FMEA应用基础

FMEA应用基础——郑应有2014年3月介绍培训主题介绍FMEA(FailureModeandEffectAnalysis,失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。培训目的介绍提高产品质量，减少产品设计缺陷和过程设计缺陷。相关背景介绍空调的产品质量事故不断，部分产品存在设计缺陷，导致用户投诉不断。为此，必须提高整个开发团队的业务能力，避免再发生类似问题。课程大纲前言一：FMEA简介二：DFMEA三：PFMEA四：DFMEA框图五：FTA图六：P图总结前言概述培训总体内容FMEA应用的相关知识概述培训各主题之间的关系本次培训一共六个主题，前三个主题是介绍FMEA的基础知识，后三个主题是FMEA应用的辅助图表。一：FMEA简介（1/22）FMEA（潜在失效模式及后果分析）PotentialFailureModeandEffectsAnalysis关键词:失效-尚未发生可能会发生集中于:预防可能问题FMEA在设计、生产或其他范围内实施一：FMEA简介（2/22）FMEA的定义：FMEA是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，并将全部过程形成文件。一：FMEA简介（3/22）FMA（失效模式分析）FailureModeAnalysis关键词:失效-已实际发生100%既成事实集中于:诊断-处理已知问题FMA在生产范围内实施一：FMEA简介（4/22）FTA（失效树分析）FailureTreeAnalysis由系统的失效模式入手，分析造成产生该失效的原因。“由上到下”FMEA是从局部失效入手，分析上一级系统、中间部分、下游程序及总体系统的后果。“由下到上”一：FMEA简介（5/22）FMEA的起源质量管理理念的发展：检验制造（FMEA使用）设计（FMEA使用）管理习惯一：FMEA简介（6/22）FMEA的发展史60年代中期:开始于航天业(阿波罗计划).1974年:美海军制定船上设备的标准,Mil-Std-1625(船)“实行船上设备失效模式及后果分析的程序”,FMEA第一次有机会进入军用品供货商界;70年代未:汽车业开始使用FMEA来作为危险性分析的工具,以检讨目前市场上的汽车.后期,作为增强设计检讨活动的工具,开始用列表形式.80年代中:汽车业开始运用FMEA来确认制造过程.1991年:ISO9000系列标准建议用FMEA来提高产品及过程的设计.一：FMEA简介（7/22）FMEA的发展史1993年:美健康与人类服务部的FDA(食品与药品管理局)计划将目前的GMP利用可靠性工具改变成综合性的研发文件,如FMEA及FTA,来提高产品安全性及客户的保护.1994年:FMEA成为QS-9000证书获得的不可缺少的一部分.QS-9000是一个自发性项目,是由美国三大汽车公司(克莱斯勒、福特及通用)组成的供货商质量要求工作队制定的.一：FMEA简介（8/22）为什么要进行FMEAFMEA有助于对设计中问题的早期发现，从而避免和减少晚期更改带来的损失，使开发成本下降；DFMEA还有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术；FMEA有助于采用更有利的设计控制方法，为制订试验计划、控制计划提供正确的、恰当的根据；由多方面人员组成的小组所进行的FMEA能发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会；FMEA是一个组织的宝贵经验，为以后的设计开发项目提供了参考资料；FMEA还是识别特殊特性的重要工具，FMEA的结果也是用来制订控制计划依据；FMEA给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进设计的优化系统，从而引导资源去优先解决问题；FMEA的文件化，使它成为重要设计文件之一，并成为设计评审的重要内容。一：FMEA简介（9/22）由谁来做FMEA在APQP的第二阶段的第一个输出就是DFMEA，说明其是设计工作的一部分，自然由负责设计的工程师或工程师小组负责；但要做好FMEA，要发挥集体的智慧，所以，FMEA的成功依赖于小组的共同努力；必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性方面的专家小组；与设计有关的上游（如顾客、供方的设计工程师）与下游（如下一个相关系统的设计工程师）的部门也将被吸收参加小组的工作。一：FMEA简介（10/22）FMEA的适用范围新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。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。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简介（11/22）FMEA的分类DFMEA（设计FMEA）PFMEA（过程FMEA）SFMEA（系统FMEA）AFMEA（应用FMEA）一：FMEA简介（12/22）DFMEA设计FMEA(也叫做DFMEA)针对产品的设计，如:系统/子系统附属装配部件/零件原料特性/特质一：FMEA简介（13/22）PFMEA过程FMEA(也叫做p-FMEA)针对制造过程，如:顺序/过程的步骤设备/机器工具/工装/夹具操作者制造影响一：FMEA简介（14/22）做FMEA的时机及时性是成功实施FMEA的最重要的因素之一FMEA应在产品周期的前期可行阶段实施.要使FMEA的好处充分体现唯有其在设计效果、设计选择、折中设计(平衡设计)和制造过程规划中充当引导工具.当产品一确定就开始进行FMEA的那就相当好了.一：FMEA简介（15/22）什么时候做DFMEA开始于一个设计概念最终形成之时或之前；设计方案初步确定时应该开始DFMEA初稿的编制；DFMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成（如设计图样完成）之时完成DFMEA的工作；产品开发阶段，设计发生变化，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改。一：FMEA简介（16/22）DFMEA的开发步骤明确系统、子系统和零部件，作出图示识别各系统、子系统及零部件的功能和相互关系分析/开发DFMEA针对风险高的设计采取措施降低风险一：FMEA简介（17/22）什么时候做PFMEA开始于过程设计和开发之前或过程设计开发过程中；在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成PFMEA的工作一：FMEA简介（18/22）PFMEA的开发步骤识别过程，作出过程流程图针对所有的过程展开PFMEA的开发针对风险高的过程采取措施降低风险一：FMEA简介（19/22）失效链一个潜在失效模式事件的发生，如果没有采取或来不及采取或事实上不可能采取措施，而使之引起下游系统或相关系统产生链琐失效事件，我们称之为“失效链”一：FMEA简介（20/22）失效链分析1、水箱支架强度不足而造成支架断裂是这个失效链的根因；2、道路不平引起的车体振动与扭转是引起支架断裂环境条件，但不能视为失效的根本原因。因为汽车在不平的道路上行驶是正常的输入条件；3、失效链中，上一个失效模式是下一个失效模式的起因，下一个失效模式是上一失效模式的结果；4、在没有采取任何措施的情况下，失效将发展到最终模式。最有效的措施是不让支架断裂这一根源模式发生。在失效链中任何环节采取“切断”措施，如在水箱与发动机之间增加支撑杆，保证风扇不与水箱碰撞，可以防止失效链的发展，但对这种措施是否合理要评审。5、失效链的发展常常会有分支，有时分支的链也会产生更加严重的后果失效模式一：FMEA简介（21/22）FMEA与TS16949的联系7.3.1.1多方论证的方法P157.3.2.3特殊特性P167.3.3.1产品设计输出—补充P177.3.3.2制造过程设计输出P177.5.1.1控制计划P21一：FMEA简介（22/22）DFMEA与PFMEA的联系DFMEA与PFMEA既有明确的分工，又有紧密的联系，有以下几点需要注意：产品设计与开发的下一过程是过程设计与开发（工艺设计与开发），产品设计应充分考虑可制造性与装配性的问题，由于产品设计中没适当考虑制造中技术与操作者体力的限制，可能造成过程失效模式的发生；DFMEA不能依靠过程检测作为控制措施；PFMEA应将DFMEA作为重要的输入。对DFMEA中标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析内容二：DFMEA（1/26）DFMEA的作用为客观地评价设计,包括功能要求及设计方案,提供帮助；评价为生产、装配、服务和回收要求所做的设计；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：DFMEA（2/26）团队工作在最初的DFMEA过程中，希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括（但不限于）装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。二：DFMEA（3/26）DFMEA准备工程师群的经验品质经历(如：工程资料等)顾客需求：想要的与必须的规格要求已知产品要求制造/装配/服务要求所需求的特性定义的越好，为改进行动确认潜在的失效模式，就越容易二：DFMEA（4/26）二：DFMEA（5/26）DFMEA流程Step1编制产品/设计需求清单编制清单,列出该产品应有的功能。编列时应将已知的产品需求全部纳入Step2研究产品/设计需求的潜在失效模式失效模式是指某一零组件或装配件，可能出现何种缺点，使产品无法符合其原设计之目的或性能失效模式举例:变型.破裂.磨损.泄漏Step3鉴别失效模式发生后可能的后果及起因失效模式的后果，应以造成车辆/系统功能的影响加以描述如果失效模式涉及无法符合政府法规的潜在因素或对行车安全有影响，应予特别指出失效模式形成的可能起因,应以出现于设计缺陷为准，并务求具体失效模式后果范例:行车不稳定.操作不灵.车辆失控、空调不制冷失效模式起因范例:扭力规格不当.应力过高,材料规格不当二：DFMEA（6/26）DFMEA流程（续）Step4分析是否还有其它可能的失效模式如果无其他失效模式，则进行下一步；如果有其他的失效模式，则返回Step2。Step5设定设计验证(DV)进行设计验证。所谓设计验证,是指对失效模式起因的预防，或查证其起因或产生之后果Step6判定严重度S﹑频度O及探测度D，分别打分按FMEA手册中的参考表格，帮助解决各项分数。严重度是评估该失效模式对后道工序﹑车辆或顾客造成影响的严重程度频度是指预测该失效模式发生之频度，失效模式的预防必须加以考虑探测度是对该零件或装配件送交生产前，其可能存在之设计缺陷是否能经设计验证而查出的能力二：DFMEA（7/26）DFMEA流程（续）Step7计算风险顺序数(RPN)值RPN=严重度S×频度O×探测度DStep8分析是否有其它失效模式后果/起因的组合如果有，则返回Step5；如果没有，则进行下一步Step9将RPN值做成柏拉图并决定建议措施对高RPN的项目应最优先采取必要措施,其目的在降低严重度﹑频度及探测度的分数。若不采有效的改进措施则PFMEA的成效将受局限二：DFMEA（8/26）