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FMEA培訓教材—FailureModeandEffectAnalysis龍元2013/12/27FMEA简介“早知道……就不会”•早知道作好防震设计就不会造成大楼倒塌•早知道改进电力输配设计就不会造成美国等国的大停电•早知道不滥砍滥伐就不会造成泥石流•早知道作好桥梁设计就不会造成重庆彩虹大桥倒塌•有些早知道是必需的！有些就不会是不允许发生的•核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件……有效运用FMEA可减少事后追悔FMEA简介“我先……所以没有”•我先看了气象预报所以没有淋成落汤鸡•我先评估金融大楼高度所以没有影响飞机安全•我先设计电脑放火墙所以没有被骇客入侵•我先作好桥梁设计所以没有造成重庆彩虹大桥倒塌•有些我先是必需的！有些所以没有是可预期避免的•核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件……有效运用FMEA可强化事先预防失效模式及后果分析(FailureModeandEffectsAnalysis/FMEA)是产品可靠性分析的一种重要定性方法，是一项用于确定、识别、预防或消除产品在系统、设计、过程和服务中已知的和潜在的失效、问题错误的工程技术它是通过研究产品的故障模式、产生的影响、可能的原因或故障机理，评价问题的重要度，从而采取措施预防或消除产品的故障一种方法。什么是FMEAFMEA简介控制工具：设计控制/生产控制/过程控制；风险性分析工具；管理工具：识别和评估潜在的失效模式及其影响；确定能够消除或减少潜在的失效发生的改善措施。FMEA可帮助我们量化确认:哪一种失效会发生？发生后会造成什幺影响？其影响的严重性有多大？是哪一种原因导致失效？失效发生概率？当前工序控制方法？检测失效的能力？风险优先指数？建议行动？FMEA是一种工具FMEA能做什么FMEA简介是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠性技术。用表格方式进行工程分析，使产品在设计与制程规划时，早期发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。是一种事前行为，体现预防为主的思想。是一种系统化的工程设计辅助工具。FMEA为归纳法应用，根据零组件的失效资料，由下而上推断系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方法。同时也是从局部入手，分析对总成的影响。FMEA的特征FMEA简介FMEA是动态文件初始FMEA修正FMEA1修正FMEA2时间DFMEA必须在计划的生产设计发布前PFMEA必须在计划的试生产日期前各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新各项未考虑的失效模式的发现、评审和更新FMEA简介FMEA的时间顺序概念初始设计产品加工图纸工装制造设计/过程确认生产开始DFMEAPFMEADFMEA在设计概念形成之时或之前开始，完成时间在产品加工图样完工之前。PFMEA在可行性阶段或之前进行，完成时间早于生产工装、设备或采购准备之前。时间客户投诉制造及装配设计核准FMEA产品策划设计制造应用预防寻找方法及解决问题成本1000100101各阶段纠正问题的成本•实施FMEA可以：提前防止故障的发生；早期确保开发产品的品质及可靠性；试验评价效率化；技术上的要领积累和知识再运用；开发相关部门间的协力促进。企业实施FMEA的意义开展FMEA分析可以为企业带来巨大的经济效益和竞争力!一些企业因其产品的不可靠性而投入大量的人力、物力，企业的许多成品成为“救火队员”，造成了巨大的经济损失，甚至危及企业的生产和发展。其主要原因之一是没有在产品策划、设计和制造过程中进行失效分析和控制。FMEA简介0.1110100100010000100000100000010000000商业定义系统定义构成设计参数和公差的检查生产制造市场召回故障及事故的赔偿公司形象变更费用/$美国用维修费用的变化趋势通常事后处理费用会以10倍的速度增长事后处理费用法则美军，50年代，60%-500%美军，1959年，25%2003年，美国企业巨头企业50家195亿美元2.5%GM44亿美元2.8%FORD35亿美元2.5%GE7.4亿美元4.5%可靠性工程产生与发展开展可靠性工程带来的经济效益FMEA简介潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？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-标准、程序或指南的更改子系统功能要求FMEA开发顺序FMEA简介•FMEA的分类系统FMEA—SFMEA设计FMEA—DFMEA过程FMEA—PFMEA服务FMEA—SFMEA设备FMEA—MFMEA早期概念阶段，用于分析系统和子系统产品生产之前，设计阶段，由设计缺陷产生的故障模式在生产之前，针对生产和组装过程缺陷的故障模式在产品使用之前，对系统或过程产生的缺陷引起的故障模式的分析对设备系统(一般机械)、分系统(电子、机械、控制)、组件(工装夹具、物料输送、驱动)、部件的潜在失效模式的分析FMEA的分類FMEA工作流程序号输入流程实施人输出6.1工艺图（含模板装配图、芯铁图等）工装图以往的经验主管设计员/主管施工员DFMEA6.2项目进度计划主管设计员/主管施工员工艺流程图6.3工艺流程图主管设计员/主管施工员PFMEA6.4FMEA项目小组6.5评审后FMEA技术部长6.6最新的设计、改善和相应的实施主管设计员/主管施工员6.7主管设计员/主管施工员6.8最终文件技术部FMEA实施方法1识别小组-不同步骤和内容，需要不同人参与2识别范围：应用下列方法有助于小组定义范围：–功能模型\框图\P图\界面图\过程流程图\相互关系矩阵\图表\BOM–识别控制方法FMEA实施方法3识别客户–最终使用者–OEM装配和制造中心–供应链制造业–政府部门-法规4识别功能、要求和规范识别和理解有关的功能、要求和规范以定义范围。该活动的目的是澄清项目设计意图或过程目的，这有助于为每个属性或功能方面确定潜在失效模式5识别潜在失效模式－失效的表现形式–系统、子系统、零件未达到设计意图的形式–过程不满足过程要求的形式–典型的失效模式：裂纹、变形松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂FMEA实施方法6识别潜在后果－失效给顾客带来的影响典型的失效后果：噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、间歇性工作粗糙、无法坚固、无法钻孔、无法攻丝7识别潜在原因－引起失效的原因：物理的/化学的－连杆断裂的机理：晶体开裂、回火脆性8识别控制方法-识别现行的探测和预防，预防优先9识别评估风险-组织需要理解其顾客风险评估的特殊要求-S严重度：失效对顾客产生影响的级别-O频度：失效的要因可能发生的频繁程度-D探测度：对产品或过程控制探测失效要因或失效模式程度的一种评价-三种风险评估方法：RPN法-不被推荐，SOD或SD排序法10建议措施和结果：寻找改进FMEA实施方法•什么是PFMEA(过程FMEA)过程FMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。PFMEA以最严密的方式总结了开发一个过程时小组的思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何制造策划过程中正常经历的思维过程，并使之规范化。PFMEA(過程FMEA)•过程FMEA的作用确定过程功能和要求；确定与产品和过程相关的潜在的失效模式；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取控制来降低失效产生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；编制一个潜在失效模式的分级表，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(過程FMEA)•PFMEA质量目标过程改进；高风险失效模式；控制计划；综合；吸取的教训；特殊或关键特性；时间性；小组；文件；时间的使用。PFMEA(過程FMEA)•PFMEA开发的必备条件分析并掌握制造和装配操作和要求；编制过程流程图，对其要求为：明确每个操作/步骤的输出和产品相关要求；明确每个操作/步骤绩效要求；提供小组识别潜在失效模式的基础。•有助于提供给小组的、在过程要求上的其它工具和信息来源包括：DFMEA图纸和设计记录过程清单关系(特性)矩阵图内部和外部(顾客)的不符合(即在历史上知道的失效模式)质量和可靠性历史过程流程图、PFMEA和控制计划开发宜由一个跨功能小组完成，以保持其一致性。PFMEA(過程FMEA)Flowchart/流程图步骤step生产搬运库存检验返工报废退货ProcessName/过程名称/操作描述ControlFilesNo./控制文件编号FabMoveStoreInspReworkScrapReject12过程流程图样表PFMEA(過程FMEA)过程潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行过程控制-预防现行过程控制-探测探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果采取的措施SODRPN功能要求过程FMEA的标准表PFMEA(過程FMEA)FMEA表格的内容（1）“功能要求”：填写出被分析过程（或工序）的简单说明；（2）“潜在失效模式”：记录可能会出现的问题点；（3）“潜在失效后果”：列出上述问题点可能会引发的不良影响；（4）“严重度”：对上述问题点的不良影响进行评价并赋予分值（得分1~10分），分值愈高则影响愈严重；（5）“潜在失效起因或机理”：该潜在问题点可能出现的原因或产生机理分析；（6）“频度”：上述“起因或机理”出现的几率大小（得分1~10分），分值愈高则出现机会愈大；（7）“现行控制”：列出目前本企业对这一潜在问题点所运用的控制方法；（8）“探测度”：在采用“现行控制”的方法来控制时，该潜在问题可以被检查出来的难易程序（得分：1~10分），得分愈高则愈难以被检出；（9）“风险顺序数”：将上述“严重度”、“频度”、“探测度”得分相乘所得出的结果；该数值愈大则这一潜在问题愈严重，愈应及时采取“预防措施”；（10）“建议措施”：列出对“风险顺序数”较高之潜在问题点所制定的“预防措施”，以防止其发生；（11）“责任及目标完成日期”：写出实施上述“预防措施”的计划案；（12）“措施结果”：对上述“预防措施”计划案之实施状况的确认。从上述内容项目不难看出这已经包含了处理“预防措施”之识别、控制所需的全部基本要求。由于FMEA是一种“预防措施”，其必然是一种事先的行动；如果把FMEA当作事情发生以后再执行处置的动作，其将无法达到FMEA的真实效果，亦将把这一FMEA演变成“纠正措施”。总之，认识了解FMEA，并予以持续采用，将会极大地强化企业的“预防措施”效果，使“错误”、“失败”出现的可能性达到最小。FMEA表格的内容过程指工序，功能要求指工序的目的。过程在编号过程和术语的基础上，填入识别的所需分析过程步骤或操作（如车削、钻孔、功丝、焊接、装配等过程）。使用的过程编号体制、先后排序和术语应与那些用于过程流程图的保持一致以确保可与其他文件(控制计划、作业指导书)的可追溯性和联系。过程/功能要求返修和返工操作也可以包含在内。PFMEA(過程FMEA)功能列出与所分析的每一个过程步骤或操作相对应的过程功能。过程功能描述操作的目的或意图。如果给定的操作有多个过程功能，各个要求每一个都应排列在表中以帮助开发相关失效模式。要求列出所分析的过程步骤/操作的每一个过程功能的要求。要求是符合设计意图或其他顾客要求的规定过程的输入。如果给出的功能有多种要求，各与失效模式相关的要求都应列在表上。小组应评审适用的性能、材料、过程、环境和安全标准。以尽可能简洁的方式指明所分析的过程或工序的目的，