五大工具之FMEA

潜在失效模式及后果分析--汽车行业五大工具之FMEA--一、FMEA概述什么是FMEA？（a）认可并评价产品、过程中的潜在失效及该失效的后果。（b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。（c）整个过程文件化。FMEA是一种系统的方法，目的：“质量杠杆”模型123451、设计开发（1：100）2、制造开发（1：10）3、装配（1：1）4、服务（1：0.5）5、顾客抱怨，投诉后处理（1：0.05）投入及回报比预防作用经验库FMEA的作用质量是检验出来的质量是生产出来的质量是规划出来的检验部门生产\制造部门设计\规划部门质量意识三层次FMEA的起源•六十年代中期美国航天工业（NASA）的一项技术革新。•在美国质量控制协会汽车部和汽车工业集团主持下，克莱斯勒、福特和通用汽车公司对其各自有关FMEA的参考手册、程序、报告格式和技术术语进行标准化处理，形成统一的标准。1.如何进行FMEA？流程图后果是什么？有多么严重？起因是什么？发生的频率如何？怎样能预防和探测？探测能力有多强？采取什么措施？•设计更改•过程更改•特殊控制•标准、程序或指南的更改可能会有什么问题？功能、特性或要求是什么？2.FMEA成功的条件适时性：在“时间之窗”关闭之前小组的努力：集体的智慧＋适时性FMEA是预防性的不是反应性的应当尽量避免失效而不是等着顾客提出申诉成功实施FMEA项目的最重要因素之一适时性2、产品设计和开发3、过程策划和开发4、产品和过程确认5、生产1、策划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过程设计和开发验证产品设计和开发验证产品和过程确认反馈评定和纠正措施DFMEAPFMEA综观全局生产质保设计财务实验扩大视野销售生产规划尽管有的人视野很宽，但不可能面面俱到。只有依靠集体的视野才能综观全局。小组的努力FMEA工作组产品工程师了解过程过程工程师了解产品设计开发FMEA小组试验采购物流质保销售规划生产注：必要时请FMEA推进员协助小组工作。主要职责：*成立跨部门的工作小组筹措基本设施和资料*对项目的期限、结果及进度负责调动小组成员的工作积极性*对采取的措施进行跟踪*确保FMEA文件的现实性工作组组长/主持人3.什么情况下进行FMEA？•新设计、新技术或新过程。•对现有设计或过程的修改。•将现有的设计或过程用于新的环境、新的场所。FMEA的跟踪-验证措施有效性•采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪。•如果没有积极有效的预防/纠正措施，其价值将是非常有限的。•责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分强调。FMEA是动态文件始终反应最新水平以及最近的相关措施，包括开始生产以后发生的措施。产品系统FMEA系统FMEA部件FMEA子系统FMEA过程系统FMEA产品子系统FMEA过程子系统FMEA设计FMEA过程FMEA系统FMEA–实施步骤风险评价缺陷分析系统单元与系统结构功能与功能结构第一步第二步第四步第三步第五步分解输入、输出、内部功能失效模式RPN值采取措施优化系统-FMEA研究的是系统部件、模块之间的接口关系和相互作用，为避免产生系统上的设计缺陷。FMEA的种类设计-FMEA研究的是原件、部件的设计，涉及：设计、原材料选择、（加工和装配）。过程-FMEA研究生产过程的策划，为避免策划、加工、装配中的缺陷，涉及：人、机器、材料、环境、工装模具和方法。燃烧室活塞连杆活塞环活塞销气缸•KolbenringeDichtetderKolbenrichtigzumZylinderab?•活塞活塞与气缸的间隙如何？•PleulIstdasPleulinjederLageimPackagegenügendFreigang•ZylinderKannderBolzenzurZylinderwandhinwandernundihnbeschädigen?•KolbenbolzenKannderKolbenbolzenzwischenKolbenundZylinderabscheren?BauteilimSystembetrachtet系统FMEA设计FMEABauteilkonstruktivbetrachtet•活塞环HältdasMaterialdenDichtan-forderungen(z.B.Temp.)stand•活塞尺寸和材料是否满足间隙的需求？•连杆IstdiePleulformdenAnforder-ungenentsprechendkonzipiert?•气缸KanndiegewünschteOberflächengüteerreichtwerden?•活塞销IstdasMaterialhärt-odervergütbar?Herstellungbetrachtet•KolbenringeKannderKolbenring„undicht“montiertwerden?•活塞活塞销能否被装错？•KolbenbolzenKannmandenKolbenbeimEin-bauendesBolzensbeschädigen?过程FMEA•PleulIsteseinemauseineranderenBaureiheverwechselbar?•ZylinderIstdieToleranzbeiderHerstellungeinhaltbar?对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。二、设计FMEA设计FMEA是由负责设计的工程师/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的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。FMEA以最严密的方式总结了设计一个部件、子系统和系统时小组的设计思想。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化和文件化。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初步设计。表明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了考虑。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）设计FMEA的主要作用小组的努力•负责设计的工程师能够直接、主动地联系所有有关部门的代表。这些领域应包括（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推进员来协助小组的工作是非常有益的。通常是指“最终使用者”，还应包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。顾客在产品图样完工之前全部完成！设计FMEA是一份动态文件！在一个设计概念最终形成之时或之前开始。在产品开发的各个阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予以更新。新的设计在原设计基础上修改应用条件或环境发生变化顾客要求或希望发生变化竞争环境、业务环境或法律环境发生变化发生实际失效什么情况进行设计DFMEA？设计FMEA原则•工具实用性•诊断能力•材料分类符号（用于回收）设计FMEA在体现设计意图的同时，还有保证制造、装配能够实现设计意图。并要考虑制造/装配过程的技术的限制，例如：必要的拔模（斜度）表面处理的限制装配空间/工具实用性钢材淬硬性的限制公差/过程能力/性能设计FMEA还应考虑产品维护（服务)及回收的技术的限制，例如：设计FMEA的实施设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单，即设计意图开始。框图说明了分析中的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。框图表格实现功能所要求的零部件、子系统零部件、子系统之间的联接关系该框图应伴随FMEA的全过程共有22项内容组成框图和表格框图/环境极限条件系统名称：闪光灯车型年：1994年新产品FMEA识别号：XXXI10D001工作环境极限条件温度：-20~160F耐腐蚀性：试验规范B振动：不适用冲击：6英尺下落外部物质：灰尘湿度：0-100%可燃性：（靠近热源的部件是什么？）其他：设计FMEA的框图示例表格采取的措施现行设计控制预防级别项目功能责任目标完成日期建议措施探测度D频度数(O)严重度数(S)潜在失效后果潜在失效模式潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）FMEA编号：————页码：第页共页编制人：——————FMEA日期（编制）：——（修订）——设计责任：————关键日期：———————系统———子系统———零部件：————年型/车型：————主要参加人：————————————————18765432910111213潜在失效的起因/机理14151617181920措施结果RPN探测度D频度数O严重度数S2122RPN现行设计控制探测16表格说明1FMEA编号：FMEA文件编号，以便查询、索引2系统、子系统或零部件的名称及编号3设计责任：整车厂、部门和小组4编制人：负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所属部门5年型/车型：设计所影响的预期的年型及车型867关键日期：FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过计划的生产设计发布日期FMEA日期：编制FMEA原始稿的日期及最新修订日期核心小组：有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名系统等级子系统等级部件等级设计目标：1）骑行至少3000小时无需保养，设计寿命为骑行10000小时。2)适于99.5％成年男子骑用，舒适便利。3）等等…….功能：－便于使用潜在失效模式：•方向把不好用•脚踏板不好用功能：－提供可靠的交通运输潜在失效模式：•链条经常断开•需要经常修理车胎自行车车架功能：－为座位支撑提供稳定的附属物潜在失效模式：•座位支撑的结构性失效•座位支撑的过大变形功能：－提供好看的外观潜在失效模式：•外观（光亮度）变坏•漆皮开裂把手总成前轮总成…….功能：－提供结构性支撑潜在失效模式：•结构性失效•过大变形功能：－对正确的车架几何外形提供尺寸控制潜在失效模式：•车架安装点的长度过长•车架安装点的长度过短功能：－为车架总成的生产方法（焊接）提供支持潜在失效模式…上部车架下前车管下后车管系统FMEA10表格说明列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生，但不是一定发生。指明工作环境特殊环境条件下的失效模式也应当考虑。注：应以使用规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同典型的失效模式如：裂纹、粘结、打滑、信号间断、断裂、变形、松动、泄露、氧化、漂移、信号不足、刚性啮合、不传输扭矩、腐蚀、短路等。失效=未达到质量要求无功能功能不足潜在失效模式：32表格说明11指失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。根据（内、外）顾客可能发现或经历的情况描述失效后果（许多失效模式有不止一种后果）明确说明是否会影响到安全性或与法规不符必须考虑系统、子系统和零部件之间存在的相互影响作用（连锁反应）噪音、粗糙、工作不正常、不起作用、外观不良、异味、不稳定、工作减弱、运行间歇、热衰变、泄漏、不符合法规！潜在失效后果：表格说明12失效模式最严重的影响后果的级别。严重度级别数值的减少只能通过修改设计来实现！定级为1失效模式不应进行进一步的分析。严重度数（S）有时，高的严重度可以通过修改设计、使之补偿或减轻失效的严重度结果来予以减少。例如,“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重度。后果评定准则：后果的严重程度严重度数无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或违反了政府的有关法规。10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的并影响到行车安全或违反了政府的有关法规。9很高车辆（或系统）不能运行，丧失基本功能8高车辆（或系统）能运