潜在失效模式及影响分析.pptx
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1、潜在失效模式及影响分析FMEA FMEA (Potential)Failure Mode and Effects Analysis(Potential)Failure Mode and Effects Analysis本讲义的参考资料ASQC/AIAG FMEA手册ASQC:美国质量控制协会;AIAG:美国汽车部和汽车工业行动集团;FMEA的标准化工作是在以上两个组织的主持下,由将克莱斯勒、福特和通用汽车公司共同完成的;什么是FMEA FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)是一种可靠性分析方法。它的大致的意思是为了尽可能地消除产品的故障,不仅要知道产品有
2、哪些故障模式,而且还要依赖预知的能力,设想将会有哪些故障模式,把这些故障模式全部排列出来,并根据他们不同的性质分析后果影响,对风险较大的故障模式则预先制订相应的措施,避免产品在使用过程发生故障。这种思想是企图实现产品既定的设计和制造意图,自始至终不出差错地、顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能和可靠性;什么是FMEA“FMEA可以描述为一组系统化的活动,其目的是:(a)认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果;(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。FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意一过程的补充。所有的FMEA都关注设计,无论
3、是产品设计或者是过程设计;”AIAG FMEA手册(第三版)FMEA的分类FMEA按照AIAG手册的分类可以分为:DFMEA:Design Failure Mode&Effects Analysis 的缩写,即设计失效模式与后果分析;PFMEA:Process Failure Mode&Effects Analysis 的缩写,即过程失效模式与后果分析;故名思意:设计FMEA(DFMEA)工业/产品设计过程FMEA(PFMEA)制程改善为什么要研究FMEA?顾客满意是一切工具/系统的最终目的产品设计的问题风险控制顾客的需要“顾客”的定义:设计FMEA中“顾客”的定义,不仅仅是“最终使用者”,而
4、且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。过程FMEA中“顾客”的定义通常是指“最终使用者”。然而,顾客也可以的随后或下游的制造或装配工序,维修工序或政府法规。生产制程的风险来源讲义的内容第一部分:简介第二部分:FMEA的工作程序第三部分:设计FMEA(练习)第四部分:过程FMEA第五部分:FMEA工作内容、职责及推动方法练习实施FMEA的工具使用第一部分:简介一、历史FMEA的历史和演变二、FMEA的概念、分类、适用范围、意图三、产品设计和FMEAFMEA的演变FMEA/FMECAGrummanAircraft CompanyBoein
5、g&Martin ariettaAerospace CompanyNation eronautics andSpace Administration NASA)Defense DepartmentInternational ElectricalCommission(IEC)Chrysler,FordGM,ASQC,AIAG1950 FMEA飞机主飞机主操纵系统失效分析操纵系统失效分析 1957 工程手工程手册中正中正式式列出列出FMEA程序程序1960 FMEA成功地成功地应用于航太用于航太计划1974出版出版Mil-STD-1629FMECA1980出版出版Mil-STD-1629AFMEC
6、A1985出版出版IEC812 FMEA1993出版出版FMEA手手册1995出版出版FMEA手手册2001出版出版FMEA手手册FMEA的演变 FMEA的前身为FMECA,是在1950由格鲁曼飞机提出,用在飞机主控系统的失效分析。波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序,列在其工程手册中。60年代初期,美太空总署将FMECA成功地应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术,并于1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。1985由国际电工委员会(IEC)出版的FMECA国际标准(IEC812),即参考MIL-STD-1629A 修改而成。FMEA 是QS 9
7、000五大工具之一,最新版为第三版。QS-9000五大工具 FMEA 是QS 9000五大工具之一,最新版为第三版:FMECA Failure Modes,effects and Criticality Analysis失效模式、后果及危险程度分析包括两部分:1)失效模式及后果分析;(FMA+FEA)2)危险程度分析。(FCA)FMEA的定义是一组系统化的活动,其目的是:发现、评价产品过程中潜在的失效及其后果。找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。书面总结上述过程。是对设计(产品/过程)过程的完善,以明确什么样的设计才能满足顾客要求。FMEA的进行时机和应用范围5.1 应用FMEA的时机序
8、号情形FMEA的范围1新技术、新设计、新过程全部设计、技术或过程2对现有设计或过程的修改(假设对现有设计或过程已有FMEA集中于对设计或过程的修改、由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况3将现有设计或过程用于新的环境、场所(假设对现有设计或过程已有FMEA)新环境或场所对现有设计或过程的影响预防观念FMEA对工艺过程及设计改变的影响失效发现得太迟的后果FMEA的意图改进所评估产品的质量、可靠性及安全性降低产品开发周期及成本确定降低风险的措施辅助开发设计验证计划帮助工程师确定改进的优先顺序提高客户/消费者满意度FMEA是一种事前的行为事前改进,非事后总结事前改进,非事后总结减少后续更改的危
9、机减少后续更改的危机在设计和制造产品时,通常有三道控制缺陷的防线:避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。FMEA的种类设计FMEA:关注由设计失误引起的产品潜在失效模式。过程FMEA:关注由制造或装配过程失误引起的产品失效模式。FMEA过程失效(Failure)在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间。产品在工作范围内,导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。关于“Failure”的翻译含义包括,失败、失效、故障、事故、中断、损坏、折断、衰退、缺
10、少、不足等最佳的FMEA在适当的时间点完成FMEA应用稳健工程工具考虑所有的界面和杂讯(Noise factors)从系统层面开始,分解信息和要求到元件和过程采取适当的措施降低风险及时完成所有的建议措施第二部分FMEA的工作程序FMEA三大步骤:1.失效排列;2.失效评定;3.采取措施。FMEA的工作程序FMEA的具体工作程序如下:1)确定被分析的对象(系统、子系统或零部件,或者过程);2)确定分析责任者;3)分析对象的展开按照工艺流程图进行;4)获取用于分析的有关信息;5)对特定项目及其功能,列出每一个潜在失效模式;6)描述潜在失效后果;7)确定失效模式的严重度;8)对分析对象的特性进行分级
11、;9)列出每一个失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理;10)分析失效起因或机理的可能性;11)分析可探测度;12)计算风险序数;13)指出现行的控制方法14)对风险序数较大的失效模式采取措施;15)纠正后调整风险序数。FMEA的顺序第二部分设计FMEA是由负责设计的工程师采用的一种分析技术,用以最大限度地保证各种潜在失效模式及其起因/机理已得到充分的考虑。反映一个设计工程师在设计过程中正常的思维过程。产品设计流程客户需求VOC CTO概念设计/参数设计公差设计系统设计分析/改进验证设计完成Critical-To-Quality(CTQ)品质关键点品质关键点企业提供的产品和服务必须满足客户
12、要求的品质特征.在Six Sigma(六西格玛)中,通常用Y来表示.很多公司都是把其作为一个输出的衡量性指标(Outcome Indicator)举个例子来说,麦当劳顾客减少,此时的关键指标就是平均每天顾客人数(person/day)不同的项目有不同的指标的。DFMEA什么叫产品设计?明确依据/标准/规范产品的结构/组成(爆炸图,3D图,BOM)参数及公差关键产品特性用户手册其他FMEA与APQP的关系DFMEA小组设计工程师直接地、主动地联系必要的支持小组成员,不同阶段联系不同的人核心小组:设计工程师、制造工程师支持小组:质量、检测、SQE、客服、材料、供应商、生产等单位的专家或负责人小组的
13、作用促进沟通,合作核心小组:1)具有纠正技能 2)职责需明确支持小组:提供专门的知识稳健工程(Ford)建立产品结构框图(boundary diagram,block diagram)建立P-diagram质量功能展开(QFD)头脑风暴法(BrainStorming)DFMEA范围设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或另部件的框图(Boundary diagram)开始。框图说明了分析中的各项目之间的主要关系,并建立了要分析的逻辑顺序。列出要分析的项目/功能设计FMEA的层次框图手电筒设计FMEA的输入客户要求/设计目标初始材料清单初始特殊特性清单类似产品的保修信息以往类似产品客户抱怨及不良
14、统计资料设计FMEA的输出潜在设计失效模式潜在关键设计要求设计问题/额外风险新设计要求设计验证计划特殊特性更新制造可行性设计FMEA标准表格(AIAG)QFDP图(参数图参数图)-)-用于设计用于设计FMEAFMEA分析分析P图的作用有助于识别:潜在失效的原因(Noise factor)失效模式 潜在的失效后果(出错的状态)确定现行的控制(控制因素)建议措施(控制因素)设计FMEA例-橡胶油封失效模式:外围渗漏原因:材料之耐久性;后果:污染;目前之控制方法:加速寿命试验。原因:材料之兼容性;后果:污染;目前之控制方法:产品兼容性研究原因:允容设定;后果:污染;目前之控制方法:最差的公差设定研究
15、设计FMEA分析方法硬件法针对零件清单上的每一个零件,一次一个的逐个分析,直到整个产品分析完。功能法针对该产品之所有功能予以列表出来,然后逐个功能项目来加以分析。功能块法成组的零件组成次组成或子系统结合成功能块,其对功能之影响性,影响性最大者将得到较多的注意和优先权。设计FMEA分析方法(续)可靠度块法将产品组合成可靠度块,然后依据其重要性来分析每一个区块。由上而下法由最上层分析到最下层由下而上法由最下层分析到最上层AIAGDFMEA范例1.FMEA1.FMEA编号填入FMEA文件编号,以便可以追踪使用例如,设计FMEA表编号可表示如下:编号-项目号月份公历年的末两位2.2.系统、子系统或零件
16、名称及编号填入将被分析的系统、子系统或零件名称和编号3.3.设计责任填入OEM部门和小组,适用时还包括供应商名称。4.编制人填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称5.车型年/项目填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目(如已知的话)可以调整为:客户/项目代号6.关键日期填入初次FMEA应完成的时间,它不可以超过计划产品设计发行日期。7.FMEA7.FMEA日期填入最初FMEA被完成日期和最新被修订日期8.8.核心小组列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名(建议所有参加人员的姓名、部门、电话地址都应记录在一张分发表上。)9.9.项目功能填入被分析项目的名
17、称和编号。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能,包括该系统运行的环境(如说明温度、压力、湿度范围)。如果该项目有多种功能,且有不同的失效模式,应把所有功能都单独列出。Omnex及Ford要求明确规格功能可测量功能应顾及所有质量项目质量的定义:功能、性能、可靠性、安全性、可维修性、环境适应性、外观等TS 16949 之主要质量概念:“3F”项目和功能全面的考虑10.10.潜在失效模式部件、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(未达到设计意图)。它可能引起更高一级子系统、系统的潜在失效,也可能是它低一级的
18、零部件潜在失效的影响后果。对每一个特定项目及其功能,列出每一个潜在失效模式。对每一个特定项目及其功能,列出每一个潜在失效模式。前提是这种失效可能发生,但不是一定发生。前提是这种失效可能发生,但不是一定发生。可以将以往TGW(运行不良)的研究,问题报告以及小组的集思广益的评审做为出发点。10.10.潜在失效模式针对所有功能及可测量的项目,考虑如下四个方面:无功能(No Function)功能不全/功能过剩/一段时间内性能下降(Partial/Over Function/Degraded Over Time)间隙性功能(Intermittent Function)非预期的功能(Unintended
19、 Function)11.11.潜在失效后果定义为顾客感受到的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情况来描述失效的后果,要记住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。失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例如,一个零件可能会断裂,这样会引起总成的振动、从而致一个系统间歇性运行。系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。11.11.潜在失效后果(续)分析的意图就是在小组所拥有的知识层次上,尽可能地预测到失效的后果.常见的失效效应包括:噪音、漏气、操作费力、
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- 潜在 失效 模式 影响 分析
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