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1汽车行业质量体系系列培训教材潜在失效模式及后果分析FailureModeandEffectsAnalysis2基本概念失效：产品/过程失去本身功能。失效模式：产品/过程失效时所表现的形式。失效模式分析：对已出现的失效模式进行分析，是一种事后行为。潜在失效模式分析：对可能要发生的失效模式进行分析，是一种事前行为。失效链：当一个潜在失效模式发生时，在没有任何措施情况下，将引起下序或相关序连锁失效事件发生，称之为失效链。3什么是FMEA定义：是一种表格化的分析技术，是在产品设计阶段和过程设计阶段对各零部件、子系统（分总成）以及对构成过程的各工序进行逐一的分析（1）找出潜在失效模式，（2）分析其后果，评估风险，（3）从而预先采取措施，（4）减小失效模式的严重程度，降低可能发生的概率，（5）有效地提高产品质量和可靠性，确保顾客满意的系统化活动。从定义可知：FMEA进行的时机（产品、过程设计）FMEA的对象（零件、子系统、工序）FMEA的任务（（１）、（２）……）4为什么进行FMEA可以早期识别问题，以便确定最佳设计方案。可以识别特殊特性。为制定设计试验大纲和控制计划提供可靠的依据。FMEA输出给控制计划→编织工艺、检验文件是一种事前行为，体现预防为主的思想分析方法：从局部入手，分析对总成的影响5FMEA分类DFMEA——设计FMEAPFMEA——过程FMEASFMEA——系统FMEA6什么时候进行DFMEA新产品设计时，设计方案初步确定，产品功能确定后开始进行。在产品设计的各阶段，当设计有变化时，修订DFMEA。设计图纸完成前，全部结束。7什么时候进行PFMEA过程可行性分析阶段或之前进行PFMEA。所有新的零件编制工艺或更改零件的过程或工艺，老产品（的过程）用于新环境时，必须进行PFMEA。新工艺或工艺更改时进行PFMEA。8工业化生产是要尽可能持续地改进产品的过程的质量，FMEA是一种识别并帮助最大程度地减少潜在隐患的专门技术。成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。其含义是指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。为实现最大价值，FMEA必须在产品或过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。FMEA实施9•事先花时间很好地完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过程进行更改，从而最大程度地降低后期更改的危机。FMEA能够减少或消除实施可能会带来更大隐患的预防/纠正性更改的机会。应在所有FMEA小组间提倡交流和协作。•图1描述了进行FMEA的顺序。这并不是简单地填写一下表格，而是要理解FMEA的过程，以便消除风险并策划适宜的控制方法以确保顾客满意。FMEA实施10要求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系统项目过程功能功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？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、程序或指南的更改图1.FMEA过程顺序11功能分析--QFD1213失效模式分析—排列图排列图用從高到低的順序排列成矩形，表示各原因出現頻率高低的一种图表。其原理是80%的問題仅來源於20%的主要原因。注意要点§明确問題和現象；§寻找不良的情況統計資料；§頻率計算和累計；§对頻率从高到低的順序排列；14失效模式分析—排列图排列图示例项目废品数(件)频率(%)累计频率(%)欠铸174636.2336.23冷隔153731.8968.12小砂眼91318.9587.07粘砂49310.2397.3其他1302.7100合计4819100废品统计表欠铸冷隔小砂眼粘砂其他累计频率废品数40003000200010000100908070605040302010015失效机理分析—因果图因果图v用于寻找造成问题产生的原因，即分析原因与结果之间关系的一种方法。v注意要点：§充分组织人员全面观察，从人、机、料、法、环、测方面寻找；§针对初步原因，展开深层的挖掘；§记下制图部门和人员、制图日期、参加人员；16失效机理分析—因果图作业员问题加工困难其他设备不当不熟悉工作图2马达座43导板加工取放困难模具搬运费力寻找资料困难2导板隔板1屑料清理费时冲压作业效率低光线不足2外壳冲剪模托料架不当4隔板抽孔脱料困难1导柱,顶柱阻碍作业路线3马达座脱料困难5固定梢设置不当因果图示例设计中的潜在失效模式和后果分析（设计FMEA）18建立DFMEA工作小组；收集必要的资料设计意图车辆要求质量功能展开图已知的产品要求、制造要求、装配要求类似的DFMEA资料准备DFMEA表格DFMEA准备19设计FMEA的标准表项目要求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现行控制预防探测-探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果采取的措施SODRPN功能潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）FMEA编号：共页，第页编制人：FMEA日期（编制）（修订）系统子系统零部件设计责任年车型年/车辆类型关键日期年核心小组等(4)(1)(10)(9)(8)(6)(7)(3)(5)(2)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(22)(21)(11)(12)201）FMEA编号填入FMEA文件编号，以便查询。注：1-22项的举例。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被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。下面给出了一些说明，具体示例见附录F。213)设计责任填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。4)编制者填入负责编制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）。6)关键日期填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期。227)FMEA日期填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期（如下图）。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、地址等都应记录在一张分发表上。）第一版第二版第三版原始稿日期最新修订日期23填入被分析项目的名称和编号。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。项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。(9)项目/功能24所谓潜在失效模式是指部件、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（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出错）研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等）的潜在失效模式应予以考虑。（１０）潜在失效模式25典型的失效模式可包括，但不限于：裂纹变形松动泄漏粘结氧化断裂不传输扭矩打滑（不能承受全部扭矩）无支撑（结构的）支撑不足（结构的）刚性啮合脱离太快信号不足信号间断无信号潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不能用顾客察觉的现象描述。（１０）潜在失效模式26潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响，包括内外部顾客。典型失效后果：用顾客的感受来描述。典型的失效后果可能是但不限于以下情况：噪音粗糙工作不正常不起作用外观不良异味不稳定工作减弱运行间歇热衰变泄漏不符合法规(11)潜在失效的后果27严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。打分法：１～１０级评价准则：见下表(12）严重度（S）28推荐的DFMEA严重度评价准则29定义：指失效模式重要性等级——(特殊特性或关键、主要、重要、重点），当顾客不要求时，由小组确定符号。特殊产品或过程特性符号及其使用服从于特定的公司规定。突出对高优先度的失效模式进行工程评定。要注意符号的一致性：DFMEA、PFMEA和控制计划，工艺文件，作业指导书，检验文件都要标注。（13）等级30所谓失效的潜在起因是指设计薄弱部分的迹象，其结果就是失效模式。尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机理。起因/机理应尽可能简明而全面的列出，以便有针对性地采取补救的努力。典型的失效起因可包括但不限于：•规定的材料不正确•设计寿命设想不足•应力过大•润滑能力不足•维护说明书不充分•算法不正确(14）失效的潜在起因/机理31•维护说明书不当•软件规范不当•表面精加工规范不当•行程规范不足典型的失效机理包括但不限于：屈服化学氧化疲劳电移材料不稳定性蠕变磨损腐蚀•规定的磨擦材料不当•过热•规定的公差不当(14）失效的潜在起因/机理32导致此失效模式的发生?A原因？B原因？C原因？D原因？33定义：指一个具体的失效原因，使失效发生的可能性大小的评价指标。通过设计更改或过程更改来预防或控制失效模式的起因/机理是可能导致发生频度数降低的唯一途径。评价方法：１～１０级。评价准则：见下表。(15）频度（O）34失效模式A原因B原因C原因D原因频度？频度？频度？频度？35推荐的DFMEA频度评价准则36定义：指目前已经采用的防止失效模式发生的过程控制方法，防止不合格流入下序现行控制方法三种情况（引用现行控制方法的顺序）阻止失效模式发生／阻止失效原因发生•例如采用有效的防错技术，自动定位，自动控制，自动限位，行程开关，SPC，连续监控查明失效原因，确定纠正措施•例如初始过程能力分析，找出变差的特殊原因，因果图，排列图查明失效模式：最终检验100％抽检或者两类过程控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。（１６）现行过程控制37探测度亦称检查水平。定义：加工的零件离开工位前，用线性控制方法能检查出失效模式的可能性。评价指标：１～１０级。评价准则：见下表。(17）探测度（D）38已经发生失效起因已经发生失效模式运用现行过程控制（查出失效起因/失效模式）的方法到顾客处的漏网之鱼有多少？39推荐的DFMEA探测度评价准则推荐的DFMEA探测度评价准则4041定义：对设计风险的度量。RPN＝SOD＝１～1000RPN接受的一般原则：５５５＝１２５必须采取措施４４４＝６４企业本身定是否采取措施３３３＝２７可不采取措施顾客不要求时，由小组确定RPN值。当ｓ＞８，必须采取措施，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。（１８）风险顺序数RPN42定义：建议本工艺应采取的措施，其目的是降低S，O，D。一般措施原则：降低S：修改产品设计，如结构、材料；修改工艺方法。降低Ｏ：修改过程设计，如工艺方法，工艺参数；修改控制方法。降低D：增加控制手段；加大控制力度。一般措施方法：防错技术监视过程，SPC，参数监控检验分析思路RPN高时，首先看现行控制方法是否充分，如果充分，应改变工艺参数或工艺方法以降低RPN；如果不充分，可以增加控制力度。（１９）建议措施4320）建议措施的责任填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。21）采取的措施在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。22）措施的结果在确定了预防/纠正措施以后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步