设备的FMEA教材

设备潜在失效模式及效应分析(MFMEA)2课程目标完成课程后，学员能：1.了解FMEA工作的重要性2.了解FMEA的工作原理3.能应用设备FMEA工具*31.为什么要做FMEA2.FMEA在工厂的运用3.设备FMEA的精实方法4.设备FMEA的拓展5.设备FMEA演练与讨论Index4科学家们事先己经将所有可能发生的事件进行了分析，并得到彻底地解决，以保证万无一失。----FMEA的运用5FMEA是一种使用十分普遍的思维方法日常生活中几乎每人都在使用这种方法6开发三部曲7FMEA的类型零8设计潜在的失效模式及后果分析-DFMEADesignPotentialFailureModeandEffectsAnalysis过程潜在失效模式及后果分析-PFMEAProcessPotentialFailureModeandEffectsAnalysis9运用FMEA的细项原因1.由于策划设计的不足，造成产品/过程/服务失效，给顾客带来损失,失效后的市场召回成本高。2.事先花时间很好地进行FMEA，能够较容易地降低成本，减少事后修改的风险和巨大损失。3.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。4.核心内容：提高顾客满意度。10FMEA帮助我们了解…哪里可能出错?造成的影响是什么?影响多严重?造成的原因是什么?发生概率多高?管制的方式是什么?管制多有效?整体风险多高?如何降低风险?11FMEA之功能阶段功用1.发掘所有可能之失效模式2.依固有的技术进行设计变更3.必要之处采用可靠性高之零组件1.明确把握失效原因，并实施适当的改善2.零件安全之宽放确认3.寿命、性能、强度等之确认1.活用工程设计，进而改善制程上之弱点2.利用FMEA之过程制订必要之制程标准1.不同之环境产生之失效，用FMEA克服2.不同之使用方法产生之失效，用FMEA克服1.设计阶段2.开发阶段3.制造阶段4.客户抱怨阶段12ISO/TS16949对FMEA的定义ISO/TS16949之7.3.3.1“产品设计输出”和7.3.3.2“制造过程设计输出”中明确规定了：产品与过程设计的输出必须包含FMEA作为APQP输出的PPAP，其手册也明确规定FMEA的要求。FMEA是汽车产品与过程设计必须进行的一项活动。13FMEA让顾客更加满意顾客需求产品设计过程设计顾客满意FMEA是为了让顾客满意,为了达成我们目标的一个过程必须要做的事情。14成功实施MFMEA的重要因素15如何来运用MFMEA工具？16FMEA實施步驟1.選擇工程和范圍；2.實施MFMEA，構建一個方框圖3.基於方框圖或過程流程圖選擇一個輸入點；4.收集數據；5.分析數據；6.計算結果（結果必須由數據驅動！）；7.結果評估/確認/測量；--狀況變好；--狀況變壞；--狀況無變化。8.重復上述所有步驟。17FMEA展开流程准备阶段执行阶段改善阶段18准备阶段组建MFMEA团队资料搜集制订MFMEA计划建立功能方块图設備结构树图QFD决定分析之项目功能191.组建FMEA团队20设计工艺制造生产服务质量试验可靠性各类专业人员熟悉产品理解客户了解过程精于服务富有经验善于改进信息资料各类专业技术集体智慧多方合作必要时包括供应商与最终顾客。FMEA的团队21成功FMEA团队的标准1.确保管理者承诺在公司范围内支持FMEA过程。2.确保FMEA评定小组理解并支持FMEA过程的期望和目标。3.在模具寿命期间保持同一FMEA小组。4.在每一个组织（部门）设立FMEA协调人。5.向FMEA小组的每一个成员提供尽可能多的设计经验。22顾客明示的和潜在的要求相关国家专业的法律法规与产品有关的标准和规范供应商提供的资料和数据同类产品积累的经验教训创新的设计意图风险剖析2.资料搜集作业目的：了解VOC，以便要求的充分满足。232.资料搜集相关法律法规顾客的特殊要求产品可靠性与质量目标系统、子系统与零件图面工作流程图以往类似产品的FMEA产品历史初始工程标准初始特殊特性清单顾客抱怨…应在FMEA会议前1~2周即通知大家准备24如何展开FMEA？准备阶段执行阶段改善阶段重复评估25FMEA表格各项关联图26MFMEA是聯合工程團隊確定設備的潛在故障模式、潛在影響和潛在故障模式的潛在原因，并提出糾正措施計劃以消除或減少潛在故障模式的影響。具有代表性的MFMEA是一個分等級的模型，它將機械分為子系統、組件和最底層的可更換單元。如：第1級：系統級---一般機械第2級：分系統級---電子、機械、控制第3級：組件級—工作夾具/工具、物料輸送、驅動第4級：部件級…對于所有預期目的，MFMEA的大部分可以當做設計FMEA的變體，這個變體的主要內容是確定安全性和可靠性問題。27確定MFMEA的范圍：使用邊界圖來確定范圍，一旦完成邊界圖，MFMEA團隊應集中處理小的平均故障間隔時間（MTBF)和低的可靠性數值。確定功能：用功能框圖和P圖定義“理想”功能，總是最關心的研究系統、分系統或部件的設計目的。故障模式：故障是一個事件，即設備/機械在計劃內特定的條件下不能生產零件，或不能按規范生產零件或執行預定的操作。設備故障模式有3種方式：部件缺陷（硬件故障）28•故障觀測（潛在的）功能異常導致設備故障。潛在的影響：故障模式對分系統的影響后果根據安全性的“七大損失”來描述（七大損失可通過保修記錄和歷史數據確定）。根據停工時間、廢棄和安全性問題來描述潛在的故障影響。如果使用功能法，則在列出故障影響之前先列出故障原因。同潛在影響相關聯的是嚴重度，它是與潛在故障模式影響的嚴重程度相對應的等級。代表性的描述有如下幾點：29•停工時間：1.損壞：對于一臺有維修要求的設備，其功能喪失或功能退化所造成的損失。2.安裝和調試：安裝過程所造成的損失，調式由操作員或安裝員來完成，包括停止生產來調試過程或機器以避免缺陷和收益損失的總時間。3.啟動損失：在生產的早期階段，延續的停工（周末、假期或換班）后所發生的損失，將導致收益的降低或廢棄和缺陷的增多。4.空閑或小中斷：過程流程中小的中斷所造成的損失，常需要操作員進行干預。空閑是由于過程流堵塞（下游操作集中）或不足（上游操作集中）造成的，僅能通過著眼于整個生產線/系統來解決。30•減少的周期：一臺機器理想的周期時間與實際周期時間的不同所造成的損失。廢棄：有缺陷的零件：零件質量缺陷引起的返工、修理和廢棄過程所造成的損失。加工：加工故障/破損或退化/磨損所造成的損失（如切削工具、工作夾具、焊接工具、沖壓機）。安全性：安全性考慮：直接影響壽命和產生危害性災難。31•嚴重度等級：嚴重度由3部分組成：1.機器和者的安全性（首要關注的內容）；2.產品廢棄；3.機器停工期。對于列出的每一個影響都應建立其等級。應該先為最嚴重的影響進行等級劃分。然后從影響安全性、官方標準和設備停工時間等方面著手分析。這里很重要的一點是，只能通過改變設計來降低嚴重度。32执行阶段列出設備功能列出可能失效的模式列出可能的失效后果评估失效的严重度列出失效的可能原因评估原因的发生度计算RPN值评估措施的侦测度现行控制33评估失效的严重度定义:对每一失效的后果,对顾客的严重度严重度不包括发生的可能性及被侦测出的概率34•MFMEA嚴重度等級標準严重度系数S影响选定条件1较小较小的失效，对设备的使用无主要影响，修复时间TI﹤60min2一般一般的失效，需要短期的修理，60min≤TI﹤480min3主要主要的失效，需长期的行动，480min≤TI﹤1440min或影响到设备的精度，被设备的使用者注意到并在设备人员的作用下得到纠正。4灾难性的严重失效，TI﹥＝1440min或出现因设备精度下降产生废品。5安全/质量事故可能使在故障或操作期间涉及到个人的安全问题；或不适合该生产线继续从事生产任务。35FMEA严重度说明是失效模式最严重的级别；小组应对评审准则和分级规则达成一致意见；不修正严重度为4&5的项目；严重度为难的项目，不须再分析。36分類：“分類”一欄在MFMEA過程中不是代表性的欄目，但是如果涉及安全性或與法規標準不符合時，應當對其進行處理：1.嚴重度等級為4或5時，重視故障模式；2.要對影響工人安全性的故障模式進行設計更改；3.OS(操作者安全性)需要由設備供應商進行處理。在“分類”欄中輸入“OS”，但必須經過設備使用者認可。37潛在的原因：潛在的原因應作為設計缺陷來確定。可能由如下內容轉化而來：1.設計變量、環境或者有缺陷的部件；2.構建/安裝設備階段的變量可被修正或控制；確定引起故障模式的直接原因。用于確定故障潛在原因的數據可由如下幾方面獲得：1.替代MFMEA;2.故障日志；3.接口矩陣；4.保修數據；5.焦點報告（錯誤的事情、正確的事情）；6.試驗報告；7.外場報務服告。38發生度：發生度O是與確定的一段時間內發生故障模式的可能性相對應的級別。在確定發生度時，應考慮如下內容：1.列出的每一個原因都要求一個發生度；2.控制可用于預防或降低故障原因發生的可能性，但不該用于估計發生度。用于確定發生度的數據可由如下幾方面獲得：1.服務數據；2.MTBF數據；3.故障日誌；4.維護記錄；5.替代MFMEA.39當前控制：當前控制用來描述那些可檢測到故障模式或故障原因的項目，控制不是設計控制就是過程控制。設計控制基于試驗或其它在設計階段用于檢測故障的機理，過程控制是那些在發生故障時用于向工廠職員報警的項目，當前控制通常被描述為一組策略，用于：1.預防故障模式的原因/機理發生；2.降低故障模式發生率；3.檢測故障模式；4.檢測故障模式并執行糾正的設計措施。40•MFMEA發生度等級標準发生度系数O频率确定条件1实际不存在在设备的生命周期内，失效在相似的设备中不出现，或最多只出现一次。2罕有的在类似的设备或现有的设备中，失效的发生比较罕见。可能每年出现一次故障；或部件应用了新技术，在理论上可以确信避免失效，但无类似设备运行的经验。3偶然的失效偶然出现，在类似的、正在运行的设备中失效是每季度出现一次。4频繁的某一部件或类似的现有设备失效频繁发生，失效每月出现一次或更多。41檢測度：檢測度（D）用于對能夠檢測到潛在故障模式或原因的控制有效性進行等級劃分。用于分等的等級采用1級~4級。42•MFMEA探測度等級標準探测度D分级发现难度选择条件1总发现该手段确保总能发现最初的原因，或在设备运转过程中的失效模式所引起的大多数主要因素都可得以避免。2便于发现失效的原因或模式是可发觉的，但有一种或少数几种不能被探测到。3难于发现失效模式或原因被发现是很困难的，或探测元件几乎不能使用。4内部不能发现没有任何手段可以在该失效模式发生前被探测到。43風險順序數（RPN):風險順序數量MFMEA團隊對設備的各種故障模式進行等級劃分的一種方法。讓團隊針對最可能發生的故障采取措施，并在供應商交付設備前消除故障。RPN具有如下特點：1.沒有數值或意義。RPN和等級自身沒有數值或意義，但用于確定設備潛在的設計薄弱環節（故障模式）的優先次序，并考慮可能的設計措施來消除故障或使這些故障可維修。2.RPN用于確定潛在設計薄弱環節（根本原因）的優先次序，并考慮可能的設計措施。3.RPN是嚴重度、發生度和檢測度的乘積。44应该处理的风险顺序:1.严重度2.危险度=严重度×发生度3.风险优先系数(RPN)=严重度×发生度×檢測度首先考慮嚴重度高的項目，尤其是嚴重度等級為4或5分的項目，然后根據危險度，S等級從4~5，O等級高于3的項目，最后考慮RPN值的高低。45建議措施：1.每個RPN數值應有一個建議措施列表；2.設計要降低嚴重度，發生度和檢測度；應對如下內容的措施進行處理：--故障模式的嚴重度等級為4或5；--故障模式/原因具有較高的嚴重度、發生度等級；--故障模式/原因/設計控制具有較高的RPN等級。當故障模式/原因的嚴重度等級為4或5時，在工程實施之衣必須考慮設計措施來消除安全隱患。46日期、責任方：1.為建議措施記錄的完整性，記錄下人員、部門和日期；2.通常在該欄記錄責任方的名稱。采取措施/修正R