FEMA培训课件.ppt

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1、FMEA第四版变更概述,1.第4版的格式更易于阅读；2.增加了示例，措辞使人更利于理解；3.强调FMEA的过程和结果需要管理者的支持、关注和评审；4.定义和强化了DFMEA和PFMEA联系的理解，同时也定义了和其他工具的关联；5.改进了S、O、D的评级表，便于使用和分析；6.不再强调标准表格，增加了附表的类型；7.建议不把RPN作为风险评估的首要方法。提供了额外的方法以识别改进需求。,FMEA的定义,潜在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis）是一种系统化的可靠性定性分析方法，通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、评价产品/

2、过程中潜在的失效模式，查明其对系统的影响程度，以便采取措施进行预防的分析方法。,一、FMEA的应用与发展1.1 FMEA的目的(a）认可并评价产品/过程中潜在失效以及失效的后果；（b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施；（c）将全部过程形成文件为产品/过程设计提供支持。（d）FMEA是对确定设计或过程必须做那些事情才能使顾客满意这一过程的补充。,一、FMEA的应用与发展1.2 FMEA的性质 失效模式及后果分析属可靠性管理工作的重要内容，通过失效分析，有针对性地采取措施，防止失效的发生可以有效地提高产品的可靠性。正确读法：F，M，E，A。习惯读法：feime,50年代初期，美国Grumm

3、an公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗）1974年用于美国海军。（1629号军标）1985年IEC公布了FMEA标准:IEC812，这个标准被我国等同采用为GB 7826-87：系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序,一、FMEA应用与发展,1.3 FMEA的发展,航天、汽车、电机、电器等民用工业在自身质量保证体系中，规定在产品/工艺设计确认之前进行FMEA，以确保无缺陷/无隐患。并且将其发展为对供应商的乃至整个供应链要求。如：QS 9000 质量体系要求 美国汽车工业行动集团（AIAG

4、）VDA6.1质量体系审核 德国汽车汽车工业联合会（VDA）ISO/TS 16949：2009 技术规范,一、FMEA的应用与发展,1.4 FMEA的应用,二、FMEA基本概念,2.1、失效2.2、失效模式2.3、失效后果2.4、失效起因/机理2.5、顾客,2.6、KCDS2.7、KPC2.8、KCC2.9、FMEA的类别,2.1 失效（Failure）实体失去了完成其功能的能力，也包括主要性能指标超过允许的范围。实体？SFMEA DFMEA PFMEA失效=不合格吗？潜在？,失效=故障？,2.2 失效模式（Failure Mode）失效的表现形式（即失效类型）系统、子系统、零件未达到设计意图

5、的形式 过程不满足过程要求的形式 典型的设计和制造过程失效模式：,裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂,尺寸超差、硬度超差、漏装、缩痕、气孔、错位、飞边过大、表面划伤,2.3 失效后果（Failure Effect）指对系统功能的影响失效给顾客带来的影响,典型的失效后果：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、间歇性工作粗糙、无法紧固、无法钻孔、无法攻丝,2.4 失效的起因/机理引起失效的原因：物理的、化学的、5M1E的 如：连杆断裂的机理：晶体开裂、回火脆性引起失效的原因可能来自于设计开发、生产制造、使用、维修等各技术环节，也可能来自于管理不善，组织管理工作的好坏对失效预防往往起着更为

6、关键的作用。,谁是顾客？,过程 顾客,磨曲轴,发动机运行时曲轴抱死,2.5 顾客（Customer）不仅仅是“最终使用者”，还可以是后续或下一工序的使用者,无法装配,SPC（standard product characteristic),F/F(fuction/fit),S/C(safe/compliment),一般关注,附加关注,特殊关注,2.6 KCDS_质量金字塔,KPC,SPC,PC,注：KCDS-关键特性指定系统,2.7 KPC影响安全、国家法律法规、功能、配合的质量特性,PC,SPC（standard),KPC(key),Product characteristic,S/C,F/

7、F,CC,SCC（standard),KCC(key),2.8 KCC：影响关键质量特性（KPC）的过程参数,KPC,人,机,料,法,环,测,KCC1,KCC2,KCC3,2.9 FMEA的类型SFMEA 对产品开发、过程策划综合评估，通过系统、子系统、分系统不同层次展开，自上而下逐级分析，更注重整体性、逻辑性。以确定那种零件的失效会导致系统功能参数的变化。DFMEA 对设计输出评估，识别和消除产品 及每一零部件的设计缺陷。PFMEA 对工艺流程的评估，识别和消除 制造/服务过程中每一环节的潜在隐患。,三、FMEA策划,3.1 为什么要做FMEA？3.2 何时需要做FMEA？3.3 谁来做FM

8、EA？3.4 FMEA成功的要素3.5 FMEA的表式3.6 管理者职责,3.1 为什么要FMEA?1）预防：可以预先发现或评估产品/过程中潜在的失效及影响。2）持续改进：不断改进并积累经验，并将其文件化，程序化。3）防止错误再次发生：避免同类错误的发生。4）集中有限的资源于高风险项降低开发成本。5）提高产品功能保证和可靠性。6）缩短开发周期。7）改善内部信息交流。8）将责任和风险管理联系起来。,3.2 何时需要做FMEA？1.关注焦点 新/更改环境、新/更改使用条件 SFMEA 新/更改设计、新/更改技术 DFMEA 新/更改过程 PFMEA2.事前行为 及时性是成功实施FMEA的最重要因之

9、一。在产品 正式定型之前和过程正式实施之前，FMEA作为设 计与工艺评审的有效工具，有助于预防缺陷，减少 损失。,3.在产品形成的全过程中,PFMEA,策 划,产品设计开发,过程设计开发,生 产,3.3 谁来做FMEA？,设计工艺制造生产服务质量试验可靠性,熟悉产品了解过程富有经验掌握信息和资料,多方合作,集体智慧,专业人员,团队：FMEA是系统化的专业活动 多功能小组会议是FMEA的主要活动形式 多功能小组通常有相关专业人员组成，有时包括相关 的工人代表，甚至可包括顾客和供应商,顾客要求法律法规相关标准设计意图同类产品的经验/教训供应商提供的资料,3.4 FMEA成功的要素,1.人2.相关信

10、息3.时机,3.5 FMEA的表式,3.5 FMEA的表式,3.6 管理者职责,管理者应负责FMEA的过程，管理者对资源的选择和应用，以及确保有效的风险管理过程（包括时间安排）负有最终责任。管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持，消除障碍，总结经验教训。,四、DFMEA潜在设计失效模式及后果分析Potential Design Failure Mode and Effects Analysis(DFMEA),4.1 DFMEA的目的,对以往类似产品的设计过程存在的风险进行评估，为新产品设计提供改进方向。评价产品设计对制造、装配、服务、回收要求的影响。提高产品的可靠性。作为设计经验和信息

11、的载体，为设计的改进积累经验。,2023/4/17,28,4.2 DFMEA的概述,DFMEA中顾客的定义：1）最终使用者2）主机厂的组装和制造中心3）整个供应链的制造过程4）政府法规机构,2023/4/17,29,4.2 DFMEA的概述,谁来做：负责产品设计的工程师/多方论证小组体现了小组在任何设计过程中正常经历的思维过程。小组努力的结果,2023/4/17,30,4.2 DFMEA的概述,DFMEA假设前提是制造过程能实现设计意图。制造过程中的潜在失效模式将在后续FMEA中进行考虑和分析。,2023/4/17,31,4.2 DFMEA的概述,可制造性、可装配性、可维修性的考虑DFMEA应

12、当包括所有在制造或装配过程中可能发生的、且由设计所导致的潜在失效模式和原因。这种失效模式可以通过设计变更来减少（如：防止零件错误装配的设计特性防错）。DFMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但它会把制造和装配过程中的技术、物理限制考虑在内。,2023/4/17,32,4.2 DFMEA的概述,例如：必要的拔模（斜度）有限的表面处理能力装配空间（工具的可达性）有限的钢材强度公差/过程能力/性能产品投入使用后，DFMEA还应考虑产品服务性和可回收性便利的维修工具简便的诊断方法材料分类标志（回收用）材料/化学品，是否满足环保要求,2023/4/17,33,4.3 DFMEA的前提条件,DFME

13、A应当开始于信息的建立以理解被分析的系统、子系统或零部件，并定义它们的功能要求和特性。为了确定DFMEA的范围，小组应当考虑下面适用于零部件、子系统或系统DFMEA的问题：产品与什么过程、配合零件或系统接口？产品的功能和特性是否会影响到其它零部件或系统？产品实施预期功能是否需要来自其它零部件或系统的输入？产品的功能是否能够预防/探测与其连接的零部件或系统的潜在失效模式？以下章节介绍了一些可能适用的用来帮助小组开发 DFMEA的工具。,2023/4/17,34,框（边界）图,产品框图显示的是产品零部件之间的物理、逻辑关系。有不同的方式和格式来创建框图。框图显示了在设计范围内零部件与子系统的相互作

14、用。这个相互作用包括：信息、能量、力或液体的流动。框图的目的在于理解对系统的要求或输入、基于输入或所实施的功能产生的活动、以及交付物或输出。参数（P）图参数图帮助设计小组理解有关设计功能的物理特性和结构工具。小组在分析设计的预期输入和输出的同时，也应分析那些会影响性能的受控和不受控因素。,2023/4/17,35,方框示意图,P图,4.4 DFMEA实施流程,1.组织小组；2.DFMEA功能框图；3.列出每一个零件、部件、子系统的失效模式；4.确定失效模式的等级（关键、重要、一般）5.优先关注关键零件特性；6.提出改进和预防措施建议；7.填写DFMEA表格；8.小组评审；9.评审后提交,202

15、3/4/17,38,4.5 如何做DFMEA,案例:某公司是生产轻型卡车钢板弹簧的企业，年产载重量为三吨的商用车钢板弹簧20万套。产品基本结构为四片弹簧，每片厚度为9mm。从目前市场反馈的情况看，出现的主要问题是：1）弹簧片断裂，大约每年出现1000次;）卷耳早期磨损，每年大约出现1800次。现在该公司准备开发用于五吨车的钢板弹簧 针对现状对将要开发的产品进行DFMEA分析,2023/4/17,39,2023/4/17,40,功能框图,设计FMEA表头,2023/4/17,41,底盘 系统 子系统 共 6 页，第 1 页 零部件:钢板弹簧 B 设计职责：产品开发部 C 编制人：王伟 H产品型号

16、/项目：D3310 D 关键日期：2006.05.01 E FMEA日期（原始）2006.02 22(修订)2006.07.14 F核心小组：王伟底盘工程师、李浩服务工程师、韩东制造工程师 G,FMEA编号:FM2035 A,设计FMEA表头,表头应清楚的说明FMEA有关的基本信息，包括FMEA活动的时间阶段。FMEA编号（A)：输入用以识别FMEA文件的字母、数字，用于文件控制。系统、子系统、或零部件名称与编号（B)：输入受分析的系统、子系统、或零部件名称与编号。（参见定义范围）系统FMEA的范围一个系统可以看作是由各个子系统组成的。如：底盘系统、传动系统、内饰系统等。系统FMEA的要确保组

17、成系统的各自系统间所有接口和交互作用以及该系统与车辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。,2023/4/17,42,如何做DFMEA,子系统FMEA的范围一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。因此，子系统FMEA要确保组成子系统的各部件间的所有的接口和交互作用都要覆盖。,2023/4/17,43,如何做DFMEA,部件FMEA的范围部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA，例如，螺杆是前悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。,2023/4/17,44,设计FMEA表头,设计职责（C）：输入负责设计的主机厂、组织、部门或小组；适用

18、时，输入供应商组织名称。产品型号/项目(D):输入产品型号和项目代号（如果知道）。关键日期（E）：输入FMEA最初的预定完成日期，它不能超过计划的生产设计发布日期。,2023/4/17,45,FMEA日期（F）：输入FMEA的编制日期，以及最近的修订日期。核心小组（G）：输入负责开发DFMEA的小组成员联系方式。编制人（H）：输入编制DFMEA的负责工程师的姓名、联系方式以及工程师的所属组织。,2023/4/17,46,2023/4/17,47,潜在失效模式及后果分析(设计FMEA)系统 子系统 FMEA编号：A 页 码：第1 页 共 1 页零部件：B设计职责：C 编制人：H 车型年/项目：D

19、 关键日期：E FMEA日期(编制)：F（修订）核心小组：G,产品功能、要求的识别,DFMEA的第一步是明确产品的功能要求,2023/4/17,48,期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式,案例,2023/4/17,49,主 体,门内板,外型,窗户,内部,玻璃,门锁,密封条,门,系统,子系统,部件,如果产品组成比较复杂，将其分解成为小的系统，识别初级和二级的功能,如何做DFMEA,a:项目/功能/要求(a1-a2)填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别 等）。用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单

20、独列出。,2023/4/17,50,DFMEA的开发,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：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/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。,2023/4/17,51,示例：激光笔功能框图,2023/4/17,52,如何做DFMEA,(b）潜在失效模式 所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统有可能会未 达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况。应列出

21、每一个潜在的失效模式,这种失效可能发生，但不一定发生；应采用头脑风暴、保修记录等做为输入。注：潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同。,2023/4/17,53,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的表现形式。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：类失效、类失效。,2023/4/17,54,示例：失效模式的种类,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、泄露、松脱等等。渐变型：磨损、腐蚀、龟裂、老化、变色、热

22、衰退、蠕变、低温脆变、性能下降、渗漏、失去光泽、褪色等。类失效，指的是产生了有害的非期望功能，如：噪声、振动、电磁干扰、有害排放等。,2023/4/17,55,如何做DFMEA,(C）潜在失效的影响 潜在失效的影响定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。要根据顾客可能发现或经历的来描述失效的后果；顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户；如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。,2023/4/17,56,DFMEA的概述,失效后果可以从以下几方面考虑：对完成规定功能的影响；对上一级系统完成功能的影响；对系统内其他零件的影响；对顾客满意的影响；对安全和政府法规符合性的影响；对

23、整车系统的影响。,2023/4/17,57,2023/4/17,58,如何做DFMEA,(d）严重度(s)严重度是指对一个特定失效模式最严重的影响后果的评价等级。严重度是在单个FMEA范围内的一个相对级别。严重度值的降低只有通过改变设计才能实现。严重度数值定级为1的失效模式不应进一步的分析。高的严重度定级可以通过修改设计、使之补偿来减轻失效的严重度后果来予以减小。推荐的DFMEA严重度评价准则,2023/4/17,59,2023/4/17,60,2023/4/17,61,严重度评价理解,FMEA小组应对评价准则和分级规则达成一致意见。组织可对准则进行修改，不推荐修改9和10的准则。严重度的定级

24、可以通过修改设计、使之补偿来减轻失效的后果来降低。如：“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。“车辆/项目”在用于其他产品时，可理解为“最终产品/生产产品”。如电视机/显示器、电脑/接线端子等。910：与安全/法规有关；58：与性能/功能有关；24：与外观和感觉有关。,2023/4/17,62,如何做DFMEA,(e）级别 本栏目用于填写产品特性的重要度分级。应用适当的方式进行标识，如“关键”、“重要”一个在图纸中指定的关键重要特性，但没有在DFMEA里识别出与这个特性相关的设计失效模式，则被认为是一种设计过程中的不足。每一个在DFMEA中标识的重要特性均应在P

25、FMEA中有特殊的过程控制,2023/4/17,63,如何做DFMEA,(f)失效模式的潜在原因/机理这部分信息可以被分为多栏，也可以合并成一个单独栏 失效的潜在起因是指失效的原因，其结果就是失效模式。尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机理。,2023/4/17,64,如何做DFMEA,研究失效可能的原因与机理，是为了能够正确采取控制措施，防止失效的发生或减少其发生的可能性。失效原因/机理：在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点。简明扼要，但要尽可能全面地列出可能想到的失效原因和机理，以便于对症下药采取纠正措施。,2023/4/17,65,不要把产品的工作环境（如道路

26、产生的振动、冲击、气温的变化、湿度、粉尘、电磁干扰等）作为我们的分析目标。工作环境是造成失效的重要外因，但它是客观存在，难以控制的。我们要分析的是，在外因作用下的内因。,注意,注意,如何做DFMEA,潜在失效的起因/机理的分析途径现有的类似产品的FMEA资料；应用失效链，找出直接原因，中间原因和最终原因；应用“五个为什么”；应用排列图、相关分析、试验设计等方法，从可能的多因素原因中找出主要原因；应用失效树分析（FTA）找出复杂系统的失效原因与机理；充分发挥小组的经验，采用头脑风暴法，对可能的原因进行归纳分析；,2023/4/17,66,如何做DFMEA,2023/4/17,67,示例：五个为什

27、么,失效模式：门锁扣不上。为什么？因为：锁舌与锁座错位。为什么？因为：车门下沉。为什么？因为：门铰链变位。为什么？因为：固定门铰链的框架变形。为什么？因为：框架刚度不足。,2023/4/17,68,如何做DFMEA,(g)频度（O）频度是指某一特定的起因/机理的发生的可能性。此原因会在设计寿命内导致失效模式的发生。级别数具有相对意义，而不是绝对的数值。通过设计变更或设计控制方法的变更（如设计检查表、设计评审、设计导则）来预防或控制失效模式的起因/机理是可能影响频度数降低的唯一途径。潜在失效起因/机理出现频度的评估分为1到10级。在确定此值时，应以以前类似产品内外部失效的原始数据为基础。,202

28、3/4/17,69,2023/4/17,70,推荐的DFMEA发生频度评估标准,2023/4/17,71,如何做DFMEA,(h）现行设计控制 现行控制是指已被或正在被同样或类似的设计所采用的那 些措施（如设计评审、数学计算、台架/实验室试验、可行性评审、样件试验、用户试用等）。要考虑两种类型的设计控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或降低其出现的机率。探测：在项目投产之前，通过分析方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式的存在。注：最好的途径是采用预防控制。,2023/4/17,72,如何做DFMEA,现行设计控制的种类：防止起因或机理的发生或减少频率查出原因/机理，采取措施查明

29、失效模式优先运用第一种方法，其次用第二种方法，最后用第三种方法。用于制造、装配过程的检验和试验不能视为设计控制。,2023/4/17,73,预防控制标杆分析研究失效安全设计设计和材料标准（内部和外部）文件从相似设计中学到的最佳实践、经验教训等的记录模拟研究概念分析，建立设计要求设计防错,2023/4/17,74,探测控制文件评审样件试验确认试验模拟研究设计确认试验设计包括可靠性测试使用相似零件的原型,2023/4/17,75,如何做DFMEA,(i)探测度（D）探测度是与设计控制中所列的最佳探测控制相关联的定级数。每个控制方法均对应一个可探测等级。探测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别。是

30、指现行设计控制探测到失效起因/机理或后续失效模式的可能性。现行设计控制探测度的建议方法是，假定失效已经发生，然后评估现有设计控制探测此失效模式的能力。,2023/4/17,76,2023/4/17,77,(j)风险顺序数（RPN）,决定措施的优先级别当小组完成以上FMEA步骤后，就需决定是否还要进一步采取措施降低风险，选取最佳的优先措施。小组最先关注的应当是严重度最高的失效模式。当严重度等级达到9或10，小组必须确保该风险已经通过现有设计控制或者推荐措施（在FMEA内有记录）得到处理。严重度小于8的失效模式，小组应当考虑有最高发生频度或探测度等级的原因，关注已识别到的信息，商讨一个方法，并确定

31、如何最优的排列风险降低顺序以最好地服务于组织的顾客。,2023/4/17,78,如何做DFMEA,风险评估；（）风险顺序数（RPN）帮助决定优先措施的方法之一就是使用风险顺序数：RPN=严重度（S）发生频度（O）探测度（D）在单独的FMEA范围内，数值可以在1到1000之间变化。,2023/4/17,79,如何做DFMEA,RPN高的含义：组织对“高”的定义会受组织资源和对风险的认识的影响有些顾客会定义“高”，如规定某一个具体的数值。持续改进，降低RPN值产品改进的目的之一。,2023/4/17,80,2023/4/17,81,2023/4/17,82,2023/4/17,83,如何做DFME

32、A,（）建议的措施应首先针对高严重度，高RPN值和小组指定的其它项目进行预防/纠正措施的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：严重度、频度和探测度。通常无论RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须予以特别注意，以确保现行的设计控制或预防/纠正措施针对了这种风险。建议措施的主要目的是通过改进设计、降低风险、提高顾客满意度。,2023/4/17,84,VDA（德国汽车工业联合会）推荐的采取措施的原则,2023/4/17,85,O频度 S严重度 D探测度,如何做DFMEA,应考虑但不限于以下措施：修改尺寸或公差 修改材料规范 试验设计 修改试验计划 只有设计更改才能导致严重度

33、的降低。只有通过设计更改消除或控制失效模式的一个或多个起因机理，才能有效降低频度。增加设计验证确认只能降低探测度（D）。,2023/4/17,86,如何做DFMEA,（）职责及目标完成时间填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。（）措施结果这部分包含的是措施的实施结果，及对S、O、D和RPN的影响。（）采取的措施在措施实施后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。,2023/4/17,87,2023/4/17,88,维护DFMEA,DFMEA是一个动态文件，任何的设计更改都应当经过评审，推荐措施的实施效果的评价应当包括在后续DFMEA中。DFMEA的持续维护还应包括对DF

34、MEA的评分等级做定期的评审。要特别关注发生频度和探测度等级，尤其当改进是通过产品变更，或设计控制的改进来实现的时候，更显重要。此外，当现场有问题发生时，应当对等级作出相应的调整。,2023/4/17,89,利用DFMEA,如果一个新产品或新项目在功能上和当前产品相似，那么一般情况下可以使用统一的DFMEA。将一个基本上充实的基准DFMEA作为起始点，就可以最大几率的利用过去的经验和知识。如果有轻微差异，小组应当识别并着重于这些差异所带来的影响。,2023/4/17,90,联系,2023/4/17,91,边界（框）图，参数图等,DFMEA,设计验证计划和报告（DVP R），PFMEA等,202

35、3/4/17,92,练习,根据上述描述的案例，请针对你所熟悉的产品进行DFMEA分析。,2023/4/17,93,5 潜在过程失效模式及后果分析Potential Process Failure Mode and Effects Analysis(PMEA),2023/4/17,94,5.1 PFMEA概述,PFMEA可以辅助降低制造过程开发中的失效风险，它通过以下方式实现：确定过程功能和要求确定与产品和过程相关的潜在失效模式评价潜在失效对顾客产生的后果确定潜在制造或装配过程起因并确定要采用控制来降低失效产生的频度或失效条件探测度的过程变量确定过程变量以此聚焦于过程控制编制一个潜在失效模式分级

36、表，以便建立一个考虑预防/纠正措施的优选体系,2023/4/17,95,5.1 PFMEA概述,PFMEA开发的前提：PFMEA假定所设计的产品能够满足设计意图。但小组也许会识别能够消除或降低过程失效模式的发生频度的设计机会。例如：为零件增加一个特性，就可以消除夹紧定位或错误装配的可能。应当把这些信息告知设计负责工程师，供其考虑和可能的实施。PFMEA假定从上一工序接受的产品（材料）是合格的。PFMEA假定操作人员不存心违反操作规程。PFMEA一般认为机械、设备满足它们的设计目的。,2023/4/17,96,5.1 PFMEA概述,PFMEA中顾客的定义：1）最终使用者2）下游的制造或装配工序

37、、维修工序3）政府法规,2023/4/17,97,5.1 PFMEA概述,谁来做：负责制造/装配的工程师/小组包括但不限于，设计、装配、制造、材料、质量、服务、供应商、以及后续装配领域。PFMEA应当起到一个催化剂的作用，刺激受影响区域的相互交流，从而促进小组方法。体现了小组在任何制造过程策划中正常经历的思维过程小组努力的结果,2023/4/17,98,5.2 PFMEA的开发,1.组织小组；2.制定过程流程图，并进行风险评定；3.列出每一个步骤、过程可能出现的失效模式；4.确定失效模式的等级（关键、重要、一般）5.优先关注关键零件特性；6.提出改进和预防措施建议；7.填写PFMEA表格；8.

38、小组评审；9.评审后提交。,2023/4/17,99,5.2 PFMEA的开发,过程流程图与PFMEA的联系过程流程图描述的是产品在整个过程中；从来料到出货的流程。它包括制造装配过程中的每个步骤，以及它们相关的输出（产品特性，要求，交付物等）和输入（过程特性，变差来源等等）。过程流程的细节取决于过程开发的讨论阶段。初始流程图通常被认为是高层级的过程图，需要更为详细的分析来识别潜在的失效模式。,2023/4/17,100,2023/4/17,101,高层级过程图,5.2 PFMEA的开发,PFMEA的继续开发，是通过识别每个过程/功能的要求来实现的。要求是指每个操作/步骤的输出，并且与产品要求有

39、关，它描述了每个过程/功能应当实现的目标，为小组识别潜在失效模式提供了一个基础。为了确保持续性，我们强烈建议由同一个跨职能小组开发过程流程图，PFMEA和控制计划。过程流程图示例：,2023/4/17,102,2023/4/17,103,5.3 如何做PFMEA,依据：产品过程流程图PFMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的过程流程图开始。PFMEA所要分析的系统、子系统或零部件的过程应和过程流程图保持一致。,2023/4/17,104,如何做PFMEA,2023/4/17,105,如何做PFMEA,其它有助于小组讨论过程要求的工具和信息来源包括：DFMEA图样和设计记录过程清单关连（特性

40、）矩阵内部和外部（顾客）的不符合（即：基于历史数据的已知失效模式）质量与可靠性历史。,2023/4/17,106,研究信息建立分析范围后，小组应当开始评审历史信息。评审区域包括：以往产品和过程设计试验中的经验教训任何可以建立最佳实践的信息，例如：指南和标准，标准件标识，防错方法从以往的相似产品和过程设计获得的质量性能信息，包括：过程产出率（一次产出率FTQ,第一次通过率FTT),一次通过率（含在线末及每个操作工位），PPM,过程能力指数（CPK和PPK），和保修指标。信息可以成为确定严重度，发生频度和探测度等级的有用指标。在考虑了这些前提条件之后，可以开始填写PFMEA表格了。,2023/4/

41、17,107,2023/4/17,108,潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）FMEA编号 A 共 页，第 页项目：B 过程职责：C 编制人：H车型年/项目D关键日期：E FMEA日期（原始）(修订)F 核心小组：G,过程FMEA表头,表头应清楚的说明PFMEA的目的，以及文件开发和控制过程中的相关信息。FMEA编号（A)：输入用以识别FMEA文件的字母、数字串，用于文件控制。项目（B）：输入受分析过程的系统，子系统或零部件的名称和编号。,2023/4/17,109,过程FMEA表头,过程职责（C）：输入负责过程设计的主机厂、组织、部门或小组；适用时，输入供应商组织名称。产品型号/项目(D)

42、:在知道的情况下，输入将会使用或者受被分析的过程（如果知道）影响的产品型号和项目。关键日期（E）：输入初次FMEA应完成的日期，不能超过计划的生产开始日期。,2023/4/17,110,FMEA日期（F）：输入原始FMEA的完成日期，以及最近的修订日期。核心小组（G）：输入负责开发PFMEA的小组成员联系方式。编制人（H）：输入编制PFMEA的负责工程师的姓名、联系方式以及工程师的所属组织（公司）。,2023/4/17,111,如何做PFMEA,a:项目/功能/要求(a1-a2)填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等）。用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能。如果

43、该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。可以另外添加“要求”一栏，来进一步细分失效模式分析。,2023/4/17,112,如何做PFMEA,a:项目/功能/要求(a1-a2)可根据需要设置为1-3栏过程步骤(a1)：根据编号的过程和术语，输入受分析的过程步骤或操作的标识。返工和返修操作也应当包括在内。过程功能(a1)：输入与每个受分析的过程步骤操作相应的过程功能。过程功能描述的是操作的目的。要求(a2):列出每个受分析的过程步骤操作的过程功能的要求。要求是指对规定过程的输入，以期达到设计目的和其他顾客要求。,2023/4/17,113,2023/4/17,114,潜在失效

44、模式及后果分析（过程FMEA）FMEA编号 FM01-12 共 1 页，第 3 页项目：销轴 过程职责：制造部 编制人：刘XX车型年/项目SCAR-03关键日期：2005.10.15 FMEA日期（原始）2005.3.15(修订)核心小组：见附录名单,如何做PFMEA,(b）潜在失效模式可能发生不能满足过程功能/要求的意图，是上一过程的后果，下一过程的起因。失效可能发生，但不一定发生。假设接收的材料/零件正确。每个工序的每种失效模式尽可能单列出来。失效模式的描述应统一。失效模式的识别应完整。,2023/4/17,115,典型的失效模式,2023/4/17,116,弯曲 毛刺 孔错位断裂 转运损

45、坏 漏开孔脏污 变形 表面太光滑短路 开路表面粗糙 开孔太深,失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象,如何做PFMEA,在考虑过程潜在失效模式时，经常使用“零件为什么会被拒收？”的思考方法。例一：焊接过程零件被拒收可能因为“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件变形”，等等。例二：一个箱体与箱盖装配后被拒收的潜在原因是：“不密封”、“漏装零件”、“未注润滑剂”等。对于试验、检验过程两种可能的失效模式：接受不合格的零件；拒收合格的零件。,2023/4/17,117,如何做PFMEA,11）潜在失效后果失效模式对顾客的影响：内部顾客：下道或后续工序；操作者；外部顾客：代理商、车主、社会；政

46、府法规、安全。,2023/4/17,118,如何做PFMEA,如某尺寸超差会导致;下一工序：在加工#20不能钻孔 以后工序：在加工#70不能将部件定位 以后工序：不能将部件装入高一层次的组件 零 件：零件功能部分丧失 车 辆：车辆运行受损 顾 客：顾客受较大噪音干扰 政府规定：可能不符某个法律规定,2023/4/17,119,潜在失效的后果,2023/4/17,120,噪音 粗糙 费力工作不正常 异味渗漏 不能工作报废 外观不良,无法紧固 不能配合不能连接 无法安装损坏设备 危害操作者工装过度磨损,对最终使用者,对下道工序,噪音 粗糙 费力工作不正常 异味渗漏 不能工作报废 外观不良,如何做P

47、FMEA,2023/4/17,121,如何做PFMEA,12）严重度（S）对失效后果的严重程度的评价只能通过修改设计来降低通过过程更改可以有条件降低严重度,2023/4/17,122,如何做PFMEA,严重度（Severity)评价准则，以汽车行业为例,2023/4/17,123,如何做PFMEA,2023/4/17,124,一般选最严重的失效后果填入本栏,如何做PFMEA,13）级别 产品特性/过程特性分级；对特殊特性在分级栏中应用适当的字母或符号注明。14）潜在失效起因/机理 失效是怎样发生的？（人、机、法、环）列出所有可能想到的起因/机理；在考虑潜在失效起因/机理时，材料不合格暂不考虑。

48、,2023/4/17,125,如何做PFMEA,典型的起因可包括：扭矩不正确过大、过小；焊接不正确电流、时间、压力；测量不准确；润滑不良；定位器有碎屑损坏的工装不正确的机器设置等。描述应具体，而不应含糊、笼统，如工艺参数不对、操作错误、机器失效等。,2023/4/17,126,如何做PFMEA,2023/4/17,127,如何做PFMEA,15）频度（O）描述特定失效起因/机理发生的可能性过程更改是降低频度数的唯一途径频度数的估计依赖于以往类似过程数据的收集，如类似过程CPK、合格率、PPM、市场反馈等信息。,2023/4/17,128,如何做PFMEA,发生频度（Occurrence）,20

49、23/4/17,129,如何做PFMEA,2023/4/17,130,如何做PFMEA,16）现行过程控制防止失效起因/机理发生或探测将发生的失效模式或起因/机理的控制方法。有2种过程控制方法：预防：防止失效起因/机理或失效模式发生，或降低其发生概率。（加P）如：防错、SPC探测：探测出失效起因/机理或失效模式，导致采取纠正措施。（加D）如：检验,2023/4/17,131,如何做PFMEA,2023/4/17,132,如何做PFMEA,17）探测度（D）假设失效模式发生，探测到的可能性。和发生频度相独立。随机抽查通常不会降低探测度。以统计原理为基础的抽样检查是一种降低探测度的有效手段。,20

50、23/4/17,133,如何做PFMEA,可探测度（Detection）,2023/4/17,134,如何做PFMEA,2023/4/17,135,如何做PFMEA,18）风险顺序数（RPN）描述对象风险的大小RPN=（S）（O）（D）按RPN值的大小确定优先改进顺序S值高，不管RPN值大小如何都必须关注,2023/4/17,136,如何做PFMEA,2023/4/17,137,如何做PFMEA,19）建议措施按RPN值的大小确定改进顺序以及S值高的项目；任何建议措施的目的都是为减小RPN值，即S、O、D，PFMEA不能降低S，除非产品设计/过程更改。20）责任及目标完成日期落实措施的执行组织