02潜在失效模式及后果分析

潜在的失效模式及后果分析(FMEA)一、引入二、FMEA的开发与发展三、FMEA的特点及作用四、FMEA实施步骤五、FMEA实施时机六、风险优先数计算及计分标准七、FMEA概要八、PFMEA实务九、DFMEA实务十、新版FMEA介绍本课程主要内容：ISO/TS16949：2009标准中8.5.2及8.5.3纠正-----纠正措施----预防措施----练习事前分析工作；潜在失效；FMEA与管理（动态）；FMEA与IE（改进方法）。一、引入20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用以飞机制造业的发动机故障预防，取得较好成果。20世纪60年代，美国宇航界实施阿波罗计划时，要求实施FMEA。1974年，美国海军建立了第一个FMEA标准，20世纪70年代后期，美国汽车工业开始运用FMEA。20世纪80年代中期，美国汽车工业将FMEA运用于生产过程中。90年代，美国汽车工业将FMEA纳入QS9000标准。二、FMEA的开发与发展1、FMEA的特点。FMEA的特点是将失效的严重性、失效发生的可能性、失效检测的可能性三个方面进行量化，通过量化，可将影响功能及品质的可能问题提前进行预防，防患于未然。2、FMEA的作用。FMEA首先是一种统计分析工具，它可在设计、生产、交付的各阶段开始之前即进行有效控制。三、FMEA的特点及作用FMEA可帮助我们确认：（1）哪一种缺陷可能发生。（2）这种缺陷会造成什么影响。（3）这种影响的严重性有多大。（4）是哪种原因导致失效。（5）失效发生的概率有多大。（6）当前的过程控制方法。（7）检测失效的能力。（8）风险优先数为多少。（9）有何改善方案。关注客产品的实际风险(加工、搬运、储存、使用等)，做出有效的评价。持续改进产品从源头到用户使用过程。3、风险优先数RPN。RPN评估影响对产品行动需求1RPN50对产品危害较小51RPN100有中等危害,需进一步改善101RPN1000对产品有严重危害,需深入调查分析4、FMEA的分类根据其用途和适用阶段不同，FMEA可分为：（1）设计阶段FMEA（DFMEA－DesignFMEA）。如新产品设计、新工序设计，可以预先进行FMEA，尽可能周全地考虑产品规格、工序操作水平、工序能力等因素，使设计符合规定要求。2）过程FMEA（PFMEA－ProcessFMEA）。针对工序间可能或已知的主要坏品，可运用PFMEA作量化分析，在影响坏品产生的诸因素中，哪一个系统原因影响最大？是否主要原因，其他如Cpk低、生产过程异常等均可通过采用PFMEA直观地找出主要原因，进行改善以达到应用的效果。（3）设备维护的FMEA（EFMEA－EquipmentFMEA）。如新设备投入运行前，我们可以预先进行EFMEA分析，考虑由于设备可能造成的产品品质问题及可靠性问题等原因，采取预防措施消除不良因素。1、绘制流程图及风险性评估。2、确定各过程的分析水准。3、明确各过程要求的品质、公差等。4、作成加工过程方块图。5、针对每一加工工序，列举发生的不良模式。6、整理造成不良原因之不良模式，选定作为检讨对象的不良模式。7、用特性要因图分析不良发生的可能原因。8、将不良模式及原因记入FMEA表格。四、FMEA实施步骤9、以影响程度、发生频度、可侦测性、对设备的熟悉程度为判断，对缺陷模式进行等级评价，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。10、估计不良严重性、发生概率及当前的可侦测性，计算RPN。11、明确如何改善严重性、发生概率及测试性。12、实施改善方案。13、收集数据，实施改善并确认效果。14、修定FMEA文件，根据改善效果重排RPN。15、如果必要从第11步开始新的改善循环。1、当设计新系统、产品或工序时。2、当现有设计或工序发行变化时。3、当现有设计、工序将被用于新的场所时。4、完成一次纠正行动后。5、对设计FMEA，当系统功能被确定，但特定设备选择前。6、对工序FMEA，当产品图纸及作业指导完成时。五、FMEA实施时机严重性S：对应于某潜在缺陷影响的严重程度发生概率O：对应于原因与缺陷模式比例的评估可探测性D：在客户处发生缺陷的可能等级，即在本公司可发现此缺陷的可能性RPN表示风险优先数RPN=S·O·D六、风险优先数计算及计分标准DFMEA严重度析标准如下表：分值严重性S发生概率O1没有可识别的影响没有影响2有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，但只被少数识别能力敏锐的顾客（＜25%）察觉到干扰3有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被许多顾客50%）察觉到4有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（＞75%）察觉到5次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷功能下降）次要功能丧失或功能降低6次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不可实施）7基本功能丧失（汽车可以运行，但是性能下降）基本功能丧失或功能降低8基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）9潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时有预警。不符合安全性或者法规要求10潜在失效模式影响了汽车的安全运行；或者包含不符合政府法规的情形，失效发生时无预警。推荐的DFMEA发生频度评估标准失效可能性标准：原因的发生频度-DFMEA（在项目或汽车的可靠性/设计寿命内）标准：原因的发生频度-DFMEA(每个项目/每辆车的事件等级很高没有前期历史的新技术/新设计≥100/1000≥1/1010高在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变更，失效是不可避免的。50/10001/209在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变更，失效是可能的。20/10001/508在工作循环/操作条件内，对于新设计、新应用或变更，失效是不确定的。10/10001/1007中等相似设计，或者在设计模拟/测试时的频繁失效2/10001/5006相似设计，或者在设计模拟/测试时的偶尔失效0.5/10001/20005相似设计，或者在设计模拟/测试时的个别的失效0.1/10001/10，0004低几乎相同设计，或者在设计模拟/测试时仅有的个别失效。0.01/10001/100，0003几乎相同设计，或者在设计模拟/测试时，没有观察到失效≤0.001/10001/1，000，0002很低通过预防控制消除失效通过预防控制消除失效1推荐的DFMEA预防/探测评估标准探测几率标准：被设计控制探测到的可能性等级探测可能性没有探测几率没有现行控制；无法探测或并未分析10几乎不可能在任何阶段都不容易探测设计分析/探测控制的探测能力很弱；虚拟分析（例如CAE，FEA等等）与预期的实际操作条件没有关联。9很微小在设计定稿后，设计发布之前在设计定稿后，设计发布之前，使用通过/不通过试验对产品进行确认（用接受标准来测试系统或子系统，例如：乘坐与操纵，托运评估等）。8微小在设计定稿后，设计发布之前，通过试验到失效的试验对产品进行确认（对系统或子系统进行测试，直到故障发生；进行系统相互作用试验等）。7很低在设计定稿后，设计发布之前，通过老化试验对产品进行确认（在耐久性试验之后进行系统或子系统测试，例如：功能检查）。6低在设计定稿之前在设计定稿之前，对产品进行确认（可靠性试验，开发/确认试验），使用确认（例如：性能接受标准，功能检查等）5中等在设计定稿之前，对产品进行确认（可靠性试验，开发/确认试验），使用试验到失效的试验来验证（例如：持续试验直到有泄露、弯曲、破裂等现象）。4中等偏高在设计定稿之前，对产品进行确认（可靠性试验，开发/确认试验），使用老化试验来确认（例如：数据趋势，前/后的数值，等等）。3高虚拟分析-相关探测控制的探测能力很强。虚拟分析（例如：CAE，FEA等等）在设计定稿前，与实际或预期的操作条件关联性很高。2很高探测不适用；失效预防由于有了设计方案（例如：已证实的设计标准，最佳实践或常用材料等）的充分预防，失效原因或失效模式无法发生。1几乎可以确定FMEA的计分标准如下表：分值严重性S发生概率O探测度D1对客户或工序无影响极少1/1500000可靠的测试2客户可能忽略的缺陷小概率1/150000比较可靠的测试3对性能有微小影响缺陷较少1/15000良好的测试4对性能有较小影响微量缺陷1/2000测试可控制5对性能有影响偶然性缺陷1/500不完全的测试控制6工序/产品性能会降低但安全一般1/100较低水平的控制7工序/产品性能会降低较多1/50低水平的控制8很严重以致无法修复或使用大量1/10难于控制9非常严重（带有提示的影响）非常多1/5很难控制10安全性或可靠性故障（无提示）几乎全部1/2几乎无法控制典型缺陷原因、缺陷模式和影响（设计）如下表所示：典型缺陷原因典型缺陷模式典型缺陷影响材料选定不正确设计寿命评估不当润滑不足维护指引不足环境太差算法不正确断裂变形松动泄漏粘贴短路破裂噪声不稳定的操作外观不良不稳定断续操作无法动作操作能力削弱推荐的带有PpK值的PFMEA频度评价准则分值可能的失效率Ppk可探测性D10≥100/1000件＜0.55很高：失效待续发生950/1000件≥0.55820/1000件≥0.78高：失效经常发生710/1000件≥0.8665/1000件≥0.94中等：失效偶尔发生52/1000件≥1.0041/1000件≥1.1030.5/1000件≥1.20低：失效较少发生20.1/1000件≥1.301≤0.01/1000件≥1.67极低：失效不大可能发生94.09376.0381.23ˆ3),min(ˆ81.20025.0)(0025.02/005.0005.01000/5≅===−−=−====zPpkzSLlowerxxSLupperPpkxSLzzz值代替用值為的值表查出使用雙邊超出規格部份缺陷率σσ计算范例注：当存在有效的统计数据时，FMEA小组可用以上Ppk值作为指南，为确定频度提供帮助。Z值的查找方法•可使用Z值和标准正态分布表（附录F）来估计多少比例的输出会超出规范值（是一个近似值，假设过程处于统计控制状态并呈现正态分布）•对于单边容差，沿着附录F表的边缘，找到Z值。表的左边为Z的整数部分和十分位值，上端为Z值的百分位值，行和列的交点的值即为超出规范的百分比PZ。例如，对于Z=1.56,1.5行和x.x6列的交点得到PZ=0.0594，或大约6%•对于双向容差,分别计算超过上、下规范界限的百分比。例如，如果ZUSL=2.21,ZLSL=—2.85，则总的超出规范界限的值PZUSL+PZLSL=0.0136+0.0022=0.0158或大约为1.6%ZZ0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.005.00e-0014.96e-0014.92e-0014.88e-0014.84e-0014.80e-0014.76e-0014.72e-0014.68e-0014.64e-0010.104.60e-0014.56e-0014.52e-0014.48e-0014.44e-0014.40e-0014.36e-0014.33e-0014.29e-0014.25e-0010.204.21e-0014.17e-0014.13e-0014.09e-0014.05e-0014.01e-0013.97e-0013.94e-0013.90e-0013.86e-0010.303.82e-0013.78e-0013.74e-0013.71e-0013.67e-0013.63e-0013.59e-0013.56e-0013.52e-0013.48e-0010.403.45e-0013.41e-0013.37e-0013.34e-0013.30e-0013.26e-0013.23e-0013.19e-0013.16e-0013.12e-0010.503.09e-0013.05e-0013.02e-0012.98e-0012.95e-0012.91e-0012.88e-0012.84e-0012.81e-0012.78e-0010.602.7