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FMEA（失效模式及后果分析）FailureModeandEffectAnalysis学习目的：掌握FMEA的概念和运用时机发现、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。所有可能出错的地方都将会出错！FMEA：什么是FMEA？默菲定律：•FMEA是先期质量策划中评价潜在失效模式及其起因的一种工具•依照其发生在失效的风险优先排列，并采取行动排除或降低其发生的方法•为未来使用和持续改进提供文件化的预防经验/方法•FMEA自身并不是问题的解决者，它通常与其它问题解决的工具联合使用，“FMEA提出问题解决的时机并不是解决问题”•将问题扼杀在摇篮之中。FMEA的起源FMECA（FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis）•1950’s起源于宇航和美国军方•对关注的问题加以分类和排列•将评定结果作为预防的目标•坚持安全的观点FMEA(FailureModeEffectsAnalysis)•1960’s-70’s第一次被注意和使用在工程可靠性•多个小组准备对产品/过程潜在失效模式和产品性能影响的文件化体系•评定产品或过程潜在失效模式的文件，采取相应措施来消除或降低潜在失效的影响术语定义SEV:SeverityOCC:OccurrenceDET:DetectionRPN:RiskPriorityNumber•失效模式（FailureMode）可能失败或失败；如）担当不知自己的业务•影响（Effect）：顾客敏感的（顾客关心的）•要因（Cause）：引起故障的，顾客敏感的•当前管理（CurrentDesignControls）：现管理方法对顾客时对策方法•发生率（Occurrence）（OCC）：故障发生的频繁度•严重度（Severity）（SEV）：顾客认为的关心度•探测力（Detection）（DET）：检查怎样才能知道•风险优先数（RiskPriorityNumber）(RPN)：•SEV×OCC×DET严重度，发生率，探测力等所发生的全部失效在規定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在規定条件下,产品参数值不能维持在規定的上下限之间产品在工作范围內,导致零组件的破裂、断裂、卡死、損坏現象失效的定义•列出所有失效，不一定肯定发生•利用经验和头脑风暴•过程/零件怎样不满足要求•无论工程规范如何，顾客认为的拒收条件是什么潜在失效模式弯曲毛刺孔错位断裂转运损坏漏开孔脏污变形表面太光滑短路开路表面粗糙开孔太深失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象典型的失效模式噪音粗糙费力工作不正常异味渗漏不能工作报废外观不良无法紧固不能配合不能连接无法安装损坏设备危害操作者工装过度磨损对最终使用者对下道工序潜在失效的后果系统SFMEA设计DFMEA过程PFMEA部件子系统主系统注意：将系统的失效模式降为最小部件子系统主系统注意：将设计的失效模式降为最小作用：是用来在早期构思设计阶段分析系统与子系统人机料法环测机器工具工作站生产线操作者培训过程测量注意：将全过程的失效模式降为最小典型的FMEAs作用：是用来在生产发布前分析研究产品作用：是用来分析制造、装配和管理过程概念初始设计设计完成样件制造设计/过程确认生产开始DFMEAPFMEADFMEA开始早于过程，完成时间在早期的图样完成但任何工具的制造开始之前PFMEA开始于基本的操作方法讨论完成时，完成时间早于生产计划制定和生产批准之前FMEA的时间顺序改进产品的质量、可靠性与安全提升企业的形象和竞争力降低成本减少浪费降低保证成本书面规定并跟踪减少风险所需的措施FMEA的益处主要作用——预防！目的：——识别关健特性和重要特性。——聚焦于产品和过程问题的消除，防止问题再次发生。——评估潜在的设计和工序不足。——减少产品开发时间和成本。FMEA的特点和目的主要目的：筛选着重点！特点：——FMEA开始于一个过程所有功能的定义（功能驱动）——FMEA必须由小组进行，以确保其有效（团队力量）•决定前召开小组会议•决定谁将参加•预先准备议题•主张进行会议笔记或记录•建立基本准则•遵守事先的议程•评价会议•不允许中断FMEA小组的守则•控制方向和焦点•建立自身的统一性•负责并使用测量方法•有全体的支持•是横向多功能小组成功的FMEA小组头脑风暴是一种技法，可以激发小组成员产生大量的有创意的点子。由纽约广告代理的老板AlexFOsborn在1930年发明，其前提是在一般的讨论中，人们害怕别人批评而约束自己，因此而不能产生有创意的点子。脑力风暴包括创造一种氛围，让人们感到无拘无束，此时人们可能提出在平时认为不太可能提出的解决方案，但往往收到意想不到的效果。头脑风暴Brainstorming4个原则（会议前向成员解释）•暂缓下结论不要批评其他人的观点，更不要嘲笑人或其观点•自由鼓励参与者梦想或遐想，鼓励大胆及愚蠢的建议，但不提议无任何建议或离座闲逛•数量要求大量的建议•交叉培养鼓励一个小组的建议被其他小组的成员扩展或开发，将所有人的建议写在题板上以便被全部人都能够看到，同时编号。但建议减少或小组成员感到空洞时，千万不要说丧气话头脑风暴四大原则在筹备样件期间开始设计工程师-通常的小组领导检验工程师可靠性工程师制造工程师最终服务工程师项目经理质量工程师顾客联系人其他：销售、开发、过程、QA/QC等小组成员设计FMEA过程工程师-通常的小组领导生产操作者工艺工程师设计工程师可靠性工程师加工工程师维修工程师项目经理质量工程师其他：销售、供应商、QA/QC等过程FMEA概念DFMEAPFMEA失效润滑能力不足润滑油使用不够失效错误的原料说明错误的原料使用顾客最终使用者：使用产品的人•后序的操作者•最终使用者：使用产品的人注意DFMEA与PFMEA概念混淆风险顺序度数RPNRPN=(S)x(O)x(D)•S=Severity严重度-后果到底有多糟？•O=LikelihoodofOccurrence频度-经常发生吗？•D=LikelihoodofDetection探测度-发现得了吗？控制程度如何?项目/功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效的起因/机理频度O现行设计控制探测度DRPN项目/功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效的起因/机理频度O现行设计控制探测度DRPNDFMEAPFMEA来自经验和数据来自预测设计过程起因后果控制失效模式频度严重度探测度RPN流程零件及功能要求潜在失效模式潜在失效的后果严重度数S级别潜在失效的起因/机理频度数现行设计控制不易探测度数D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施结果预防探测采取的措施严重度数频度数不易探测度数R.P.N功能、特征或要求会有什么问题•无功能•部分功能•功能过强•功能降级•功能间歇•非预期功能有多糟糕起因是什么后果是什么发生频率如何怎样预防和探测该方法在探测时有多好能做些什么•设计更改•过程更改•特殊控制•采用新程序或指南的更改跟踪•评审•确认•控制计划FMEA的顺序DFMEA简介•由“设计主管工程师／小组”采用的一种分析技术•以其最严密的形式总結了设计一个零部件、子系统或系统时，工程师／小组的设计思想•在最大范围內保证已充份的考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的后果起因／机理•在任何设计过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规范化DFMEA的目的评价对制造、装配、服务、回收要求所作的最初设计提高在设计/开发过程中已考虑潜在失效模式及其对系统和产品运行影响的可能性（概率）根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统为全面和有效的设计、开发和策划，提供更多的信息为客观评价设计、包括功能要求及设计方案提供帮助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•在设计概念最终形成之时或之前开始，•在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时，应及时、不断地修改•最终在产品加工图样完成前全部结束DFMEA三步曲DFMEA在体现设计意图时，还应保证制造和装配能够实现设计意图例如：–必要的拔模（斜度）–要求的表面处理–装配空间/工具可接近–要求的钢材强度–过程能力/性能DFMEA的拓展动态DFMEA由“制造/装配工程师／小组”采用的一种分析技术在最大范围內保证已充份的考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的后果起因／机理以其最严密的形式总結了开发一个过程时，工程师／小组的设计思想在任何制造策划过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规范化。PFMEA简介•确定过程功能和要求•确定与产品和过程相关的潜在失效模式•评价潜在失效对顾客产生的后果•确定潜在制造或装配过程起因并确定要采用控制来降低失效产生的频度或失效条件探测度的过程变量•确定过程变量以此聚焦于过程控制•编织一个潜在失效模式分级表，以便建立一个考虑预防/纠正措施的优选体系•记录制造或装配过程的结果PFMEA的目的•PFMEA“顾客”的定义，通常指“最終使用者”，也可以是随后或下游制造、装配工序，维修工序或政府法规。PFMEA顾客的定义推荐的ＤＦＭＥＡ严重评价准则（参考）后果（影响）平分标准严重度无警告的严重危害在没有任何征兆的情况下发生的，影响使用安全或违反有关法律法规的极其严重的故障模式10有警告的严重危害在有征兆的情况下发生的，影响使用安全或违反有关法律法规的极其严重的故障模式9很大产品（或系统）不能工作，丧失基本功能的严重故障模式，顾客非常不满8大产品（或系统）能工作，但性能下降的故障模式，顾客不满7中等产品（或系统）能工作，但提供舒适和方便的一些部件损坏，顾客感觉不满6小产品（或系统）能工作，但提供舒适和方便的一些部件降级工作，顾客感觉有些不满5很小加工精细、外观、噪声等方面不符合要求，大部分顾客能发现缺陷4轻微加工精细、外观、噪声等方面不符合要求，有一半顾客发现有缺陷3很轻微加工精细、外观、噪声等方面不符合要求，但很少有顾客发现缺陷2无无影响1推荐的ＤＦＭＥＡ频度评价准则（参考）故障概率设计寿命期内可能的故障率频度数很高：故障几乎不可避免大于或等于1/2101/39高：反复发生的故障1/881/207中等：偶尔发生的故障1/8061/40051/20004低：相对很少发生的故障1/1500031/1500002极低：几乎不可能发生的故障1/15000001推荐的ＤＦＭＥＡ探测度评价准则（参考）检测可能性利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性检测难度绝对不可能没有设计控制方法能检测故障模式10很微小利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性很微小9微小利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性微小8很小利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性很小7小利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性小6中等利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性中等5中等偏上利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性中等偏上4高利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性高3很高利用现行设计控制方法检测故障模式的可能性微小2几乎肯定能利用现行设计控制方法几乎肯定能检测故障模式1NO零件＆功能名称潜在失效模式潜在失效的后果潜在失效的起因/机理改善建议及措施责任及完成日期采取的措施措施严重度频度数探测度度RPN严重度检测图片RPN频度数DFMEA实例1U板微波分布不均匀-Forming高度不稳定影响微波反射效果.-微波反射分布3-底面阶梯型Forming结构，强度补强“A”尺寸重点确认-模具品尺寸确认设计(10/30)料理加热速度慢效果差Ceramic配合高低不平顾客清洁不方便感性不良-Ceramic安装后倾斜,不平-微晶盘位置固定制造(10/30)3-使用机器自动涂胶，固定JIG使用-熟练工两名教育培养-LowerB平面平坦度0.5mm以下要求生技(12/30）设计(10/30)AB3273931-图面修正完成“A”尺寸重点确认IQC使用平台测量313313