【正文】 潛在失效模式及后果分析 FMEA Failure Mode and Effects Analysis ? 什么是 FMEA？ FMEA的歷史 ? 為什么要進行 FMEA？ ? 由誰來做 FMEA？ ? 何時做 FMEA？ ? DFMEA與 PFMEA的關系 ？ ? 小組練習 第一章 概論 FMEA的定義 FMEA是在產品設計階段和過程設計階段，對構成產品的子系統(tǒng)、零件，對構成過程的各個工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預先采取必要的措施，以提高產品的質量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動。 什么是 FMEA ？ FMEA可以描述為一組 系統(tǒng)化的活動 ，其目的是： （ a）發(fā)現(xiàn)并評價產品 /過程中的潛在失效以及該失效的后果； （ b）確定能夠消除或減少潛在失效發(fā)生機會的措施； （ c） 將全部過程形成文件。 關于確定設計或過程必須做哪些事情才能使顧客滿意， FMEA是對這一過程的補充。 所有的 FMEA都關注設計，無論是產品設計還是過程設計。 FMEA第三版中的描述： ? 失效還未產生，可能發(fā)生、但不是一定要發(fā)生 ? 時機：在設計或過程開發(fā)階段前開始 ? 合作：小組由各種有經驗和專業(yè)知識的人構成 ? FMEA分析的文件 ——記錄專用表格 ——作為動態(tài)文件使用 —按照過程 /產品 /服務壽命周期期間要求更改 ? 核心：預防 ? 對潛在失效模式的風險和后果進行評定 ? 是持續(xù)進行的 — 指導貫穿整個過程、產品和服務周期 ? 動態(tài)的、文件化的、系統(tǒng)的小組活動 2． FMEA和特點 ? SFMEA——系統(tǒng) FMEA ? DFMEA——產品 FMEA（設計 FMEA） ? PFMEA——過程 FMEA（制造 /裝配 FMEA） ? AFMEA——應用 FMEA ? SFMEA——服務 FMEA ? PFMEA——采購 FMEA 3． FMEA的種類 功能 ：該設計 /過程要做什么？（設計意圖） 失效模式 ：設計（產品）或過程失效的表現(xiàn)形式 后果 ：失效模式發(fā)生后會怎樣？ 嚴重度 ：失效模式的后果有多嚴重？ 起因 ：什么會導致失效模式的發(fā)生？ 頻度 ：失效起因發(fā)生的頻率如何？ 現(xiàn)行控制 ：探測或防止將失效傳遞到后續(xù)“顧客”的現(xiàn)行方法。 探測度 ：失效模式 /起因一旦發(fā)生，能否探測得出？ 4． FMEA涉及的主要概念 FMEA基本要素的組成部分 FMEA計劃 失效模式 原因 后果 頻度 探測度 嚴重度 風險分析和潛在的失效模式及后果分析解釋 執(zhí)行建議措施并驗證其有效性 實施措施 主要概念：水箱支架舉例 原因 （頻度） 失效模式 后果 （嚴重度） ? 不平道路引起的 振動與車體扭轉 ? 設計中應力集中 ? 支架的材質不符合強度要求 水箱支架斷裂 生產者 消費者 探測 ?水箱后傾 ?水箱與風扇碰撞 ?產生異響 ?水箱冷卻水管被 風扇刮傷 ?水箱冷卻液泄漏 ?冷卻系統(tǒng)過熱 ?發(fā)動機氣缸損壞 ?汽車停駛 功能：支撐 一個潛在的失效事件的發(fā)生，如果沒有采取或來不及采取或事實上不可能采取措施，而使之引起下游系統(tǒng)或相關系統(tǒng)產生鏈鎖失效事件，我們稱之為“失效鏈”。 水箱支架斷裂 水箱后傾 水箱與風扇碰撞 水箱冷卻水管被風扇刮傷 水箱冷卻液泄漏 冷卻系統(tǒng)過熱 發(fā)動機氣缸損壞 汽車停駛 （ 2失效后果 ） （ 3失效原因 ） （ 1失效模式 ） （ 2失效原因 ） （ 1失效后果 ） （ 2失效模式 ） （ 3失效模式 ） （ 3失效后果 ） （ 1失效原因） 時間 ? 世界上首次采用 FMEA這種概念與方法的是在 20世紀 60年代中期美國的航天工業(yè)。 ? 進入 20世紀 70年代，美國的海軍和國防部相繼應用推廣這項技術，并制訂了有關的標準。 ? 20世紀 70年代后期 FMEA被美國汽車工業(yè)界所引用，作為設計評審的一種工具。 二、 FMEA的歷史 ? 1993年 2月美國三大汽車公司聯(lián)合編寫了 FMEA手冊，并正式出版作為 QS9000質量體系要求文件的參考手冊之一， 1995年 2月出版了第 2版， 2023年 7月了第 3版，已 由中國汽車技術研究中心翻譯成中文。 ? 1994年，美國汽車工程師學會 SAE發(fā)布了 SAEJ1739–潛在失效模式及后果分析標準。 ? FMEA還被廣泛應用于其他行業(yè)，如糧食、衛(wèi)生、運輸、燃氣等部門。 ? 2023年， SAEJ1739修訂， FMEA手冊也修訂為第三版，并已譯成中文。 ? FMEA是一種事前行為； FMA（ Failure Mode Analysis）是一種事后行為。 FMA是對產品 /過程已經發(fā)生的失效模式分析其產生的原因，評估其后果及采取糾正措施的一種活動。 類似項目的 FMA是 FMEA的重要的輸入參考資料。 ? FMEA是“由下至上”進行分析 FTA（ Failure Tree Analysis）是“由上至下”進行分析 三、 FMEA和 FMA、 FTA 潛在失效模式及后果分析與失效分析比較 失效分析 潛在的失效模式及后果分析 ?失效已經產生 ?核心：糾正 ?診斷已知的失效 ?指引的是開發(fā)和生產 ?失效還未產生 ， 可能發(fā)生 、 但不是一定要發(fā)生 ?核心：預防 ?評估風險和潛在失效模式的影響 ?開始于產品設計和工藝開發(fā)活動之前 ?指引貫穿整個產品周期 發(fā)現(xiàn)、評價產品或過程中潛在的失效與可能的后果，找出能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施，將上述過程文件化。 — 提高質量、可靠性和安全性。 — 針對失效可能產生和各方面詩人一個過程、設計或服務 — 持續(xù)地減少失效的頻度或持續(xù)地減少失效的后果。 — 防止現(xiàn)有的 /潛在的失效到達顧客處。 — 失效的風險順序量化以引導采取措施。 — 優(yōu)先使用行政的和工程的努力、時間、人力資源和其他資源。 — 運用團隊原則和持續(xù)改進方法以獲得好的產品。 四、 FMEA的目的 減少風險和損失，提高產品可靠性 ——由于策劃設計的不足，措施不夠，造成產品 /過程 /服務失效，給顧客帶來損失 ——事先花時間很好地進行 FMEA，能夠較容易地、低成本地對產品進行修改，減少事后修改的風險和巨大損失 有助于對設計要求和不同的設計方案給予客觀真實的評價； 有助于可制造性和裝配性的初始設計； 設計 FMEA有助于可制造性和裝配性的早期考慮，實施同步工程技術； 為制訂試驗計劃，質量控制計劃提供正確的、恰當的根據； 五、為什么要進行 FMEA？ 對失效模式進行排序列表，建立改進設計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng)； 能夠發(fā)揮集體的經驗與智慧 經驗積累，為以后的設計開發(fā)項目提供寶貴的參考。 是現(xiàn)代質量策劃的重要工具 是識別特殊性的重要工具。 提供改進設計的優(yōu)先控制系統(tǒng)，引導資源去解決需要優(yōu)先解決的問題。 是重要設計文件之一，是設計評審的重要內容。 為以后的設計提供經驗與參考。 1．設計 FMEA的益處 幫助確認已列出的潛在失效模式及它們的后果； 指明相應的起因 /機理，降低或消除失效出現(xiàn)的機會的措施； 輔助設計要求及方法的客觀評價； 輔助起草制造及裝配設計的要求； 增加在設計階段就考慮失效模式及后果的可能性； 輔助設計試驗及開發(fā)項目； 從顧客的觀點出發(fā)對失效進行評定； 對風險降低措施進行跟蹤和記錄； 對未來的分析及設計是好的參考； 記錄設計 FMEA的過程。 六、 FMEA的益處 幫助確認已列出的與產品相關的過程失效模式及它們的后果； 指明相應的起因 /機理； 指明降低或消除失效出現(xiàn)的機會的措施； 指明潛在的制造或裝配過程失效的原因； 指明過程變差，如果受控，可降低失效出現(xiàn)的頻度或提高失效的探測度； 幫助對糾正措施進行優(yōu)先排序； 對類似的制造過程是有用的參考； 過程 FMEA的實施記錄。 2．過程 FMEA的益處 1．誰來做 DFMEA？ 由負責設計的工程師 /工程師小組制定 — 依靠小組的共同努力 — 組成一個包括設計、制造、裝配、售后服務、質量及可靠性等方面的專家小組。 — 吸收與設計有關的上游（如供方、材料、上一個相關系統(tǒng)設計師）和下游（如下一個相關系統(tǒng)的設計師）的部門 — 對有專利權的設計，可由供方制定。 2．誰來做 PFMEA？ 由負責制造的工程師 /工程師小組制定； — 依靠小組的共同努力 — 負責的工程師應直接、主動地同有關部門聯(lián)系，這些部門包括：裝配、制造、材料、質量、服務和供方，以及負責下一總成的部門。 七、由誰來做 FMEA？ 為達到最佳效益， FMEA必須在設計或過程失效模式被無意地納入設計產品之前進行。事先花時間進行 FMEA分析，能夠容易并低成本地對產品或過程進行修改，從而減少事后修改的損失。 1．什么時候做 DFMEA？ 開始于一個設計概念最終形成之時或之前； － 設計方案初步確定時應該開始 FMEA初稿的編制 － FMEA作為設計活動的一部分，應該在設計任務完成（如設計圖樣完成）之時完成 FMEA工作； － 產品開發(fā)各階段、設計發(fā)生變化、獲得有關信息時，對FMEA的初稿進行評審，不斷進行修改； － FMEA是一個動態(tài)的文件 八、 FMEA的分析時機 2．什么時候做 PFMEA 開始于可行性階段之前或過程中，在工裝制造之前； － PFMEA在過程設計任務（如過程設計文件）完成之時完成； － PFMEA是一個動態(tài)的文件 產品設計部門的下一道工序是過程設計，產品設計應充分考慮可制造與可裝配性問題，由于產品設計中沒有適當考慮制造中的技術與操作者體力的限制，可能造成制造失效模式的發(fā)生； － 產品設計 FMEA不能依靠過程檢測作為控制措施； PFMEA應將 DFMEA作為重要的輸入，對 DFMEA中標明的特殊性也必須在 PFMEA中作為重點分析的內容。 九、 DFMEA與 PFMEA關系 FMEAs的關聯(lián) 失效模式 后 果 原 因 SFMEA 問題的分支 問題 問題產生的原因 DFMEA 問題產生的原因來自 SFMEA 準確的后果定義來 自 SFMEA 設計失效模式產生 的原因 PFMEA 問題產生的原因來自 DFMEA 和 DFMEA相同的后果 詳細的過程失效模 式產生的原因 FMEA 的時間順序 概念 初始設計 設計完成 樣件制造 設計 /過程確認 生產開始 DFMEA PFMEA DFMEA 開始早于過程，完成時間在早期的圖樣完成但任何工具的制造開始之前 PFMEA 開始于基本的操作方法討論完成時，完成時間早于生產計劃制定和生產批準之前 QS— 9000有關條款 － － 過程失效模式及后果分析 － 設計和開發(fā)的策劃 － 設計輸出 － 福特公司特殊要求、控制計劃和失效模式及后果分析 APQP － 第二章 產品設計和開發(fā) ； － 第三章 過程設計和開發(fā) PFMEA PPAP － 第 1部分 － 第 2部分 十、 FMEA同 QS— 9000的關系 GB/T 18305 idt ISO/TS 16949： 1999有關條款