FMEA培训教材(刘新志自编)

潜在失效模式及后果分析主讲人：刘新志质量管理系列讲座之FMEA简介“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FMEA简介“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可强化事先预防失效模式及后果分析(FailureModeandEffectsAnalysis/FMEA)是产品可靠性分析的一种重要定性方法，是一项用于确定、识别、预防或消除产品在系统、设计、过程和服务中已知的和潜在的失效、问题错误的工程技术。它是通过研究产品的故障模式、产生的影响、可能的原因或故障机理，评价问题的重要度，从而采取措施预防或消除产品的故障一种方法。FMEA简介什么是FMEAFMEA简介控制工具：设计控制/生产控制/过程控制；风险性分析工具；管理工具：识别和评估潜在的失效模式及其影响；确定能够消除或减少潜在的失效发生的改善措施。FMEA可帮助我们量化确认:哪一种失效会发生？发生后会造成什幺影响？其影响的严重性有多大？是哪一种原因导致失效？失效发生概率？当前工序控制方法？检测失效的能力？风险优先指数？建议行动？FMEA是一种工具FMEA能做什么是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠性技术。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。是一种事前行为，体现预防为主的思想。是一种系统化的工程设计辅助工具。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。同时也是从局部入手，分析对总成的影响。FMEA简介FMEA的特征FMEA是动态文件初始FMEA修正FMEA1修正FMEA2时间DFMEA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、评审和更新各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新FMEA简介实施FMEA可以：提前防止故障的发生；早期确保开发产品的品质及可靠性；试验评价效率化；技术上的要领积累和知识再运用；开发相关部门间的协力促进。FMEA简介企业实施FMEA的意义开展FMEA分析可以为企业带来巨大的经济效益和竞争力!一些企业因其产品的不可靠性而投入大量的人力、物力，企业的许多成品成为“救火队员”，造成了巨大的经济损失，甚至危及企业的生产和发展。其主要原因之一是没有在产品策划、设计和制造过程中进行失效分析和控制。FMEA简介0.1110100100010000100000100000010000000商业定义系统定义构成设计参数和公差的检查生产制造市场召回故障及事故的赔偿公司形象变更费用/$美国用维修费用的变化趋势通常事后处理费用会以10倍的速度增长事后处理费用法则美军，50年代，60%-500%美军，1959年，25%2003年，美国企业巨头企业50家195亿美元2.5%GM44亿美元2.8%FORD35亿美元2.5%GE7.4亿美元4.5%可靠性工程产生与发展开展可靠性工程带来的经济效益FMEA简介FMEA发展简史FMEA作为一种可靠性分析方法起源于美国，早在20世纪50年代初由格鲁门飞机公司提出，用在飞机主控系统的失效分析，并取得良好的效果。60年代后期和70年代初期，FMEA方法广泛应用于航空、航天、舰船、兵器等军用系统的研制中，并逐步渗透到机械、汽车、医疗设备等民用工业领域，取得显著效果。国内在80年代初期，随着可靠性技术在工程中的应用，FMEA的概念和方法也逐渐被接受。目前在航空、航天、舰船、兵器、电子、机械、汽车、家用电器等工业领域均获得一定程度的普及。国际先进企业纷纷在质量管理中大力推行FMEA。据文献报道，美国某世界级的汽车公司大约50%的质量改进是通过FMEA和FTA/ETA来实现的。美国20世纪80年代提出要求企业执行FMEA，可是到了90年代才逐渐应用起来。据麦肯锡公司统计：日本汽车及零部件制造企业应用FMEA和FTA/ETA的比例高达100%。在日本企业崛起的过程中，FMEA起到了重要作用。FMEA标准的发展美国防部1974年颁布了FMEA的军用标准MIL-STD-1629，之后于1980年公布了MIL-STD-1629A。到了1988年，美国联邦航空局要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA。1985年，国际电工委员会（IEC）公布了IEC812。我国将其等同采为GB/T7826-1987《系统可靠性分析技术失效模式和效应分析(FMEA)程序》。1992公布了GJB1391-1992《故障模式、影响及危害性分析的要求和程序》。各国际化标准组织也积极采用FMEA，如：ISO/TS16949/QS9000已将FMEA作为设计与过程分析的方法及其认证的要求；ISO14000已将FMEA作为重大环境方面分析的方法；ISO9004已将FMEA/FTA作为对设计和开发以及产品和过程的确认和更改进行风险评估的方法。FMEA简介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、程序或指南的更改子系统功能要求FMEA简介FMEA开发顺序FMEA简介FMEA的分类系统FMEA—SFMEA设计FMEA—DFMEA过程FMEA—PFMEA服务FMEA—SFMEA设备FMEA—MFMEA早期概念阶段，用于分析系统和子系统产品生产之前，设计阶段，由设计缺陷产生的故障模式在生产之前，针对生产和组装过程缺陷的故障模式在产品使用之前，对系统或过程产生的缺陷引起的故障模式的分析对设备系统(一般机械)、分系统(电子、机械、控制)、组件(工装夹具、物料输送、驱动)、部件的潜在失效模式的分析制造和装配过程潜在失效模式及后果分析（过程FMEA--PFMEA）PFMEA简介什么是PFMEA(过程FMEA)过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/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失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。PFMEA以最严密的方式总结了开发一个过程时小组的思想（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制造策划过程中正常经历的思维过程，并使之规范化。PFMEA简介过程FMEA的作用确定过程功能和要求；确定与产品和过程相关的潜在的失效模式；评价潜在失效对顾客产生的后果；确定潜在制造或装配过程起因并确定要采取控制来降低失效产生频度或失效条件探测度的过程变量；确定过程变量以此聚焦于过程控制；编制一个潜在失效模式的分级表，以便建立一个考虑预防/纠正措施的优选体系；记录制造或装配过程的结果。PFMEA简介PFMEA质量目标过程改进；高风险失效模式；控制计划；综合；吸取的教训；特殊或关键特性；时间性；小组；文件；时间的使用。PFMEA开发的必备条件分析并掌握制造和装配操作和要求；编制过程流程图，对其要求为：明确每个操作/步骤的输出和产品相关要求；明确每个操作/步骤绩效要求；提供小组识别潜在失效模式的基础。有助于提供给小组的、在过程要求上的其它工具和信息来源包括：DFMEA图纸和设计记录过程清单关系(特性)矩阵图内部和外部(顾客)的不符合(即在历史上知道的失效模式)质量和可靠性历史PFMEA简介过程流程图、PFMEA和控制计划开发宜由一个跨功能小组完成，以保持其一致性。PFMEA简介Flowchart/流程图步骤step生产搬运库存检验返工报废退货ProcessName/过程名称/操作描述ControlFilesNo./控制文件编号FabMoveStoreInspReworkScrapReject12过程流程图样表PFMEA简介过程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现行过程控制-预防现行过程控制-探测探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果采取的措施SODRPN功能要求过程FMEA的标准表PFMEA要素--过程/功能要求过程指工序，功能要求指工序的目的。过程在编号过程和术语的基础上，填入识别的所需分析过程步骤或操作（如车削、钻孔、功丝、焊接、装配等过程）。使用的过程编号体制、先后排序和术语应与那些用于过程流程图的保持一致以确保可与其他文件(控制计划、作业指导书)的可追溯性和联系。过程/功能要求返修和返工操作也可以包含在内。功能列出与所分析的每一个过程步骤或操作相对应的过程功能。过程功能描述操作的目的或意图。如果给定的操作有多个过程功能，各个要求每一个都应排列在表中以帮助开发相关失效模式。要求列出所分析的过程步骤/操作的每一个过程功能的要求。要求是符合设计意图或其他顾客要求的规定过程的输入。如果给出的功能有多种要求，各与失效模式相关的要求都应列在表上。PFMEA要素—过程/功能要求小组应评审适用的性能、材料、过程、环境和安全标准。以尽可能简洁的方式指明所分析的过程或工序的目的，包括有关系统、子系统或部件的设计（度量/变量）的信息。PFMEA要素—潜在失效模式产品在规定条件下(如环境、操作、时间等)不能完成既定功能；在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间；产品在工作范围内，导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象(如短路、过程损耗等)。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失效：一件装备、装备的组件或一件结构发生任何形状、尺寸或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。潜在失效模式所谓潜在失效模式是指过程有可能不能满足过程功能/要求栏中所描述的过程要求和/或设计意图。它是对该特定工序上的不符合的描述。它可能是下一（下游）工序的某个潜在失效模式的一个相关起因或者是前一（上游）工序的某个潜在失效模式的一个相关后果。失效模式分类：规定工艺有缺陷，不能完成规定功能工艺参数不正确控制手段不适宜工艺方法不正确按工艺操作产生非预期功能PFMEA要素—潜在失效模式在准备FMEA时，应假定所接收的零件/材料是正确的。如何分析失效模式——“零件为什么被拒收”思考方法。典型的失效模式：用产品特性来描述。按照部件、子系统、系统或过程特性，列出特定工序的每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。过程工程师应回答如下问题：过程/零件怎么不满足要求？无论工程规范如何，顾客(最终使用者、后续工序或服务)认为的可拒收的条件是什么？可以对类似过程的比较和对顾客（最终使用者和后续工序）对类似部件的索赔研究为起点。了解设计意图也是必要的。典型的失效模式。FMEA要素—潜在失效模式潜在失效模式用规范化或技术术语来描述。过程/功能要求潜在失效模式操作20：用转矩枪把座位垫固定在位置上4个螺丝少于4个螺丝规定的螺丝使用错误的螺丝(比规定的螺丝大)装配序列：右前方洞装第一个螺丝第一颗螺丝装在任何其它的洞螺丝完全固定螺丝没有完全固定螺杆转矩到加速转矩