FMEA-完整教材-潜在失效模式及后果分析

2019/10/101潜在失效模式及后果分析FMEA质量管理提升训练班2019/10/102课程大纲FMEA的基本概念设计FMEA的开发过程FMEA的开发FMEA实施步骤FMEA精义与要项说明应用FMEA提升产品可靠度如何有效实施FMEAFMEA学员演练如何应用FMEA与ControlPlan附录A附录B附录F附录I术语2019/10/103一、FMEA的基本概念“早知道……就不会”早知道作好防震设计就不会造成大楼倒塌早知道改进电力输配设计就不会造成美国等国的大停电早知道不滥砍滥伐就不会造成泥石流早知道作好桥梁设计就不会造成重庆彩虹大桥倒塌有些早知道是必需的！有些就不会是不允许发生的核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件……有效运用FMEA可减少事后追悔2019/10/104一、FMEA的基本概念“我先……所以没有”我先看了气象预报所以没有淋成落汤鸡我先评估金融大楼高度所以没有影响飞机安全我先设计电脑放火墙所以没有被骇客入侵我先作好桥梁设计所以没有造成重庆彩虹大桥倒塌有些我先是必需的！有些所以没有是可预期避免的核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件……有效运用FMEA可减少事后追悔2019/10/105一、FMEA的基本概念及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会，它是一个相互作用的过程，永无止境的改善活动。2019/10/106一、FMEA的基本概念FEMA内容：利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。失效模式分析（FailureModeanalysis)FM由下而上分析，即由零、组件至系统，确定在系统内不同结构层或功能层次的失效模式。失效效应分析（Failureeffectanalysis)EA对每一个失效模式，确定其失效对其上一层模组及最终系统的失效影响，了解其组件界面失效关联性，作为改进的依据。关键性分析(Criticalanalysis)CA对每一个失效模式，依其严重等级和发生几率综合评估并予以分类，以便确定预防或改正措施的内容和优先顺序。2019/10/107一、FMEA的基本概念失效的定义：根据據Collins(1981)的定义[失效为一件装备,装备的组件或一件结构发生任何形状、尺度或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。]规格：对于系统或装备的性能或功能范围，必须验证时可以测量。GOOD/NOGOOD计数型：较易研究判定计量型：功能与规格界限不易确定2019/10/108一、FMEA的基本概念物品直接表现失效的形式如下：1、实体破坏：硬式失效2、操作功能终止3、功能退化软式失效4、功能不稳定2~4项物品机能因老化（Aging)、退化（Degradation)或不稳定（Unstable)而不能满足原设定的要求标准，所以失效现象及研判准则必须量化。2019/10/109一、FMEA的基本概念将失效依照其应用的目的或特性加以分类：1、依失效发生原因分类2、依失效发生的时间情况分类◆先天性弱点的失效◆突发性失效◆误用失效◆渐次性失效3、依失效范围程度分类4、依失效根源分类◆局部性失效◆老化、组件、环境、人员◆全面性失效2019/10/1010一、FMEA的基本概念列出极板的失效定义（附录C)(功能、外观、尺寸)列出下列系统对极板的特殊功能需求车用电池灯罩有否见过极板极端失效的情况2019/10/1011一、FMEA的基本概念ConnectorfailuremodePoorwettingOpencircuitPoorcoplanarityOvergap2019/10/1012一、FMEA的基本概念FMEA的演变：•1、FMEA的前身为FMECA，是在1950由格鲁曼飞机提出，用在飞机主控系统的失效分析•2、波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序，列在其工程手册中•3、60年代初期，美太空总署将FMECA成功的应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术，并于1974年出版MIL-STD-1629FMECA作业程序。•4、1985由国际电工委员会（IEC）出版的FMECA国际标准（IEC812),即参考MIL-STD-1629A加以部分修改而成。2019/10/1013国际间采用FMEA的状况：•1、ISO90048.5节FMEA作为设计审核的要项，另FTA、EN1441风险分析亦是。•2、CE标志，以FMEA作为安全分析方法。•3、ISO14000，以FMEA技术作为重大环境影响面分析与改进方法。•4、TS16949/QS9000以FMEA作为设计与制程失效分析方法。一、FMEA的基本概念2019/10/1014典型汽车工业开发三步骤：APQPTimeline过程流程图（包含所有流程）过程/流程控制计划（所有主要流程）由APQP程序启动过程有些要素可能含在关键特性与失效影响讲题制程FMEA(在所有流程）过程控制计划关键特性与特性控制讲题设计FMEA（包含所有流程）一、FMEA的基本概念2019/10/1015汽车文件发展：发展过程流程清单将流程清单主要的流程填入FMEA表格内运用FMEA思索每一过程的要素针对关键特性发展控制计划检查顾客需求仔细考量什麽是主要的过程使用RPN指标及相关咨询决定关键特性对关键特性发展合适的控制机制仔细考量每一阶段的控制计划PrototypePre-launchProduction一、FMEA的基本概念2019/10/1016FMEA的功用：阶段•1、设计阶段•2、开发阶段••3、制造阶段•4、客户服务/抱怨阶段功用1、发掘所有可能的失效模式2、依固有的技术进行设计变更3、必要时，采用可靠性高的零组件1、明确把握失效原因，并实施适当改善2、零件安全的宽放确认的确定3、寿命、性能、强度等1、活用工程设计，进而改善制程上的弱点2、利用FMEA的过程制定必要1、不同环境产生的失效，以FMEA克服2、不同使用法产生的失效，以FMEA克服一、FMEA的基本概念2019/10/1017FMEA的特征：•1、是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠度技术。•2、用表格方式进行工程分析，使产品在设计与制程规划时，早期发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。•3、是一种系统化的工程设计辅助工具。•4、FMEA因分析对象不同分成“设计FMEA”及“过程FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析项目缺少现行控制方法，故适合设计时使用。•FMEA为归纳法应用，根据零组件的失效资料，由下而上推断系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方法。一、FMEA的基本概念2019/10/1018FMEA的开发时机：•在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都有其不同的范围或关注焦点：情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。情形2：对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围应集中于对设计或过程的修改、由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响。一、FMEA的基本概念2019/10/1019FMEA的开发小组共同努力：•虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师）。FMEA由责任单位的工程师开始启动，责任单位可能是原设备制造厂（OEM，即生产最终产品）、供方或分承包方。•即使产品/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的，因为每个小组的环境是不同的，因而各自的评分必然是不同的（也就是说，评分是带有主观性的）。•建议根据FMEA的质量目标（见附录A和附录B）对FMEA文件进行评审，包括管理评审。一、FMEA的基本概念2019/10/1020FMEA的跟踪：•采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪，对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到所有受影响的部门。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。•责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的强调。FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施，包括开始生产以后发生的。•责任工程师有几种方法来确保建议的措施得到实施，包括但不限于以下几种：a.对设计、过程及图样进行评审，以确保建议措施得到实施；b.确认更认更改已纳入到设计/装配/制造文件中；c.对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划进行评审。一、FMEA的基本概念2019/10/1021初始FMEA修正FMEA1DFMEA必须在计划的生产设计发布前PFMEA必须在计划的试生产日期前各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新修正FMEA2时间各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新FMEA动态文件：一、FMEA的基本概念2019/10/1022FMEA表及开发顺序：潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN子系统功能要求功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改一、FMEA的基本概念2019/10/1023MLD-STD-1629AFMECA：表1：失效模式與效應分析表系統日期層次第頁共頁參考圖號分析者任務審查者失效效應編號名稱/規格功能失效模式失效原因本身上一層最高層檢測方法補救措施嚴重等級備註表２：關鍵性分析表系統日期層次第頁共頁參考圖號分析者任務審查者編號名稱/規格功能失效模式嚴重等級失效率數據來源失效率λ失效效應機率β失效模式分佈α操作時間t失效模式關鍵性Cm物件關鍵性Cr備註一、FMEA的基本概念2019/10/1024设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。FMEA以最严密的方式总结了设计一个部件、子系统或系统时小组的设计思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化和文件化。设计FMEA为设计过程提供支持，它以如下的方式降低失效（包括产生不期望的结果）的风险：为客观地评价设计，包括功能要求及设计方案，提供帮助；二、设计FMEA开发2019/10/1025评价为生产、装配、服务和回收要求所做的初步设计；提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性；为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息；根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统；为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式；为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考（如获得的教训）。二、设计FMEA开发2019/10/1026现行预计的设计可能产生的失效模式分析分析对顾客的影响那些原因可能造成这个失效模式每个原因造成这个失效模式的的可能性采取可行的对策二、设计FMEA开发2019/10/1027顾客的定义设计FMEA中