失效模式及后果分析.ppt
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1、第一章 概论1.1 什么是FMEA?潜在的失效模式及后果分析潜在的失效模式及后果分析(Potential Failure(Potential Failure Mode and Effects Analysis,Mode and Effects Analysis,简称简称FMEA),FMEA),是在产品是在产品/过程过程/服务等的策划设计阶段,对构成产品的子系服务等的策划设计阶段,对构成产品的子系统,零部件,对构成过程,服务的各个程序逐一进统,零部件,对构成过程,服务的各个程序逐一进行分析,找出潜在的失效模式,分析其可能的后果,行分析,找出潜在的失效模式,分析其可能的后果,评估其风险,从而预先采
2、取措施,减少失效模式的评估其风险,从而预先采取措施,减少失效模式的严重程度,降低其可能发生的概率,以有效的提高严重程度,降低其可能发生的概率,以有效的提高质量与可靠性,确保顾客满意的系统化活动质量与可靠性,确保顾客满意的系统化活动2 2第一章 概论 FMEA与FMA(Failure Mode Analysis)FMA是对产品/过程已经发生的失效模式分析其产 生的原因,评估其后果及采取纠正措施的一种活动。FMA是进行FMEA的重要的资料。FMEA是一种事前行为,FMA是一种事后行为;3 3 FMEA与FTA(Failure Tree Analysis)FMEA从局部失效入手,分析其对上一级系统、
3、相关部分、下游程序以及总体系统的后果;FTA由系统的失效模式入手,分析造成该系统失效的原因。FMEA是沿着由下而上由下而上的分析途径,FTA是沿着由上而下由上而下的分析途径。4 4第一章 概论 FMEA的种类 按其领域分成以下几种:SFMEA 系统FMEA DFMEA 产品FMEA PFMEA 过程FMEA AFMEA 应用FMEA SFMEA 服务FMEA PFMEA 采购FMEA5 5第一章第一章 概论概论1.2 FMEA1.2 FMEA的历史的历史 6060年代中期美国航天工业首次采用年代中期美国航天工业首次采用FMEA.FMEA.70 70年代美国的海军和国防部应用,并制定了有关标准。
4、年代美国的海军和国防部应用,并制定了有关标准。7070年代后期汽车界应用,作为设计评审的一种工具;年代后期汽车界应用,作为设计评审的一种工具;19931993年,三大汽车公司联合编写了年,三大汽车公司联合编写了FMEAFMEA手册,并正式出手册,并正式出 版作为版作为QS9000QS9000质量体系要求文件的参考手册;质量体系要求文件的参考手册;19941994年,年,SAESAE发布发布SAEJ1739-SAEJ1739-潜在失效模式及后果分析;潜在失效模式及后果分析;FMEAFMEA被广泛应用于其他行业,如卫生、电子、运输等。被广泛应用于其他行业,如卫生、电子、运输等。6 6第一章 概论
5、1.3 为什么要进行FMEA?有助于对设计中问题的早期发现,从而避免和 减少晚期修改带来的损失,使开发的成本下降;有助于可制造性和装配性的早期考虑,利于实 施同步工程技术;有助于更有利的设计控制方法,为制定设计计 划,质量控制计划提供正确的、恰当的根据;7 7第一章 概论1.3 为什么要进行FMEA(续)?给出的失效模式的风险评估顺序,提供改进设计的优先控制系给出的失效模式的风险评估顺序,提供改进设计的优先控制系统,从而引导资源去解决需要优先解决的问题。统,从而引导资源去解决需要优先解决的问题。识别特殊特性的重要工具,结果用来制定质量控制计划。识别特殊特性的重要工具,结果用来制定质量控制计划。
6、一个组织的经验积累,为以后的设计开发项目提供宝贵的参考。一个组织的经验积累,为以后的设计开发项目提供宝贵的参考。发挥集体的经验与智慧,使设计表现出组织的最佳水平,提供发挥集体的经验与智慧,使设计表现出组织的最佳水平,提供了一个公开讨论的机会。了一个公开讨论的机会。8 81.4 由谁来做FMEA?依靠小组的共同努力必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组;与设计有关的上游和下游部门;对有专利权的设计,可由供方制定。9 9第一章 概论1.5 DFMEA实施时机?设计方案初步确定时应开始FMEA初稿的编制。作为设计活动的一部分,应该在设计任务完成之时完成FMEA工作;
7、在整个产品寿命周期内,根据反馈信息,在进行设计修改时对FMEA进行重新评审和修改。FMEA是一个动态的文件。1010第一章 概论1.4 PFMEA实施时机?开始于可行性阶段之前或过程中,在工装制造之前。开始于可行性阶段之前或过程中,在工装制造之前。在过程设计完成之时完成工作在过程设计完成之时完成工作 (如过程设计文件如过程设计文件);是一个动态文件是一个动态文件1111失效链 根源模式中间模式最终模式充电时不能限压电池发生过充焊锡脱落线路板短路跌落时发生震动环境条件锡渣碰到线路板电池发热伴生模式电池损坏1212第一章第一章 概论概论1.6 1.6 失效链失效链水箱支架断裂水箱后倾,与风扇碰撞水
8、箱中冷却液泄露冷却系过热汽车停驶根源模式中间模式最终模式不平道路引起震动与车体扭转环境条件产生异响伴生模式发动机气缸最终模式1313第一章 概论1.7 顾客的概念 最终顾客:产品/使用的使用者 直接顾客:下一道工序或用户 中间顾客:下游工序或用户 其他凡是产品/服务受益或受损者均在广义顾客概念之中。1414第一章 概论1.8 DFMEA1.8 DFMEA与与PFMEAPFMEA的联系的联系 既有明确分工又有紧密的联系:既有明确分工又有紧密的联系:产品设计部门的下一道工序是过程设计,产品设计应充分考虑产品设计部门的下一道工序是过程设计,产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题,由于产品设计中没有适
9、当考虑制造可制造与可装配性问题,由于产品设计中没有适当考虑制造中技术与操作者体力的限制,可能造成失效模式的发生。中技术与操作者体力的限制,可能造成失效模式的发生。产品设计产品设计FMEAFMEA不能依靠过程检测作为控制措施不能依靠过程检测作为控制措施 PFMEAPFMEA应将应将DFMEADFMEA作为重要的输入。对作为重要的输入。对DFMEADFMEA中表明的特中表明的特殊特性也必须在殊特性也必须在PFMEAPFMEA中作为重点分析的内容。中作为重点分析的内容。1515第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.1 DFMEA的准备工作 建立小组建立小组 必须的资料:必须的资料:经由质量功能展
10、开经由质量功能展开(QFD)(QFD)而得到的设计要求;而得到的设计要求;产品可靠性与质量目标;产品可靠性与质量目标;产品的使用环境产品的使用环境 以往类似产品的失效分析以往类似产品的失效分析(FMA)(FMA)资料资料 以往类似产品的以往类似产品的DFMEADFMEA资料资料 初始工程标准;初始工程标准;初始特殊特性明细表。初始特殊特性明细表。1616第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.1 DFMEA的准备工作(续)所要分析的系统、子系统或零部件的逻辑框图。它表所要分析的系统、子系统或零部件的逻辑框图。它表明信息、能量、力、流体等的流程。明确该系统的明信息、能量、力、流体等的流程。明确
11、该系统的输入、过程及输出。表明系统内零部件的联系和关输入、过程及输出。表明系统内零部件的联系和关系。系。1717逻辑框图开关开/关灯罩A弹簧F-灯泡总成D电池B极板E+零件A.灯罩B.电池C.开关D.灯泡总成E.电极F.弹簧连接方法1.不连接2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接234415518181919电池A负极镍带 B正极镍带 CPTC D胶 布 E 零件A.灯罩B.电池C.开关D.灯泡总成E.电极F.弹簧连接方法1.不连接2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接A.A.灯罩灯罩B.B.零件零件电池电池C.C.开关开关D.D.灯泡总成灯泡总成E.E.电极电极F.F.弹簧弹簧2
12、020第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.1 DFMEA2.1 DFMEA的准备工作的准备工作(续续)填写表头填写表头 FMEAFMEA编号编号 系统、子系统或零部件的名称及编号系统、子系统或零部件的名称及编号 设计责任部门,包括供方名称设计责任部门,包括供方名称 编制者编制者 型号型号 关键日期关键日期(预定预定FMEAFMEA完成日期,不应超过设计图样完成日期完成日期,不应超过设计图样完成日期)FMEA FMEA日期日期(初稿日期和最新修订日期初稿日期和最新修订日期)小组成员小组成员(姓名、单位、电话等姓名、单位、电话等)2121第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.2 系统/子
13、系统/零部件的功能产品可靠性: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。2222第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.2 系统/子系统/零部件的功能 所谓功能,就是:设计这个系统/子系统/零部件做什么?根据客户需要,经过QFD明确的设计要求。满足设计要求,该“产品”的具体的要求是什么?一个零部件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。2323第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.2 系统/子系统/零部件的功能 一个零部件的功能往往是多项的,这种情况下,一个零部件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,
14、不能遗漏。必须把所有的功能全部列出,不能遗漏。列出完成这些功能的重要的环境条件。列出完成这些功能的重要的环境条件。列出设计要求的寿命。列出设计要求的寿命。以上要求尽可能给出可度量的要求。以上要求尽可能给出可度量的要求。2424第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.2 系统/子系统/零部件的功能 除满足最终顾客的要求而确定的功能外,还要考除满足最终顾客的要求而确定的功能外,还要考虑满足直接顾客和中间顾客的要求。其中可制造性虑满足直接顾客和中间顾客的要求。其中可制造性和装配性的要求尤为重要。和装配性的要求尤为重要。满足顾客期望的功能的同时,还会产生顾客非期满足顾客期望的功能的同时,还会产生顾客
15、非期望的功能。他们常常与安全与政府法规的符合性相望的功能。他们常常与安全与政府法规的符合性相关。关。2525第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.3 潜在失效模式 失效:散失功能。失效模式:失效表现的形式。潜在即失效:散失功能。失效模式:失效表现的形式。潜在即失失 效可能发生,但不一定发生。效可能发生,但不一定发生。两类失效模式:两类失效模式:I I类失效模式:不能完成规定的功能。类失效模式:不能完成规定的功能。如:变形、低容量、内阻大、寿命差、断路等如:变形、低容量、内阻大、寿命差、断路等 II II类失效模式:产生了有害的非期望功能。类失效模式:产生了有害的非期望功能。如:漏夜、爆炸、
16、短路等如:漏夜、爆炸、短路等2626第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.4 潜在失效后果 潜在失效后果:指失效模式可能带来的对完成预定功能的影潜在失效后果:指失效模式可能带来的对完成预定功能的影 响,以致带来顾客的不满意,和不符合安全和政府的法规。响,以致带来顾客的不满意,和不符合安全和政府的法规。失效后果的分析,要运用失效链分析方法,搞清楚直接后果、失效后果的分析,要运用失效链分析方法,搞清楚直接后果、中间后果和最终后果。中间后果和最终后果。2727第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.4 潜在失效后果 失效后果可以从以下几个方面考虑:失效后果可以从以下几个方面考虑:对完成预定功能
17、的影响;对完成预定功能的影响;对上一级系统完成功能的影响;对上一级系统完成功能的影响;对系统内其它零件的影响;对系统内其它零件的影响;对顾客满意的影响;对顾客满意的影响;对安全和政府法规符合性的影响;对安全和政府法规符合性的影响;对整个系统的影响;对整个系统的影响;2828第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.5 后果严重性评估 严重度S 严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的 评价。评价。要减少失效的严重度级别数值,只能通过修改设计来实现。要减少失效的严重度级别数值,只能通过修改设计来实现。严重度的评分采用严重度的评分采用1-10
18、1-10分制。分制。2929严重度评估后果后果判定准则:后果的严重度判定准则:后果的严重度S S无警告的无警告的严重危害严重危害非常严重的失效形式。在没有任何失效预兆的情况下非常严重的失效形式。在没有任何失效预兆的情况下影响到电池安全使用或违反了政府法规。影响到电池安全使用或违反了政府法规。0 0有警告的有警告的严重危害严重危害非常严重的失效形式。在具有预兆的情况下影响到电非常严重的失效形式。在具有预兆的情况下影响到电池安全使用或违反了政府法规。池安全使用或违反了政府法规。9 9很高很高电池不能使用,丧失基本性能电池不能使用,丧失基本性能.8 8高高电池能使用,但性能下降,顾客不满电池能使用,
19、但性能下降,顾客不满.7 7中等中等电池能使用,但舒适性或方便性电池能使用,但舒适性或方便性,顾客感觉不舒适顾客感觉不舒适.6 6低低电池能使用,但舒适性或方便性电池能使用,但舒适性或方便性,顾客感觉有些不舒适顾客感觉有些不舒适.5 5很低很低外观、配合等不符合要求,大多数客户发现有缺陷。外观、配合等不符合要求,大多数客户发现有缺陷。4 4轻微轻微外观、配合等不符合要求,外观、配合等不符合要求,有一半顾客发现有缺陷有一半顾客发现有缺陷.3 3很轻微很轻微外观、配合等不符合要求外观、配合等不符合要求,很少顾客发现有缺陷很少顾客发现有缺陷.2 2无无没有影响没有影响1 13030第二章 产品设计F
20、MEA(DMFEA)2.6 2.6 失效模式重要程度等级失效模式重要程度等级 指出产品特性的重要性。指出产品特性的重要性。凡是识别为特殊特性,需要特殊过程控制的应当以适当凡是识别为特殊特性,需要特殊过程控制的应当以适当 的符号在此栏中标识,使用顾客规定的符号,并在建议的符号在此栏中标识,使用顾客规定的符号,并在建议 栏中说明。栏中说明。3131第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.6 2.6 失效模式重要程度等级失效模式重要程度等级 特殊特性:特殊特性:显著影响安全和政府法规符合性的特性;显著影响安全和政府法规符合性的特性;显著影响顾客满意的特性。显著影响顾客满意的特性。当严重程度大于当严
21、重程度大于8 8时,应确认为特殊特性。时,应确认为特殊特性。当严重度为当严重度为5-85-8,而频度大于,而频度大于3 3时,确认为重要特性。时,确认为重要特性。3232第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.潜在的失效起因机理 研究失效可能的原因与机理,是为了能够正确采取控制研究失效可能的原因与机理,是为了能够正确采取控制措措 施,防止失效的发生或减少其发生的可能性。施,防止失效的发生或减少其发生的可能性。研究的失效原因与机理,是指引失效模式的可能的设计研究的失效原因与机理,是指引失效模式的可能的设计薄薄 弱点。弱点。简明扼要,但要尽可能全面的找出可能想到的失效原因简明扼要,但要尽可能全面
22、的找出可能想到的失效原因和和 机理,以便于对症下药,采取纠正措施。机理,以便于对症下药,采取纠正措施。注:不要把产品的工作环境作为我们的分析目标。注:不要把产品的工作环境作为我们的分析目标。3333第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.潜在的失效起因机理 原因机理的评估可以包括以下两个方面:原因机理的评估可以包括以下两个方面:与制造、装配无关的原因,亦即,当制造与装配符合技与制造、装配无关的原因,亦即,当制造与装配符合技 术规范的情况下,发生了失效。术规范的情况下,发生了失效。分析潜在失效原因机理可以采用以下途径:分析潜在失效原因机理可以采用以下途径:现有的类似产品的现有的类似产品的FMA
23、FMA资料;资料;应用失效链,找出直接原因、中间原因和最终原因;应用失效链,找出直接原因、中间原因和最终原因;应用五个应用五个“为什么为什么”,一般都有可能找到根源原因。,一般都有可能找到根源原因。3434第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.潜在的失效起因机理 应用因果图,从人、机、料、法、环等方面分析。应用因果图,从人、机、料、法、环等方面分析。应用排列图,相关分析,实验设计等方法,从可能的应用排列图,相关分析,实验设计等方法,从可能的多多 因素原因中找出主要原因。因素原因中找出主要原因。应用失效树分析应用失效树分析(FTA)(FTA)找出复杂系统的失效原因与机找出复杂系统的失效原因与
24、机理。理。充分发挥小组的经验,采用头脑风暴法,对可能的原充分发挥小组的经验,采用头脑风暴法,对可能的原因因 进行归纳分析。进行归纳分析。3535第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.潜在的失效起因机理 与制造与制造/装配有关的原因。装配有关的原因。在技术上或操作者体力上的限制与难度,以及容易产在技术上或操作者体力上的限制与难度,以及容易产生生 误操作而引起的潜在失效,即与产品设计中可制造性误操作而引起的潜在失效,即与产品设计中可制造性与与 装配性有关的问题。纯属制造与装配过程有关的问题,装配性有关的问题。纯属制造与装配过程有关的问题,原则上可由原则上可由PFMEAPFMEA来进行。来进行。
25、3636第二章 产品设计FMEA(DMFEA)2.潜在的失效起因机理 零件正反面均可装入,左右相近的零件无明显表识引起误装零件正反面均可装入,左右相近的零件无明显表识引起误装配而造成失效。配而造成失效。缺乏适宜的对中设计,使对中困难或容易对中错误;缺乏适宜的对中设计,使对中困难或容易对中错误;技术规范要求与现有的过程能力不协调;技术规范要求与现有的过程能力不协调;操作需要操作者精力高度集中,操作者容易疲劳,或难以正操作需要操作者精力高度集中,操作者容易疲劳,或难以正确操作确操作 材料选材或处理方式不当,加工困难材料选材或处理方式不当,加工困难 零件过重,空间太小等造成造成加工困难。零件过重,空
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