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潜在失效模式和影响分析(FMEA)FailureModeandEffectsAnalysisFMEA版本:第4版欢迎参加内容•课程目的•FMEA概要介绍•设计FMEA•过程FMEA课程目的理解FMEA在APQP中的作用；介绍FMEA的原因和目的、功用和结构；提供实际运用FMEA的技术指南；使学员在公司实施QS-9000/TS16949中，会有效地运用FMEA；FMEA概要介绍FMEA是一组系统化的工作，其目的是：•发现、评价产品/过程中潜在的失效及后果；•找到能够避免或减少这些潜在失效的措施；•将以上过程文件化，作为过程控制计划的输入。FMEA的发展历史：•FMEA起始于60年代航空航天工业项目。•1974年美海军用于舰艇装备的标准《舰艇装备的失效模式和后果分析实施程》，首先将它用于军事项目合约。•1970年晚期，汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造的会审项目的一部分。•1980年初，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件发生，使FMEA成为降低事故的不可或缺的重要工具。并由开始的500多家公司扩展到其供应商。•1993年包括美国三大汽车公司和美国质量管理协会在内的，美汽车工业行动集团组织采用、编制了FMEA参考手册。FMEA概要介绍FMEA的应用：•设计FMEA：–针对产品本身，产品设计、开发时期的分析技术。–主要是设计工程师和其小组应用。•过程FMEA：–针对产品的实现过程，过程开发设计的分析技术。–主要是过程(制造)工程师和其小组应用。•程序/项目FMEA：–针对程序/项目，程序/项目开发设计的分析技术。FMEA的实施：•应该是“事前”行动，而非“事后”工作;–即，D-FMEA在设计(图纸、规范)完成之前，P-FMEA在过程设计确定之前。•全面的事先FMEA分析，可容易、经济地进行早期更改。–即对产品规范/过程方案和控制进行较容易、低成本地修改，减轻事后修改的浪费，和对进度的影响。•FMEA是一个永不停止、相互作用的持续改进的过程。设计FMEA•本阶段使用的分析工具，可将用于进一步确定那些特殊特性，并对这些特性进行优先分级。•APQP-由第1阶段输出转入第2阶段输入↕设计目标↕可靠性和质量目标↕性能目标↕材料初始清单↕特殊产品和过程特性的初始清单↕管理支持设计FMEA第2阶段(设计开发)输出设计责任行为决定了第2阶段输出·D-FMEA·设计评审·设计验证计划和报告（DVP＆R）·样件制造·样件控制计划·工程图纸、工程规范、材料规范·图纸和规范更改·新设备、工装和设施要求·对主要/关键产品和过程特性的认同·量具/试验设备要求·小组可行性承诺APQP过程中D-FMEA所处的阶段合同评审和项目计划第I阶段确定顾客期望计划质量开展过程FMEA生产工艺流程图第III阶段第III阶段把产品特性与生产过程相联系，明确特殊特性揭示变差来源，最后确定特殊特性设计FMEA第II阶段确定特殊特性，确定设计验证计划设计验证计划和报告第II阶段确定风险和可行性设计FMEA目的•设计的分析技术，分析和说明潜在失效模式及其原因和机理；有助于对设计要求、设计方案进行分析评价；有助于对制造、装配要求的初始设计确定；确保潜在失效模式及其影响(对系统/整车运行)在设计和开发过程中得到考虑，并揭示设计缺陷；为设计试验、开发项目的策划提供更多的信息；确定潜在失效模式、其影响，并按其对“顾客”影响分级,分析可能的所有原因,确定对这些因素的控制，量化严重度、频度和不易探测度。进行排序,建议措施，进而建立改进设计和开发试验的优先控制系统降低失效的风险。确定潜在的产品特殊特性。为建议和跟踪降低风险的措施提供了公开的讨论形式；为将来分析现场情况、评价设计的变更和开发更先进的设计提供参考。设计FMEA对于D-FMEA，“顾客”为：国家法律、法规(如，安全、排放、噪音)最终使用者，车型设计工程师/小组，总成、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组总成、部件、零件制造和装配过程设计FMEAD-FMEA开展的时机：新的零部件；更改的零部件；应用/环境有变化的零部件；在开发各阶段中，当设计有变化或得到其它信息时，应及时、不断修改，在产品图样、规范发放前结束。改进设计、或对设计重新评估。在D-FMEA中，不应把克服潜在设计缺陷的方法，寄托于过程控制。相反地，应当充分考虑制造过程本身的限制因素。设计FMEA的输入由第1阶段输出转入第2阶段输入设计目标可靠性和质量目标性能目标材料初始清单特殊产品和过程特性的初始清单管理支持设计FMEA的其它输入跨功能小组在开展设计FMEA时，应参考以下文件和资料：保修信息。顾客抱怨、退货资料。纠正和预防措施。类似产品的设计FMEAAPQP第一阶段输出，即第二阶段输入和任何其它相应输入。设计FMEA项目管理职责确保：负责设计的跨功能小组进行了设计FMEA。D-FMEA符合顾客批准的方法。(如，AIAG的FMEA手册)在进行D-FMEA的过程中考虑了多种因素，包括：重大质量问题研讨市场使用件召回情况用户工厂的意见同类产品的FMEATGW、保修资料等设计FMEA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：曾经受到制造和装配作业挑战的设计问题。新设计要求：尚无制造或组装作业的经验。设计验证计划和报告(DVP&R)改进设计，或更改原有设计。系统/设计/过程FMEA的联系现行测试零件功能/性能失效模式影响原因现行控制(DVP&R)零件过程失效模式影响原因现行控制(CP)保修外部质量问题内部质量问题设计问题制造问题历史资料过程FMEA设计FMEA设计FMEA系统/功能设计失效潜在失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制设计失效模式影响原因现行控制建议措施风险现行控制原因现行控制建议措施风险现行控制建立设计FMEA脑力风暴因果图以前设计的经验柏拉图顾客要求路试问题、保修记录整车质量竞争趋势测试和型号资料其他对工程师进行运用设计FMEA的培训,理解设计控制概念。了解对于顾客确定关键和特殊特性方法。设计FMEA是一个创造性的工作，需要采用跨功能的小组。应考虑包括每个零部件，审查产品的每个特性和功能。需要调查研究和发挥创造力。工具：在开展设计FMEA时，应采用各种问题解决方法和调查工具包括：D-FMEA框图•D-FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始；•框图描述了所分析对象的各项目之间的主要关系、逻辑顺序、功能、及其输入和输出。例：系统名称：闪光灯车型：94XXFEMA#：110D01工作温度：-20~60ﺺC冲击：2m下落湿度：0~100%RH外部环境：灰尘零件连接方法A.灯罩1.不连接B.电池(2节)2.铆接C.开关3.螺纹连接D.灯泡总成4.卡扣连接E.电极5.压紧装接F.弹簧开关开/关C灯罩A弹簧F--电池B极板E+灯泡总成D345542120附录C设计FMEA的框图示例失效模式及后果分析（FMEA）框图/环境极限条件系统名称：闪光灯车型年：1994年新产品FMEA识别号：XXXI10D001工作环境极限条件温度：-20∽160F耐腐蚀性：试验规范B振动：不适用冲击：6英尺下落外部物质：灰尘湿度：0-100%RH可燃性：（靠近热源的部件是什么？）其他：字母=零件=附着的/相连的-----=界面,不相连开关开/关C灯罩A弹簧B_电池B灯泡总成D极板E+下述示例是一个关系框图。FMEA小组也可用其他形式的框图阐明他们分析中考虑的项目。部件连接方法A.灯罩1.不连接(滑动配合)B.电池(2节直流电池)2.铆接C.开/关开关3.螺纹D.灯泡总成4.卡扣连接E.电极5.压紧装接F.弹簧21环境子系统A子系统C子系统D子系统B附录F系统FMEA为帮助示意系统、子系统和部件FMEA的含义，以下提供两个示例，如图F1（关于接口和交互作用）和图F2（关于项目、功能和失效模式）。例1：接口和交互作用图F1接口和交互作用FMEA小组负责确定相关FMEA的范围。图F1的示例表明小组已确定了在进行系统FMEA时必须考虑的子系统A、B、C和D，以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境。接口子系统之间通过接口直接连接。图F1示意了子系统之间的接口，子系统A与子系统B接触（连接），B与C接触，C与D接触，A与D，且B与D接触。环境也与图F1中列出的每一个子系统相连接，这就要求在进行FMEA时要对“环境接口”加以考虑。注：每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中。交互作用一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。在图F1中，任何接口系统间都可能发生交互作用（例如，子系统A加热，会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量，而且子系统A还向环境释放热量）。交互作用还可能通过“环境”的传递发生在系统22“非接触“子系统之间（例如，如果环境湿度很大，子系统A和C是不同的金属，由非金属组成的子系统B隔开，由于环境的湿度，子系统A和C之间仍然会发生电解反应）。因此，非接触子系统之间的交互作用在预测上会相对难一些，但却很重要，应加以考虑。示例2：项目、功能的失效模式图F2（见下页）描述了以“树形排列”方式展示项目、功能和失效模式的一种方法，可以帮助小组直观地分析系统、子系统和部件。在系统等级上的描述比子系统和部件等级的描述更趋于一般性（对部件的描述通常是最具体的）。“树形排列”对系统、子系统和部件作如下安排：项目设计目标（对设计目标的描述通常是在帮助的）-功能1潜在失效模式A潜在失效模式B等等……-功能2潜在失效模式A潜在失效模式B等等……23车座总成链条总成设计目标：骑行至少3000小时无需保养，设计寿命为骑行10000小时。适于第99.5百分位成年男子骑用，舒适便利等等……功能：便于使用潜在失效模式：•方向把不好用•脚踏板不好用功能：提供可靠的交通运输潜在失效模式：•链条经常断开•需要经常修理车胎功能：提供舒适的交通运输潜在失效模式：•车座位置不舒服自行车功能：为座位支撑提供稳定的附属物潜在失效模式：•座位支撑的结构性失效•座位支撑的过大功能：提供好看的外观潜在失效模式：•外观（光亮度）变坏•漆皮开裂车架下前车管下后车管链轮管功能:提供结构性支撑潜在失效模式:•结构性失效•过大变形功能:对正确的车架几何外形提供尺寸控制潜在失效模式:•车架安装点的长度过长•车架安装点的长度过短功能:为车架总成的生产方法(焊接)提供支持潜在失效模式:上部车架把手总成前轮总成后轮总成链轮总成图F2项目、功能和失效系统等级子系统等级部件等级24系统潜在失效模式及后果分析FMEA编号1234①X子系统（设计FMEA）共1页，第1页部件01.03/车密封②设计责任车身工程部队③编制人泰特-X6412-车身工程师④车型年/车辆类型199X/狮牌4门/旅行车⑤关键日期9X年0301⑹FMEA日期(编制)8X0322修订8X0714⑦核心小组T.芬德轿车产品开发部、切利得斯制造部、J．福特总装厂（Dalton，Fraser，Henley总装厂矿⑧⑨功能项目潜在失效后果⑩⑿►潜在失效后果⑾严重度S级别◄⒀潜在失效起因/机理⒁频度O◄⒂现行设计控制预防⒃⒄►现行设计控制探测⒃探测度DRPN◄⒅建议措施⒆责任及目标完成日期⒇措施结果确良采取的措施(21)SODPRN左前车门H8HX-0000-A·上、下车·保护乘员免受天气、噪声侧碰撞的影响车门附件视镜、门锁、门铰链及门窗升降器等的固定支撑·为外观项目提供适当的表面·喷漆和软内饰车门内板下部腐蚀车门寿命降低，导致：·因漆面长期生锈，使顾客对外观不满·使车门内附件功能降低7车门内板保护蜡上边缘规定得太低6整车耐久性试验T-188T-109T-3017294增加实验室强化腐蚀试验泰特-车身工程师8X0930根据试验结果（1481号试验），上边缘规范增加125cm722287蜡层厚度规定不足4整车耐久性试验同上7196增加实验室强化腐