記錄。,第一章 概論,七、由誰來做FMEA？ 1.誰來做DFMEA？ 由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師/工程師小組制定 依靠小組的共同努力； 組成一個(gè)包括設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等方面的專家小組； 吸收與設(shè)計(jì)有關(guān)的上游（如供方、材料、上一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師）和下游（如下一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師）的部門 對(duì)有專利權(quán)的設(shè)計(jì)，可由供方制定；,第一章 概論,2.誰來做PFMEA？ 由負(fù)責(zé)制造的工程師/工程師小組制定； 依靠小組的共同努力 負(fù)責(zé)的工程師應(yīng)直接、主動(dòng)地同有關(guān)部門聯(lián)系，這些部門包括：裝配、制造、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方

9、，以及負(fù)責(zé)下一總成的部門。,第一章 概論,八、FMEA的分析時(shí)機(jī) 為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在設(shè)計(jì)或過程失效模式被無意 地納入設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前進(jìn)行。事先花時(shí)間進(jìn)行FMEA分析，能夠 容易并低成本地對(duì)產(chǎn)品或過程進(jìn)行修改，從而減少事后修改的 損失。,第一章 概論,1.什么時(shí)候做DFMEA？ 開始于一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前； 設(shè)計(jì)方案初步確定時(shí)應(yīng)該開始FMEA初稿的編制 FMEA作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的一部分，應(yīng)該在設(shè)計(jì)任務(wù)完成（如設(shè)計(jì)圖樣完成）之時(shí)完成FMEA工作； 產(chǎn)品開發(fā)各階段、設(shè)計(jì)發(fā)生變化、獲得有關(guān)信息時(shí)，對(duì)FMEA的初稿進(jìn)行評(píng)審，不斷進(jìn)行修改； FMEA是一個(gè)動(dòng)態(tài)的文件；,第一章 概論,2.什么

10、時(shí)候做PFMEA 開始于可行性階段之前或過程中，在工裝制造之前； PFMEA在過程設(shè)計(jì)任務(wù)（如過程設(shè)計(jì)文件）完成之時(shí)完成工作； PFMEA是一個(gè)動(dòng)態(tài)的文件；,第一章 概論,九、DFMEA與PFMEA關(guān)系 產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的下一道工序是過程設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮可制造與可裝配性問題，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中沒有適當(dāng)考慮制造中的技術(shù)與操作者體力的限制，可能造成制造失效模式的發(fā)生； 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA不能依靠過程檢測作為控制措施； PFMEA應(yīng)將DFMEA作為重要的輸入，對(duì)DFMEA中標(biāo)明的特殊特性也必須在PFMEA中作為重點(diǎn)分析的內(nèi)容。,第一章 概論,（1失效原因） （1失效模式） （2失效原因） （1失效后果

11、） （2失效模式） （2失效后果） （3失效原因） （3失效模式） （3失效后果）,水箱支架斷裂,水箱后傾,水箱與風(fēng)扇碰撞,水箱冷卻水管被風(fēng)扇刮傷,水箱冷卻液泄漏,冷卻系統(tǒng)過熱,發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸損壞,汽車停駛,時(shí)間,第一章 概論,十一、FMEA同QS9000的關(guān)系 QS9000有關(guān)章節(jié) 4.2.3.1 產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃 4.2.3.5 過程失效模式及后果分析 4.4.2 設(shè)計(jì)和開發(fā)的策劃 4.4.5 設(shè)計(jì)輸出 福特公司特殊要求、控制計(jì)劃和失效模式及后果分析 APQP 第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā) 2.1 DFMEA； 2.4設(shè)計(jì)評(píng)審 第三章 過程設(shè)計(jì)和開發(fā) 3.6 PFMEA PPAP 第1部分 1.2.

12、2.4 第1部分 1.2.2.6,十二、FMEA在質(zhì)量體系中 顧客滿意度的改進(jìn)過程,獲得顧客需求輸入,DFMEA,PFMEA,控制計(jì)劃,過程變量,產(chǎn)品特性,數(shù)據(jù)收集,進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^,更新PFMEA控 制計(jì)劃 反應(yīng)計(jì)劃,過程怎樣改變,不,確認(rèn)/產(chǎn)品或服務(wù)的質(zhì)量,是,反應(yīng)計(jì)劃,過程改 變了嗎？,第一章 概論,FMEA和控制計(jì)劃是幫助提供產(chǎn)品、過程或服務(wù)有關(guān)信息的 兩個(gè)主要工具。,QFD,DFMEA,PFMEA,控制計(jì)劃,反應(yīng)計(jì)劃,FMEA線路圖,準(zhǔn)備功能框圖或過程流程圖,確認(rèn)任務(wù)或活動(dòng),用頭腦風(fēng)暴考慮 所有可能的問題和憂慮,確認(rèn)失效模式和原因,FMEA的開發(fā)步驟,FMEA的輸入步驟,FMEA的分析

13、步驟,確認(rèn)現(xiàn)行控制,建立頻度,確認(rèn)探測方法 并建立探測度,確認(rèn)后果 并建立嚴(yán)重度,輸入信息到FMEA表格,完成FMEA分析,使用排列圖： 根據(jù)需求選擇需改進(jìn)之處,針對(duì)改進(jìn)的目的 完成FMEA分析,修訂最初的FMEA,是 評(píng)定 FMEA,符合FMEA 目標(biāo)嗎？,否,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,一、DFMEA 準(zhǔn)備工作 1.建立小組 2.必須的資料： 由（QFD）得到的設(shè)計(jì)要求； 產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量目標(biāo)； 產(chǎn)品的使用環(huán)境； 類似產(chǎn)品的失效分析（FMA）；以往類似產(chǎn)品的DFMEA； 初始工程標(biāo)準(zhǔn)； 初始特殊特性明細(xì)表； 功能框圖。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,二、DFMEA功能框圖 連接方法 1.不連接（

14、滑動(dòng)配合） 2.鉚接 3.螺紋連接 4.卡扣連接 5.壓緊連接,開關(guān)C,燈罩A,燈泡總成D,電池B,彈簧F,極板E+,2,3,1,4,4,5,5,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,三、DFMEA表頭填寫 FMEA編號(hào) 系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的名稱及編號(hào) 編制者（姓名、部門、電話等） 年型/車型（該系統(tǒng)/零部件應(yīng)用的年型/車型） 關(guān)鍵日期（預(yù)定FMEA完成的日期，不應(yīng)超過設(shè)計(jì)圖樣完成日期） FMEA日期（初稿日期與最新修訂日期） 小組成員（組長、成員的姓名、單位、電話等）,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,四、開始DFMEA 1.DFMEA項(xiàng)目名稱及功能 DFMEA的功能 簡要說明設(shè)計(jì)意圖要求的功能，包括環(huán)境信息

15、。如果項(xiàng)目有多種功能，應(yīng)分別列出。 可靠性定義：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。不能完成規(guī)定的功能就稱失效。 功能：設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)/子系統(tǒng)/零部件做什么？設(shè)計(jì)要求？設(shè)計(jì)意圖？ 一個(gè)零部件（或子系統(tǒng)，或系統(tǒng)）的功能往往是多項(xiàng)的。這種情況下，必須把所有的功能全部列出，不能遺漏。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA, DFMEA功能的分析 給出完成功能的重要的環(huán)境條件 如大氣溫度、濕度、大氣壓、道路、灰塵和腐蝕介質(zhì)等 如變速箱的潤滑系統(tǒng)的正常工作與環(huán)境溫度有重要關(guān)系 給出設(shè)計(jì)要求的壽命 以上這些要求都應(yīng)盡可能給出可度量的（即定量的）的要求 如各檔速比，傳遞的扭矩、功率、工作溫度，等

16、等。 滿足最終顧客的要求 滿足直接顧客和中間顧客的要求 滿足可制造性和裝配性的要求 一個(gè)產(chǎn)品在產(chǎn)生滿足顧客期望的功能的同時(shí)，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生顧客非期望的功能。這些非期望功能常常與安全及政府法規(guī)的符合性相關(guān)。 諸如：噪聲、振動(dòng)、電磁干擾、環(huán)境污染、能源消耗、材料回收再循環(huán)等。 許多產(chǎn)品對(duì)維修性、服務(wù)和后勤保障性還有要求，也應(yīng)列入功能項(xiàng)目之中。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,2.DFMEA潛在失效模式 DFMEA的定義 對(duì)每個(gè)項(xiàng)目和功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。 “潛在”是指可能發(fā)生也可能不發(fā)生；失效就是喪失功能。而失效模式就是失效表現(xiàn)的形式。 應(yīng)用規(guī)范化、專業(yè)化的術(shù)語來描述失效模式。 常用的有兩大類失

17、效：類失效、類失效。 當(dāng)出現(xiàn)這類失效時(shí)，要返回功能描述部分，看是否已有限制要求，如果沒有，是否應(yīng)加以補(bǔ)充。 在描述失效模式時(shí)，要使用術(shù)語，避免使用地方性、行業(yè)性俚語。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA, DFMEA的種類 類失效，指的是不能完成規(guī)定的功能，如： 突發(fā)型：斷裂、開裂、碎裂、彎曲、塑性變形、失穩(wěn)、短路、斷路、擊穿、泄漏、松脫、等等。 漸變型：磨損、腐蝕、龜裂、老化、變色、熱衰退、蠕變、低溫脆變、性能下降、滲漏、失去光澤、褪色，等等。 類失效，指的是產(chǎn)生了有害的非期望功能，如： 噪聲、振動(dòng)、電磁干擾、有害排放、等等。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,3.DFMEA潛在失效后果 潛在的失效后果，是指

18、失效模式可能帶來的對(duì)完成規(guī)定功能的影響，以致帶來顧客的不滿意，和不符合安全和政府法規(guī)。 失效后果分析：要運(yùn)用失效鏈分析方法，搞清楚直接后果、中間后果和最終后果。 失效后果是指對(duì)系統(tǒng)功能的影響，就象顧客感受的情況一樣； 站在顧客的角度發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況來描述失效的后果（顧客可能是內(nèi)部的顧客，也可能是外部最終顧客）。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,注意： 失效后果可以從以下幾方面考慮： 對(duì)完成規(guī)定功能的影響； 對(duì)上一級(jí)系統(tǒng)完成功能的影響； 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其他零件的影響； 對(duì)顧客滿意的影響； 對(duì)安全和政府法規(guī)符合性的影響； 對(duì)整車系統(tǒng)的影響。 典型的后果舉例：噪聲、工作不正常、不良外觀、工作不穩(wěn)定、間歇性工作、粗糙、失去功能、異味、性能衰退等。,第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA,4.DFMEA嚴(yán)重度（S）： 為了