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卓越1潜在失效模式及后果分析--设备设计FMEA主讲：21.什么是FMEAFMEA=Potentialfailuremodeandeffectsanalysis潜在失效模式及后果分析FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是通过以下活动达到顾客满意：•（a）评价设备/过程中的潜在失效模式以及该失效模式的后果；•（b）采取能够消除或减少潜在失效模式发生的措施；•（c）将全部过程形成文件。注1.此教材参考了戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司FMEA第三版（QS-9000）及福特设备FMEA；注2.FMEA注重于设计，无论是设备设计还是过程设计；注3.设备即Machinery。3•始于20世纪50年代末，美国的格鲁曼公司用于飞机制造业发动机的故障分析；•美国航空及太空署（NASA）用于阿波罗登月计划的失效分析；•目前，被用于汽车行业的失效分析（同时被其它制造业/服务业应用）；•福特公司提出应用于设备失效分析的FMEA。2.FMEA发展史43.设备FMEA形式•1.MFMEA(非标设备设计FMEA)；•2.DFMEA(标准设备设计FMEA)；•3.PFMEA—生产/装配过程(P：Process)。注：本教材介绍MFMEA。注1：FMEA种类1.设计FMEA：MFMEA、DFMEA2.PFMEA：过程FMEA3.SFMEA：系统FMEA（S：System）4.PFMEA：采购FMEA(P：Purchase)5.SFMEA：服务FMEA(S:Service)注2：MFMEA是福特公司基于SAEJ1739要求上提出的54.FMEA的实施意义：•1.最大程度地减少潜在的隐患；•2.防止很多客户投诉/客户退货事件的发生—如汽车行业即召回事件。关键：•1.时间性指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练，也就是在设备或过程失效模式被纳入到设备或过程之前进行。注：实施FMEA的好处1.最容易、低成本地对设备或过程进行更改；2.最大程度地降低后期更改的危机。65.进行FMEA三种基本情形•情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。•情形2：对现有设计或过程的修改（假设现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围应集中于对设计或过程的修改对设备/工艺的影响。•情形3：将现有的设计或过程用于新的环境、场所（假设现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响。注：通常涉及到情形1和情形2两种情况。76.FMEA的编制1.FMEA成员：•设计（工程—机械、电气）、质量及可靠性和分析/试验（品质）、制造（加工）、装配、服务、回收（无）、采购等方面有丰富经验的人员；注：括号内为我司部门状况，且应依项目的难易及关联而选择部门，我司的采购需参与，业务应参与。2.FMEA启动：•项目负责人发起，责任单位可能是原设备制造厂（OEM：Originalequipmentmanufacturer，即生产最终设备）、供方或分承包方。注：对我司来说，责任单位可能有客户/供方相关人员/我司FMEA小组成员。3.编制责任：•通常应指派到人。87.MFMEA过程顺序MFMEA顺序现行控制措施结果子系统功能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设计设备探测度DRPN1建议措施责任及目标完成日期采取的措施SODRPN2功能特性或要求是什么？会有什么问题？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?设计更改特殊控制标准\程序或指南的更改9潜在失效模式和后果分析--MFMEA101.什么是MFMEAMFMEA是用于允许选择零件/设备结构/工装/负载/冷冻剂的少量非标设备的分析•由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明；•对系统、每个子系统和部件都进行评估；•以最严密的方式总结了设计一个部件，子系统或系统时小组的设计思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）；•并使这种系统化的分析方法规范化和文件化。112.如何降低失效产生的风险•为客观地评价设计,包括功能要求及设计方案,提供帮助；•评价为生产、装配、服务要求所做的设计；•提高潜在失效模式及其对设备运行影响已在设计和开发过程中得到考虑和说明的可能性；•为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息；•根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统；•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（如获得的教训）。123.顾客定义•顾客指以下：•1.最终使用者；•2.法律法规；•3.负责生产、装配和服务活动的下游过程或工序。134.MFMEA的时机MFMEA是动态文件：•在一个设计概念最终形成之时或之后开始；•在设备开发的各个阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予以更新；•在零件图开始设计之前完成。注：生产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、但也可能包括在设计MFMEA当中，当MFMEA未包括时，应在过程FMEA中识别、控制。145.克服缺陷考虑事项•MFMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但应考虑1.制造/装配过程的技术/体能的限制：•必需的拔模斜度--设计倒角•表面处理的限制--依实际要求选择氧化/电镀/热处理等•装配空间/工具的可接近性--尽量可以一致•钢材淬硬性的限制--硬度要求•公差/过程能力/性能--公差设计2.设备维护(服务）的技术/体能的限制：•工具的可接近性--尽量可以一致•诊断能力--故障时应容易诊断•维修能力--故障时应容易维修156.MFMEA进行步骤（1）明确客户的期望及需求•文字描述形式或通过QFD质量功能展开。内容应包括客户明示要求、隐含要求、法律法规要求（如适用）。（2）成立跨部门小组（3）选择分析对象•确定分析对象属于系统/子系统/零部件中的哪个层次（4）依MFMEA表格要求填写16责任单位业务业务业务业务业务业务业务业务工程工程工程3.1温度业务3.2湿度业务3.3振动业务3.4化学介质业务4.1倒角要求工程、装配、采购4.2表面处理要求工程、装配、采购4.3公差要求工程、装配、采购5.1系统图工程5.2结构图工程工程工程、业务6.2竞争对手的优越性6.类似系统的调查6.1以往类似产品的故障5.文件和资料要求4.可制造性和可装配性2.3相关政府法规3.产品使用条件2.1安全要求2.2环保要求1.8限制条件2.法律法规1.6功能1.7设计寿命1.4用途1.5规格参数1.2技术协议要求1.3口头或其它方式要求1.顾客要求及产品标准（包含顾客明订的或隐含的要求）1.1订单要求项目内容是否需采取措施？采取何种措施？一、确认分析对象MFMEA资料收集表记录编号：项目编号项目负责人177.MFMEA填写1）MFMEA编号：•方便查询，可依组织内部需求自行编号—如可使用编号MCP05B002-101(B002:系统，1XX子系统，-X01零部件），或直接将MFMEA编号与项目号对应。2）系统、子系统或零部件的名称及编号•系统—即填入项目名称；•子系统—即电气部分（可依需要再细分）与MODULE部分；•零/部件—即组成电气部分与MODULE部分的零/部件。注1：汽车行业通常将系统分为底盘系统、传动系统、内饰系统，分析系统时要确保组成系统的各个子系统的接口及交互作用被覆盖到。注2：子系统的分析时要确保组成子系统的各个部件的接口及交互作用被覆盖到。注3：系统、子系统的划分可以根据FMEA小组而变的。187.MFMEA填写3）设计责任：•我司工程（机械、电气）人员.4）编制者：•项目负责人姓名。197.MFMEA填写5）项目：•填入项目编号。6）评审日期：•填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过零件图的绘制完成日期。7）FMEA日期：•填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。8）核心小组：•依实际需要列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名。注：可以采用附件的形式。207.MFMEA填写9）项目/功能：•填入被分析项目的名称（即系统/子系统/部件）；•利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平（即目前版本）；•用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命等）相关的信息；•如果该项目有多种功能，应把所有的功能列出。21项目、功能及失效系统等级子系统等级部件等级设计目标：1）运行8760小时无需保养设计寿命为43800小时2）适用于所有USB连接器的电气测试3）等等功能：便于使用潜在失效模式：操作时需手脚并用功能：提供可靠的测试潜在失效模式：运行间歇测试数据不准确功能：提供舒适的测试潜在失效模式：噪音大项目编号功能：提供电源潜在失效模式：短路/开路/错位功能：信号的输入与输出潜在失效模式：信号错误电气系统模块01模块03模块02功能：提供电源潜在失效模式：短路/开路/错位连接器与连接线功能：提供信号潜在失效模式：信号错误信号处理器主要部件（所有）01-**功能及潜在失效模式主要部件（所有）02-**功能及潜在失效模式主要部件（所有）03-**功能及潜在失效模式227.MFMEA填写10)潜在失效模式：•潜在的失效模式是指零部件、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）；•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；•应列举出所有的潜在失效模式；典型的失效模式：•安全问题（漏电、未接地）/运行间歇/定时失灵/运行速度慢、产能不足/开路/短路/泄漏/腐蚀/线路错位/程序出错/人体工程问题（操作不便/维修不便）/零件错误/磨损/破裂/弯曲/异响/无防呆措施/氧化/表面颜色偏差/环保问题（噪音、废气）237.MFMEA填写11）潜在失效的后果：•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。•典型的失效后果情形，分析时通常取最严重的情形：a)危害安全(操作者、工厂、保养人员安全或影响到法律法规的符合性）；b)功能失效/减弱（如双轴同时工作变为单轴工作、精度降低、不运行、不稳定）；c)调整损耗（如操作时变自动为人工、无防呆措施、无法装配）；d)辅修中断（产品卡住通道、工序成为瓶颈工序、与其它设备不协调）；e)循环周期减少（Cycletime变大）；f)开机损耗大（增加报废或退货）；g)导致产品缺陷；h)导致工装问题（裁切机、夹具、焊接钛泵、冲压机等失效/破损或恶化/磨损）；I)感观问题（噪音/外观不良）。247.MFMEA填写12）严重度：•严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别（同一失效模式可能引起多种后果）；•严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果；•MFMEA的严重度值依《MFMEA严重度评价准则》进行估算；•严重度值评为9或10的，应优先进行分析；•严重度值评为1的不应进行分析；•严重度值的降低原则上只有通过改变设计才能够实现。举例注：有时使之补偿或减轻失效的严重度结果来予以减小。例如，“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。25影响危害的程度等级无警告的严重危害没有失效预兆影响到操作者/工厂/保养人员安全或违反法规10有警告的严重危害有失效预兆影响到操作者/工厂/保养人员安全或违反法规9很高停机时间≥8Hs或产品不良≥4Hs产量8高停机时间4—7Hs或产品不良2-4Hs产量7中等停机时间1—3Hs或产品不良1-2Hs产量6低停机时间0.5—1H或产品不良＜1H产量5很低停机时间＜0.5H且无产品不良4微小过程参数超出上、下控制限，需调整或过程控制--无不合格品产品3很细微过程参数在上、下