潜在失效模式及后果分析4528398134

1潜在失效模式及后果分析PotentialFailureModeandEffectsAnalyses培训教材2009年5元博2第一章概论一、什么是FMEA？1.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。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。3第一章概论2.FMEA的特点失效还未产生，可能发生、但不是一定要发生时机：在设计或过程开发阶段前开始合作：小组由各种有经验和专业知识的人构成FMEA分析的文件——记录专用表格——作为动态文件使用——按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改核心：预防对潜在失效模式的风险和后果进行评定指导贯穿整个过程、产品和服务周期4第一章概论3.FMEA的分类SFMEA——系统FMEADFMEA——产品FMEA（设计FMEA）PFMEA——过程FMEA（制造/装配FMEA）AFMEA——应用FMEASFMEA——服务FMEAPFMEA——采购FMEAFMEA成功的资源：管理者的支持、预算、人力、物力、时间5第一章概论4.FMEA共同的因素功能框图或过程流程图产品或过程要执行的功能是什么？产品或过程功能失效的表现是怎样的？顾客如何确认失效？失效产生的后果多严重？什么引起失效？真正引起失效结果的可能性是多少？原因是被怎样预防或探测的？失效的预防和探测的效果怎样？全部失效风险的总和是什么？消除失效的原因/改进探测测量并减少风险的纠正措施是什么？6第一章概论二、FMEA的历史世界上首次采用FMEA这种概念与方法的是在20世纪60年代中期美国的航天工业。进入20世纪70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制定了有关的标准。20世纪70年代后期FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。1993年2月美国三大汽车公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS–9000质量体系要求文件的参考手册之一，1995年2月出版了第2版。1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAEJ1739–潜在失效模式及后果分析标准。FMEA还被广泛应用于其它行业，如粮食、卫生、运输、燃气等部门。7第一章概论三、FMEA和FMA、FTAFMEA是一种事前行为；FMA（FailureModeAnalysis）是一种事后行为。FMA是对产品/过程已经发生的失效模式分析其产生的原因，评估其后果及采取纠正措施的一种活动。类似项目的FMA是FMEA的重要的输入参考资料。FMEA是“由下至上”进行分析FTA（FailureTreeAnalysis）是“由上至下”进行分析8第一章概论潜在失效模式及后果分析与失效分析的比较失效分析潜在的失效模式及后果分析失效已经产生核心：纠正诊断已知的失效指引的是开发和生产失效还未产生，可能发生、但不是一定要发生核心：预防评估风险和潜在失效模式的影响开始于产品设计和工艺开发活动之前指引贯穿整个产品周期9第一章概论四、FMEA的目的目的：（a）认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果；（b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施；10第一章概论五、为什么要进行FMEA？减少风险和损失提高产品可靠性——由于策划设计的不足，措施不够，造成产品/过程/服务失效，给顾客带来损失——事先花时间很好地进行FMEA，能够较容易地、低成本地对产品进行修改，减少事后修改的风险和巨大损失有助于对设计要求和不同的设计方案给予客观真实的评价；有助于可制造性和装配性的初始设计；设计FMEA有助于可制造性和装配性的早期考虑，实施同步工程技术；为制定试验计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；对失效模式进行排序列表，建立改进设计和开发试验的优先控制系统；能够发挥集体的经验和智慧11第一章概论经验积累，为以后的设计开发项目提供宝贵的参考；是现代质量策划的重要工具；是识别特殊特性的重要工具；提供改进设计的优先控制系统，引导资源去解决需要优先解决的问题；是重要设计文件之一，是设计评审的重要内容；为以后的设计提供经验与参考。FMEA的理念是：了解历史才不重蹈历史，了解历史才能利用历史的经验教训。12第一章概论六、FMEA的益处1.设计FMEA的益处帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；指明相应的起因/机理，降低或消除失效出现的机会的措施；辅助设计要求及方法的客观评价；辅助起草制造及装配设计的要求；增加在设计阶段就考虑失效模式及后果的可能性；辅助设计试验及开发项目；从顾客的观点出发对失效进行评定；对风险降低措施进行跟踪和记录；对未来的分析及设计是好的参考；记录设计FMEA的过程。13第一章概论2.过程FMEA的益处帮助确认已列出的与产品相关的过程失效模式及它们的后果；指明相应的起因/机理；指明降低或消除失效出现的机会的措施；指明潜在的制造或装配过程失效的原因；指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度；帮助对纠正措施进行优先排序；对类似的制造过程是有用的参考；过程FMEA的实施记录。14第一章概论七、由谁来做FMEA？1.谁来做DFMEA？由负责设计的工程师/工程师小组制定—依靠小组的共同努力；—组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组；—吸收与设计有关的上游（如供方、材料、上一个相关系统设计师）和下游（如下一个相关系统的设计师）的部门—对有专利权的设计，可由供方制定；15第一章概论2.谁来做PFMEA？由负责制造的工程师/工程师小组制定；—依靠小组的共同努力—负责的工程师应直接、主动地同有关部门联系，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的部门。16第一章概论八、FMEA的分析时机为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。事先花时间进行FMEA分析，能够容易并低成本地对产品或过程进行修改，从而减少事后修改的损失。17第一章概论1.什么时候做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FMEA初稿的编制—FMEA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FMEA工作；—产品开发各阶段、设计发生变化、获得有关信息时，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改；—FMEA是一个动态的文件；18第一章概论2.什么时候做PFMEA开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前；—PFMEA在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成工作；—PFMEA是一个动态的文件；19第一章概论九、DFMEA与PFMEA关系产品设计部门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问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生；—产品设计FMEA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中作为重点分析的内容。20第一章概论（1失效原因）（1失效模式）（2失效原因）（1失效后果）（2失效模式）（2失效后果）（3失效原因）（3失效模式）（3失效后果）水箱支架断裂水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄漏冷却系统过热发动机气缸损坏汽车停驶时间21第一章概论十一、FMEA同QS—9000的关系QS—9000有关章节—4.2.3.1产品质量先期策划—4.2.3.5过程失效模式及后果分析—4.4.2设计和开发的策划—4.4.5设计输出—福特公司特殊要求、控制计划和失效模式及后果分析APQP—第二章产品设计和开发2.1DFMEA；2.4设计评审—第三章过程设计和开发3.6PFMEAPPAP—第1部分1.2.2.4—第1部分1.2.2.622十二、FMEA在质量体系中顾客满意度的改进过程获得顾客需求输入DFMEAPFMEA控制计划过程变量产品特性数据收集进行适当的比较更新PFMEA控制计划反应计划过程怎样改变不确认/产品或服务的质量是反应计划过程改变了吗？23第一章概论FMEA和控制计划是帮助提供产品、过程或服务有关信息的两个主要工具。QFDDFMEAPFMEA控制计划反应计划24FMEA线路图准备功能框图或过程流程图确认任务或活动用头脑风暴考虑所有可能的问题和忧虑确认失效模式和原因FMEA的开发步骤FMEA的输入步骤FMEA的分析步骤确认现行控制建立频度确认探测方法并建立探测度确认后果并建立严重度输入信息到FMEA表格完成FMEA分析使用排列图：根据需求选择需改进之处针对改进的目的完成FMEA分析修订最初的FMEA是评定FMEA符合FMEA目标吗？否25第二章产品设计FMEA一、DFMEA—准备工作1.建立小组2.必须的资料：—由（QFD）得到的设计要求；—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）；以往类似产品的DFMEA；—初始工程标准；—初始特殊特性明细表；—功能框图。26第二章产品设计FMEA二、DFMEA—功能框图连接方法1.不连接（滑动配合）2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接开关C灯罩A灯泡总成D电池B弹簧F—极板E+231445527第二章产品设计FMEA三、DFMEA—表头填写—FMEA编号—系统、子系统或零部件的名称及编号—编制者（姓名、部门、电话等）—年型/车型（该系统/零部件应用的年型/车型）—关键日期（预定FMEA完成的日期，不应超过设计图样完成日期）—FMEA日期（初稿日期与最新修订日期）—小组成员（组长、成员的姓名、单位、电话等）28第二章产品设计FMEA四、开始DFMEA1.DFMEA—项目名称及功能⑴DFMEA的功能简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功能，应分别列出。—可靠性定义：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称失效。—功能：设计这个系统/子系统/零部件做什么？设计要求？设计意图？—一个零部件（或子系统，或系统）的功能往往是多项的。这种情况下，必须把所有的功能全部列出，不能遗漏。29第二章产品设计FMEA⑵DFMEA功能的分析给出完成功能的重要的环境条件—如大气温度、湿度、大气压、道路、灰尘和腐蚀介质等—如变速箱的润滑系统的正常工作与环境温度有重要关系给出设计要求的寿命—以上这些要求都应尽可能给出可度量的（即定量的）的要求—如各档速比，传递的扭矩、功率、工作温度，等等。满足最终顾客的要求满足直接顾客和中间顾客的要求满足可制造性和装配性的要求一个产品在产生满足顾客期望的功能的同时，有时还会产生顾客非期望的功能。这些非期望功能常常与安全及政府法规的符合性相关。—诸如：噪声、振动、电磁干扰、环境污染、能源消耗、材料回收再循环等。许多产品对维修性、服务和后勤保障性还有要求，也应列入功能项目之中。30第二章产品设计FMEA2.DFMEA—潜在失效模式⑴DFMEA的定义对每个项目和功能，列出每一个潜在的失效模式。“潜在”是指可能发生也可能不发生；失效就是丧失功能。而失效模式就是失效表现的形式。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。当出现这类失效时，要返回功能描述部分，看是否已有限制要求，如果没有，是否应加以补充。在描述失效模式时，要使用术语，避免使用地方性、行业性俚语。31第二章产品设计FMEA⑵DFMEA的种类Ⅰ类失效，指的是不能完成规定的功能，如：—突发型：断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短路、断路、击穿、泄漏、松脱、等等。—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，等等。Ⅱ类失效，