FMEA讲义典型案例运用

1课程内容一、FMEA背景二、FMEA基本知识三、FMEA实施过程四、案例2故障(失效)的概念产品在规定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。（事例）在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间（事例）产品在工作范围内,导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象(短路、开路、过度损耗等)（事例）故障（或失效）模式FMEA背景3失效分析失效分析就是分析、寻找系及其组成部分的失效原因(失效机理、故障机理、诱发失效的因素等)，从而提出补救和预防、纠正措施FMEA背景4常用失效分析方法仪器设备测试法（因果图法、直方图法、主次图法）FMEAFTA：通过对可能造成系统（或过程）故障的各种因素进行分析，画出逻辑图（即故障树），确定系统故障原因的各种可能组合方式，计算系统（或过程）故障概率，采取相应的纠正措施，以提高系统（或过程）可靠性的一种设计分析方法。事件树分析（ETA），是一种逻辑演绎方法，它在给定的一个初因事件的前提下，分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而可以评价系统的可靠性与安全性FMEA、FTA是常被用到的重要的失效分析方法,应用也相当广泛。特别是FMEA，已成为美国航天、国际汽车等行业的强制使用的分析方法。故障模式分析FMEA背景5何谓FMEA(FailureMode&EffectsAnalysis)以系统(产品)以及工序、设备等的构成要素为对象.利用所谓的“故障模式(FailureMode)”思考方式.事先排除可能出现的问题.通过故障的原因和影响说明问题的重要性.连接设计(工艺)的手法.故障模式预测故障的原因和影响解析评价问题的重要程度设计(工艺)改进Page对象型号作成日期：FMEANo.解析水平/整体水平实施负责人:影响解析范围参与者:预防检出措施内容SODRPN设计FMEA负责人深刻度故障的原因发生频度探测度RPN故障的影响建议事项期限措施结果构成部件No.故障模式故障等级机能现设计管理FMEA背景6满足顾客要求减少失效风险保持竞争力改进产品质量实施FMEA背景FMEA背景7开展可靠性带来了经济利益美国用于维修费用的变化趋势美军50年代，60%~500%美军，1959年，25%2003年，美国企业美巨头企业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%）军用可靠性工程产生与发展实施FMEA背景FMEA背景8•所有的制造问题中有80%是由糟糕的设计引起的。•制造停工使英国每年损失470万生产小时。•对于许多制造过程，缺陷产品仍然以百分数来测量，而不是以百万件中缺陷产品数来测量。FMEA背景实施FMEA背景9设计变更件数目标过去开发日程和设计变更件数统计表明，设计变更集中在开发后半段，批量生产以后还有大量变更.时间FMEA背景开发阶段的问题点–开发日程和设计变更件数1050年代：格鲁曼公司开发了FMEA，用于飞机发动机故障防范；70年代：海军制定了FMEA标准，1976年，美国国防部采纳了FMEA标准；80年代：汽车工业和微电子工业应用FMEA90年代：ISO9000推荐采用FMEA；1994，FMEA成为QS-9000认证要求。21世纪:???????????军工产业，宇宙开发领域可靠性、安全性评价工具1970年代初日本科學技術聯盟NASDA(日本宇宙開發事業團)引进在民用产业迅速普及-宇宙航空、汽车、电气·电子、机械、软件等所有产业领域FMEA的起源与发展FMEA的起源与发展(美国)FMEA的起源与发展(日本)FMEA背景11$1$10$100$1000$10000$100000$1000000$10000000概念阶段计划阶段设计阶段验证阶段生产制造市场召回故障及事故的赔偿公司形象损失变更(修定)费用变更处理费用的10倍法则事后处理的费用法则FMEA背景12开发阶段的问题点–质量问题的发生要因在整体质量问题发生的内容中，其根本原因为设计时没有充分考虑顾客与制造环境的质量问题发生最多。质量问题发生分类问题发生要因对应方案48%31%21%•设计上没有充分把握顾客的要求事项•设计上没有考虑制造能力•开发质量保证的技能不足与执行能力微弱设计要因制造要因外包质量开发阶段中的源流性质量确保(源流管理)顾客要求的明确化规格/设计的优化开发业务的效率化资料:1996年日本的某汽车企业分析资料FMEA背景13从被动（后发管理）到主动(先期管理)的转变采用客户至上的原则，致力于计划中的事前准备，将问题防止于未然，以图顺畅生产的高效模型。经济性(大)质量成本小●先期对应管理-防患于未然.。-真正的原因管理。-FMEA-FEEDFORWARD(PREACTION)按照被称作高度成长期遗留物的落后对应型，树立计划并实施，事后处理已发生的问题，是高损失成本的模型。LOSSCOST(大)质量成本大●落后对应管理-事后管理-现象管理-QC7种工具-FEEDBACK评价成本大失败成本大预防成本小评价成本小失败成本小预防成本大事后解决问题型开发被动的QA防止再发生假设先行型开发主动的QA防患于未然现有方式改进方向FMEA背景14『防止再发生』⇒『防患于未然』事故的转变随系统的高度化、负责华而产生的事前解析的重要性增大随开发时间的短缩而发生的问题最小化PL(ProductLiability)法的有效地对应FMEA的引进背景与实施目的FMEA的引进背景提前防止故障发生.▷防止丧失解决故障的机会.▷防止发生问题的巨额解决费用.早期确保开发产品的质量与可靠性.试验评价效率化.技术上的Know-how积累和知识再运用.推进开发相关各部门间的写作.FMEA的实施目的FMEA背景15设计技术的一部分DR(DesignReview)的TOOL技术Know-how的积累手段工程FMEA,设备FMEA开发与活用有效活用企业▷汽车:丰田汽车与其系列公司▷电气·电子:松下电子与其系列公司实施方法:1980年以后日本的影响设计/开发阶段的基本步骤3大汽车公司的质量体系要求事项QS-9000规格，TS16949对零部件开发企业的事实与其结果提交义务化FMEA的实施动向FMEA的实施动向(日本)FMEA的实施动向（美国）FMEA背景16设计变更件数发布20-24months14-17months1-3months+3monthsJapanU.S.AFMEA起到了重要作用结果比较FMEA背景17什么是FMEA？FMEA简介基本知识18•认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果•确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施•将全部过程形成文件FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充FMEA的定义基本知识19三种进行FMEA的情况，（关注焦点、范围）•新设计、新技术、新过程；全部设计、技术或过程•对现有设计或过程的修改；修改可能产生的相互影响•将现有设计或过程用于新的环境、场所或应用；新环境或场所对现有设计或过程的影响FMEA的实施环境基本知识20FMEA的种类系统FMEA设计FMEA过程FMEA对象产品（系统）产品（零配件等）过程（实际操作）目的确保系统设计的完整性评估确保设计的完整性.找出产品的故障形态及其对策确保设备的完整性找出工程、材料、操作的故障形态及其对策实施阶段概念阶段.计划阶段.计划阶段.设计阶段.验证阶段工程设计阶段.至批量前.故障（不良）式样预测对象系统子系统&Assemblies产品的构成要素.子系统间的交互作用工程作业；材料影响产品(系统)性能产品性能产品不良；后期工程故障模式功能丧失，整机故障现象停止；异常输出；无动作变形；龟列；磨损；短路等尺寸不良；破损等共同点•用表格整理•相对评价发生频度，影响度，检知度等并找出主要故障（不良）模式•筹划各种故障（不良）模式的对策.基本知识21故障模式影响原因问题问题的衍生后果问题的原因故障模式影响原因从系统FMEA中得到的问题原因从系统FMEA中得到的影响新的设计故障模式的根本原因故障模式影响原因从设计FMEA中得到的问题的原因与设计FMEA的影响相同特定的过程故障模式的根本原因系统FMEA设计FMEA过程FMEA因此不必在设计FMEA中列出制造(过程)的故障模式系统、设计、过程FMEA之间的关系基本知识22FMEA在设计阶段的角色特性的知识实际手段：标准件；标准材料；标准设计等功能原则；装置；结构；材料；尺寸等限制条件的知识制造条件；使用条件；环境条件，维护条件反思和分析可能产生的问题有关故障的知识知识设计过程要求功能要求操作极限条件设计方案：概念结构草图评价/验证FMEA选择、分析实现手段•负向信息检讨•正向信息检讨基本知识23Page/FMEANo.实施负责人：1参与者:3发生故障频度等级影响解析2上级水平对象ITEM(功能)No.故障模式责任/期限1次2次3次故障的影响影响度发生原因管理项目建议事项再评价对象MODEL解析对象水平作成日期：FMEA设计变更,修订确认D-FMEA的概要设计性能·程度等可靠性·安全性等详细设计中间设计基本设计图纸解析水平机能·构造的展开故障模式构件子系统系统故障等级对策方案故障模式的原因把握故障模式的影响把握故障模式的影响把握重要度评价对策树立潜在的故障模式的预测草案FMEA基本知识24Page/FMEANo.实施负责人：1参与者:3发生故障频度等级FMEA再评价对象MODEL解析对象水平作成日期：发生原因管理项目建议事项(功能)No.故障模式责任/期限1次2次3次故障的影响影响度影响解析2上级水平对象ITEMP-FMEA的概要工程工程设计、改进产品功能、性能、质量作业容易性设备解析水平工程解析与功能展开不良模式工程产品(System)后加工不良等级对策案不良模式的原因把握不良模式的影响把握重要度评价对策树立潜在的不良模式的预测FMEA基本知识25FMEA在设计开发过程中位置1策划2产品设计和开发3过程设计和开发4产品和过程确认生产概念提出和批准项目批准样件试生产投产计划和确定项目产品设计和开发验证过程设计和开发验证产品和过程确认反馈评定和纠正措施设计FMEA过程FMEA基本知识26DFMEA——设计开发阶段在初始材料清单产生之后，就可做DFMEA。DFMEA在小组可行性承诺前经过小组评审，DFMEA是动态文件。PFMEA——初始过程在整个过程中的流程图/风险评定开始，就可做PFMEA。过程FMEA几乎与设计DFMEA同时开始，比设计FMEA稍迟。PFMEA是产品在策划确认时进行评审，也是动态文件。开展FMEA的时机所谓“动”在于产品/过程的更改，任何更改都要进行FMEA的评审基本知识27DFMEA中常见的失效模式系统或产品层次：停止、不动作、不安定、输出异常、误动作等等。零部件层次：变形、龟裂、破损、腐蚀、表面划伤、脱落、卡死、脏污、变质、烧毁、断裂、异物、泄漏等等。基本知识28PFMEA常见的失效模式加工成型过程：加工毛刺、破损、变形、尺寸不合格、表面粗糙度判定失误等；组装、涂装过程：安装划痕、破损、组装尺寸不合格、连结不合格、漏装零件、颜色判定失误、落入异物等。基本知识29DFMEA与PFMEA有明确分工，又有紧密联系。1、产品设计的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性，由于产品设计中没有适当考虑制造中技术与操作者体力的限制，可能造成失效模式的发生；2、产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施；3、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中作为重点分析的内容。设计FMEA和过程FMEA的联系基本知识30设计。评价部门☞讨论对重要故障模式设计改善。生产技术部门☞讨论对重要故障模式，发生频度较高的故障模式的工程改善。生产部门☞讨论对重要故障模式的重点管理方法。检查部门☞讨论对重要故障模式的重点管理方法及对检知较难故障模式的检出方法。品质保证部门☞讨论重要故障模式的市场对策。销