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FMEA失效模式与效应分析目录•第一章概论第二章FMEA的准备第三章DFMEA第四章PFMEA第五章总结归纳第一章概论•什么是FMEA？•为什么要进行FMEA？•由谁来做FMEA？•何时做FMEA？•DFMEA与PFMEA的关系？•小组练习一、什么是FMEA？•1、FMEA的定义FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件、对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。•FMEA第四版中的描述：FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是：(a)发现并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果;(b)找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施;(c)书面总结上述过程。关于确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意,FMEA是对这一过程的补充.所有的FMEA都关注设计,无论是产品设计还是过程设计.2.FMEA的特点失效还未产生,可能发生但不是一定要发生时机:在设计或过程开发阶段前开始合作:小组由各种有经验和专业知识的人构成FMEA分析的文件—记录专用表格—作为动态文件使用—按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改核心:预防对潜在失效模式的风险和后果进行评定是持续进行的----指导贯穿整个过程、产品和服务周期动态的、文件化的、系统的小组活动•4.FMEA涉及的主要概念功能:该设计/过程要做什么?(设计意图)失效模式:设计(产品)或过程失效的表现形式后果:失效模式发生后会怎样?严重度:失效模式的后果有多严重?起因:什么会导致失效模式的发生?频度:失效起因发生的频率如何?现行控制:探测或防止将失效传递到后续“顾客”的现行方法探测度:失效模式/起因一旦发生,能否探测得出?三、FMEA和FMA、FTA•FMEA是一种事前行为；FMA(FailureModeAnalysis)是一种事后行为.FMA是对产品/过程已经发生的失效模式分析其产生的原因,评估其后果及采取纠正措施的一种活动.类似项目的FMA是FMEA的重要的输入参考资料.•FMEA是“由下至上”进行分析FTA(FailureTreeAnalysis)是“由上至下”进行分析•潜在失效模式及后果分析与失效分析比较失效分析潜在的失效模式及后果分析•失效已经产生•核心:纠正•诊断已知的失效•指引的是开发和生产•失效还未产生,可能发生、但不是一定要发生•核心:预防•评估风险和潜在失效模式的影响•开始于产品设计和工艺开发活动之前•指引贯穿整个产品周期四、FMEA的目的•发现、评价产品或过程中潜在的失效与可能的后果，找出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。—提高质量、可靠性和安全性。—针对失效可能产生的各个方面评价一个过程、设计或服务。—持续地减少失效的频度或持续地减少失效的后果。—防止现有的/潜在的失效到达顾客处。—失效的风险顺序量化以引导采取措施。—优先使用行政的和工程的努力、时间、人力资源和其他资源。—运用团队原则和持续改进方法以获得好的产品。五、为什么要进行FMEA？•减少风险和损失、提高产品可靠性—由于策划设计不足，措施不够，造成产品/过程/服务失效，给顾客带来损失—事先花时间很好地进行FMEA，能够较容易地、低成本地对产品进行修改，减少事后修改的风险和巨大损失•有助于对设计要求和不同的设计方案给予客观真实的评价；•有助于可制造性和装配性的初始设计；•设计FMEA有助于可制造性和装配性的早期考虑，实施同步工程技术；•为制订试验计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；•对失效模式进行排序列表，建立改进设计开发试验的优先控制系统；•能够发挥集体的经验与智慧；•经验积累，为以后的设计开发项目提供宝贵的参考；•是现代质量策划的重要工具；•是识别特殊特性的重要工具；•提供改进设计的优先控制系统，引导资源去解决需要优先解决的问题；•是重要设计文件之一，是设计评审的重要内容；•为以后的设计提供经验与参考。六、FMEA的益处1、设计FMEA的益处•帮助确认已列出的潜在失效模式及它们的后果；•指明相应的起因/机理，降低或消除失效出现的机会的措施；•辅助设计要求及方法的客观评价；•辅助起草制造及装配设计的要求；•增加在设计阶段就考虑失效模式及后果的可能性；辅助设计试验及开发项目；•从顾客的观点出发对失效进行评定；•对风险降低措施进行跟踪和记录；•对未来的分析及设计是好的参考；•记录设计FMEA的过程。2、过程FMEA的益处•帮助确认已列出的与产品相关的过程失效模式及它们的后果；•指明相应的起因/机理；•指明降低可消除失效出现的机会的措施；•指明潜在的制造或装配过程失效的原因；•指明过程变差，如果受控，可降低失效出现的频度或提高失效的探测度；•帮助对纠正措施进行优先排序；•对类似的制造过程是有用的参考；•过程FMEA的实施记录。七、由谁来做FMEA？•1、谁来做DFMEA？•由负责设计的工程师/工程师小组制定—依靠小组的共同努力—组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组。—吸收与设计有关的上游(如供方的材料上一个相关系统设计师)和下游(如下一个相关系统的设计师)—对有专利权的设计，可由供方制定。2、谁来做PFMEA•由负责制造的工程师/工程师小组制定—依靠小组的共同努力—负责的工程师应直接、主动的同有关部门联系，这些部门包括：装配、制造、材料、质量、服务和供方，以及负责下一部成的部门。八、FMEA的分析时机•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。事先花时间进行FMEA分析，能够容易并低成本地对产品或过程进行修改，从而减少事后修改的损失。1、什么时候做DFMEA？•开始于一个设计概念最终形成之时或之前—设计方案初步确定时应该开始FMEA初稿的编制—FMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成(如设计图样完成)之时完成FMEA工作—产品开发各阶段、设计发生变化、获得有关信息时，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改—FMEA是一个动态的文件2、什么时候做PFMEA•开始于可行性阶段之前或过程中，在工装制造之前•—PFMEA在过程设计任务(如过程设计文件)完成之时完成•—PFMEA是一个动态的文件第二章FMEA的准备确定进行FMEA所要求的必要的资源和信息如何以及何时组建FMEA小组了解FMEA的类型及其应用介绍头脑风暴法小组练习(头脑风暴)FMEA类型、输入及输出FMEA类型FMEA输入FMEA输出设计•设计功能框图•产品/设计图样及规范•设计分析•由设计问题引起的失效模式•来自系统FMEA的输入•(潜在)失效模式的风险数定级•与安全有关的项目明细•建议开展以下与产品相关的任务：1、若可能，消除失效的起因2、减少失效率及失效后果3、改进试验系统的探测能力4、若可能，降低严重度级数•获得顾客高度满意的产品FMEA类型、输入及输出FMEA类型FMEA输入FMEA输出过程•过程流程图•图样及规范•由过程缺陷引起的产品潜在失效模式•DFMEA识别的关键和重要项目•(潜在)失效模式的风险数定级•与安全有关的项目明细•重要的失效模式的控制计划•以下活动:1、若可能，消除失效的起因2、改进探测方法3、若可能，降低严重度•5、DFMEA—严重度（S）•为了对失效模式的后果之严重程度进行评估，把对后果的定性描述作成某种数量化的评价，以便于工程中的交流，从而产生了对严重度进行打分的办法。•严重度是失效模式发生时对顾客影响后果的严重程度的评价指标。•要减少失效的严重度级别数值，只能通过修改设计来实现。•严重度的评分采用1-10分。•表2：推荐的DFMEA严重度（S）评价准则（第四版）影响评定准则：后果的严重度严重度在无任何警告的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规10影响到安全和/或政府的法律法规的失效在有警告的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规9基本功能丧失(车辆无法运行,不影响行车安全)8预期功能丧失或降低预期功能降低(车辆能够运行,性能等级降低)7次要功能丧失(车辆能够运行,但舒适性/便利性功能无法实现)6次要功能丧失或降低次要功能降低(车辆能够运行,但舒适性/便利性功能的性能等级降低)5车辆可运行,大部分顾客(大于75%)能够察觉到的外观或噪音4烦恼无影响无可探测的影响1车辆可运行,部分顾客(50%)能够察觉到的外观或噪音3车辆可运行,少部分顾客(小于25%)能够察觉到的外观或噪音2•8、DFMEA—频度（O）•频度是指某一失效起因或机理出现的可能性，失效模式出现可能性大小的评估•通过设计更改来消除或控制失效起因或机理是降低频度的唯一途径。•按可能性大小给出1-10的评定分。评分的依据要参考类似零部件的资料，以及相对改动的程度。•频度的估计可以参考以下资料：—类似零件或子系统的维修资料；—设计的零件与过去零件的差别；—使用条件有否变化；—有关新设计或修改设计的工程分析资料。表3.推荐的DFMEA频度评价准则失效的可能评定准则：原因发生的可能性-DFMEA（件数每项目/车辆）等级非常高≥100/1000≥1/101050/10001/20920/10001/50810/10001/10072/10001/50060.5/10001/200050.1/10001./1000040.01/10001/1000003≤0.001/10001/10000002非常低通过预防控制可消除的失效1高中等低几乎相同的设计或设计仿真和设计测试中孤立的失效几乎相同的设计或设计仿真和设计测试中未能察觉的实效通过预防控制可消除的失效新设计、新应用或工作循环（负载）、操作条件更改带来的不确定失效类似设计或设计仿真和设计测试中频繁发生的失效类似设计或设计仿真和设计测试中偶然发生的失效类似设计或设计仿真和设计测试中频繁孤立的失效(设计寿命/车辆或项目的可靠性）新设计、新应用或工作循环（负载）、操作条件更改带来的不可避免失效新设计、新应用或工作循环（负载）、操作条件更改带来的很可能失效无相应历史的新技术/设计•要考虑两种类型的设计控制：•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—在项目投产之前，或通过分析方法或通过物理方法，探测出失效的起因/机理或者失效模式。如果可能，最好的途径是先采用预防控制假如预防性控制被融入设计意图并成为其一部分，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。•11、DFMEA—探测度（D）•设计控制方法有效性的评估•探测度是指零部件子系统，系统在投产前，用第②种设计控制方法来探测潜在的失效原因/机理（设计薄弱部分）的能力，或用第③种设计控制方法探测可发展为后续的失效模式能力的评价指标。•详见探测度的推荐评价准则表。提示—评估探测度时：—首先确定现有的设计控制是否能用来检出失效模式的原因/机理。—其次应评价其检出失效模式的有效性。—正确选择试验条件，增加试验样品的数量，能提高设计控制方法的有效性。•表4、推荐的DFMEA探测度评价准则（第四版）设计冻结前利用故障试验测试(如:直至泄露,断裂,屈服等)进行产品的确认(可靠性测试,开发或确认试验)4探测不适用失效预防因为充分预防的设计方案(如:被证实的设计标准,最佳的实践或通用材料),失效模式或失效原因不能发生1设计冻结前利用老化试验(如:数据趋势,前/后数据等)进行的产品确认(可靠性测试,开发或确认试验)3虚拟关联分析设计数据分析/探测度控制有较强的发现能力,虚拟分析(如:CAE,FEA等)和设计冻结前的实际或期望操作条件是高关联的27设计冻结核产品发布会前以后利用老化试验的产品验证/确认（耐久性试验后的子系统或系统测试，如：功能检查）6设计冻结前利用通过/失败测试(如:性能接受准则,功能检查等)进行的产品确认(可靠性测试,开发或确认试验)5在任何阶段无发现可能设计分析/探测控制有薄弱的发现能力，虚拟分析（如：CAE