FMEA失效模式与后果分析(白色板面)

根据DaimlerChrysler,Ford,GM公司技术手册编写失效模式与后果分析FMEA第三版FMEA概述FMEA（failuremode&effectanalysis）是一门事前预防的定性分析技术，自设计阶段开始，就通过分析，预测设计、过程中潜在的失效，研究失效的原因及其后果，并采取必要的预防措施，以避免或减少这些潜在的失效，从而提高产品、过程的可靠性。FMEA分为设计FMEA（DFMEA）和过程FMEA（PFMEA）FMEA的历史及现状20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用于飞机制造业的发动机故障防范，取得较好成果。美国航空及太空总署（NASA）实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA。FMEA现已被广泛运用于飞机制造、汽车制造等多个领域。FMEA通过自下而上的系统分析方法进行；FMEA分析出系统的可靠性、维修性、安全性等所受到的影响，并确定可能导致重大故障或损失的零件或构件；FMEA故障对重要度加以量化，从而指明了改善的优先顺序；根据FMEA分析结果，进行与品质、可靠性、维护性、安全性等有关的设计、制造或系统上的改善，使目标系统的相关品质、技术参数和可靠性得到提高。FMEA还可用于故障诊断。FMEA的分析对象一般为硬件，有时也可用于软件及人为问题的分析。FMEA的作用准备FMEA的工作应由负责设计或制造的工程师负责；要组成一个特定的团队，团队成员由具不同专业知识的人员所组成（cross-functionteam)，可能包括设计、制造、装配、服务或品管等人员；FMEA的基本概念是预防为主。要达成FMEA的最佳效果，一定要在任何未知的设计或制造的故障产生之前实施；FMEA是一个重复的，周期性永不间断的改进程序。实施重点先期产品质量规划(APQP)时序图概念启始认可1.规划计划认可原型试作量试2.产品研发3.制程研发制程研发/验证产品研发/验证计划/定义研发立案生产生产阶段/回馈矫正产品/制程验证4.产品/制程验收规划5.回馈与矫正量产DFMEAPFMEA预防寻找方法及解决问题FMEA设计验证制造与装配客户投诉产品策划设计生产应用成本＄1失效(failure)：指产品丧失规定的功能的状态，又译为故障；2失效模式(failuremode)：产品失效的表现形式。如线路短路等；3潜在失效模式(potentialfailuremode)：指可能发生，但不一定非得发生的失效模式，也即平常所说的“可能存在的隐患”；4潜在失效后果(potentialeffectoffailure)：指潜在失效模式会给顾客(含外部顾客、内部顾客)带来的后果；5后果分析(effectanalysis)：研究潜在失效模式发生后给顾客带来的危害性有多大。危害性可用三个方面来衡量：失效模式所产生后果的严重度、失效模式起因发生的频度、失效模式起因不可探测的程度。术语设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是指“最终使用者”，还包括负责车辆设计或更高一级装配过程设计的工程师/小组，以及在生产过程中负责制造、装配和售后服务的工程师。顾客的定义“系统”的概念1、“系统”。系统是指具有全部功能并可达成要求的任务的产品，如汽车、轮船、飞机等可以称为机械系统；电脑、卫星、移动电话等可称为电子系统。2、子系统。子系统是系统的构成部分，能达成系统的部分功能，如汽车的动力系统、电脑的显示系统等。3、构成件。构成件是构成子系统和系统的单元，可分为功能件、组件和零件。（1）功能件。功能件由零件组成，有独立的功能，如汽车电瓶、手机电池等。（2）组件。组件是两个以上零件的组合品，如汽车轮胎上的轴承。（3）零件。零件是非破坏条件下无法再分的单品，如汽车上的一个螺丝、垫片等。FMEA的分析层次FMEA是一种确定系统或装置等故障原因的方法，当构成系统的子系统或构成发生故障时，FMEA可用来分析该故障对系统造成的影响，并确定造成重大影响的构成件。确定分析层次对FMEA分析至关重要，图1-1表示了FMEA的分析层次：构成零件FMEA的分析层次组件功能件子系统系统人、环境等零件故障对组件的影响对人和环境等的影响图1-1FMEA的影响分析层次对功能件的影响对子系统的影响对系统的影响硬件分析法是将设计的每一硬件项目列出，然后就每一项目进行分析，将其所有的可能的失效模式项目找出。功能分析法是将设计的项目所能执行的各种功能分类为不同的输出列出，然后就每一输出进行分析将其所有的失效模式找出。当设计为一复杂的系统时，FMEA可使用两者综合的分析方式。FMEA为分析架构一般为由下至上。分析方式（AnalysisApproach）小组练习（1）请小组组织讨论，并按下面图示要求画出手电筒产品结构组成。手电筒电源系统光学系统XX系统。。。电池。。。。。。个体练习（1）以个人（同一单位人员组成小组也可）为单位，并按下面图示要求画出本单位典型产品的某一个生产（作业）工艺（步骤）。零件清洗烘干系统测试。。。DFMEA（设计FMEA）设计FMEA是在设计过程中采用的一种FMEA技术，用以保证已充分地考虑和指明设计中各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理，并就此在设计上采取必要的预防措施。（1）以产品的元件或系统为分析对象，用表格的形式，从低层次开始逐步向高层次分析。（2）原则上是全面分析。然而，全而详细分析所需工作量很大，因此对已有使用经验表明效果好的部分，可免于分析或者提高分析级别；反之，对新产品或研制内容较多的部分，则应详细分析。（3）DFMEA由产品设计人员主持，生产、品管、使用等技术人员参与。（4）在设计过程中，应根据获得的新资料不断改进DFMEADFMEA的特征（1）识别需采取预防措施的设计缺陷；（2）为制定或修改关键件清单提供依据；（3）为评价产品设计的可靠性及优化设计方案提供依据；（4）为制定产品试验计划，确定产品、过程的质量控制方案提供信息；（5）为故障诊断，制定维修方案提供信息；（6）为维修性分析、安全性及危险源分析、保障源分析等提供依据。DFMEA的用途DFMEA分析的对象（1）新设计的产品、部件。（2）环境有变化的沿用零件。（3）发生了变化的材料和零件。（4）有重大设计更改的部件。设计FMEA应在设计意图（设计意图中包含对产品功能、性能等方面的要求）最终形成之时或之前开始，并贯穿在设计工作的全过程之中。在正式的产品图样完成之时或之前，设计FMEA应全部结束。DFMEA分析的时机一般来说，风险评估主要进行两种分析，即：“故障分析”、“后果分析”。-故障分析对各功能的可能出现故障情况进行研究，利用故障树分析详细描述各种故障的失效模式。•风险评估故障树分析故障树分析（FTA）FTA是应用于可靠性和安全性分析的一种演绎技术，通常用在复杂动态系统中。FTA是一种模型，它通过逻辑和图形化方式代表各种可能导致不希望发生的顶事件的事件组合，这些事件包含系统中非正常和正常事件。FTA通过树的形式表示单个不希望发生事件（故障）和各种原因之间的因果关系。故障树通过使用标准逻辑符号标识从树顶端的单个故障到故障树底部各种根原因之间的逻辑关系。在建立故障树和确认根原因后，需要制定相应纠正措施以防止和控制这些原因的发生。通常要研究不希望发生事件的发生概率。门的名称门的符号输入和输出的关系与门当n个输入都发生时，输出事件发生。或门n个输入事件至少一个发生时，输出事件就发生。n中取m表决门n个输入事件至少m个发生时，输出事件就发生。优先与门当所有n个输入事件以特定的顺序发生时，输出事件才发生。异或门只有一个输入事件发生时，输出事件才发生。输出1，2，…n输入•输出1，2，…n输入+输出1，2，…n输入m输出1，2，…n输入输出输入故障树的门符号电动机电路起火线圈绝缘体（提供燃火材料）线圈温度过高（起火源）空气（有氧气提供）电动机短路以及CB和安全开关合并失败电动机短路以及CB和延迟器接触片合并失败电动机短路CB关闭失败开关关闭失败电动机短路CB关闭失败延迟器接触片粘住FTA和FMEA（特定的故障模式）FMEA的因果模式1.设计不当2.制造不当3.使用不当4.磨耗5.安装不正确6.逐渐老化1.实体破坏2.操作中失效3.功能退化4.功能不稳定1.安全失效2.机能失效3.控制失效〈感觉、外观〉人机料法环原因模式影响小组练习（3）请小组组织讨论，采用故障树的方法分析手电筒无法正常工作（不亮）的各种失效模式。个体练习（2）（可选择）依据个体练习（1）的结果，采用故障树的方法分析本企业生产过程中可能产生的各种失效模式。FMEA作业展开任务确认决定分析层級列举故障模式机能方块图流程步骤分析表选定故障模式制作FMEA表列举故障原因提出对策方案RPN评价选定对象故障事例试验报告不良报告顾客抱怨经验累积DFMEAPFMEA系统、子系统、零件（1）定义产品。确定产品的要求，包括产品的功能、用途、性能、使用条件等。（2）划分功能块。系统可逐级分解直到最基本的零件、构件。一般根据分析目的，可仅将系统分解到某一水平。将系统按功能分解为功能块并绘出系统功能逻辑框图，如图:DFMEA分析的过程和方法（3）列举各功能块所有失效模式、起因和潜在失效后果。失效模式应与该功能块所在级别相适应。（4）进行风险分析。按失效影响的严重程度（严重度S）、发生的频繁程度（频度O）、发现的难易程度（发现难度D）估计风险顺序数。严重度S、频度O、发现难度D均利用数字1到10来判断其程度高低。各项数字的连乘积称为风险顺序数RPN（RPN=S×O×D）。风险顺序数RPN越高，表示风险越大。根据各失效模式的风险顺序数，即可突出那些必须改进的关键方面。（5）提出改进措施。对那些风险顺序数较高的项目，应提出改进措施并实施。对于无法消除的故障，应分配给高的可靠性指标，必要时增加报警、监测、防护等措施。（6）填写DFMEA分析表格（见案例4-1之DFMEA规范表格）。（7）DFMEA跟踪管理。对DFMEA分析中提出的改进措施进行跟踪并对其效果进行评审。特别提醒应注意分析的范围和分析的级别。对故障出现频率低、影响小的零部件不必进行FMEA分析。FMEA的逻辑顺序功能要求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论预防控测采取的措施SODRPN功能，特性或要求是什么？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后果是什么？有多糟糕？能做什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准，程序或指南地更改起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和控制该方法在探测时有多好？范例-FMEA展开失效原因1.设备(Machine)1.11.21.31.材料(Material)1.11.21.作业员(Man)1.11.21.方法(Method)1.11.2失效原因失效模式1.2.3.4.1.环境Environment)1.11.2失效效应当下制程严重度严重度严重度严重度失效效应下一制程失效效应下游业者失效效应最终顾客目前控制．．．发生度发生度探测度发生度项目(9)功能潜在失效模式(10)潜在失效后果(11)严重度(S)(12)分类(13)潜在失效起因/机理(14)频度(0)(15)现行预防设计控制(16)左前车门H8HX-0000-A上、下车保护乘员免受天气、噪声、倒碰撞的影响车门内板下部腐蚀车门寿命降低，导致：因漆面生锈，使客户对外观不满损害车门内附件之功能7车门内板之上方边缘保护蜡喷涂太低67蜡层厚度规定不足4潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）系统×子系统零组件：01.03车身密封(2)设计责任：车身工程师(3)车型年度/车辆类型：199×/狮牌4门旅行车(5)关键日期：9×,03,01(6)核心小组：T.Fender-汽车产品部、C.Childers–制造部、J.Ford–总装部(Dalton,Fraser,Henley总装工厂)(8)现行探测设计控制（16）探测度(D)(17)风险顺序数RPN(18)建议措施(19)责任和目标完成日(20)措施执行结果