DFMEA-簡體版.ppt

1、潛在失效模式及后果分析(FMEA)Potential Failure Mode and Effects Analysis,Professor Lake Hu / 講師：胡新生 MTEmail: ,何謂FMEA?,FMEA是一組系統(tǒng)化的活動，其目的是： 發(fā)現(xiàn)、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； 將上述過程文件化； 它是對設(shè)計過程的完善，以明確什么樣的設(shè)計才能滿足客戶的要求。,FMEA發(fā)展歷史,雖然許多工程技術(shù)人員早已在他們的設(shè)計或制造過程中應(yīng)用了FMEA這一分析方法。但首次正式應(yīng)用FMEA技術(shù)則是在六十年代中期航天工業(yè)的一項革

2、新。,FMEA的實施,由于不斷追求產(chǎn)品質(zhì)量是一個企業(yè)不可推卸的責任，所以應(yīng)用FMEA技術(shù)來識別并消除潛在隱患有著舉足輕重的作用。 對車輛回收的研究結(jié)果表明，全面實施FMEA能夠避免許多事件的發(fā)生 。,雖然FMEA的準備工作中，每項職責都必須明確到個人，但是要完成FMEA還得依靠集體協(xié)作，必須綜合每個人的智能。例如，需要有設(shè)計、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等各方面的專業(yè)人才 。 及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為” ；,FMEA的實施（續(xù)）,為達到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在設(shè)計或過程失效模式被無意地納入設(shè)計產(chǎn)品之前進行 。 事前花時間很好地進

3、行綜合的FMEA分析，能夠容易、低成本地對產(chǎn)品或過程進行修改，從而減輕事后修改的危機 。 FMEA能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機會 。 適當?shù)膽?yīng)用FMEA是一個相互作用的過程，永無止境。（隨著新的失效模式的出現(xiàn) , FMEA文件是一個動態(tài)文件 ）,FMEA的實施（續(xù)）,失效的定義,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(dǎo)致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現(xiàn)象 。,失效的定義,練習： 請你寫出十種失效模式；,FMEA的分類,設(shè)計FMEA(DFMEA) 過程FMEA(PFMEA) 系統(tǒng)FM

4、EA(SFMEA),DFMEA,設(shè)計FMEA,簡介,設(shè)計潛在FMEA是由“設(shè)計主管工程師小組”早期采用的一種分析技術(shù)，用來在最大范圍內(nèi)保證已充份的考慮到并指明各種潛在失效模式及與其相關(guān)的起因機理 。 應(yīng)評估最后的產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件 。,FMEA以其最嚴密的形式總結(jié)了設(shè)計一個零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)時，一個工程師和設(shè)計組的設(shè)計思想(其中包括，根據(jù)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn)對一些環(huán)節(jié)的分析) 。 這種系統(tǒng)化的方法體現(xiàn)了一個工程師在任何設(shè)計過程中正常經(jīng)歷的思維過程，并使之規(guī)范化、文件化 。,簡 介,在設(shè)計階段使用FMEA時，能夠用以下方法降低產(chǎn)品的失效風險 有助于對設(shè)計要求的評估及對設(shè)計方

5、案的相互權(quán)衡 。 有助于對制造和裝配要求的最初設(shè)計 。 提高在設(shè)計開發(fā)過程中已考慮潛在失效模式及其對系統(tǒng)和車輛運行影響的(概率)可能性 。,簡 介,對制定全面、有效的設(shè)計試驗計劃和開發(fā)項目，提供更多的信息 。 根據(jù)潛在失效模式對“顧客”的影響，對其進行排序列表，進而建立一套改進設(shè)計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng) 。 為推薦和跟蹤降低風險的措施提供一個公開的討論形式 。 為將來分析研究現(xiàn)場情況，評價設(shè)計的更改及開發(fā)更先進的設(shè)計，提供參考 。,簡 介,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

6、配和售后服務(wù)的工程師們。 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 。 FMEA由負責設(shè)計工作的工程師制定，但對有專利權(quán)的設(shè)計來說，可由供方制定 。,集體的努力,在最初的設(shè)計潛在FMEA過程中，希望負責設(shè)計的工程師們能夠直接地、主動地聯(lián)系所有有關(guān)部門的代表。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 。,設(shè)計FMEA是一份動態(tài)文件，應(yīng)在

7、一個設(shè)計概念最終形成之時或之前開始，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。,集體的努力,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。 。 但，制造或裝配過程中可能發(fā)生的潛在失效模式和或其原因機理不需包含在設(shè)計FMEA當中，此時，它們的識別，影響及控制是由過程FMEA來解決 。,集體的努力,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（設(shè)計FMEA要考慮可制造性和可裝配性），例如 必要的拔模(斜度) 要求的表面處理

8、裝配空間工具可接近 要求的鋼材硬度 過程能力性能,集體的努力,設(shè)計FMEA的開發(fā),設(shè)計FMEA應(yīng)從列出設(shè)計希望做什么及不希望做什么開始，即設(shè)計意圖 ； 應(yīng)將通過質(zhì)量功能展開(QFD)、車輛要求文件、已知的產(chǎn)品要求和/或制造/裝配要求等的顧客需求綜合起來 ； 期待特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效模式，采取糾正措施 。 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（如附錄A框圖的示例）,設(shè)計FMEA的開發(fā),框圖的示例,設(shè)計FMEA的開發(fā),系統(tǒng)功能圖示例,目 的,生產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)初期, 分析產(chǎn)品潛在失效模式與相關(guān)產(chǎn)生原因提出未來分析階段注意事項, 建立有效的質(zhì)量控制計劃。,為了便于

9、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：,DFMEA表格,FMEA編號,填入FMEA文件編號, 以便查詢。,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,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。,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。,年型/車型,填入將使用和/或正被分析的設(shè)計所影響的預(yù)期的年型及車型（如果已知的話）。,關(guān)鍵日期,填入FMEA初次預(yù)定完

10、成的日期，該日期不應(yīng)超過計劃的生產(chǎn)設(shè)計發(fā)布的日期。,FMEA日期,填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期。,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）。,項目/功能,填入被分析項目的名稱和編號, 盡可能簡潔地填入被分析項目的功能符號, 設(shè)計意圖。包括這個系統(tǒng)作業(yè)相關(guān)的信息(如: 說明溫度、壓力、濕度范圍)如果項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時, 則列出所有個別功能。,潛在失效模式,為零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)于符號設(shè)計意圖過程中可能失效的種類, 也可能是較高階子系統(tǒng)或系統(tǒng)之失效原因, 或較低階零組件的失效后果

11、 。 列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設(shè)失效是將發(fā)生的但不是必須發(fā)生的, 潛在失效模式或盡可能發(fā)生于某些作業(yè)條件下(如: 熱、冷、干燥、灰塵等)和某些使用條件下 。 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)、短路、生銹氧化、斷裂 。,潛在失效后果,為被客戶察覺在功能特性上失效模式的后果, 也就是: 失效模式一旦發(fā)生時, 對系統(tǒng)或裝備以及操作使用人員所造成的影響 。 一般在討論失效后果時, 先檢討失效發(fā)生時對干部所產(chǎn)生的影響, 然后循產(chǎn)品的組合架構(gòu)層次, 逐層分析一直到最高層級人員, 裝備所可能造成的影響 。 常見的失效后果包括: 噪音、漏氣、操作費力、電

12、動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化, 產(chǎn)生臭氣, 外觀不良等 。,嚴重度（S）,嚴重度是潛在失效模式發(fā)生時對下序零件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)或顧客影響后果的嚴重程度（列于前一欄中）的評價指標。 嚴重度僅適用于后果 要減少失效的嚴重度級別數(shù)值，光能通過修改設(shè)計來實現(xiàn)，嚴重度的評估分為1到10級。,嚴重度的等級,第二版，第32頁，共91頁,分級,這個字段用來區(qū)分任何對零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)、將要求附加于制程管制的特殊產(chǎn)品特性(如關(guān)鍵的、主要的、次要的) 。 任何項目被認為是要求的特殊過程控制, 將被以適當?shù)奶卣骰蚍柫腥朐O(shè)計FMEA的分級字段內(nèi), 并將于建議措施字段被提出 。 每一個于設(shè)計

13、FMEA列出的項目, 將在過程FMEA的特殊過程管制中被列出 。,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 。 一般失效原因包括下列, 但不局限于此 ： 錯誤的原物料規(guī)格 。 不適當?shù)脑O(shè)計壽命假設(shè) 。 超過應(yīng)力 。 潤滑或加油能力不足 。 不適當?shù)木S護作業(yè) 。 缺乏環(huán)境保護 。 錯誤的算法 。,典型的失效機理可包括下列, 但不局限于此 ： 屈服 ； 金屬疲勞 ； 原物料材質(zhì)不穩(wěn)定 ； 蠕變 ； 磨損 ； 腐蝕 。,潛在失效的起因/機理,頻度（O）,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 ; 描述頻度級別數(shù)著重在其含義而不是具體的

14、數(shù) 。 通過設(shè)計變更來消除或控制一個或多個的失效起因/機理是降低頻度數(shù)的唯一途徑 。,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，需要考慮下列問題 ： 相似零件或子系統(tǒng)的過去服務(wù)取得資料和相關(guān)經(jīng)驗 ? 零件、或前一等級類似零件或子系統(tǒng)是否漬銷 ? 從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 ? 是否運用工程分析去評估, 實施執(zhí)行與期望發(fā)生比率可組相提并論 ?,頻度（O）（續(xù)）,推薦的評估準則,（設(shè)計小組對評定準則和分級規(guī)則應(yīng)意見一致，即使因為個別產(chǎn)品分析作了

15、修改也應(yīng)一致）,現(xiàn)行設(shè)計控制,列出利用預(yù)防, 設(shè)計驗證/確認或其它作業(yè)未確認對失效模式設(shè)計適當, 和/或原因/機器設(shè)備均被考慮。常用的控制(如: 道路試驗、設(shè)計評審、運算研究、可行性審查、樣件試驗等)為一些已被或正在使用的相同或類似的設(shè)計 。有三種設(shè)計管制或特征 ： 預(yù)防起因/機理, 或失效模式/后果的出現(xiàn)或降低發(fā)生比率 。 查出起因/機理, 并提出糾正措施 。 查出失效模式 。 可能的話, 最好利用第1種控制方法; 再使用第2種控制方法; 最后才使用第3種控制方法 。,不易探測度 （D）,不易探測度是指在零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)投產(chǎn)之前，用第（2）種現(xiàn)行設(shè)計控制方法（列于第16欄）來探測潛在失效

16、原因/機理（設(shè)計薄弱部分）能力的評價指標或者用第（3）種設(shè)計控制方法探測可發(fā)展為后序的失效模式能力的評價指標。,不易探測度等級,風險順序數(shù)（RPN）,風險順序數(shù)是嚴重度數(shù)(S), 頻率數(shù)(O), 不易探測數(shù)(D)等級的乘積 。 RPN = (S) (0) (D) RPN是一項設(shè)計風險指針, 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 。 一般實務(wù)上, 較不注意RPN質(zhì)的結(jié)果, 通常嚴重度數(shù)（S）較高時, 就會特別注意 。,建議措施,當失效模式依RPN值排列其風險順序時, 針對最高等級的影響和關(guān)鍵項目提出糾正措施, 任何建議措施的目的要清除任何的頻次, 嚴重度

17、和/或不易探測度的等級 。 增加設(shè)計驗證或確認作業(yè)的結(jié)果, 只可降低查出缺失的等級 。 透過設(shè)計變更去除或控制某一或多個影響失效模式的起因/機理, 只能降低頻次數(shù)的等級 。 只有設(shè)計變更能降低嚴重度等級 。,可以考慮下列的措施, 但不限于此 : 試驗設(shè)計。 修改試驗計劃 。 修改設(shè)計 。 修改材料性能要求 。,建議措施（續(xù)）,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 。,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,糾正后的RPN,將糾正措施實施后, 經(jīng)鑒定, 評估和記錄嚴重程度、出現(xiàn)頻次和不易探測度數(shù)值的等級結(jié)果填入 。 追蹤確認 : 設(shè)計工程師應(yīng)負責確認所有的建議措施, 均已執(zhí)行或有適合的對策提出。FMEA相關(guān)文件應(yīng)能反應(yīng)最近的設(shè)計等級, 和最近有關(guān)的措施, 包括開始量產(chǎn)后發(fā)生的 。,設(shè)計責任