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1质量管理体系五种核心工具培训教材（三）FMEA潜在失效模式与后果分析PotentialFailureModeandEffectsAnalysis2目录一、概论--------------------------3二、设计FMEA-------------------------5三、制造和装配过程------------------------153一．概论什么是FMEA：潜在的失效模式与后果分析（PotentialFailureModeandEffectsAnalysis）,简称为FMEA，是一种定性的具有工程实用价值的可靠性分析方法。使用这种方法，可以发现和评价产品/过程中一切潜在的失效模式，及早地指出根据经验判断出的弱点和可能发生的缺陷，并分析导致的失效后果和风险，最后在决策过程中找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施，并将这样一组系统化活动的整个过程文件化。所有FMEA的重点在于设计，无论是用在设计产品或过程。FMEA的由来：FMEA最早由美国航天工业于上世纪60年代所发展出来的一套信赖度分析工具。北美福特公司于1972年发展信赖度训练计划时将FMEA包括与内。发展至今，已被汽车工业界广为采用，并对提高汽车工业产品的可靠性卓有成效。现在，无论在ISO/TS16949:2002体系标准中，还是在汽车行业顾客对供应商的质量能力评审中，都已明确规定必须采用FMEA。FMEA的优点:由于FMEA是一种定性的分析方法,因此与定量的分析方法相比，FMEA就显得简便易懂，且较直观，易于被人们掌握并运用。尤其是在一些不能用定量的可靠性数字说明问题的工程关键阶段,FMEA就更为适用。FMEA的实施减少减少潜在的隐忧——使用FMEA作为专门的技术应用、以识别并减少潜在的隐患；——全面实施FMEA能够避免许多车辆抱怨事件的发生。适时性是成功实施FMEA的最重要因素之一——是”事发前”的行为,要求FMEA必须在设计或过程失效模式被无意纳入产品或过程之前进行；——事先花时间完成FMEA分析,能更容易并低成本地对产品/过程进行修改,从而减轻事后修改的危机；.——FMEA能够减少或消除因进行预防/纠正而带来更大损失的机会。FMEA适用场合——新设计、新技术或新过程。该FMEA的领域是完成设计、技术或过程。——修改现有的设计或过程（假设现有的设计或过程已有FMEA）。该FMEA的领域应该在于修改设计或过程，应考虑修改和市场上历史反映的交互影响。——在一个新的环境、地点或应用上，利用了现有的设计或过程（假设现有的设计或过程已有FMEA）。该FMEA的领域是对现有的设计或过程在新环境、地点或应用上4的影响分析。依靠团队的智慧——FMEA的输入应依靠小组的努力——由知识和经验丰富的人员组成小组（如：对设计、分析/测试、制造、装配、服务、回收再利用、质量及可靠度方面的工程人员）——一个小组的FMEA评价与另一个小组的FMEA评价比较（避免评价主观性）跟踪——一个周详考虑和充分开发的FMEA要有实际且有效的预防防/纠正措施。——应该和所有被影响的单位（部门）进行沟通措施、行动。——对有效的预防/纠正措施进行跟踪——责任工程师负责确保所有的建议措施都已实施或充分说明。——FMEA是一份动态文件，应始终反映出最终评估、最终适当措施、和在开始生产后发生的措施。确保建议措施被实施的方式（由责任工程师负责）——评审设计、过程和图样，确保建议措施已被实施。——确认该项更改已编入设计/制造/组装文件中。——评审设计/过程FMEA、特别是FMEA的应用和控制计划FMEA过程程序潜在失效模式及后果分析顺序子系统功能要求潜在失效模式潜在失效后果严重度（S）分类潜在失效起因/机理频度（O）现行控制预防探测探测度（D）风险顺序数R．P．N建议措施责任和目标完成日期可能有何错误？-功能丧失-功能降低-功能中断功能、特征或要求是什么？起因是什么？发生几率如何？这有可能被预防和探测吗？探测他的方法有多好？影响是什么？有多严重？可以做什么？-设计变更-过程变更-特别的控制-标准、程序或指南的修改5FMEA两个模块设计FMEA(DFMEA)主要是由负责设计的工程师/小组采用的一种分析技术，是由设计部门来完成的。过程FMEA(PFMEA)主要是由负责制造的工程师/小组采用的一种分析技术，是由工艺部门来完成的。二．设计FMEA简介：设计FMEA主要是由负责设计的工程师/小组采用的一种分析技术，并保证在可能的范围内已充分考虑和指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。设计FMEA应该评估最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零组件。设计FMEA以其最严密的形式总结了设计一个零件部、子系统或系统时，一个工程师和设计小组的设计思想（包括：以往的经验和教训，对可能出现的问题的分析）。设计FMEA体现了工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规范化、文件化。是一组系统化的活动。设计FMEA支持设计过程，降低失效风险客观评价设计要求和设计方案有助于制造、装配、服务和回收要求的最初设计提高在设计和开发过程中，充分考虑潜在失效模式及其对系统、车辆运行影响的可能性为全面、有效的设计试验和开发项目的策划，提供更多信息根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其进行分级，以建立一套设计改进、开发和验证试验的优先控制系统为建议和跟踪降低风险的措施，提供一个公开讨论的形式为将来分析研究售后市场关切情况、评价设计更改及展开更先进的设计提供参考（如：学到的经验）。“顾客”的定义“最终使用者”负责车辆设计的工程师/小组负责更高一级装配设计的工程师/小组负责制造、装配和售后服务的工程师6小组的努力在最初的设计FMEA过程中，负责设计的工程师要能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专家和负责的领域应该包括：装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责较高一层或低一层的组装、系统、子系统或零组件的设计人员。FMEA应成为促进相关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。负责设计的工程师应具有FMEA和小组协助经验，否则可请一位有经验的FMEA专家来协助小组的工作。设计FMEA是一份动态文件在一个设计概念最终形成之时或之前开始在产品开发的各阶段中，当设计有更改或获得信息增加时，要及时地、不断地修改在最终产品加工图样完成之前全部结束进行DFMEA应考虑的因素既要体现设计意图，又要保证制造/装配能够实现设计意图。对于制造/装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其起因/机理，一般都包含在PFMEＡ中，因此不需要但也可包括在设计FMEA中.DFMEA不依靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷，但要考虑制造/装配中技术的和物质的限制。例如：必要的拔模斜度、表面处理的限制、装配空间/工具可加工性、钢材硬度的限制、公差/过程能力/性能。也应考虑产品维护（服务）和回收利用技术的/物质的限制。例如：工具的可获得性、诊断能力、材料分类符号（回收利用）。设计FMEA初始阶段的工作在进行设计FMEA开始时，负责设计的工程师应列出设计希望做什么？不希望做什么？——充分理解、明了设计意图——顾客要求和需求，其来源如：通过质量功能展开、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造、装配、服务、回收利用等要求。期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，以采取预防防和纠正措施。设计FMEA应该从系统、子系统或零部件的框图开始分析。框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。用于DFMEA准备工作的框图文件应随附于DFMEA。7设计FMEA框图示例下述范例是一个关系的方块示意图，FMEA小组也可用其它类型的方块示意图阐明他们分析中考虑的项目。开关零件连接方法开/关A.灯罩1.不连接B.电池（2号直流电池）2.铆接2C.开关3.螺纹连接D.灯泡总成4.卡扣装配灯泡总成3灯罩E.平板5.压紧装配DAF.弹簧144５５平板――――――电池――――――弹簧EBF+_系统FMEA系统接口和相互作用接口和相互作用环境环境Huanjing子系统D子系统A子系统B子系统C8项目、功能、失效系统等级子系统等级零件等级轿车变速器同步器部件同步器齿环设计目标：功能：功能：使用寿命：150000公里——同步可靠——与挡位结合齿同步可靠换档轻便：换档轴上最大力400N潜在失效模式：潜在失效模式不渗漏：变速器充气0.4bar,充气平衡10无法同步齿坏破裂秒后，经2秒中泄漏极限不大于24Pa功能：齿环内锥钼层剥落噪声：不大于75db_____换档轻便齿环内锥面失园功能：潜在失效模式：同步时间长——车辆可靠运行吃档吃不进潜在失效模式：吃档过重无法换档传动啮合中断跳排功能：——换档轻便齿套潜在失效模式：吃档吃不进输入轴部件齿壳吃档过重功能：输出轴部件滑块——不渗漏潜在失效模式：壳盖部件壳体漏油同步器弹簧后盖与壳盖结合面漏油壳盖与壳体结合面漏油壳体部件侧盖与壳体结合面漏油输入轴轴端处漏油后盖部件输出轴轴端出漏油功能：——噪音小，感觉舒适差速器部件潜在失效模式：……噪声大异响.设计FMEA的分析方式设计FMEA有两种不同的分析方式：硬件分析法及功能分析法硬件分析法：是将设计的每一硬件项目列出，然后就每一项目进行分析，将其所有的可能的失效模式项目找出。功能分析法：是将设计的项目所能执行的各种功能分类为不同的输出列出，然后就每一行输出进行分析，将其所有的失效模式找出。当设计为一复杂系统时，DFMEA可使用两者综合的分析方法。DFMEA的分析架构可由上至下或由下至上。——如果蓝图、工程或设计资料中很能明确的定义出硬件，则DFMEA通常使用硬件分析法且多使用由下至上的架构。9——若硬件不易定义或系统复杂，分析需由初始客户需求向下层层分析，则DFMEA通常使用功能分析法，且多使用有上而下的架构。设计FMEA的质量目标对框图中各项目分析，列出所有可能发生（但不一定发生）的失效模式，以推动设计改进为主要目标。对高风险失效模式应高度重视，优先采取措施。从分析—开发—确认和设计验证计划之间的关系开始，并衔接失效模式。把过去的重大“教训”作为失效模式输入（如：高的索赔、召回等）。应识别适当的特殊特性（由于公司政策），且将其为关键特性选择过程的输入。DFMEA文件应在产品加工图样完工之前完成，这样可有效影响产品设计。小组的成员应接受FMEA方法的培训，应适当的采用专家。认真填写FMEA文件，包含“措施行动”和新的R.P.N.值。尽早做好FMEA文件，尽早提出“建议措施”并能得到实施。设计FMEA标准表格潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）_____系统FMEA编号_______________子系统页码：第页共页______零件组:___________________设计责任：____________编制者：________________车辆年度/车辆类型：_____________关键日期：____________FMEA日期：_____________核心小组：____________________________________________________________________________项目功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S分级潜在失效起因/机理频度数O现行预防设计控制现行探测设计控制探测度D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施执行结果采取的措施严重度频度探测度RPNDFMEA表格各栏填写说明和解释1．FMEA编号填入FMEA文件编号，以便查阅。2．系统、子系统或零部件名称及编号填如所分析的系统、子系统或零部件的名称、编号。3．设计责任10填入整车厂（OEM）、部门和小组。4．编制者填入负责FMEA准工作的工程师姓名。5．车型年度/车辆类型填入将使用和/或将被分析的设计影响的予期车型年度/车辆的型号、名称。6．关键日期填入FMEA初次予定完成的日期，该日期不应该超过计划的量产设计发布的日期。7．FME