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课程目的掌握DFMEA的概念和运用时机发现、评价产品设计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将上述过程总结形成文件DFMEADesignPotentialFailureModelAndEffectAnalysisDFMEA应用的主要行业--航空业——复杂的体系，产品和过程，小批量生产--汽车业——复杂的体系，产品和过程，大批量生产--其它行业DFMEA发展简史•正式使用DFMEA技术是美国六十年代的阿波罗登月计划。1993年美国汽车工业行动集团组织编制FMEA参考手册。2001年7月发布FMEA第三版。2008年发布第四版。能否预测人类第一次登月会出现的后果以及提前采取对策。DFMEA基本概念DFMEA避免晚期更改，降低开发成本多专业、跨部门合作及时性、动态、沟通企业经验的积累，为后续工作提供宝贵参考DFMEA介绍减少失效风险满足顾客要求保持竞争力改进产品质量DFMEA“早知道……就不会……”•早知道会造成舟曲泥石流就不会滥砍滥伐•早知道冬天狼没有吃的，会到村子里来，就不会让阿猫自己在门口剥豆豆，被狼叼了去•早知道这只股票会跌，就不会让我损失35元有些早知道是必需的！有些就不会是不允许发生的有效运用DFMEA可减少事后追悔DFMEA介绍DFMEA介绍•及时性是成功实施DFMEA的最重要因素之一。•它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。•事先花时间进行DFMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。•DFMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会，它是一个相互作用的过程，永无止境的改善活动。DFMEA介绍—DFMEA中的失效形式•1、实体破坏硬式失效•2、操作功能终止•3、功能退化软式失效•4、功能不稳定•2~4项物品机能因老化、退化或不稳定而不能满足原设定的要求标准，因而失效现象及研判准则必须量化。DFMEA实施团队方法：DFMEA是由一个多方论证（跨职能）的小组来开发和维护的。小组通常由负责设计的工程师领导。设计及制造等相关工作人员团队要求-经验/过去问题处理积累的知识，转变为公司的无形资产；-有效的团队管理；-对所有活动的结果文件化；多方参与应用DFMEA，有助于理清产品和过程分析、评审的思路失效的定义失效在规定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间产品在工作范围內,导致零部件的破裂、断裂、卡死、损坏现象在规定条件下，法律法规的符合性FMEA启动条件新设计、新技术对现有设计或过程的修改将现有的设计或过程用于新的环境、场所FMEAFMEA实施说明DFMEA介绍-APQP过程图策划产品设计和开发过程设计和开发产品与过程确认生产概念提出和批准项目批准样件试生产投产计划和确定项目产品设计和开发验证过程设计和开发验证产品和过程确认DFMEAPFMEA反馈、评定和纠正措施FMEA的作用阶段•1、设计阶段•2、开发阶段•3、生产阶段•4、客户服务/抱怨阶段作用1、发掘所有可能的失效模式2、根据现有的技术进行设计变更3、必要时，采用可靠性高的零部件1、明确把握失效原因，并实施适当改善2、零件安全范围的确定3、寿命、性能、强度等1、利用工艺设计，改善过程上的弱点2、利用DFMEA的过程制定必要防错措施1、不同环境产生的失效，用DFMEA克服2、不同使用法产生的失效，用DFMEA克服•利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效发生或降低其发生时产生的影响。•失效模式分析（FailureModeanalysis)由下而上分析，即由零、组件至系统，确定在系统内不同结构层或功能层次的失效模式。•失效效应分析（Failureeffectanalysis)对每一个失效模式，确定其失效对其上一层级及最终系统的失效影响，了解其部件界面失效的关联性，作为改进的依据。•关键性分析(Criticalanalysis)对每一个失效模式，依其严重等级和发生概率综合评估并予以分类，以便确定预防或改正措施的内容和优先顺序。FMEA内容FMEA介绍-总原则总原则：对“失效的结果”分析，应能量化失效模式没有纠正导致的风险设计零件功能潜在失效模式失效的后果失效的原因现有设计控制确定严重度确定频度确定不易探测度探测度FMEA的顺序过程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.PN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•控制计划设计潜在的失效模式及后果分析DesignofFailureModelAndEffectAnalysis设计FMEA（DFMEA）DFMEA简介由“设计主管工程师／多方论证小组”制定在最大范围內保证已充份的考虑到潜在失效模式及与其相关的后果起因／机理，并指明采取的控制以其最严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，工程师／小组的设计思想开始于一个设计概念最终形成之时或之前。WhoHowWhatWhenDFMEA范围•新产品设计阶段•设计更改阶段•产品使用环境变化时DFMEA信息相互关系流程功能框图DFMEA设计验证计划和报告、PFMEA等DFMEA的目的A.为客观评价设计、包括功能要求及设计方案提供帮助；B.减少风险和损失，提高产品可靠性；C.有助于对设计要求和不同的设计方案给予客观真实的评价；D.有助于可制造性和装配性的早期考虑，实施同步工程技术；E.为制定试验计划、质量控制计划提供根据；F.发挥集体的经验、智慧；G.经验积累；H.提供改进设计的优先控制依据，引导资源分配；DFMEA团队的努力•在最初的DFMEA中，负责设计的工程师能够直接地主动地联系所有相关部门（设计、制造、装配、售后服务、质量、可靠性等方面）的代表。•DFMEA应成为促进不同部门之间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。•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，应及时修改。•最终在产品加工图样完成（定型）时全部结束。动态的DFMEADFMEA要求：•要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DFMEA的拓展B.要考虑产品维护（服务）及产品回收的技术/身体的限制。–便利的维修工具–简便的诊断方法–材料的分类符号（用于回收）DFMEA的拓展C.要为顾客着想，产品使用的方便性、经济性。–操作简单、易上手；–购买方便、便宜。D.为社会的贡献–资源的节约–资源的可获取性–环境的保护性功能框（边界）图•一般由代表产品的主要零部件的框和连接框的线组成，这些线反映产品零部件间如何关联或接口。•DFMEA应从大到小按系统、子系统、部件方块图逻辑顺序展开。•框图可标示出零件和产品之间的逻辑关系。•框图根据产品、方法等不拘格式。•可指明设计范围内的零部件和子系统的相互作用，包括信息、能量（热）、力或流体的流。•框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系，并建立了分析逻辑顺序。注意！1.关注零件的空间关系，避免干涉；2.用于DFMEA开发工作的框图应随DFMEA文件一起保存。功能框图示例零部件研发室：李晗•系统、子系统和零部件框图。灯罩A开/关C灯泡总成D极板E电池B弹簧F243155系统名称：闪光灯工作环境极限条件温度：-20~160F耐腐蚀性：规范B冲击：6英尺下落外部物质：灰尘湿度：0~100RH连接方法：1.不连接（滑动）2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接不属于此DFMEA常用的一种DFMEA结构2020年7月17日31DFMEA实施的路径列出所有功能（“如果项目或接口里有多个含有潜在失效模式的功能，则强烈建议将每个功能及其相应的失效模式分开列出”）确定每一功能的失效可能性列出每一失效模式的一系列结果对每一结果的严重性进行评价对高风险项目定义推荐措施列出所有功能希望、不希望顾客的期望（QFD）车辆要求的文件产品的制造/装配/服务/回收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确定功能的方法•以下罗列可以帮助小组确定DFMEA的范围：–●功能模式–●方块图–●界面图–●过程流程图–●关系矩阵图–●示意图–●材料清单项目/功能•列出被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别、设计水平）•简洁的文字说明满足设计意图的功能，包括运行环境（温度、压力、湿度、寿命等），度量/测量变量•如项目有多种功能，则分别列出失效模式潜在失效模式（指零件、子系统、系统可能潜在地不能满足或者实现项目栏里描述的预期功能的状态）•列出所有失效，不一定肯定发生，因此“潜在”；•在特殊情况下的失效应予以考虑（营销战略、产品定位）；•潜在失效模式也可能是上级子系统或系统的潜在失效模式的原因，或者是一个下级零部件的失效模式导致的结果；•应当考虑特定条件（热、冷、干燥、灰尘环境等），特定状态（超过平均里程、不平路段、仅在市内行驶等）；•失效模式用规范化的技术术语，不必描述成顾客能够注意到的现行；•利用经验和头脑风暴。失效模式举例-盘式制动系统1、活塞piston2、固定钳fixedcaliper3、制动液压油hydraulicpressure4、制动蹄片（摩擦块）brakepad5、制动盘brakedisc失效模式举例-盘式制动系统项目功能要求失效模式盘式刹车系统按要求停止车辆行驶（考虑环境情况如湿度、干燥等）在干燥的沥青公路上，用规定的力量在规定的距离内停止车辆行驶。车辆不能停止。车辆在超过规定的距离外停止。车辆在超过双倍的制动力下停止。允许未受制动的车辆在没有系统要求下继续行驶。没有行驶要求下活动；或汽车行驶部分受阻。没有行驶需要下活动；汽车不能行驶。刹车转轴允许传动力从刹车片到轮轴。必须递送规定转矩抗力到轮轴。未能有效递送转矩抗力。第四版的一种推荐形式2020年7月17日39潜在的失效后果•失效的潜在后果应按顾客所察觉的功能的失效模式的后果进行规定，就如同顾客感受的一样。•后果应根据指定的所分析的系统、子系统或部件来阐述。部件、子系统和系统级别之间存在的等级关系。•查阅历史或类似的DFMEA报告、保修信息、质量信息、市场抱怨等，或其他公司类似的例子，如质量召回信息、事故新闻等。潜在的失效后果举例-盘式制动系统严重度（Severity）•严重度是潜在失效模式对顾客影响（后果）的严重程度的评价。（接受、规避、转移、降低）–严重度仅针对“后果”。–一般地，只有设计变更才能改变严重度。–严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系。–对一个失效模式，如果有多种后果，对影响最大的进行打分。–严重度分1-10级，9、10级（不满足法律法规要求的情形，导致人身伤亡的情形等）的评分情况要重点关注。1级不用进一步分析。–对超出小组成员经和知识的评级，（如顾客组装或最终用户改装等），应向其设计DFMEA人员、设计工程师或顾客咨询。–如果是内部顾客，小组应听取下游作业人员的意见。严重度（S）后果评定准则：后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提下所发生的，影响到行车安全和/或不符合政府的法规9很高车辆/项目不能运行，基本功能丧失8高车辆/项目可运行，基本功能降低，顾客非常不满意7中等车辆/项目可运行，次要功能丧失，但舒适性/方便性项目不能运行，顾客不满意6低车辆/项目可运行，次要功能降低，但舒适性/方便性项目的性能下降，顾客有些不满意5很低配