失效模式与后果分析(设备可靠性教程10)

2019/8/20失效模式与后果分析(FMEA)潘尔顺副教授上海交通大学工业工程与管理系作为质量管理工具，旨在尚未批产前对错误进行预防，以保证产品质量2019/8/202/72主要内容基本概念故障模式FMEA实施步骤设计FMEA（DFMEA）制造FMEA（PFMEA）FMEA表格及实例2019/8/203/72零缺陷管理20世纪60年代初，美国Martin公司的质量改进计划诞生了“零缺陷（ZeroDefect）”的概念；所有的生产过程都以“零缺陷”作为质量标准，每个人通过不懈地努力来做到“第一次就把事情做对（Doitrightthefirsttime）”；1979年，克劳斯比著作《质量免费（Qualityisfree）》；2019/8/204/72零缺陷管理人人皆顾客，事事皆过程Everyoneiscustomer,Everythingisprocess质量科学和管理发生着根本性的变革21世纪：质量的世纪2019/8/205/72零缺陷战略未来五年、十年中国制造业的发展前景和目标更多企业的制造质量跨入世界先进水平；产品的联合、自主设计、开发将有大幅的增长；更加关注顾客，注重面向用户服务的质量问题；质量管理工作应该适应、反映此变化；质量意识向更高层次、更高要求的转化；质量管理工作要体现预防性、前瞻性；注重“两头”设计用户质量管理工作的角色调整为在世界制造业中获得持久的竞争能力，应明确将质量置于公司战略的核心地位；明确提出零缺陷质量战略；信奉为最好的质量管理2019/8/206/72零缺陷策略在源头实施零缺陷质量控制和预防产品设计满足顾客需求；提高首次质量（FirstTimeQuality，FTQ）；将缺陷与顾客隔绝：不接收缺陷，不制造缺陷，不传递缺陷；制造中降低偏差和减少浪费；2019/8/207/72零缺陷基本内涵和基本原则基于质量战略目标，通过对经营各环节、各层次的全过程、全方位管理，保证各环节、各层次、各要素的缺陷趋向于“零”。追求整体的效益，通过系统集成的理念，从总体上保证实现零缺陷；不制造缺陷、不接受缺陷，不传递缺陷，不向市场和顾客提供有缺陷的产品与服务；根据质量体系的要求，每项工作都应建立规章制度和业务流程，按规定程序实施管理，责任落实到位，不允许存在失控的漏洞；对已产生的缺陷采取改正的措施，保证差错不延续并提前消除；必须有产品或工作可能产生的缺陷采取预防的措施，事先排除可能产生缺陷的各种成因和例外；人人都是管理者，管理以人为本，充分发挥每个员工的主观能动性，以零缺陷的工作态度和行为保证产品、经营的零缺陷；2019/8/208/72零缺陷总体思考充分考虑零缺陷质量意识对质量管理产生的变化。把握质量管理工作的趋势；指导、协调、培训控制→预防性事后解决、纠错→事前预防、防错设计、前瞻性过程控制→设计控制树立积极的、主动的、超前的质量创新观念质量的定义是符合要求；质量通过预防措施来达成；质量的执行标准是零缺陷；质量要用不符合要求的代价来衡量；2019/8/209/72零缺陷总体思考倡导质量预防文化；研究防错技术；正向、积极、全方位的思维方法；充分预计可能产生的各种社会、环境、系统、过程等问题；探索解决问题的方法；预防和避免问题的发生；这是一个渐进的过程；领导的言行；员工的意识和观念；2019/8/2010/72零缺陷总体指导思想顾客满意零缺陷思维；质量体系；质量工具；价值观根据自身的实际，应用零缺陷管理实施十四步骤推进零缺陷的决心质量改进团队的建设质量制度从源头规划质量：人、机、料、法、环、测零缺陷：产品、工作质量文化企业价值观设计工艺/制造服务企业目标SFMEA/DFMEA/PFMEA质量文化要价值观、目标相结合；2019/8/2011/722002.2零缺陷质量管理技术路线从源头保证质量标准化作业防错设计防错装置设计评审DOE8D报告……结果的正确源自于过程的正确2019/8/2012/72基本概念FMEA（FailureModeandEffectAnalysis）即“失效模式和效果分析”。FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被納入产品之前进行。什么是FMEA?2019/8/2013/72基本概念由于产品故障可能与设计、制造过程、使用、承包商/供应商以及服务有关，因此，FMEA又细分为設計FMEA（DFMEA）過程FMEA（PFMEA）使用FMEA（UFMEA）服務FMEA（SFMEA）其中設計FMEA和過程FMEA最爲常用。什么是FMEA?2019/8/2014/72虽然工程技术人员早已在其设计和制造过程中应用了类似FMEA形式的分析方法，但第一次正式地应用FMEA技术则是六十年代中期航天工业的一项革新：FMEA历史FMEAismosteffectivewhenitoccursbeforeadesignisreleasedratherthan“afterthefact”.focusshouldbeonfailurepreventionnotdetection.Assuch，FMEAisoftenastandardprocessusedinthedevelopmentofnewproducts.2019/8/2015/72客户满意的质量杠杆示意图事前的防范是很重要的失效评估2019/8/2016/722002.2FMEA‘s的顾客过程FMEA的顾客通常被视为“最终用户”但也可以是后续的或下一制造或装配工序，以及服务工作。FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是指“最终使用者”，还包括负责车型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。2019/8/2017/72FMEA分析的目的认识及评估——产品及制造过程的潜在失效模式及其影响确认可以消除或减少潜在失效发生的改善措施将此过程文件化2019/8/2018/72运用FMEA注意事项要充分收集失效模式分析检讨对象的信息情报参与分析检讨的人员要足够考虑开发计划时间上的整合实施结果要加以追踪2019/8/2019/72FMEA的工作流程图想象中可能产生的缺陷缺陷的名称潜在失效的后果失效严重度评度缺陷产生的原因缺陷产生的频度缺陷被发现的概率建议纠正措施①②⑦⑥⑤②④2019/8/2020/72FMEA实施步骤实施前的准备，应准备相关工具选定失效模式分析的对象部位记述要求机能记述故障模式记述故障的影响评价影响的重要度记述故障原因2019/8/2021/72FMEA实施步骤记述对策事项、方法记述其他必要事项上述九个步骤可作成查核表，每个步骤责定负责人员与相关配合人员，推动的起讫时间，还有追踪情形等，依项目施行。2019/8/2022/72FMEA重要度评价表嚴重度計分標準計分發生此項缺點時，通常不致於對產品有顯著的影響，使用者通常不易察覺。1微小發生此項缺點時，至多僅能造成使用者之少許不便，使用者通常僅能偶爾察覺。2~3MINOR發生此缺點時，可能引起使用者之輕微不滿，使用者通常僅略感不便。4~6MAJOR發生此缺點時，引起使用者之相當不滿。7~8發生此缺點時有不符政府法令規定之慮，但不致影響安全。8~9CRITICAL發生此缺點時極為嚴重，危及安全並違反政府法令。9~102019/8/2023/72FMEA发生度评价表發生度計分標準計分機率發生此項缺點機率極低，+-4σ。11/10,000發生此項缺點機率低，+-5σ。23451/5,0001/2,0001/1,0001/500發生此缺點機率適中，與過去某項偶然出現的缺點之製程相似，+-2.5σ。61/200發生此缺點機率適中，與過去某項經常出現的缺點之製程相似，+-2.5σ。71/100發生此缺點之機率極高。89101/501/201/102019/8/2024/72FMEA难检度评价表難檢度計分標準計分機率此項缺點不被檢出的機率極低。11/10,000此項缺點不被檢出的機率很低。23451/5,0001/2,0001/1,0001/500此項缺點不被檢出的機率適中。6781/2001/1001/50此項缺點不被檢出的機率高。91/20此項缺點不被檢出的機率極高。101/102019/8/2025/72FMEA表格區分欄位名稱欄位說明PDCA關係檢討對象系統、零件、製程之機能闡述研究對象的作用P故障模式潛在失效模式可能發生的不良或故障D失效的潛在效果不良發生可能導致的後果評價嚴重性後果的嚴重性等級(註：一般產業較不使用)故障模式失效的潛在原因與結構探討其不良原因評價發生性原因的發生機率現行對策現行管控方法目前針對不良的對策有無C評價偵測性現行管控方法的有效性綜合評價RPN(風險優先數)找出優先處理的重大議題改善對策建議對策針對前項的建議對策A建議對策負責單位負責建議對策執行採取的措施最後定案的管控方法再評價嚴重性定案方法的再評價發生性定案方法的再評價偵測性定案方法的再評價RPN(風險優先數)比較對策有效與否2019/8/2026/72DFMEA分析的范畴针对已设计的构想作为基础，逐项检讨系统的构造、机能上的问题点及预防策略；对于零件的构造、机能上的问题点及预防策略的检讨；对于数个零件组或零件组之间可能存在的问题点检讨。设计的失效模式效应分析（DFMEA）2019/8/2027/722002.2设计FMEA的作用FMEA能够通过以下几方面支持设计过程，降低失效风险有助于对设计要求和设计方案进行客观评价；有助于对制造和装配要求的最初设计；提高在设计/开发过程中考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的可能性；为全面、有效的设计试验和开发项目的策划提供更多的信息；根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统；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；2019/8/2028/72试验计划订定阶段FMEA对试验对象的选定及试验目的、方法的确定试验法有效的运用及新评价方法的确定试验之后的追踪和有效性的持续运用2019/8/2029/72PFMEA制造设计阶段中，被预测为不良制造过程及预防策略的讨论制造设计阶段中，为了防止不良品发生，而必须加以管理的特性的选定，或管理重点的讨论有无定单期间追踪的效益2019/8/2030/72过程何为PFEMA？一个系统化的行动团队，目的是：确定和评价过程的潜在失效和后果确定可以消除或减少潜在失效发生机会的措施过程文件化-确定为了使客户满意，一个过程必须要做的事尽早发现问题的过程。解决已存在问题的过程2019/8/2031/72PFMEA简介过程FMEA主要是由“负责制造的工程师/小组”采用的一种分析技术，用来保证在可能的范围内已充分地考虑到并指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。过程FMEA:确定与产品相关的过程潜在失效模式;评价失效对顾客的潜在影响;确定潜在制造或装配过程失效的起因,确定减少失效发生或找出失效条件的过程控制变量;编制潜在失效模式分级表，然后建立考虑纠正措施的优选体系;将制造或装配过程的结果编制成文件。2019/8/2033/72PFMEA的实施人,推荐小组每一个FMEA都要有相应的负责人；FMEA应由一个固定的小组来实行；负责人对该小组负责；负责人从其他与问题密切相关的职能部门中指定工作人员作为小组成员；小组成员的专业知识对建立FMEA是不可少的；质量工程师；可靠性工程师；设备工程师；工艺工程师