培训教材：设计FMEA培训教材

PotentialFailureModeandEffectsAnalysis潛在失效模式及后果分析(FMEA)ProfessorLakeHu/讲师：胡新生MT:13950177057Email:[e-mail]课程大纲1.风险与风险控制2.何谓FMEA?3.FMEA发展历史4.FMEA的分类5.FMEA的实施的原则、步骤及应用6.产品设计失效模式分析（DFMEA）系统功能图DFMEA表格应用产品设计风险评估指标DFMEA与试验计划/设计方案的关系与运用DFMEA案例分析7.过程设计失效模式分析（PFMEA）过程流程图特性矩阵图PFMEA表格应用过程设计风险评估指标PFMEA与控制计划/工艺设计方案的关系与运用PFMEA案例分析8.控制计划控制计划的概念PFMEA与控制计划9.Q&A风险的概念风险分析和风险意识两个基本问题：何种情况会发生故障？如果发生故障，会发生什么事情？并连锁发生什么事情？风险的概念风险处理的方法老方法:•问题的解决•浪费的监视•可靠性的量化新方法:•防止问题的发生•消除浪费•消除不可靠性FMEA是一种风险消除的方法；何谓FMEA?FMEA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；–将上述过程文件化；它是对设计过程的完善，以明确什么样的设计才能满足客户的要求。FMECA(FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis)1950’s起源于宇航和美国军方对关注的问题加以分类和排列将评定结果作为预防的目标坚持安全的观点FMEA的起源FMEA的起源FMEA(FailureModeEffectsAnalysis-1960’s和70’s)第一次被注意和使用在工程可靠性上。建立对产品/过程潜在失效模式和产品性能影响的文件化体系评定产品或过程潜在失效模式，采取相应措施来消除或降低潜在失效的影响。虽然许多工程技术人员早已在他们的设计或制造过程中应用了FMEA这一分析方法。但首次正式应用FMEA技术则是在六十年代中期航天工业的一项革新。FMEA的实施的好处由于不断追求产品质量是一个企业不可推卸的责任，所以应用FMEA技术来识别并消除潜在隐患有着举足轻重的作用。FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会:预防缺陷识别改变需求降低成本减少浪费减少无增值操作对车辆回收的研究结果表明，全面实施FMEA能够避免许多事件的发生。时间投产工程和过程更改的数量未进行FMEA进行FMEA示例：工程和过程更改的数量•顾客需求•工程规范•系统和功能描述•过程和供应商控制需求•已有的失效•设计和过程改进•设计评定的结果IntroductionFMEA的输入选择适当的小组和有效的组织成员为每个产品/服务、过程/系统选择小组建立团队体系定义顾客和顾客需求/期望了解过程需求开发过程流程图**FMEA的前提条件FMEA的实施——谁来做？虽然FMEA的准备工作中，每项职责都必须明确到个人，但是要完成FMEA还得依靠集体协作，必须综合每个人的智能。例如，需要有设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等各方面的专业人才。FMEA–多方论证小组使用设计工程、制造工程和相关的人员小组要求下列组合：经验/过去问题的知识有效的团队管理对所有活动的观测结果文件化建议有一位有经验的推进员来协助小组的工作或作为负主要责任的工程师。是横向多功能小组控制方向和焦点建立自身的统一性负责并使用测量方法有全体的支持FMEA–多方论证小组FMEA小组的守则决定前召开小组会议决定谁将参加预先准备议题主张进行会议笔记或记录建立基本准则遵守事先的议程不允许中断小组必须确定自身的基本准则一旦确定，每个人必须维护他们可以在后续的会议上修订或更改这个准则FMEA小组决定的标准/模式一人做出决定一人请教全体，然后作出最终的决定小组或团体的决定建立在多数或一致的基础上108FMEA任何时间都不应该是一个人完成的；由于时间紧迫，而不能采用团队方法完成时，推荐的方法（迫不得已才用）：团队组长陈述一些故障，再有小组成员讨论；FMEA的实施——方法脑力激荡法/头脑风暴法FMEA的实施——方法说得太多的成员说得太少的成员说不当议题的成员为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”；适当的应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。（随着新的失效模式的出现,FMEA文件是一个动态文件）FMEA的实施——时机策划PLNNING产品设计和开发PRODUCTDESIGNANDDEVELOPMENT过程设计和开发PRCESSDESIGNANDDEVELOPMENT产品与过程确认PRODUCTANDPRCESSVALIDATION生产PRODUCTION反馈、评定和纠正措施FEEDBACKASSESSMENTANDCORRECTIVEACTION策划PLNNING概念提出/批准ConceptInitiation/Approval项目批准ProgramApproval样件Prototype试生产Pilot投产Launch计划和确定项目PLANANDDEFINEPROGRAM产品设计开发和验证PRODUCTDESIGNANDDEVELOPMENTVERIFICATION产品设计开发和验证PROCESSDESIGNANDDEVELOPMENTVERIFICATION产品和过程确认PRODUCTANDPROCESSVALIDATION反馈、评定和纠正措施FEEDBACKASSESSMENTANDCORRECTIVEACTIONDFMEAPFMEAPPAPFMEA的实施——时机FMEA的实施——时机失效的定义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。失效:顾客的定义设计潜在FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，并且包括车型设计或更高一级装配过程设计的工程师们／设计组，以及在生产过程中负责生产、装配和售后服务的工程师们。FMEA的全面实施要求对所有新部件、更改过的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行设计FMEA。FMEA由负责设计工作的工程师制定，但对有专利权的设计来说，可由供方制定。系统FMEA编号：子系统设计责任：页次：OF零组件：生效日期：准备者：型号/年份：核心小组：FMEA日期（制订）（修订）项目潜在失潜在失严等潜在原因发难风险建议负责人重生检优先与功能效模式效效应度级/机理度预防探测度数措施日期执行措施SODRPN执行结果FMEA的顺序现行控制功能特性要求会有什么问题？。无功能。部分丧失功能。功能间歇。非预期功能后果是什么？有多严重？原因/机理是什么？发生频率如何？怎样得到预防和探测？该方法探测的程度如何？改善的措施:。设计变更。过程变更。特殊控制。标准/程序/指南的变更FMEA的评分的原则FMEA的分类系统FMEA(SFMEA)/概念FMEA（CFMEA）设计FMEA(DFMEA）过程FMEA(PFMEA)服务FMEAFMEA的分类FMEA的误区FMEA的误区设计FMEA设计FMEA——DFMEA简介设计潜在FMEA是由“设计主管工程师／小组”早期采用的一种分析技术，用来在最大范围内保证已充份的考虑到并指明各种潜在失效模式及与其相关的起因／机理。应评估最后的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。FMEA以其最严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计组的设计思想(其中包括，根据以往的经验和教训对一些环节的分析)。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化、文件化。简介在设计阶段使用FMEA时，能够用以下方法降低产品的失效风险。有助于对设计要求的评估及对设计方案的相互权衡。有助于对制造和装配要求的最初设计。提高在设计／开发过程中已考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的(概率)可能性。对制定全面、有效的设计试验计划和开发项目，提供更多的信息。根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统。为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式。为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计，提供参考。简介集体的努力在最初的设计潜在FMEA过程中，希望负责设计的工程师们能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些部门应包括(但不限于)：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一总成的设计部门。FMEA可成为促进有关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。此外，任何(内部或外部的)供方设计项目应向有关负责设计的工程师进行咨询。设计FMEA是一份动态文件，应在一个设计概念最终形成之时或之前开始，而且，在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时，不断地修改，并最终在产品加工图样完成之前全部结束。集体的努力考虑制造／装配的要求是相互联系的，设计FMEA在体现设计意图的同时，还应保证制造或装配能够实现设计意图。但，制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和／或其原因／机理不需包含在设计FMEA当中，此时，它们的识别，影响及控制是由过程FMEA来解决。集体的努力设计FMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷，但的确要考虑制造／装配过程中技术的／体力的限制（设计FMEA要考虑可制造性和可装配性），例如必要的拔模(斜度)要求的表面处理装配空间／工具可接近要求的钢材硬度过程能力／性能集体的努力设计FMEA的开发设计FMEA应从列出设计希望做什么及不希望做什么开始，即设计意图；应将通过质量功能展开(QFD)、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造/装配要求等的顾客需求综合起来；期待特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，采取纠正措施。设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始（如附录A框图的示例）目的生产品设计开发初期,分析产品潜在失效模式与相关产生原因提出未来分析阶段注意事项,建立有效的质量控制计划。保修以前的模型当前SQE推出&问题反映APQPSQE和供应商意见与供应商分享GM学到的经验教训团队合作，以:1.把学到的经验教训纳入FMEA格式2.确定RPN，并明确KPC营销生产关切的问题DFMEA继续工作，以减少风险(高RPN、KPC/PQC)与准备模型起动比较，并相应地修改设计指南和数据库。修改从鉴定和样件建造中学到的新经验教训。递送到任务12，以在PFMEA发展中使用。APQP-DFMEA方法为了便于将潜在的失效模式及其影响后果分析成文，已设计出专用表格。下面介绍这种表格的具体应用，所述各项的序号都相应标在表上对应的栏目内，完成的设计FMEA表格的示例见附录B：DFMEA表格系统FMEA编号：子系统设计责任：页次：OF零组件：生效日期：准备者：型号/年份：核心小组：FMEA日期（制订）（修订）项目潜在失潜在失严等潜在原因发现行设现行设难风险建议负责人重生检优先与功能效模式效效应度级/机理度计预防计管制度数措施日期执行措施SODRPN执行结果设计FMEA表1)FMEA编号填入FMEA文件编号,以便查询。2)系统、子系统或零部件的名称及编号注明适当的分析级别并填入所分析系统、子系统或零件的名称、编号3)设计责任填入整车厂（OEM）部门和小组,如果知道，还应包括供方的名称。4)编制者填入负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。5)年型/车型填入将使用和/或正被分析的设计所影响的预期的年型及车型（如果已知的话）。6)关键日期填入F