DFMEA 设计失效模式及影响分析

©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部DFMEA设计失效模式及影响分析顾镭，茆汉湖©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部主要内容1.FMEA概述2.设计FMEA概述3.DFMEA工作表4.DFMEA实例©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部第一部分FMEA概述©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部FMEA的定义FMEA(Failuremodeandeffectsanalysis)是一组系统性的活动，以图：a)认识和评估产品过程的潜在失效及其影响；b)确定措施，以消除或降低潜在失效出现的机会；c)文件化整个过程；d)在产品设计阶段确定潜在关键和重要特性，在过程设计阶段确认这些特性；e)确定设计控制（设计验证计划）和过程控制（过程控制计划），以发现和预防失效模式；f)防止失效到达顾客，以提高顾客满意度。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部FMEA的种类概念（CFMEA）设计（DFMEA）过程（PFMEA）机器（MFMEA）©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部FMEA的类型FMEA的类别开始完成更新和评估CFMEA在项目定义阶段当顾客功能要求确认后APQP第一阶段设计开始前APQP第二阶段开始前当概念变更时DFMEA在设计阶段APQP第二阶段在图纸发放前原型样件测试后；现使用中失效后PFMEA在制造过程设计时APQP第三阶段PPAP前APQP第四阶段前PPAP后依据制造拒收信息每3个月评估一次MFMEA新机器TPM在机器投入使用前根据故障数据每3个月更新一次APQP:AdvanceProductQualityPlanning©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部如何有效使用FMEAFMEA是预防性工具，应当在产品和过程设计时使用；FMEA是“事前措施”（Before–the–Event），而不是“事后补救”（After–the–Fact）；FMEA必须在失效模式出现在产品或过程之前完成，才能取得最大获益；DFMEA必须在图纸发放之前完成；©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部当产品/过程变更时，首先在必要的时间完成FMEA，是最容易和廉价的方式减少后续变更的好方法；所有FMEA小组都需要交流和合作；如果能按照最佳实践（BestPractices）完成FMEA，可以显著地节省工程时间和成本。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部最佳实践的FMEA•在恰当时间作FMEA；•考虑所有的“白噪声”因子（NoiseFactor)；•在DFMEA时，用P-图和接触面矩阵图研究设计交互作用；•从系统水平上开始FMEA，把信息和要求展开至零件和过程的FMEA。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部FMEA的应用范围通常在以下三种情况下，使用FMEA•第一种情况：新产品或过程的设计，其FMEA的范围为完整的设计、技术或过程。•第二种情况：现有产品或过程设计的重大改变（假定已有FMEA存在），其FMEA的范围应当聚焦于产品和过程的改变部分，变更可能引起的交互作用，及使用历史。•第三种情况：把现有产品或过程用于新的环境、地点或应用（假定已有FMEA存在），其FMEA的范围应当视新的环境和地点对现有产品设计和过程的影响。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部此外，FMEA还可以作为工具，以•评估所有制造过程控制，以建立更具鲁棒性(稳定性robustness)的过程，通常按产品族对每个过程进行评估；•分析环境和系统之间的交互作用，建立鲁棒性的设计，作为改进的一部分。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部第二部分设计FMEA概述©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部DFMEA简介设计FMEA是设计工程师/小组采用的分析技术，其目的在于确保潜在失效模式及其原因和机制已经考虑和确定，以对设计过程提供支持，并通过以下途径降低失效风险。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•帮助对设计要求和设计选择作客观分析。•帮助对制造和装配要求的最初设计。•确保潜在失效模式及其影响在设计和开发过程中得到考虑。•揭露设计缺陷。•为制订彻底、有效的测试和开发过程计划，提供额外的有用信息。•发现潜在失效模式，并按其对“客户”影响分级。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•为建议和跟踪风险措施提供了公开的格式。•为将来分析质量问题、评估设计变更和更先进的设计提供参考。注意：在设计FMEA中，不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制。相反地，应当充分考虑制造过程本身的限制因素（同步工程）。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部设计FMEA的输入•保修信息。•历史活动资料。•客户抱怨和退货资料。•纠正和预防措施。•类似产品或过程的设计FMEA。•类似产品/过程的设计矩阵表。•“由第一阶段输出而来的第二阶段输入”的任何其它适当的输入。类似产品的表现指标©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•规范•图纸•设计矩阵表（散装材料）•模块图•应用信息•装配、子系统、系统、整车功能•安装、形状、功能目标要求特殊特性矩阵表©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部设计FMEA的输出•设计矩阵表•设计失效模式及后果分析（DFMEA）•样件制造——模拟生产•设计验证计划和报告（DVP＆R）•工程规范•材料规范•工程图纸、产品定义©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•设计要点——根据以前的经验，对制造和装配操作形成挑战的内容。有什么额外的风险？•新的设计要求——没有以前的制造和装配操作经验，或是现有的设计不能满足装配、形状、功能或使用的要求。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部第三部分DFMEA工作表©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部表头信息系统FMEA编号子系统设计失效模式和影响分析编制人部件(DFMEA)FMEA日期设计责任人关键日期修订日期核心小组页码奇瑞汽车有限公司DFMEA工作表年型/车型©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•系统、子系统、部件实际中，划分系统、子系统、部件的界限是任意的，必须由FMEA小组共同确定。系统包括许多不同的子系统，这些子系统往往由不同的小组设计。一些典型的FMEA系统如下：底盘系统、动力总成系统、内饰系统等等。子系统通常是一个更大的系统的一部分，比如前悬架系统是底盘系统的一部分。部件是子系统的一部分，比如一个结构件是前悬架的一部分。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•设计责任人整车厂商（OEM）、部门和责任小组。•核心小组FMEA/产品评估小组名称、部门和电话。•关键日期FMEA到期日期。•年型/车型汽车的年型、车型或所属项目。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•FMEA编号用于追溯FMEA的内部编号。•编制人FMEA编制人的姓名、电话及所属公司。•FMEA日期原始FMEA编制日期。•修订日期FMEA最近的修改日期。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部系统FMEA编号子系统设计失效模式和影响分析编制人部件(DFMEA)FMEA日期设计责任人关键日期修订日期核心小组页码措施执行后的结果项目/功能潜在失效模式潜在失效影响严重度数潜在失效原因/机理频度数现行设计控制不易探测度数风险顺序数建议措施责任人及目标完成日期采取的措施新的严重度数新的频度数新的不易探测度数新的风险顺序数冷却液容器；软管连接；冷却液装料机构。裂缝/断裂；爆裂；侧壁弯曲；坏的密封圈；差的软管膜。泄漏8压力过大8爆裂，验证压力圈。164样品测试及生产验证测试。J.P.Aguire1995年11月1日E.Eglin1996年8月1日6222448增加电镀表面公差，增加表面强度8/30/95P.Coutfin样件完成，并已经测试。9/4/95隔板与配合表面之间的间隙不够4寿命测试SEC5-A-22开门不费劲开门太费劲客户不满意6响应计划和跟踪风险顺序数-严重度、频度、不易探测度数的联合权重。风险顺序数=严重度数X频度数X不易探测度数频度-写下潜在的原因，在一个从一到十的数值范围内，评估每一种失效的可能性(10表示可能性最大)。具体见频度表。严重度数-在从1到10的数值范围内,评估每次失效的严重性(10表示最严重)。具体见严重度数表。不易探测度数-检查当前的设计，然后,在从1到10的数值范围内,评估每次失效的探测度(10表示最少探测到)。具体见不易探测度表。写下每一种失效模式和这个失效的潜在后果。DFMEA工作表说明©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•项目/功能我们可以自左至右或自上而下地完成FMEA，填入零件名称和功能，回答零件有那些作用。如果项目有多个不同失效模式的功能，那么要分开列出所有的功能。功能就是指设计意图或者工程要求。•潜在失效模式所谓潜在失效模式是指由于设计的原因可能发生的不能满足功能要求、设计意图或过程要求的状况。是对某一设计特性可能发生的不符合性的描述。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部汽车常见的失效模式功能型失效模式其它失效模式松矿、松动、脱落、脱焊等间隙不适、流量不当、压力不当、电压不符、电流偏值、行程失调、间隙过大或过小等不畅、堵塞、气阻、漏油、漏水、漏气、漏风、漏电、漏雨、渗水、渗油等功能失效、性能不稳、性能下降、性能失效、启动困难、干涉、卡滞、转向过度、转向沉重、转向不回位、离合器分离不彻底、离合器分不开、制动跑偏、流动不畅、指示失灵、参数输出不准、失调、抖动、漂移、接触不良、公害超标、异响、过热等松脱型失效模式失效模式损坏型失效模式裂痕、裂纹、破裂、断裂、碎裂、开裂、弯坏、扭坏、变形过大、塑性变形、卡死、烤蚀、点蚀、烧蚀、击穿、蠕变、剥落、短路、开路、断路、错位、压痕等老化、变色、变质、表面保护层剥落、侵蚀、腐蚀、正常磨损、积碳、发卡等表现形式阻漏型失效模式退化型失效模式失调型失效模式润滑不良、驾驶室闷热、尾气排放超标、断水、缺水、缺油、噪声振动大应力冲击、电冲击、疲劳、磨损、材质问题、腐蚀自然磨损、老化和环境诱发紧固件、焊接件出现问题油、气、电及机械间隙调整不当滤气滤油装置失效、密封件失效、气候环境有关部门调整不当、操作不当、局部变形、装配问题、设计参数不合理、元器件质量低劣等使用、维护、保养不当，工作状态失调、传感器失灵，各种原因泄漏诱发因素©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部•潜在失效影响失效影响是指失效模式对总成、系统、整车、客户或政府法规等造成的后果。•严重度严重度是潜在失效模式对客户影响的严重程度评价指标。©CHERYCONFIDENTIAL奇瑞汽车工程研究院CAE部设计FMEA的严重分级表影响影响的严重性严重度无预兆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情况下，影响到行车安全或违反了政府的有关章程。10有预兆的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆前提下发生的，并影响到行车安全或违反了政府的有关章程。9很高不能保证安全的破坏性失效，车辆（或系统）不能运行，丧失基本功能。8高有设备损坏，车辆（或系统）能运行，但性能下降，客户不满意。7中等车辆（或系统）能运行，但舒适性或方便性部件不能工作，客户感觉不舒服。6低车辆（或系统）能运行，但舒适性或方便性部件性能下降，客户感觉有些不舒服。5很低配合、外观或尖响、咔哒响等项目不符合要求，大多数客户发现有缺陷。4轻微配合、外观或尖响、咔哒响等项目不符合要求，有一