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潜在失效模式及后果分析PotentialFailureModeandEffectsAnalysis(PFMEA)讲师：赖祥华2014/8/212潜在的失效模式及后果分析(FMEA)概述FMEA是一组系统化的活動,其目的是:发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果;找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施;书面总结上述过程2014/8/213潜在的失效模式及后果分析(FMEA)发展简史六十年代中期,FMEA技术首次应用在航天工业上FMEA的实施消除潜在的隐患,能够避免许多不必要的事件发生依靠集体协作,综合各方面专业人才的智慧2014/8/214潜在的失效模式及后果分析(FMEA)FMEA的实施FMEA是一个“事前的行为”,而不是“事后的行为”(Tobea“before-the-event”action,notan“after-the-fact”exercise)FMEA能够减少或消除因产品/过程的修改而带来时间和金钱的损失2014/8/215制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)简介由“主管/工程师/工程小组”采用的一种分析技术充分地考虑到已知的潜在失效模式及后果之起因/形成在任何制造计划过程中,必须与正常经历的思维过程一致2014/8/216制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)目的确定与产品相关的过程潜在失效模式评价失效对顾客的潜在影响确定潜在制造或装配过程失效的起因,减少失效发生或找出失效条件的过程控制变量编制潜在失效模式分级表,建立纠正措施的优先体系将制造或装配过程的结果编制成文件2014/8/217制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)集体的努力(TeamEffort)负责过程的工程师应直接地、主动地联系所有相关部门的代表部门不限於:设计、装配、制造、材料、质量、服务、供方以及负责下一道装配的部门充分地交换意見,提高整个集体工作水平应在生产工装准备、过程可行性分析阶段之前开始,考虑以单个零件到完成品的所有制造互序2014/8/218制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)PFMEA的开发应从整个过程中的流程图/风险评定流程图应确定与每个过程有关的产品/过程特性参数用于FMEA准备工作中的流程/风险评定图的覆制件应伴随FMEA过程2014/8/219制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用1)FMEA编号填入FMEA文件的编号,以便查询2)项目填入所分析的系统、子系统或零件的过程名称和编号3)过程责任填入责任部门、小组或供方的名称2014/8/2110制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用4)编制者填入负责准备FMEA工作的工程师的姓名、电话及所在公司名称5)年型/车型填入将使用和/或正被分析过程影响的预期年型及车型6)关键日期填入初次FMEA预定完成的日期,该日期不应超过计划开始生产的日期2014/8/2111制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用7)FMEA日期填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期8)核心小组列出有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名9)过程功能/要求简单描述被分析的过程或工序(如:蚀板、沉铜、镀金等等)2014/8/2112制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用10)潜在失效模式指过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意圖,对某具体工序不符合要求的描述在FMEA准备中,应假定提供的零件/材料是合格的假设失效可能发生,工程师/小组成员应提出下列问题:过程/零件怎么不能满足规范?顾客会提出什么异议?2014/8/2113制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用典型的失效模式可能是下列情況:弯曲、毛刺、孔错位、开孔太浅/深、漏开孔、转运损坏、断裂、变形、表面太粗糙/平滑、接地、开路、短路、贴错标签等11)潜在失效后果指失效模式对顾客的影响应依据顾客可能注意到的或经历的情况来描述失效的后果。例如:噪音、工作不正常、不稳定、外观不良、粗糙、工作减弱、无法钻孔、无法紧固、无法安装、不连接、无法表面加工等2014/8/2114制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用12)严重度(Severity)指潜在失效模式对顾客影响的严重程度的评价指标严重度只适用于失效的后果严重度评估分为“1-10”级13)分级(Classification)对过程控制的零部件、子系统或系统的特殊特性进行分级(如:关键、主要、重要及重点等)2014/8/21152014/8/2116制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用14)潜在失效起因/机理指失效是怎样发生的列出每个可以想到的失效起因典型失效起因包括:焊接不正确-电流、时间、压力不正确测量不精确热处理不正确-时间、温度有误润滑不当或无润滑零件漏装或错装损坏的工装2014/8/2117制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用15)频度(Occurrence)指具体的失效起因发生的频率频度的分级数注重其含义而不是数值,以“1-10”级来估计频度的大小16)现行过程控制能阻止失效模式发生的现行过程控制方法的描述可以是防错夹具之类的过程控制方法,或者统计过程控制(SPC)2014/8/21182014/8/2119制造和裝配過程潛在的失效模式及後果分析(PFMEA)FMEA表格之應用有兩類過程控制可以考慮:預防:防止失效起因/機理或失效模式出現,或者降低其發生率探測:探測出失效起因/機理或失效模式,導致採取糾正措施2014/8/2120制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用17)不易探测度(Detection)指零件离开制造工序或装配工位之前,第二种现行过程控制方法找出失效起因/过程缺陷的可能性之评价指標;或用第三种过程控制方法找出后工序发生失效模式的可能性之评价指针评价指标分为“1-10”级不要擅自推斷,因频度低,不易探测度数也低。所以一定要评价过程控制方法去找出不易发生的失效模式的能力或阻止它们进一步蔓延2014/8/21212014/8/2122制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用18)风险顺序(RiskPriorityNumberRPN)风险顺序數(RPN)=严重數(S)x频度数(O)x不易探测度(D)风险顺序数(RPN)值越高,必须先采取纠正措施不管RPN的结果如何,当严重度(S)高,就应该对此过程特别注意2014/8/2123制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用19)建议措施应对RPN值排出先后次序,并对最关键的过程项目首先采取纠正措施建议采用的措施应通过统计实验设计(DOE)DesignofEquipment来确定如果失效模式的后果会危害制造/装配人員,应采取纠正措施,以消除及控制失效模式的发生2014/8/2124制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用20)责任(对建议措施)填写负责建议措施的组织和个人,以及预计完成的日期21)采取的措施简单记载具体实施一项措施的执行情况22)纠正后的RPN估计并记录纠正后的严重度、频度和不易采测度及计算纠正后的RPN值2014/8/2125制造和装配过程潜在的失效模式及后果分析(PFMEA)FMEA表格之应用20)责任(对建议措施)填写负责建议措施的组织和个人,以及预计完成的日期21)采取的措施简单记载具体实施一项措施的执行情况22)纠正后的RPN估计并记录纠正后的严重度、频度和不易采测度及计算纠正后的RPN值2014/8/21262014/8/2127防错法是一门技术，有一系列技术和工具用于各类过程的错误防止。2014/8/2128一.防错思路下表列明了不同的防错思路及其策略。防错思路目标方法评价削除削除可能的失误通过产品及制造过程的重新设计，加入poka–yoke方法最好替代用更可靠的过程代替目前的过程以降低失误运用机器人技术或自动化生产技术较好简化使作业更容易完成合并生产步骤，实施工业工程改善较好检测在缺陷流入下工序前对其进行检测并剔除使用计算机软件，在操作失误时予以告警较好减少将失误影响降至最低采用保险丝进行过载保护等好从上表可看出，防错的思路有减少失误、检测失误、简化作业，替代、削除等，从其目标及所采用的方法来看：2014/8/21确利达顾问有限公司291.削除失误。削除失误是最好的防错方法。因为其从设计角度即考虑到可能出现的作业等失误并用防错方法进行预防。这是从源头防止失误和缺陷的方法，符合质量的经济性原则，是防错法的发展方向。2.替代法。替代法是对硬件设施进行更新和改善，使过程不过多依赖于作业人员，从而降低由于人为原因造成的失误(占失误的绝大部分)。这种防错方法可以大大防低失误率，为一种较好的防错方法，缺点在于投入过大，另外由于设备问题导致的失误无法防止。一.防错思路2014/8/21303.简化。简化是通过合并、削减等方法对作业流程进行简化，流程越简单、出现操作失误的概率越低。因此，简化流程为较好的防错方法之一，但流程简化并不能完全防止人为缺陷的产生。4.检测。检测是在作业失误时自动提示的防错方法，大都通过计算器软件实现，为目前广泛使用的防错方法。5.减少。从减少由于失误所造成的损失的角度出发，即发生失误后，将损失降至最低或可接受范围，目前许多智能设备均或多或少具备该功能。一.防错思路2014/8/2131以下是几个基本的防错法则，遵循这些法则，可有效防止作业失误。1.只生产所需的产品。有两层意思，一為只生产所需数量的产品，生产量超过需要量，不仅是一大浪费，而且在生产、运输、存储各环节增加了出现失误的机会。二為生产时需牢记客户对产品的质量需求，使作业符合要求，背离客户需求，无从谈到质量，当然失误频频。2.削减、简化、合并作业步骤。二.防错法则作业步骤越多，出现失误的机会越多，削减、简化和合并作业步骤，等于为减少失误创造条件，在新产品开发阶段，生产过程设计的遵守该原则可大大降低后续生产中的不良。对现有过程的分析和改善时运用该原则同样会降低失误机会。2014/8/21323.使每个人都参与缺陷预防。质量是全员参与才可成就的，这早已成为共误，但人人树立预防失误、防止缺陷的观念，并参与缺陷预防才是最重要的。人人参与预防了，零失误、零缺陷可有望实现。4.追求完美。在质量、成本、交期、技术和服务几个方面持续追求，比如质量的“零缺陷”，如果公司文化中认为零缺陷不可实现，无疑会纵容“人无完人、犯一两次错误没啥大不了的”等观点的盛行，其结果可想而知。理念会直接影响人的行动，建立持续追求完善的文化是防错效果的根本保证。二.防错法则2014/8/21335.设计系统和程序来消除缺陷产生的机会。最好的系统是预防。最好的质量是不用检查和测试。如果在设计时间设计出专门的系统来防止可能出现的失误，将出错机会完全消除掉，则失误和缺陷自然消失。这是质量学家和工程师们努力追求的目标。二.防错法则2014/8/2134针对不同的过程，有不同的防错技术，概述如下：三.防错技术与工具1.对制造过程而言，防错工具有：(1)专用防错工具、仪器。指采用专门防错工具、仪器、软件等来防止失误产生，如台式冲压机的双启动按鈕，只有同时按下两侧按钮，冲头才会落下，按下单侧按钮，冲头不会动作，这就防止了由于作业员失误造成的人身伤害和产品缺陷。(2)工序精简。工序精简是削减、简化和合并作业工序和作业步骤来达到降低失误机会之目的的防错工具，很多公司在大量采用此种方法。2014/8/2135三.防错技术与工具(3)统计过程控制。通过统计过程控制可以实时发现过程的特殊变异，有利于尽快实施改