失效模式及后果分析

1FMEA潜在失效模式及后果分析21、FMEA概述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。书面总结上述过程。为确保客户满意，这是对设计/生产过程的完善。3现行预计的过程/设计可能产生的失效模式分析分析对顾客或下工程的影响那些原因可能造成这个失效模式采取可行的对策42、FMEA历史发展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美国NASA在Apollo项目中使用，是航天工业的一项革新。53、FMEA分类DFMEA：设计失效模式和后果分析当组织具有设计责任时，必须做DFMEA；PFMEA：过程失效模式和后果分析6DFMEA设计潜在失效模式及后果分析7一、DFMEA简介设计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，一个工程师和设计小组设计思想(其中包括，根据以往的经验和教训对一些环节的分析)。8潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN子系统功能要求会是什么问题？-无功能-部分功能/性能过强/降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？原因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改一、DFMEA简介功能、特性或要求是什么？9二、应用FMEA的三种典型时机新设计、新技术或新过程，这范围的FMEA是完整的设计、技术、或过程。修改现有的设计或过程(假设其设计或过程FMEA已存在)这时的FMEA的焦点在修改的设计、过程，以及因由于修改设计、过程而导致的相互作用。使用现有的设计或过程于新的环境、地点、或应用(假设其设计或过程FMEA已存在)，这时的FMEA范围是针对环境、地点对现有的设计、过程的影响。10FMEA的开始时机01234确定范围012345计划和定义产品设计和开发过程设计和开发产品和过程确认反馈、评定和纠正措施5DFMEAPFMEAMSASPCPPAPAPQP11FMEA的开始时机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。在生产图样发行到做工装之前基本上已经完成。12三、设计FMEA的开发（素材）1、产品的设计要求（功能、性能指标、装配尺寸及形位公差、外观等要求）-----（来源于QFD，或者对产品的认识，可用产品特性清单表示）特性编号特性名称规范要求等级132、零件组成框图---表明零件的相互关系（1）这个框图也可指出信息、能量、力、流体等的流程。其目的在于明确对于框图的(输入)，框图中完成的过程(功能)，以及来自框图的(输出)。（2）框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。或者用零件关系树状图表示；三、设计FMEA的开发（素材）14开关C灯罩A灯泡总成D极板S电池B弹簧F2145543零件组成框图15启动机转子总成定子总成前端盖后端盖转子轴单向离合器零件树状图161、失效: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。2、潜在失效模式：是系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式（失效形式）。四、定义17四、定义3、潜在失效后果：就是失效模式对系统或整车功能，“顾客”的影响。更高一层系统汽车制造商使用者都是FMEA所要考虑的对象但最主要的是针对使用者本设计可能产生的失效模式要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到安全性或与法规不符。18四、定义4、潜在失效的原因/机理:造成失效产生的原因/原理；典型的失效起因可能包括但不限於下列情況：規定的材料不符;某个部位的结构设计不合理；壁厚设计不合理；配合尺寸形位公差不合理；设计寿命估计不当；19四、定义典型的机理可能包括但不限于屈服疲劳材料不稳定蠕变磨损和腐蚀20例子产品：汽车起动机失效模式：电机不工作失效后果：发动机不能起动，顾客不满意；原因：定字/转子绕组线的耐热绝缘及漆厚等级规定不当导致定/转子短路或断路;21五、设计FMEA的分析方式硬件趋近法：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。1.由上而下法：由最上层分析到最下层；2.由下而上法：由最下层分析到最上层；22系统FMEA（SFMEA）对于较复杂的总成零件，建议采用系统FMEA的分析方式：1、功能趋近法：针对该产品的所有功能/性能予以列表出来，然后逐个功能/性能项目来加以分析。2、功能块趋近法：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。23SFMEA对DFMEA来说，失效后研究仅限于零部件的层次，而没有系统地研究各个零件之间的功能方面的内容。SFMEA的步骤：1、将要分析的系统按照系统零件进行组织，显示这些零件之间可能的功能联系。2、根据已有的功能描述，消除某一个系统要素的可能的失效。·3、描述可能的失效后果、失效和失效原因，而这些方面在其后的SFMEA中要进一步的加以分析。24步骤一系统要素和系统结构步骤二功能和功能结构步骤三失效分析步骤四风险评价步骤五最优化25DFMEA261.FMEA编号填入FMEA文件编号,以便可以追踪使用设计FMEA表编号如下:DFMEA-产品代号-001272.系统、子系统或零件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。283.设计责任者填入OEM部门和小组,也包括供货商名称如果适用时。294.编制者填上负责准备设计fmea的工程师名字，电话号码和公司的名称。305.车型年/车辆类型填入将使用和/或正被分析的受设计所影响的预期的车型年及车辆类型。316.关键日期填入fmea的初次预定完成日期，它不可以超过计划生产设计发行日期。327、FMEA日期填入最初FMEA被完成日期和最新被修訂日期338、核心小組:列出有权限参与或执行这项工作的负责个人或单位(建议将所有小组成员名字、单位、电话号码、地址等另行列表)。349、项目／功能填入被分析项目的名称和编号。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平，在最初发布之前，应使用试验性编号。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。3510、潜在失效模式所谓潜在失效模式是系统、子系统或零部件有可能未达到设计意图的形式。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。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。3610、潜在失效模式只可能在特定的运行环境条件下(如热、冷、干燥、灰尘等)以及特定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等)发生的潜在失效模式也应当考虑。典型的失效模式可以是但不限于下列情况：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂、报发、电磁干扰、没有支持、没有信号等注：应用规范专业性的术语来描述潜在失效模式，而不同于顾客所见的现象。3711、潜在失效后果潜在失效的后果，就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客感受的一样。要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部最终顾客。要清楚地说明该功能是否会影响到安全性或与法规不符。失效的后果必须依据所分析的具体系统、子系统或零部件来说明。还应记住不同级别系统、子系统和零件之间还存在着系统层次上的关系。例如，一个零件的断裂可能引成总成的振动，从而导致系统间歇性的运行。这种间歇性的运动会引性能下降，最终导到顾客的不满。因此就需要集体的智能尽可能预见失效的后果。3811、潜在失效后果常见的失效后果包括:噪音、漏气、操作费力、电动窗不作用、煞车不灵、跳动、乱档、冷却不够、车辆性能退化,产生臭气,外观不良、不稳定、粗糙等。3912、严重度（Severity)严重度是相应于失效模式所引起的最严重后果的评分。严重度对每个FMEA是相对的分数。要降低严重度分数只能通过设计变更，严重度应用下表来估计。推荐的评价准则：小组对评定准则和分级规则应意见一致，即使因为个别产品分析对准则做了修改也应一致。备注1：不建议修改评分准则打分为9,10的值，失效模式其严重度为1分的不需要更进一步的分析。备注2：高的严重度级别有时能通过设计变更来补偿或减轻严重度分数。如，“使用扁轮胎”能减轻突然的爆胎；安全带能减轻汽车碰撞的严重度。40DFMEA严重度后果评定准则：后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或违反了政府/法律法规的有关要求10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，并影响到行车安全或违反了政府/法律法规的有关要求9很高车辆(或系统)不能运行，丧失基本功能8高车辆(或系统)能运行，但性能下降，顾客不满意7中等车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性的部件不能工作，顾客感觉不舒服6低车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性项目性能下降，顾客感觉有些不舒服5很低配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，大多数顾客发现有缺陷(大于75%)4轻微配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷3很轻微配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，但很少顾客发现有缺陷(少于25%)2无无影响14113、级别这个栏目用来区分零件、子系统或系统的特殊产品特性(如关键的、主要的、次要的)的等级，这些特性可能要求额外的设计或过程控制的。如果小组认为是有帮助或局部的管理需要，那么这个栏目可以用来标示高优先度的失效模式。特殊的产品或过程特性符号以及它们的使用直接依公司的特定要求指导，在本文件不做规定。4214、潜在失效原因/机理所谓潜在失效起因是指一个设计薄弱部份的迹象，其作用结果就是失效模式。在尽可能广的范围内，列出每个失效模式的所有可以想到的失效起因和机理。尽可能简明扼要、完整地将起因／机理列出来，使得对相应的起因能采取适当的纠正措施。典型的失效起因可能包括但不限於下列情況：規定的材料不符设计寿命估计不当应力过大润滑不足43潜在失效原因/机理维修保养说明不当环境保护不够计算错误典型的机理可能包括但不限于屈服疲劳材料不稳定蠕变磨损和腐蚀4415、频度（O）频度:是指某一特定失效起因或机理出现在设计生命周期中的可能性。频度级别数重在其含义而不是具体的数值。通过设计变更或设计过程变更(例如设计检查表、设计评审、设计指导等)是唯一能降低发生度的途径。潜在失效起因／机理出现频度的评估分为1~10级，在确定这个估计值时，需要考虑下列问题：4515、频度（O）类似零部或子系统的维修档案及维修服务经验？零部件是否为以前使用的零部件或子系统、还是与其相似？相对先前水平的零部件或子系统所做的变化有多显著？零部件是否与原来的有根本不同？零部件是否是全新的？零部件的用途有无变化？有那些环境改变针对该用途，是否作了工程分析来估计其预期的可比较的频度数？4615、频度（O）应运用一致的频度分级规则，以保证连续性。所谓的“设计寿命的可能失效率”是根据零部件、子系统或系统在设计的寿命过程中预计发生的失效(故障)数来确定。频度数的取值与失