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失效模式分析六西格玛DMAIC原理绿带目的•对失效模式分析（FMEA）的用途有深入认识•学习开展过程FMEA的步骤•创建一个FMEA•理解FMEA的潜在误区过程改进•验证关键输入•优化关键输入过程分析•完成失效模式分析•进行多变量分析•明确潜在的关键输入•制定下一阶段的方案过程控制•实施控制方案•验证长期能力•持续改进过程定义•范围和界限•定义缺陷•小组任务书和小组领导人•估计经济影响•领导层批准过程测量•绘制过程图，确认输入和输出•因果关系矩阵•确定测量系统能力•确定过程能力基期状况DMAIC流程从许多琐碎的变量X中“过滤”出“少数重要的几个”流程Y=f(x1,x2,x3,x4,...xn)Y在一段时间中的绩效Y的差异过程图初始能力评估FMEA减少“错误输入”引起的差异及其影响因果关系矩阵FMEA多变量研究多变量研究有助于确立Y和关键X之间的联系x1,x7,x18,x22,x31,x44,x57多变量分析确认噪声变量，减少实验设计中的XY=f(x7,x22,x57)实验设计确定关键X及其与Y的关系3020100555045ObservationNumberIndividualValueIChartforChart11X=50.353.0SL=54.21-3.0SL=46.50对关键X进行适当控制实际差异测量差异再现性（员工/方法）重复性（设备）我们从“Y”开始：}定义–FMEA（失效模式分析）•主要目标：找出过程输入变量（X）失效的方式，并确定其对过程输出变量（Y）的影响•结构化的方法：估计与具体原因相关的风险X如何失效及其对Y的影响对应采取的减少风险的行动设定优先次序如何预防X失效控制方案的潜在输入历史•于二十世纪六十年代首次在航空业的阿波罗任务中使用•海军于1974年开发了有关使用FMEA的MIL-STD-1629•在二十世纪七十年代末受债务成本驱动而用于汽车业FMEA类型•系统-在早期概念和设计阶段用于分析系统和子系统关注因设计产生的与系统功能相关的潜在失效模式•设计–用于在产品设计方案投入生产前对其进行分析关注产品功能•过程-用于分析现有过程中的潜在失效关注过程输入过程FMEA的作用•项目小组用于找出过程缺陷并为关键过程输入（X）确定潜在改进机会的关键工具•用于为风险设定优先次序，确保过程改进活动及时有效（内部和外部）•用于记录项目的完成情况（完成的行动）•应该是一个动态的文件，不断审查、修改和更新（控制文件之一）•确定为管理关键变量X的绩效应采取的措施FMEA的输入和输出•输入过程图因果关系矩阵过程专业知识过程技术程序•输出列出选定的变量X，以进一步探索潜在控制方法列出行动的优先次序，以消除失效原因或检测失效模式记录控制方法和采取的行动使小组对过程有深刻认识FMEA方法从因果关系矩阵开始•优点：小组应使用因果关系矩阵为FMEA中要研究的重要变量X设定优先次序•应考虑：重要的项目要求可能影响这些要求的过程输入根据关键过程输入变量对输出变量的影响为其设定优先次序我们要关注对大量输出有重大影响的输入失效模式分析过程或产品名：编制：负责人：过程步骤/零件号潜在失效模式潜在失效影响SEV潜在原因OCC目前的控制措施DETRPN旋转牵引过程纤维分叉包装过小，损失大量板工作小时2喷丝头不干净8目测包装及破裂丝状体91445丝状体运动2目视镜8808聚合物缺陷2模糊球形灯91440过程/产品失效模式分析(FMEA)将过程图与FMEA相联系XY关键项目或过程Y所有过程变量X为关键变量X设定优先次序X变量失效如何影响重要变量Y上漆外壳油漆底漆溶剂颜色厚度硬度方案表面精整输入输出过程图绘制对项目的重要性99710109326123456789101112131415过程输入凝胶时间粘着力清洁度颜色均质性一致性消化时间温度固体总计1刻度准确性9821191183212预热DICYTK111111111653DMF负载准确性3811181382554DMF清洁度1142121111055DMF原材料111112111746DICY负载准确性9711191122697DICY环境因素8531181122478DICY原材料8511191122429DICY混合器速度111171111125因果关系矩阵FMEA小组•成功完成FMEA需要一个交叉职能小组•根据需要请有关专家补充小组知识•小组应有哪些人员组成？为理解X如何失效及其对Y的影响所需人员的最小数目组员太多会增加混乱并影响过程速度考虑以下人员：协调人（你或另外一个黑带或绿带）职能过程的参与者（如：销售、实验、市场营销、供应链、生产、客户、供应商等）过程操作员/执行者（如：客服代表）主管FMEA表格过程步骤/输入潜在失效模式潜在失效影响SEV潜在原因OCC现有控制措施DETRPN建议的行动正在调查的是哪个过程步骤/输入?关键输入如何出现错误?对关键输出变量(客户要求)或内部要求有什么影响?对客户影响的严重性?关键输入变量出错的原因是什么?程序原因或失效模式发生的频率?目前用于预防失效原因或失效模式出现的控制措施和程序（检查和测试）是什么?应包含SOP号。你探测原因或失效模式的能力如何？减少原因发生或改进检测方法的措施是什么？是否只对高PRN或简单的装置采取行动。000FMEAForm.xlsFMEA工作表•可用于收集所有信息的Excel工作表(没有评分方面的讨论)–另一个选项用于隐藏表格中的评分栏•这些栏可直接粘贴到FMEA表格中评分应在确定基本输入后进行FMEAWorksheet.XLS过程步骤关键过程输入失效模式-什么可能出错?结果原因目前的控制措施术语定义•失效模式过程中什么出错了?•失效结果失效会产生什么结果?•失效原因失效的潜在原因是什么?•目前的控制措施目前有哪些控制措施或程序可用于预防原因或失效模式的出现?•严重性、发生率、探测水平风险优先序号（RPN）概述过程步骤/输入潜在失效模式潜在失效结果SEV潜在原因OCC目前的控制措施DETRPN建议的行动00000000000000000000输入是什么输入会出现什么问题？可以做什么？对输出有什么影响？有哪些原因？如何发现或预防这些原因？严重吗？出现频率如何？有效吗？FMEA示例–做蛋糕混合配料烘烤蛋糕涂上糖霜并将蛋糕拿出准备配料烤炉温度C做好的蛋糕烘烤时间C香味烤炉内安放位置C热度烘烤炉膛U能量供应U烘烤蛋糕过程图FMEA示例–做蛋糕Y评级10612过程步骤过程输入口味外观总计1烘烤蛋糕烤炉温度991442烘烤蛋糕烘烤时间991443混合配料输入3931084混合配料输入491965混合配料输入53136因果关系矩阵FMEA–具体步骤1.针对每个过程输入（使用因果关系矩阵设定优先次序）确定其可能出错的方式（失效模式）2.针对每个与输入相关的失效模式，确定对客户或过程的失效结果记住内部客户！3.找出每个失效模式的潜在原因4.列出目前针对每个原因或失效模式采取的控制措施5.创建严重性、发生率和探测水平的评级标准6.分别确定结果、原因或控制措施的严重性、发生率和探测水平的等级7.计算每个失效模式的RPN8.确定建议采取的降低高RPN的行动9.采取适当的行动，然后重新计算RPN失效模式•失效模式一个具体过程输入失效的方式可与一个缺陷或超出规范范围的过程输入变量相联系操作员能发现的任何问题均可视为失效模式如果没有探测到失效模式，也没有进行纠正或消除，则会失效结果•示例温度太高定单号不正确表面污染未接电话（客户服务）客户信息匮乏1.确定每个过程输入可能出错的方式（失效模式）我们只研究因果关系矩阵中最关键的过程输入变量（烤炉温度）过程步骤关键过程输入失效模式-什么可能出错?结果原因烘烤蛋糕烤炉温度烤炉温度太高烤炉温度太低结果•结果对客户要求或关键过程输出的影响需要关注变量X失效对项目Y的影响•示例温度太高：蛋糕烤焦定单号不正确：应收账款可追溯性出错表面污染：粘着力较差未接电话：客户不满客户信息匮乏：无法满足其需要2.确定每个与输入相关的失效模式的结果•结果由X失效造成（失效模式）•如果X失效，可能出现一个或所有结果过程步骤关键过程输入失效模式-什么可能出错?结果原因烘烤蛋糕烤炉温度烤炉温度太高烤焦/烤坏-不能吃干蛋糕-仍然可以吃烤炉温度太低蛋糕不成形没有烤熟-可以再烤失效模式1失效模式2结果1将失效模式与结果相联系失效模式1结果1失效模式2结果1结果2失效模式1失效模式与结果之间并不总是一一对应的关系原因•原因什么导致失效模式发生引发失效模式的差异来源•示例温度太高：温度设置不当定单号不正确：排印错误表面污染：来自高架吊车的油未接电话：客服代表人数不够客户信息匮乏：无保存客户信息的要求3.识别每个失效模式的潜在原因过程步骤关键过程输入失效模式-什么可能出错？结果原因烘烤蛋糕烤炉温度烤炉温度太高烤焦/烤坏-不能吃温度设置不当干蛋糕-仍然可以吃恒温器不好瞎摆弄•每个失效模式通常会有多个原因•注：这些是造成失效模式的原因，而非结果•每个失败模式的原因个数不一定要等于结果数FMEA的动态性丢了一个钉子丢了马蹄铁失去了马失去了骑士吃了败仗为什么骑士军团吃了败仗原因失效模式结果考虑窗口目前的控制措施•目前的控制措施预防或探测失效模式或原因的现有方法/装置控制措施包括审查、核查条目单、检查、实验室测试、培训、SOP、预防性维护、数据库等•示例温度设置不当：烹调方法/检查温度排印错误：拼写检查错误证明没有刹车无法离开停车场对于过程改进来说哪个更重要：预防还是探测？4.列出目前针对每个原因采取的控制措施•针对每个原因或失败模式，列出我们预防或探测的方法（目前使用的，而非设想的）•如果我们有一个SOP，列出程序编号•这有助于找出我们目前控制措施中的缺口有时针对某个原因或失效模式未采取任何控制措施关键过程输入失效模式-什么可能出错?结果原因目前的控制措施烤炉温度烤炉温度太高烤焦/烤坏-不能吃温度设置不当烘烤前检查温度干蛋糕-仍然可以吃恒温器不好使用烤炉的经验（已知偏差）瞎摆弄时常检查或观察烤炉控制措施FMEA模型结果蛋糕烤焦了原因失效模式（缺陷）烤炉温度太高烤炉温度设置不当FMEA模型结果原因失效模式（缺陷）预防探测蛋糕烤焦了烤炉温度太高烤炉温度设置不当风险优先序号（RPN）•失效模式的数字输出就是风险优先序号（RPN）•RPN是根据以下方面的信息计算出的数值：潜在失效模式，结果，以及目前过程在向客户交货前探测出失效的能力•RPN是有关结果、原因和控制措施的量化评分产物：RPN=严重性X发生率X探测水平RPN术语定义•（结果）严重性-对客户或过程要求的影响的重要性-应与项目Y相联系1=无影响或非常轻微;10=非常严重•（原因）发生率-一个既定原因发生并引发失效模式的频率。（有时指一个失效模式的发生频率）1=不可能发生;10=很可能发生•探测水平（目前控制措施的能力）-目前采取的控制方案探测或预防以下事项的能力：原因（在引发失效模式前）或者失效模式（造成影响前）1=可能探测到;10=完全不可能探测到FMEA评分•评分标准很多，既有定量标准也有定性标准•有五分制或十分制•五分制可以使小组便于决定分数•十分制可以提高估计的精确性，并在分数上显示出更明显的差异一般认为十分制效果更佳风险优先序号•评分标准并不是普遍适用的•有关严重性、发生率和探测水平的评分标准必须根据具体项目而定•可以加上其他类别例如，一个工程师在RPN计算中加上了影响分数，以估计失效模式对过程的整体影响另一个例子是使用两个严重性对外部客户的严重性对内部客户和过程的严重性5.创建严重性、发生率和探测水平的评分标准评分影响的严重性发生的可能性探测能力10失去客户非常高：客户在使用时可探测到9对客户业务或过程造成严重影响失效几乎不可避免客户通过检查可探测到8对客户造成极大的不便很高：7大多数客户注意到大缺陷失效重复发生在失效发生后向客户交货前探测到6