潜在失效模式及后果分析(FMEA)—培训教材

FMEA潜在的失效模式与效应分析(FMEA)FailureModeandEffectAnalysiFMEA第一章FMEA简介FMEAFMEAFailureModeEffectAnalysis一、定义确保在产品和过程开发过程（APQP—产品质量先期策划）中潜在问题被考虑和阐明并进行处理的分析方法。重点针对设计（产品或过程）、功能和任何应用变更评审以及潜在失效导致的风险进行讨论。FMEA二、特点事前行为适时性是成功实施FMEA的重要因素，事前花时间适当地完成FMEA分析，能够更容易、低成本对产品/过程进行修改，从而减轻事后修改的分析。小组活动是多方论证小组的集体化知识的结果文件化FMEA分析是一份动态文件，应被应用于产品寿命周期全过程，确保始终反应最新的状态及最新的措施，包括在开始生产之后的措施。FMEA三、最高管理者作用1、资源保证：A、FMEA开发是小组活动，必要时应获得培训的保障。B、FMEA开发涉及整个产品实现过程，确保必要的时间。2、最高管理者责任：A、FMEA的开发和维护负有责任和所有权。FMEA三、FMEA应用情况：情况1；新设计、新技术或新过程。范围：完成设计、技术、过程情况2：修改现有的设计或过程范围：关注于设计和过程修改、可能的相互作用，基于修改、售后市场反馈，可包括法律法规要求变更。情况3：在一个新的环境、地点、应用或使用信息资料中现有设计或过程的应用。范围：重点关注新环境、地点、应用方法在现有设计或过程基础上产生的影响。FMEA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。四、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。FMEA五、FMEA分析的前提：1、组成小组：FMEA开发是一个多方论证的小组责任2、定义顾客：FMEA的开发源于顾客。3、定义范围：界定FMEA分析的界限，保持方向和重点的一致性。FMEA确立FMEA分析的界限需要包含什么和需要排除什么例如：系统子系统零部件可使用工具：功能模式方块图参数图接口图过程流程图关系矩阵图3.1定义范围FMEA系统、子系统、零部件区分系统：一个系统是由多个子系统组成的。系统的范例比如：底盘系统、动力传动系统等。子系统：是一个系统的子集。例如：前悬浮子系统，是底盘系统的一个子集。零部件：作为子系统的一个子集。例如：刹车片是刹车总成的一个部件，而刹车总成是底盘系统的一个子系统。3.2定义范围FMEA1、方块（界限）图：产品零部件之间的物质和逻辑关系2、参数（P）图：设计功能相关的物理属性的一种结构化工具3.3定义范围工具DFMEA的补充文件与DFMEA一起使用3、流程图——描述产品流程的整个过程。FMEA1.1设计方块图例系统子系统零组件车体内部车窗车门密封带玻璃外部车门车门内/外板门扣/锁如果产品机能很复杂，可将其区分为若干子系统，以鉴别其主要及次要机能，予以各个分析FMEA1.2方块（界限）图显示DFMEA分析范围内的零部件和子系统之间的相互关系。该相关关系可能包括：信息、能量、力和液体的流动传输目的是理解系统要求和输入，输入或功能发挥所进行的活动以及可交付成果或输出。FMEA范例1回转玻璃球头螺栓提升门球头螺栓回转玻璃气压棒制造工厂环境服务铰链提升门线束密封条回转玻璃装饰组装回转玻璃xxxN回转玻璃冲击器刮水器组装门锁组装顾客关键：单项作用/功能：双向相互作用/功能：边界线：重要的截面重点：重要的组装重点：FMEA潜在失效模式及后果分析方块图/极端环境系统名称：手电筒年份车载平台：20xx新产品FMEA.1.D编号：XXXXX110D001运行环境极端温度：-20-160F腐蚀：试验进度B震动：不可用撞击：6英尺的地方掉下来外来物质：灰尘湿度：0-100%RH易燃性：（那些零件靠近热源？）其他：开关开/关C外壳A灯泡组装D平板E“+”电池B弹簧F“-”连接方式：1、滑动配合；2、铆接；3、螺纹咬合；4、滑入配合；5、压缩配合字母=零部件=附着的/连接的=界面联系，不是连接=不包含在本FMEA中数字编号=连接方式4314255FMEA1.3参数图（P图）参数图——帮助小组理解与设计功能相关的物理属性的一种结构化工具。小组需要分析设计的预期输入（信号）和输出（响应或功能及可影响性能的受控或非受控因素。有助于识别错误状况、噪音因素及控制因素对应DFMEA的潜在失效模式FMEA一般催化式排气净化器错误陈述功能方面排出的废气不符合废气排放要求非功能方面难闻的气味/臭味噪音/嘈杂声能量的流失过多的热量（内部）过多的热量（外部）废气泄露引擎信号检查疏忽回应Y1=规定的废气排放（HC,CO,NOx）Y2=不符合规定的废气排放（H2S）机械的外壳设计&材料设计安装材料/金属丝/密封装置基底几何特征单元密度壁厚包装位置和体积流量分配化学的薄涂膜技术稀有金属含量/比率控制因素信号群集废气组成成分能量热量的机械的化学的压力的随时间/运行里程所起的变化阻塞/限制焊接衰退/疲劳底基积垢（装置退化）底基腐蚀/破损催化物化学性老化外壳腐蚀隔热板松动外部环境周围化境道路负载/震动道路外——碎片/石块路盐/泥/水噪音因素每件产品不同原材料不同底基清洗成分装罐力合模力包装密封度翘曲力组装过程错误安装/贴错标签方向和集中性安装间隙（原材料/金属丝）/外壳OD尺寸组合焊接过程顾客使用短的、低速度的旅行速度很高，但有拖车牵引燃油类型&质量/硫磺的等级服务功能损坏货运操作错误在引擎有毛病的情况下运行汽车系统相互作用隔热板/防噪减震垫压力焊接的废气支管有裂缝引擎无法点燃，过多热量油污染传动系统负荷震动动力负荷（引擎感应）校准回压输入输出FMEA1、PFMEA——开始于整个过程流程图。1.4过程流程图应包括制造和组装过程的每个步骤以及和它们相关的输入（过程特性、变差起源等）、输出（产品特性、要求、可交付性等）。2、PFMEA——应与过程流程图信息保持一致。注：FMEA详细的流程图详细的流程图流程图应由高层到详细的流程图应包括从单件到组装的所有对产品制造和组装有影响的作业或单个步骤FMEA部门：XXXXXXXXXXX页码：第1页共2页产品/服务：带传零部件标识编号：XXXXXXX日期：09/24/08偏差起源（基于经验）过程流程可交付性（步骤的结果）溢出、粗糙处理原材料硬度，结构和大小冷却液沾污和压力通过预先保养进行设备准备工作设备（插入）一致性不恰当的准备工作切削液流动修正/整修一致性和精确性计量器具保养不合格脏污的/油腻的零部件保养的一致性800FI?o钻&磨碾磨检验清洗ODQ,LD1MH1，ND1，ND2无损伤叉车运输LD1，ID5，LD5ND1，CN1，设置中性线LD1,ND1无表面损伤ND1，LD1LD5，表面无损伤总生产率：400件/班作业或活动100%检验储存作业员（全职）包包含检验的作业或活动运输0505051010203040运输FMEA六、基本的结构被分析产品或过程的功能、要求和可交付性不满足功能性能要求时的实效模式失效模式影响和后果失效模式的潜在原因针对失效模式原因的措施和控制预防失效模式重复出现的措施FMEA6.1识别功能、要求和规定识别和理解与定义的范围相关的功能、要求和规范。6.2识别潜在的失效模式潜在失效模式：产品或过程可能不能满足设计意图或过程要求的方式或方法，假定失效可能发生但不是必然发生。6.3识别潜在失效后果潜在失效模式对顾客可能造成的影响6.4识别潜在失效起因失效怎样发生的FMEA6.5识别控制能够预防或探测失效起因或失效模式的活动6.6识别和评估风险三个方面：严重度（S）：对顾客受失效影响程度进行评估频度（O）：失效起因可能发生的频率的评估探测度(D)：对产品或过程如何探测失效起因或失效模式的一种评估6.7建议的措施和结果采取必要的措施，意图是减少综合风险和失效模式发生的可能性,并重新评估风险。FMEA第二章DFMEA设计失效模式及后果分析FMEA设计失效模式及后果分析DFMEA根据潜在失效模式对顾客的影响，对其进行分级列表，进而建立一套设计改进、开发和验证试验的优先控制体系。为建议和跟踪降低风险的措施，提供一个解决问题的格式。为将来分析研究售后市场的相关问题、评价设计更改并展开更先进的设计提供参考期望的效果重点是降低风险FMEA优点有助于对设计进行客观评价，包括功能要求和设计备选方案评估初始设计是否满足了制造、装配、服务、回收的要求有助于在设计开发过程中考虑潜在失效模式对系统和车辆运行影响的可能性有助于为确保计划的全面性、设计的有效性、开发和验证的程序提供更多的信息FMEA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FMEA？FMEA在设计概念最终形成之时或之前开发在产品开发个阶段中，当设计有变更或获得信息增加时，及时得到修改最终在设计放行前基本完成成为将来设计循环经验的一种来源什么时候进行设计FMEA？FMEADFMEA在设计阶段进行，是从产品构思到样品诞生之后，故此,一个DFMEA可在构思阶段进行。FMEA过程是同步过程同步进行DFMEA与PFMEA应在大致相同的时间开始FMEA•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的原则FMEA1、定义顾客非常重要决定DFMEA的开发对设计的功能产生影响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。FMEA2、成立小组多方论证小组组长一般由来自责任设计源的责任设计工程师承担。该人员应直接、主动联系所有有关部门代表。•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。FMEA3、制造、装配和可服务性考虑DFMEA应包括任何在制造和组装过程中可能发生，且由设计所导致的潜在失效模式及其因。该失效可能因设计变更而减轻。例如：防错否则，该失效识别、后果、控制应转入并包括在其后过程设计中。PFMEA1FMEA虽然DFMEA不依靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷2但考虑制造装配过程中技术上的/物质的限制必要的拔模斜度表面处理能力的限制装配空间（如：工具可达到）钢材硬度的限制公差/过程能力/性能例如：FMEA3产品投入使用后的可服务性和回收利用的技术的/物质的限制例如工具的可获得诊断能力材料分类符号（回收利用）用于制造过程的材料/化学物品FMEADFMEA应从信息开发开始，以便理解所分析的系统、子系统和零部件并定义其功能要求和特性。5、定义范围考虑以下内容：产品与什么过程、匹配的零部件或系统接口？产品功能或特征是否对其他零部件或系统有影响？是否有其他零部件或系统提供、需要发挥产品预期功能的输入？产品功能是否包括在相连接的零部件或系统中对可能的失效模式的预防和探测？方法参考：方块图或参数图FMEA表格共有22项内容组成表格FMEA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（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