TS五大工具---设计和过程FMEA(XXXX年5月)

2019/8/201FMEAPotentialFailureMode&EffectsAnalysis潜在失效模式及后果分析2019/8/202主要内容1.FMEA基本概念2.DFMEA与PFMEA的区别与联系3.DFMEA的分析方法4.PFMEA的分析方法5.案例演练、讨论6.FMEA综合应用2019/8/203第一章FMEA基本概念1.什么是FMEA？2.可靠性与FMEA的关系3.FMEA的历史与现状4.FMEA分析的益处5.FMEA的类型与阶段划分6.FMEA的思考、工作流程7.失效模式之间的关系8.失效链解析2019/8/204什么是FMEA？FMEA是一种可靠性设计的方法,目的在于：在一个新的产品设计，制造之前，或对目前存在的制造过程进行改变之前，对各种潜在的，与设计或制造过程有关的风险进行评估、分析。制定预防措施，消除或减少失效模式出现的机会，降低风险水平。使设计或制造过程文件化。FMEA强调“事前预防”，而不是“事后补救”。2019/8/205可靠性与FMEA的关系可靠性定量要求：MTBF(MeanTimeBetweenFailure)可靠性定性要求：FMEA(FailureModeandEffectAnalysis)故障模式及影响分析─如果产品可靠性要求难于规定定量指标、验证方法，规定定性的可靠性要求和验收准则就更加重要。2019/8/206FMEA的历史及现状1.20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用以飞机制造业的发动机故障防范，取得较好成果；2.60年代早期，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；3.70年代初，美国海军开始使用FMEA；4.80年代,汽车制造商开始使FMEA，并要求为其配套的供应商实施FMEA进行产品的可靠性控制，可靠性成本是实施FMEA的主要驱动力；5.今天，FMEA已经用于所有的工业领域。2019/8/207NASAusedFMEAtoidentifySinglePointFailuresonApolloproject(SPF=noredundancy&lossofmission).Howmanydidtheyfind?420andwethoughtwehadnoproblems!我们认为没有问题2019/8/208FMEA分析的益处通过消除失效模式，FMEA可以：提高产品的可靠性（reliability）；降低产品失效的数目（故障率）；客户受益。UserLifeConstantFailureRateEarlyLifeFailureInstantMortalityWearoutendoflife时间FailureRate产品的寿命分布曲线（浴盆曲线）ProductLifeCycle(BathtubCurve)2019/8/209FMEA的类型SYSTEMDESIGNPROCESS系统FMEA（SystemFMEA）用于早期的概念和设计阶段，用于分析系统和子系统的可靠性.设计FMEA（DesignFMEA）用于产品投放生产前，分析产品的可靠性过程FMEA（ProcessFMEA）用于分析制造，装配过程2019/8/2010FMEA不同阶段划分开始完成系统FMEA确定系统功能后，选择指定的硬件之前当项目进入设计阶段设计FMEA产品的功能和设计方案已经确定后，在设计完成之前当发放最终的设计图纸给制造部门时过程FMEA产品的最初图纸已经可以使用，但是各种配套设备，工装设计完成之前产品/服务结束2019/8/2011FMEA不同阶段的内容设计FMEA(DesignFMEA)过程FMEA(ProcessFMEA)对象系统.，子系统或零部件加工工艺过程的每道工序失效设计先天不足制造过程留下的缺陷人员设计工程师/设计小组制造主管/制造多方研究小组内容○对设计要求的评估;○对设计方案的相关权衡;○改进设计和开发试验的优先控制;○公开讨论中推荐和跟踪降低风险的措施;○对制造和装配要求的最初设计;○考虑与制造计划的生产过程有关的产品设计参数;○最大限度地保证产品能满足顾客的要求和期望;2019/8/2012FMEA的思考流程ProcessStep/InputPotentialFailureModePotentialFailureEffectsSEVPotentialCausesOCCCurrentControlsDETRPNActionsRecommended00000000000000000000WhatistheInputWhatcangowrongwiththeInput?WhatistheEffectontheOutputs?WhataretheCauses?HowBad?HowOften?Howcanthisbefound?Howwell?Whatcanbedone?2019/8/2013①缺陷的名称⑥缺陷被发现的概率⑦建议纠正措施②潜在失效的后果⑤缺陷产生的频度④缺陷产生的原因③失效严重的程度想象中可能产生的缺陷FMEA的工作流程2019/8/2014失效模式之间的关系潜在失效模式(PotentialFailureMode)：失效是指产品无法完成指定的功能；本工序的失效模式可能是下一工序的原因。FailureModeEffect前一个操作Cause下一个操作2019/8/2015失效链（例）水箱冷却水管被风扇刮伤水箱支架断裂水箱后倾水箱与风扇碰撞汽车停止行使发动机气缸损坏冷却系统过热水箱冷却液泄露时间（1失效原因）（2失效模式）（2失效原因）（1失效模式）（1失效后果）（2失效后果）（3失效原因）（3失效后果）（3失效模式）2019/8/20161.DFMEA顺序、表格2.DFMEA准备工作3.成立DFMEA分析小组4.Ⅰ类和Ⅱ类失效5.S、O、D与RPN研究6.改善措施7.DFMEA示例8.DFMEA运作流程第二章设计FMEA2019/8/2017DFMEA—分析顺序RPNDOS采取的措施责任及目标完成日期建议措施RPN探测度D频度O潜在失效起因/机理级别严重度S潜在失效后果潜在失效模式子系统功能要求探测预防措施结果现行控制功能、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？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？能做些什么？–设计更改–过程更改–特殊控制–标准、程序或指南的更改该方法在探测时有多好？做了什么？做了的效果如何？2019/8/2018DFMEA—表格RPNDOS采取的措施责任及目标完成日期建议措施RPN探测度D频度O潜在失效起因/机理级别严重度S潜在失效后果潜在失效模式项目功能探测预防措施结果现行设计控制系统子系统部件设计责任车型年/车辆类型关键日期核心小组FMEA编号共页，第页编制人FMEA日期（编制）（修订）2019/8/2019成立小组必须的资料：QFD分析；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/DFMEA）；初始工程标准；特殊特性（SC）明细表;……。DFMEA—准备工作2019/8/2020填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等）；用尽可能简明的文字说明被分析项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命等）；如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。DFMEA—项目/功能2019/8/2021DFMEA—潜在失效模式失效模式：失效的表现形式；对每个项目和功能，列出潜在的失效模式；“潜在”是指可能发生也可能不发生；应用规范化、专业化的术语来描述失效模式；常用的有两大类失效：I类失效、II类失效；2019/8/2022DFMEA—潜在失效模式I类失效，是指不能完成规定的功能，如：突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变型、失稳、短路、断路、击穿、泄露、松脱等；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。II类失效，是指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。2019/8/2023DFMEA—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（内/外）的角度发现和经历的情况来描述失效的后果。2019/8/2024DFMEA—潜在失效后果典型的后果举例：噪声、工作不正常、不良外观、工作不稳定、间歇性工作、失去功能、异味、性能衰退不符合法规等。2019/8/2025DFMEA—严重度（S）S是失效模式发生时对顾客影响严重程度的评价指标；S评分采用1—10整数分；参见DFMEA—S评价准则；要减少S，只能通过修改设计来实现；2019/8/2026DFMEA—S评价准则后果判定准则：后果的严重度级别无警告的严重危害严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时无预警。10有警告的严重危害严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时有预警。9很高车辆/系统无法运行（丧失基本功能）。8高车辆/系统能运行，但性能下降。顾客很不满意。7中等车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面失效。顾客不满意。6低车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面性能下降。顾客有些不满意。5很低装配和外观/尖响声和卡塔声不符合要求，多数顾客发现有缺陷（多于75%）。4轻微装配和外观/尖响声和卡塔声不符合要求，50%的顾客发现有缺陷。3很轻微装配和外观/尖响声和卡塔声不符合要求，有辨识能力的顾客发现有缺陷（少于25%）。2无没有可识别的影响。12019/8/2027DFMEA—级别指出产品特性的重要性，如特殊、关键、主要、重要等；识别为特殊特性（SC）的项目，应以符号在此栏中标记；当S≥8时，应识别为特殊特性（SC），并用符号标记。2019/8/2028DFMEA—潜在失效起因/机理失效的潜在起因：是指设计薄弱部分的迹象，其结果就是失效模式；典型的失效起因，如：材料选择不正确、设计寿命设想不足、应力过大、润滑能力不足、过热、规定的公差不当、计算错误等。典型的失效机理，如：屈服、疲劳、材料不稳定、蠕变、磨损、腐蚀、化学氧化、电移等2019/8/2029O是失效模式出现可能性大小的评估；O评分采用1—10整数分；参见DFMEA—O评价准则；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。DFMEA—频度（O）2019/8/2030DFMEA—O评价准则失效发生的可能性可能的失效率级别很高：持续性发生的失效≥100件/每1000车辆/项目1050件/每1000车辆/项目9高：反复发生的失效20件/每1000车辆/项目810件/每1000车辆/项目7中等：偶尔发生的失效5件/每1000车辆/项目62件/每1000车辆/项目5低：相对很少发生的失效1件/每1000车辆/项目40.5件/每1000车辆/项目3极低：失效不太可能发生0.1件/每1000车辆/项目2≤0.010件/每1000车辆/项目12019/8/2031DFMEA—现行设计控制按设计控制采用的优先顺序，设了“三道防线”防止起因或机理的发生或减少频率；找出起因/机理，采取措施；查明失效模式。2019/8/2032DFMEA—现行设计控制考虑两种类型的设计控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或降低其出现的几率；探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出失效的起因/机理或失效模式。切记：用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制2019/8/2033DFMEA—探测度（D）D是设计控制方法有效性的评估；D评分采用1—10整数分；参见DFMEA—D评价