DFEMA設(shè)計潛在失效模式及影響分析.ppt

1、1,DFMEA設(shè)計潛在的失效模式及后果分析Design Potential Failure Mode and Effects Analysis,2,FMEA 和風險的聯(lián)系,什么是風險? 你的產(chǎn)品有風險嗎? 你的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有風險嗎? 這些風險需要控制嗎? 我們采取何種措施可以避免或者降低風險? 采取的措施得到有效實施了嗎? 有新的風險出現(xiàn)嗎?,3,FMEA 和風險的聯(lián)系,產(chǎn)品/過程的風險是和產(chǎn)品/過程所要實現(xiàn)的功能想對應(yīng)? 所要實現(xiàn)的功能/滿足的特性可通過質(zhì)量功能展開來確定(QFD). 功能和特性定義得越明確,風險識別就越容易. 任何的風險都對應(yīng)著失效,4,何謂FMEA,FMEA是一組系統(tǒng)化

2、的活動，其目的是 發(fā)現(xiàn)、為確?？蛻魸M意評價產(chǎn)品過程中潛在的失效及其后果。 找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。 書面總結(jié)上述過程。 ，這是對設(shè)計過程的完善。,5,這種系統(tǒng)化的方法與一個工程師在任何設(shè)計過程中正常經(jīng)歷的思維過程是一致的，并使之規(guī)范化、文件化。,設(shè)計FMEA,6,子系統(tǒng),功能要求,功能、特 性或要求 是什么？,會是什么問題？ -無功能 -部分功能/功能 過強/功能降級 -功能間歇 -非預(yù)期功能,后果是 什么？,有多 糟糕 ？,起因是 什么？,發(fā)生的頻 率如何？,怎樣能得到 預(yù)防和探測？,該方法在 探測時 有多好？,能做些什么？ -設(shè)計更改 -過程更改 -特殊控制 -標準、程序

3、或 指南的更改,7,FMEA 的時機,成功實施FMEA項目的最重要因素之一是時間性。其含義是指“事件發(fā)生前”的措施，而不是“事實出現(xiàn)后”的演練。為實現(xiàn)最大價值，F(xiàn)MEA必須在產(chǎn)品或過程失效模式被納入到產(chǎn)品或過程之前進行。事先花時間很好地完成FMEA分析，能夠最容易、低成本地對產(chǎn)品或過程進行更改，從而最大程度地降低后期更改的危機。FMEA能夠減少或消除實施可能會帶來更大隱患的預(yù)防/糾正性更改的機會。應(yīng)在所有FMEA小組間提倡交流和協(xié)作。 FMEA的全面實施要求對所有新部件、更改過的部件以及應(yīng)用或環(huán)境有變化的沿用零件進行設(shè)計FMEA。,8,集體的努力,FMEA由負責設(shè)計工作的工程師主導，項目小組參

4、與。 相關(guān)部門的參與是FMEA的前提，這些部門應(yīng)包括(但不限于)：裝配、制造、材料、 質(zhì)量、服務(wù)和供方，以及負責下一總成的設(shè)計部門。 FMEA可成為促進有關(guān)部門間充分交換意見的催化劑，從而提高整個集體的工作水平。 此外，任何(內(nèi)部或外部的)供方設(shè)計項目應(yīng)向有關(guān)負責設(shè)計的工程師進行咨詢。,9,顧客的定義,設(shè)計潛在FMEA中“顧客”的定義，不僅僅是“最終使用者”，并且包括車型設(shè)計或更高一級裝配過程設(shè)計的工程師們設(shè)計組，以及在生產(chǎn)過程中負責生產(chǎn)、裝配和售后服務(wù)的工程師們，法律法規(guī)要求。,10,設(shè)計FMEA是一份動態(tài)文件：應(yīng)在一個設(shè)計概念最終形成之時/前開始，而且，在產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當設(shè)計有變化或得

5、到其它信息時，應(yīng)及時，不斷地修改，并最終在產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部結(jié)束。 考慮制造裝配的要求是相互聯(lián)系的，設(shè)計FMEA在體現(xiàn)設(shè)計意圖的同時，還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計意圖。 制造或裝配過程中可能發(fā)生的潛在失效模式分析不需包含在設(shè)計FMEA當中，它們的識別，影響及控制由過程FMEA來解決。,設(shè)計FMEA,11,設(shè)計FMEA不是靠過程控制來克服設(shè)計中潛在的缺陷，但的確要考慮制造裝配過程中技術(shù)的體力的限制，例如 必要的拔模(斜度) 受限制的表面處理 裝配空間工具可接近 受限制的鋼材硬度 公差能力,設(shè)計FMEA,12,設(shè)計FMEA的開發(fā),主管設(shè)計工程師擁有許多用于設(shè)計FMEA準備工作的文件。 設(shè)計

6、FMEA應(yīng)從列出設(shè)計希望做什么及不希望做什么開始，如設(shè)計意圖。顧客需求(正如由QFD之類活動所確定的一樣)、車輛要求文件、已知產(chǎn)品的要求和制造裝配要求都應(yīng)結(jié)合起來。,13,設(shè)計FMEA應(yīng)從所要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的框圖開始。給出了框圖的示例 框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關(guān)系，并建立了分析的邏輯順序。 用于FMEA的準備工作中這種框圖應(yīng)伴隨FMEA過程。,設(shè)計FMEA,14,圖1,15,圖2,16,圖3,17,18,定義,失效 : 在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時間)不能完成既定功能。 在規(guī)定條件下, 產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間。 產(chǎn)品在工作范圍內(nèi), 導致零組件的破裂、斷裂

7、、卡死等損壞現(xiàn)象。,19,為了便于將潛在的失效模式及其影響后果分析成文，已設(shè)計出專用表格。 下面介紹這種表格的具體應(yīng)用，所述各項的序號都相應(yīng)標在表上對應(yīng)的欄目內(nèi)，完成的設(shè)計FMEA表格的示例見附錄B：,20,1) FMEA編號 填入FMEA文件編號, 以便查詢。 2）系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的名稱及編號 注明適當?shù)姆治黾墑e并填入所分析系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件的 名稱、編號,21,3) 設(shè)計責任 填入整車廠（OEM）、部門和小組, 如果知道，還應(yīng)包括供方的名稱。 （誰負責產(chǎn)品設(shè)計） 4）編制者 填入負責FMEA準備工作的工程師的姓名、電話和所在公司的名稱。,22,5) 年型/車型 填入將使用和/或正被分析

8、的設(shè)計所影響的預(yù)期的年型及車型（如果已知的話） 6) 關(guān)鍵日期 填入FMEA初次預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過計劃的產(chǎn)品設(shè)計發(fā)布的日期。 7) FMEA日期 填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期 8) 核心小組 列出有權(quán)確定和/或執(zhí)行任務(wù)的責任部門和個人姓名（建議所有參加人員的姓名、部門、電話、住址等都應(yīng)記錄在一張分發(fā)表上）,23,項目/功能,填入被分析項目的名稱和其他相關(guān)信息（如編號、零件級別等） 用盡可能簡明的文字來說明被分析項目滿足設(shè)計意圖的功能，包括該系統(tǒng)運行環(huán)境（規(guī)定溫度、壓力、濕度范圍、設(shè)計壽命）相關(guān)的信息 如果該項目有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所有的功能單獨列出,

9、24,潛在失效模式,所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會未達到或不能實現(xiàn)項目/功能欄中所描述的預(yù)期功能的情況（如預(yù)期功能失效）。這種潛在的失效模式可能會是更高一級的子系統(tǒng)或系統(tǒng)的潛在失效模式的起因或者是更低一級的部件的潛在失效模式的影響后果 只可能出現(xiàn)在特定的運行條件下（如熱、冷、干燥、粉塵等）和特定的使用條件下（如超過平均里程、不平的路面、僅在城市內(nèi)行駛等）的潛在失效模式應(yīng)予以考慮 一般的失效模式包含下列各項, 但不限于此: 裂紋、變形、松弛、泄漏、粘結(jié)、生銹氧化、折斷 、不能傳遞扭距 失效模式應(yīng)表述為 “物理的”或者技術(shù)上的定義，而不是對于顧客可感受的特征,25,潛在失效后果,顧

10、客察覺在功能特性上失效模式的后果 常見的失效后果包括: 噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、剎車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、 產(chǎn)生臭氣、 外觀不良、違法法規(guī)等。,26,圖4,27,圖5,28,嚴重度 （S）,嚴重度是一給定失效模式最嚴重的影響后果的級別 嚴重度的評估分為1到10級。嚴重度數(shù)值的降低只有通過改變設(shè)計才能夠?qū)崿F(xiàn) 例如，“安全帶”可以減輕車輛碰撞的嚴重程度,29,表2.推薦的DFMEA嚴重度評價準則,30,分級,產(chǎn)品特殊特性的分級,31,潛在失效的起因/機理,潛在失效起因是指一個設(shè)計薄弱部分的跡象，其作用結(jié)果就是失效模式。 盡可能地列出每一失效模式的每一個潛在起因和/或

11、失效機理,32,潛在失效的起因/機理,一般失效原因包括下列, 但不局限於此： 錯誤的原物料規(guī)格 不適當?shù)脑O(shè)計壽命假設(shè) 超過壓力 潤滑能力不足 軟件規(guī)范不合適 公差規(guī)定不合理,33,典型的失效機理包括, 但不局限于此 化學氧化 金屬疲勞 原物料材質(zhì)不穩(wěn)定 磨損 腐蝕,潛在失效的起因/機理,34,圖6,35,頻度（0）,頻度是指某一特定失效起因或機理（已列于前欄目中）出現(xiàn)的可能性發(fā)生機會: 通過設(shè)計變更或者設(shè)計過程變更（如建立設(shè)計檢查單，設(shè)計指南，設(shè)計評審等）來預(yù)防或控制失效模式的起因/機理是影響頻度數(shù)降低的唯一的途徑。 潛在失效起因/機理出現(xiàn)頻度的評估分為1到10級，在確定這個估計值時，需要考慮

12、下列問題：,36,相似零件或子系統(tǒng)的服務(wù)歷史和相關(guān)經(jīng)驗? 是否類似于前一等級的零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)? 相對于前一等級的零件或子系統(tǒng), 改變的程度大小? 零件與前一等級零件, 基本上是否有差異? 零件是否為全新的產(chǎn)品?零件使用條件是否改變? 作業(yè)環(huán)境是否改變? 是否有適當?shù)念A(yù)防控制措施？ 是否運用工程分析（如可靠性）去估計？,頻度（0）,37,圖7,第三版FMEA,38,現(xiàn)行設(shè)計控制,現(xiàn)行控制是指已被或正在被同樣或類似的設(shè)計所采用的那些措施（如設(shè)計評審，失效與安全設(shè)計（減壓閥），數(shù)學研究，臺架/試驗室試驗，可行性評審，樣件試驗，道路試驗，車隊試驗） 要考慮兩種類型的設(shè)計控制： 預(yù)防：防止失效的起因

13、/機理或失效模式出現(xiàn)，或者降低其出現(xiàn)的幾率 探測：在項目投產(chǎn)之前，通過分析方法或物理方法，探測出失效的起因/機理或者失效模式,39,圖8,40,不易探測度 （D）,現(xiàn)行設(shè)計/過程控制條件下發(fā)現(xiàn)潛在起因/機理的能力和探 測失效模式的能力,41,圖9,第三版FMEA,42,風險順序數(shù)（RPN）,風險順序數(shù)是嚴重度數(shù)(S), 頻度數(shù)(0), 不易探測度數(shù)(D)等級的乘積。 RPN = (S) (0) (D)是一項設(shè)計風險指針, RPN取值在1至1000之間。當RPN較高時, 設(shè)計小組應(yīng)提出糾正措施來降低RPN值。,43,建議措施,應(yīng)首先針對高嚴重度，高RPN值和小組指定的其它項目進行預(yù)防/糾正措施的

14、工程評價。任何建議措施的意圖都是要依以下順序降低其風險級別：嚴重度、頻度和探測度。 如：-修改設(shè)計幾何尺寸和/或公差； -修改材料規(guī)范； -試驗設(shè)計（尤其是存在多重或相互作用的起因時或其它解決問題的技術(shù)）；和 -修改試驗計劃 只有設(shè)計更改才能導致嚴重度的降低。只有通過設(shè)計更改或者設(shè)計過程更改消除或控制失效模式的起因/機理才能有效地降低頻度。增加設(shè)計確認/驗證措施將僅能導致探測度值的降低。由于增加設(shè)計確認/驗證不是針對失效模式的嚴重度和頻度的，所以該種工程措施是不太期望采用的,44,圖10,45,20) 責任（對建議措施） 填入建議措施的負責單位或個人, 和預(yù)定完成的日期 。 21) 采取的措施 完成糾正措施后, 填入簡短的執(zhí)行作業(yè)或生效日期 22)糾正后的RPN 在確定了預(yù)防/糾正措施以后，估計并記錄嚴重度、頻度和探測度值的結(jié)果。計算并記錄RPN的結(jié)果,DFMEA - 不推薦把RPN定義閥值來確定是否采取措施- 強調(diào)了DFME