1、潛在失效模式和后果分析,FMEA （Potential Failure Mode and Effects Analysis）,目錄,概述 DFMEA PFMEA,概 述,術(shù)語 失效：功能降低或喪失。 潛在：失效可能發(fā)生，但不一定發(fā)生。 失效模式：失效的表現(xiàn)形式。 潛在失效模式和后果分析(FMEA) 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動。 時間：在產(chǎn)品/過程/服務(wù)的策劃的階段； 對象：產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件和過程的各工序逐一進行分析； 目的：找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，預(yù)先采取措施，減少其嚴(yán)重程度，降低其可能發(fā)生的概率； 結(jié)果：使活動規(guī)范化和文件化。,FMEA與FMA、FTA,F

2、MEA與FMA(Failure Mode Analysis，即失效模式分析)。 FMEA是事前行為； FMA是事后行為。 FMEA與FTA(Failure Tree Analysis，即失效樹分析)。 FMEA是從局部失效入手，分析其對上一級系統(tǒng)、相關(guān)部分、下游程序及總成的后果； FTA一般由系統(tǒng)的失效模式入手，分析造成失效產(chǎn)生的原因。,FMEA的目的,發(fā)現(xiàn)、評價、消除/減少潛在的失效，并記錄之。,FMEA的實施,準(zhǔn)備工作 每項工作要落實到人，包括編制，完成要靠集體協(xié)作，綜合每個人的智慧設(shè)計、分析/試驗、制造、裝配、服務(wù)、回收、質(zhì)量及可靠性等方面有經(jīng)驗的專業(yè)人才。 及時性是成功實施 FMEA的

3、重要因素之一，因 其是一項“事先的行為”，而不是“事后的行為”(FMA ) 。 FMEA是從分析零件/工序入手，分析對系統(tǒng)影響的后果，是“由上而下”的分析途徑。而不是“自下而上”失效樹(FTA)的分析途徑. FMEA 可分為DFMEA PFMEA等。 建議根據(jù)FMEA的質(zhì)量目標(biāo)(見手冊附錄A和B)對FMEA文件進行評審,包括管理評審.,FMEA分析的過程順序,功能、特性或要求是什么？,會有什么問題？ -無功能； -部分功能/功能過強/功能降低； -功能間歇； -非預(yù)期功能,后果是什么？,有多糟糕？,能做些什么？ -設(shè)計更改 -過程更改 -特殊控制 -標(biāo)準(zhǔn)、程序或指南更改。,起因是什么？,發(fā)生的

4、頻率如何？,怎樣能得到預(yù)防和探測？,該方法在探測時有多好？,DFMEA,負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師/小組主要采取一種分析技術(shù)： 以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關(guān)的起因/機理已得到充分考慮和說明； 使之規(guī)范化和文件化。,DFMEA的作用,DFMEA為設(shè)計過程提供支持，它以如下的方式降低失效(包括產(chǎn)生不期望的結(jié)果)的風(fēng)險： 客觀地評價設(shè)計，包括功能要求及設(shè)計方案； 評價為生產(chǎn)、裝配、服務(wù)和回收要求所做的設(shè)計； 增加在設(shè)計階段就考慮失效模式及后果的可能性； 為設(shè)計、開發(fā)和確認(rèn)項目的策劃提供更多的信息； 從顧客的觀點出發(fā)，開發(fā)失效模式的排序，為設(shè)計改進、開發(fā)和確認(rèn)試驗/分析建立一套優(yōu)先控制系統(tǒng)； 注：

5、顧客不僅是“最終使用者”，也包括負(fù)責(zé)整車或更高一層總成設(shè)計的工程師/設(shè)計組及負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和服務(wù)活動的生產(chǎn)/工藝師。 對降低風(fēng)險的措施進行跟蹤和記錄； 對今后的分析研究和設(shè)計是極好的參考； 記錄DFMEA的結(jié)果；,DFMEA不依靠過程來克服潛在的設(shè)計缺陷，但要考慮制造/裝配過程的技術(shù)/身體的限制，如： 必要的拔摸斜度； 表面處理的限制； 裝配空間/工具的可接近性； 鋼材淬硬性的限制； 公差/過程能力/性能。 DFMEA尚應(yīng)考慮產(chǎn)品維修(服務(wù))及回收的技術(shù)/身體的限制，如： 工具的可接近性； 診斷能力； 材料分類符號(用于回收)。,誰來做FMEA,由設(shè)計責(zé)任工程師編制、啟動，核心小組參與； 對有

6、專利權(quán)的設(shè)計，可由供方制定； 責(zé)任工程師應(yīng)主動，直接地同有關(guān)部門的代表聯(lián)系：裝配、制造、分析/試驗、可靠性、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方、以及與之相關(guān)的設(shè)計部門(高或低層次的總成或系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件)。,什么時候做,DFMEA是一份動態(tài)文件，即反應(yīng)最新狀態(tài)： 新設(shè)計、新技術(shù)； 對現(xiàn)有設(shè)計的修改； 將現(xiàn)有的設(shè)計用于新的環(huán)境、場所。 開始于一個設(shè)計概念最終形成之時或之前； 在產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，發(fā)生更改或獲得信息時，持續(xù)予以更新或評審(注意考慮對相關(guān)部分的影響)； 在產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部完成。,準(zhǔn)備工作,成立小組； 必要的資料： 經(jīng)由質(zhì)量功能展開(QFD)而得到的設(shè)計要求； 產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量目標(biāo)；

7、 產(chǎn)品的使用環(huán)境； 以往類似產(chǎn)品的失效分析(FMA)資料； 以往類似產(chǎn)品的DFMA資料； 初始工程標(biāo)準(zhǔn)； 初始特殊特性名細(xì)表； DFMA標(biāo)準(zhǔn)表格。,系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的框圖,舉例：系統(tǒng)名稱：閃光燈 車型年： XX年產(chǎn)品 FMEA編號：XX10D001,開關(guān) 開/關(guān),燈罩,燈泡總成,電池,2,1,極板+,5,3,4,5,彈簧-,4,閃光燈各部件的之間連接方法： 1 不連接（滑動配合） 2 鉚接 3 羅紋連接 4 卡扣連接 5 壓緊連接,工作環(huán)境極限條件： 溫度：-20160F 耐腐蝕性：試驗規(guī)范B 沖擊：6英尺下落 外部物質(zhì)：灰塵 濕度：0100%RH,列舉一種框圖，F(xiàn)MEA小組也可以用其他形

8、式的框圖闡明要分析中考慮的項目。,標(biāo)明信息、能量、力、流體等的流程； 明確該系統(tǒng)的過程(輸入、功能、輸出)； 表示系統(tǒng)內(nèi)零部件的連接和關(guān)系(邏輯順序); 該圖的復(fù)制件應(yīng)伴隨DFMEA過程.,潛在失效后果,潛在失效后果：顧客感受道的失效模式對功能的影響或影響安全性和法規(guī)的符合性。 失效鏈：一個潛在的失效事件的發(fā)生，如果沒有采取或來不及采取或事實上不可能采取措施，而引起下游系統(tǒng)/相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖失效事件。示例如下：,道路不平引 起的振動與 車身扭轉(zhuǎn),水箱 支架 斷 列,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 露,冷卻 系 過 熱,發(fā)動機汽 缸損壞,水 箱 后 傾,汽

9、車 停 駛,環(huán)境條件,伴生模式,最終模式,根源模式,中間模式,最終模式,失效后果的分析要運用失效鏈分析方法，分清直接后果、中間后果和最終后果。 失效后果可從以下方面考慮： 對完成規(guī)定功能的影響； 對上一級完成功能的影響； 對系統(tǒng)內(nèi)其它零件的影響； 對顧客滿意的影響； 對安全和政府法規(guī)符合性的影響； 對整車系統(tǒng)的影響。,推薦的評價準(zhǔn)則,潛在失效起因/機理,典型的失效起因，如：材料選擇不當(dāng)、設(shè)計壽命估計不足、應(yīng)力過大、潤滑不足、維修保養(yǎng)說明不當(dāng)、環(huán)境保護不夠、計算錯誤、規(guī)定公差不當(dāng)、軟件規(guī)范不當(dāng)?shù)取?起因的評估可與制造/裝配聯(lián)系起來，歸納為：誤操作、技術(shù)與體力的限制、對變差的敏感： 與制造/裝配無

10、關(guān)的原因：當(dāng)制造/裝配符合規(guī)范的情況下，發(fā)生了失效； 與制造/裝配有關(guān)的原因：采用的制造/裝配設(shè)計在技術(shù)或操作者體力上的限制與難度，以及容易產(chǎn)生誤操作而引起的潛在失效。既是與產(chǎn)品設(shè)計中可制造性、裝配性有關(guān)的問題(純屬制造與裝配過程的問題原則上由PFMEA解決)。 典型的失效機理：如，屈服、疲勞、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損、腐蝕、化學(xué)氧化等。,推薦的DFMEA頻度評價準(zhǔn)則,現(xiàn)行設(shè)計控制,目的： 對潛在的失效模式及其起因采取預(yù)防措施，防止其成為事實； 對目前已經(jīng)用于相同或類似的設(shè)計中控制方法進行分析，評估其有效性及其風(fēng)險。 兩種類型的設(shè)計控制： 預(yù)防：防止失效的起因/機理或失效模式出現(xiàn)，或降低其出現(xiàn)的

11、幾率； 探測：在項目投產(chǎn)之前，通過分析方法或物理方法，探測出失效的起因/機理或失效模式。 如使用單欄表格，在列出的每一個預(yù)防控制前加上“P”、在列出的每一個探測控制之前加“D”。 一旦確定設(shè)計控制，應(yīng)評審所有的預(yù)防措施以決定是否要變化頻度數(shù) 。 用于制造/裝配過程的檢驗/試驗不能視為設(shè)計控制。,推薦的DFMEA探測度評價準(zhǔn)則,跟 蹤,責(zé)任工程師應(yīng)確保建議措施落實，并按規(guī)定的日期完成： 保證設(shè)計要求得到實施； 評審工程圖樣和規(guī)范； 確認(rèn)這些已反應(yīng)在裝配/生產(chǎn)文件中； 評審PFMEA和控制計劃。 DFMEA是動態(tài)文件，應(yīng)永遠(yuǎn)體現(xiàn)最新的設(shè)計水平，包括投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題而采取的設(shè)計修改和措施。,PFMEA

12、,制造和裝配過程潛在失效及后果分析,PFMEA,PFMEA是一種分析技術(shù)，用以最大限度地保證已充分地考慮到并指明潛在失效模式及與其相關(guān)的起因/機理： 確定過程功能和要求； 確定與產(chǎn)品和過程相關(guān)的潛在失效模式； 評價潛在失效對顧客的影響； 確定潛在制造或裝配過程失效的起因，確定要采取控制來減少失效發(fā)生或找出失效條件的過程變量； 確定過程變量以此聚焦于過程控制； 編制潛在失效模式分級表，然后建立考慮預(yù)防/糾正措施的優(yōu)選體系； 將制造或裝配過程的結(jié)果編制成文件。,誰來做PFMEA,由制造責(zé)任工程師編制、啟動，核心小組參與； 責(zé)任工程師應(yīng)主動地直接同有關(guān)部門的代表聯(lián)系：設(shè)計、裝配、制造、材料、質(zhì)量、服

13、務(wù)和供應(yīng)、以及下一道工序的部門。,什么時候做,PFMEA是一個動態(tài)文件，始終反映最新的水平及最近的相關(guān)措施，包括開始生產(chǎn)以后發(fā)生的： 新設(shè)計、新技術(shù)、新過程； 對現(xiàn)有的設(shè)計、過程及其修改； 將現(xiàn)有的設(shè)計、過程用于新的場所、環(huán)境。 PFMEA應(yīng)在生產(chǎn)工裝準(zhǔn)備之前，開始于過程可行性研究分析階段或之前，完成于過程設(shè)計文件完成之時。,DFMEA與PFMEA的分工和聯(lián)系,分工 DFMEA發(fā)現(xiàn)、評價、消除設(shè)計中的潛在失效； PFMEA發(fā)現(xiàn)、評價、消除過程(制造/裝配)中的潛在失效。 聯(lián)系 PFMEA的輸入是DFMEA。,準(zhǔn)備工作,建立小組； 必要的資料： 過程流程圖，其復(fù)制件應(yīng)伴隨PFMEA； 過程特性矩

14、陣表； 現(xiàn)有的類似的PFMEA資料； 現(xiàn)有的類似的過程FMA資料； 特殊特性(過程)名細(xì)表; 工程規(guī)范。,過程流程圖,過程流程圖是對材料整個制造和裝配過程直觀地描述其連續(xù)流程的計劃工具。 作用： 制造方法改進分析，減少流程工步的數(shù)量可以用于時間和距離的研究，決定生產(chǎn)線的平衡及改進制造。,了解用于流程每一步的模具、設(shè)備或檢具的細(xì)節(jié)。 了解每一項操作對產(chǎn)品和過程變化的影響因素。這些因素可能是與材料、工具、設(shè)備、工位器具、環(huán)境條件及操作相關(guān)。,過程符號的定義： -移動。整個過程中，在制造步驟以外，將材料從一個場所移到另一個場所的所有步驟。 -儲存。整個過程中，在制造步驟以外，將材料臨時或長期地放于某

15、一場地的所有步驟。 -制造。在整個過程中，材料經(jīng)歷外觀及內(nèi)部變化的全部步驟。 -檢驗。在整個過程中，對于完成的質(zhì)量和數(shù)量進行檢查的全部步驟。,潛在失效模式,失效模式的兩種類型 型：不能完成規(guī)定的功能，如：零件超差、錯裝等。 型：產(chǎn)生了非期望功能，如：加工過程使操作者或機器受到傷害、損壞，產(chǎn)生有害氣體、過大的噪聲、振動，過高的溫度、粉塵、刺眼的光線等。當(dāng)發(fā)生此種情況時，應(yīng)列出其限值。 在考慮過程失效模式時，常使用如下的思想方法： 零件/過程為什么會不滿足要求？ 零件為什么會被拒收？如，焊接過程零件被拒收可能是因為：焊不透、焊穿、焊接后零件變形等。 零件被拒收，即要考慮最終顧客，也要考慮下一道工序

16、及下游工序。 可運用如下的原理：上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式可能是上游工序的失效結(jié)果。,對于試驗、檢驗過程可能的失效模式有兩種：接受不合格零件和拒收合格零件。 在DFMEA 中已經(jīng)分析的失效模式原則上不需要在PFMEA中重復(fù)。 但由于產(chǎn)品設(shè)計中對工藝性考慮不夠充分、對容易產(chǎn)生誤操作的防錯措施考慮不夠充分時，可以列出可能造成過程失效模式。 過程失效模式的示例，供參考(以規(guī)范化/技術(shù)術(shù)語描述): 零件變形、鉆孔偏心、鑄件氣孔、鑄件壁厚不均、鑄件組織疏松、鍛件裂紋、淬透層不足、零件表面過硬或過軟、零件表面光潔度低、零件玷污、零件表面碰傷、零件腐蝕、總成泄漏、定位錯誤

17、、少(漏)裝零件、緊固不足、涂漆表面淚點、涂漆表面不清潔、焊接后變形、電路短路/斷路等。 由于設(shè)備、工裝設(shè)計中的問題而引起制造、裝配過程的失效原則上也應(yīng)包括在PFMEA中。也可由設(shè)備、工裝的FMEA來實施。,潛在失效起因/機理,在考慮失效原因時： 首先考慮的是輸入本過程的零件/材料是正確的情況下，可能的原因是什么？ 再考慮由于輸入的資源不正確的情況下，可能的原因是什么？ 應(yīng)考慮到： 上道工序的失效模式可能是下道工序的失效起因； 下道工序失效模式可能是上道工序的失效模式后果； 誤操作(人或機器)是失效模式的可能原因之一。 下面列舉一些典型的過程失效起因： 測量不精確、焊接不當(dāng)(電流、時間、壓力)

18、、熱處理不當(dāng)(時間、溫度)、澆口/通風(fēng)不足、潤滑不足或無潤滑、零件丟失、刀具調(diào)整不當(dāng)、刀具磨損、扭矩不當(dāng)(過大或過小)、機床轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、定位錯誤、定位器易磨損、噴嘴堵塞、材料過硬或過軟、板材厚度變差過大、毛坯組織疏松與氣孔、零件漏裝或錯裝等。,應(yīng)列出具體的錯誤或故障情況，不應(yīng)使用含糊不清的詞匯 (如，操縱者錯誤、機器工作不正常等)。 分析失效起因的方法： 現(xiàn)有類似過程失效分析資料； 上下道工序的關(guān)系； “五個為什么？” 排列圖、因果圖以及正交試驗等等。,推薦的PFMEA頻度評價準(zhǔn)則,推薦的帶有PPk值的PFMEA頻度評價準(zhǔn)則,帶有PPK值的PFMEA頻度計算范例,由可能的失效為5/1000件來確定PPK值的計算過程演示如下： 缺陷率= 5/1000=0.005 0.005/2=0.0025 除以2得出高于或低于規(guī)范以外的部分。 使用“Z”表查到尾數(shù)值為0.0025所對應(yīng)的“Z”值為2.81。 1. 式中， 2. 3. 用Z式帶入 4. PPK=Z/3 =2.81/3 =0.93670.94 注:當(dāng)存在有效的統(tǒng)計數(shù)字時