FMEA介绍

FMEAFailureModeandEffectAnalysis潜在失效模式及后果分析什么是FMEA在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动FMEA的特点•失效还未发生，可能发生，但不一定发生•在设计或过程开发阶段前开始•由各种有经验和专业知识的人构成小组•是预防缺陷的有效工具•持续进行的动态文件•是经验的宝库FMEA的时间顺序概念初始设计设计完成样件制造设计/过程确认生产开始DFMEAPFMEADFMEA开始早于过程，完成时间在早期的图样完成但任何工具的制造开始之前PFMEA开始于基本的操作方法讨论完成时，完成时间早于生产计划制定和生产批准之前脑力风暴Brainstorming脑力风暴是一种技法，可以激发小组成员产生大量的有创意的点子，。由纽约广告代理的老板AlexFOsborn在1930年发明，其前提是在一般的讨论中，人们害怕别人批评而约束自己，因此而不能产生有创意的点子。脑力风暴包括创造一种氛围，让人们感到无拘无束，此时人们可能提出在平时认为不太可能提出的解决方案，但往往收到意想不到的效果。脑力风暴Brainstorming•选定进行头脑风暴的小组成员。•一次只能有一人发言。•不要有任何人在会上起主导作用（平等原则）。•将会议中得到的所有IDEA都记录下来。•在头脑风暴过程中，不要对任何IDEA进行评价。•重要的是IDEA的数量，而不是质量。•将各种IDEA按失效模式和起因进行分类。•头脑风暴之后对失效模式进行优先排序。FMEA的顺序过程功能要求潜在失效模式潜在失效的后果严重度数S级别潜在失效的起因/机理频度数现行设计控制不易探测度数D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施结果预防探测采取的措施严重度数频度数不易探测度数R.P.N功能、特征或要求会有什么问题•无功能•部分功能•功能过强•功能降级•功能间歇•非预期功能有多糟糕起因是什么后果是什么发生频率如何怎样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•采用新程序或指南的更改跟踪•评审•确认•控制计划设计潜在的失效模式及后果分析DesignFailureModeandEffectAnalysisDFMEA范围•新产品设计阶段•设计更改阶段DFMEA需准备的资料•由QFD得到的设计要求；•产品可靠性和质量目标；•产品的使用环境；•类似产品的失效分析（FMA）；以往类似产品的DFMEA；•初始工程标准；•初始特殊特性明细表；•功能框图。•DFMEA在体现设计意图时，还应保证制造和装配能够实现设计意图•例如：–必要的拔模（斜度）–要求的表面处理–装配空间/工具可接近–要求的钢材强度–过程能力/性能DFMEA的拓展DFMEA的拓展•还要考虑产品维护（服务）及回收的技术/身体的限制–便利的维修工具–简便的诊断方法–材料的分类符号（用于回收）DFMEA的第一步希望、不希望顾客的期望（QFD）车辆要求的文件产品的制造/装配/服务/回收要求期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式DFMEA第二步•系统、子系统和零部件框图。灯罩A开/关C灯泡总成D极板E电池B弹簧F243155系统名称：闪光灯工作环境极限条件温度：-20~160F耐腐蚀性：规范B冲击：6英尺下落外部物质：灰尘湿度：0~100RH可燃性：1.不连接（滑动）2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接不属于此FMEA7车门内板保护蜡上边缘规定得太低6整车耐久性试验T-118T-109T-3017294增加试验室强化腐蚀试验车身工程师98/09/307蜡层厚度规定不足4整车耐久性试验同上7196增加试验室强化腐蚀试验对蜡层厚度进行试验设计（DOE）结合观察和试验验证蜡的上边缘车身工程师99/01/15责任和目标完成日期编制人：XXX车身工程师FMEA日期（编制）：97/03/22（修订）98/07/14左前车门H8HX-0000-A.上下车.保护成员免受天气、噪音、侧碰撞的影响.附件安装.外观车门内板下部腐蚀车门寿命降低，导致。因漆面长期生锈，使顾客对外观不满。使车门内附件功能降低级别潜在失效的起因/机理频度O探测度D潜在失效模式及后果分析（DFMEA）系统X子系统核心小组：零部件：01.03/车身密封车型年/车辆类型：199X/狮牌4门/旅行车设计责任：车身工程部关键日期：99年03/01FMEA编号：1234共3页第1页预防探测RPN建议措施现行设计控制项目/功能潜在失效模式潜在失效的后果严重度S项目/功能•简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功能，应分别列出。•可靠性：是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称失效。•功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？设计要求？设计意图？•一个零部件（或子系统/系统）的功能往往是多项的。这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。电池后盖圆桶型管激光芯版外部圆形镜片功能：1.密封2.安装电池3.提供电源4.必须容易拆卸功能：1.密封2.安装电池3.提供电源4.激光芯安装5.易于抓握的激光笔表面6.抓握的提示标签功能：1.提供电源2.激光聚焦3.提供当前的电源路径功能：1.密封激光2.输出镜头3.遮蔽灰尘4.必需易于装卸示例：激光笔功能框图潜在失效模式•对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式。•“潜在”是指可能发生也可能不发生；失效就是丧失功能。而失效模式就是失效的表现形式。•应用规范化、专业化的术语来描述失效模式。避免使用地方性、行业性俚语。•常用的有两大类失效：Ⅰ类失效、Ⅱ类失效。示例：失效模式的种类Ⅰ类失效，指的是不能完成规定的功能，如：突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短路、断路、击穿、泄露、松脱等等。渐变型：磨损、腐蚀、龟裂、老化、变色、热衰退、蠕变、低温脆变、性能下降、渗漏、失去光泽、褪色等等。Ⅱ类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放等等。潜在失效后果潜在的失效后果，是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政府法规。失效后果分析：要运用失效链分析方法，搞清楚直接后果、中间后果和最终后果。站在顾客的角度发现或经历的情况来描述失效的后果（顾客可能是内部的顾客，也可能是外部或最终顾客）。失效后果可以从以下几方面考虑：•对完成规定功能的影响；•对上一级系统完成功能的影响；•对系统内其他零件的影响；•对顾客满意的影响；•对安全和政府法规符合性的影响；•对整车系统的影响。示例：失效链水箱支架断裂水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄露冷却系统过热发动机汽缸损坏汽车停驶1失效原因1失效模式2失效原因1失效后果2失效模式2失效后果3失效原因3失效模式3失效后果时间严重度为了对失效模式的后果之严重程度进行评估，把对后果的定性描述作成某种数量化的评价，以便于工程中的交流，从而产生了对严重度进行打分的办法。严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现。严重度的评分采用1-10分。推荐的严重度评价准则后果评定准则：后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规。10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，影响到行车安全和/或不符合政府的法规。9很高车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8高车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意7中等车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目不能运行，顾客不满意6低车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目的性能下降，顾客有些不满意5很低配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。4轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无无可辨别的后果1重要程度分级指出产品特性的重要性，如特殊、关键、主要、重要等。凡是识别为特殊特性，需要特殊过程控制的应以适当的符号在此栏目中标注，使用顾客规定的符号。当严重度＞8时，应确认为特殊特性，当严重度为5~8，而频度＞3时，可确认为重要特性（SignificantCharacteristic）。潜在失效的起因/机理研究失效可能的原因与机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。失效原因/机理：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机理，以便于对症下药采取纠正措施。注意不要把产品的工作环境（如道路产生的振动、冲击、气温的变化、湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。示例：潜在失效的起因/机理起因机理规定材料不正确设计寿命设想不足应力过大润滑能力不足维护说明书不充分算法不正确表面精加工规范不当形成规范不足规定的摩擦材料不当过热公差不当屈服化学氧化疲劳电移材料不稳定蠕变磨损腐蚀潜在失效的起因/机理分类与制造装配无关的原因当制造与装配符合工程规范的情况下，发生了失效。与制造装配有关的原因由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上或操作者体力上的限制与难度，以及容易产生误操作而引起的潜在失效。也就是与产品设计中可制造性与装配性有关的问题。纯属制造与装配过程有关的问题，原则上由PFMEA来进行分析。潜在失效的起因/机理的分析途径现有的类似产品的FMEA资料；应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因；应用“五个为什么”；应用因果图，从人、机、料、法、环等方面分析，应用排列图、相关分析、试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因；应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因与机理；充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析；示例：五个为什么失效模式：门锁扣不上。为什么？因为：锁舌与锁座错位。为什么？因为：车门下沉。为什么？因为：门铰链变位。为什么？因为：固定门铰链的框架变形。为什么？因为：框架刚度不足。频度（O）频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性大小的评估；通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一途径；频度的估计可以参考以下资料：类似零件或子系统的维修资料；设计的零件与过去零件的差别；使用条件有否变化；有关新设计或修改设计的工程分析资料。频度失效发生可能性可能的失效率频度很高：持续性失效≥100个，每个1000辆车/项目1050个，每个1000辆车/项目9高：经常性失效20个，每个1000辆车/项目810个，每个1000辆车/项目7中等：偶然性失效5个，每个1000辆车/项目62个，每个1000辆车/项目51个，每个1000辆车/项目4低：相对很少发生的失效0.5个，每个1000辆车/项目30.1个，每个1000辆车/项目2极低：失效不太可能发生≤0.010个，每个1000辆车/项目1现行的设计控制典型的设计控制有：•工程计算；材料试验；设计评审•台架试验；可行性评审；各种设计验证方法•样件制造与试验；道路试验；车队试验现行设计控制的种类1.防止起因或机理的发生或减少频率2.查出原因/机理，采取措施3.查明失效模式优先运用第一种方法，其次用第二种方法，最后用第三种方法。用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。探测度探测度准则：设计控制可能探测出来的可能性探测度定级绝对不肯定设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，或根本没有设计控制10很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式9极少设计控