【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(jìn)行 FMEA？ ? 由誰(shuí)來(lái)做 FMEA？ ? 何時(shí)做 FMEA？ ? DFMEA與 PFMEA的關(guān)系 ？ ? 小組練習(xí) 第一章 概論 FMEA的定義 FMEA是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和過(guò)程設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件，對(duì)構(gòu)成過(guò)程的各個(gè)工序逐一進(jìn)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(yù)先采取必要的措施，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動(dòng)。 什么是 FMEA ？ FMEA可以描述為一組 系統(tǒng)化的活動(dòng) ，其目的是： （ a）發(fā)現(xiàn)并評(píng)價(jià)產(chǎn)品 /過(guò)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(jī)會(huì)的措施； （ c） 將全部過(guò)程形成文件。 關(guān)于確定設(shè)計(jì)或過(guò)程必須做哪些事情才能使顧客滿意， FMEA是對(duì)這一過(guò)程的補(bǔ)充。 所有的 FMEA都關(guān)注設(shè)計(jì)，無(wú)論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是過(guò)程設(shè)計(jì)。 FMEA第三版中的描述： ? 失效還未產(chǎn)生，可能發(fā)生、但不是一定要發(fā)生 ? 時(shí)機(jī)：在設(shè)計(jì)或過(guò)程開(kāi)發(fā)階段前開(kāi)始 ? 合作：小組由各種有經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的人構(gòu)成 ? FMEA分析的文件 ——記錄專用表格 ——作為動(dòng)態(tài)文件使用 —按照過(guò)程 /產(chǎn)品 /服務(wù)壽命周期期間要求更改 ? 核心：預(yù)防 ? 對(duì)潛在失效模式的風(fēng)險(xiǎn)和后果進(jìn)行評(píng)定 ? 是持續(xù)進(jìn)行的 — 指導(dǎo)貫穿整個(gè)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)周期 ? 動(dòng)態(tài)的、文件化的、系統(tǒng)的小組活動(dòng) 2． FMEA和特點(diǎn) ? SFMEA——系統(tǒng) FMEA ? DFMEA——產(chǎn)品 FMEA（設(shè)計(jì) FMEA） ? PFMEA——過(guò)程 FMEA（制造 /裝配 FMEA） ? AFMEA——應(yīng)用 FMEA ? SFMEA——服務(wù) FMEA ? PFMEA——采購(gòu) FMEA 3． FMEA的種類 功能 ：該設(shè)計(jì) /過(guò)程要做什么？（設(shè)計(jì)意圖） 失效模式 ：設(shè)計(jì)（產(chǎn)品）或過(guò)程失效的表現(xiàn)形式 后果 ：失效模式發(fā)生后會(huì)怎樣？ 嚴(yán)重度 ：失效模式的后果有多嚴(yán)重？ 起因 ：什么會(huì)導(dǎo)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(cè)或防止將失效傳遞到后續(xù)“顧客”的現(xiàn)行方法。 探測(cè)度 ：失效模式 /起因一旦發(fā)生，能否探測(cè)得出？ 4． FMEA涉及的主要概念 FMEA基本要素的組成部分 FMEA計(jì)劃 失效模式 原因 后果 頻度 探測(cè)度 嚴(yán)重度 風(fēng)險(xiǎn)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(yàn)證其有效性 實(shí)施措施 主要概念：水箱支架舉例 原因 （頻度） 失效模式 后果 （嚴(yán)重度） ? 不平道路引起的 振動(dòng)與車體扭轉(zhuǎn) ? 設(shè)計(jì)中應(yīng)力集中 ? 支架的材質(zhì)不符合強(qiáng)度要求 水箱支架斷裂 生產(chǎn)者 消費(fèi)者 探測(cè) ?水箱后傾 ?水箱與風(fēng)扇碰撞 ?產(chǎn)生異響 ?水箱冷卻水管被 風(fēng)扇刮傷 ?水箱冷卻液泄漏 ?冷卻系統(tǒng)過(guò)熱 ?發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸損壞 ?汽車停駛 功能：支撐 一個(gè)潛在的失效事件的發(fā)生，如果沒(méi)有采取或來(lái)不及采取或事實(shí)上不可能采取措施，而使之引起下游系統(tǒng)或相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)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(fēng)扇碰撞 水箱冷卻水管被風(fēng)扇刮傷 水箱冷卻液泄漏 冷卻系統(tǒng)過(guò)熱 發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間 ? 世界上首次采用 FMEA這種概念與方法的是在 20世紀(jì) 60年代中期美國(guó)的航天工業(yè)。 ? 進(jìn)入 20世紀(jì) 70年代，美國(guó)的海軍和國(guó)防部相繼應(yīng)用推廣這項(xiàng)技術(shù)，并制訂了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 20世紀(jì) 70年代后期 FMEA被美國(guó)汽車工業(yè)界所引用，作為設(shè)計(jì)評(píng)審的一種工具。 二、 FMEA的歷史 ? 1993年 2月美國(guó)三大汽車公司聯(lián)合編寫了 FMEA手冊(cè)，并正式出版作為 QS9000質(zhì)量體系要求文件的參考手冊(cè)之一， 1995年 2月出版了第 2版， 2023年 7月了第 3版，已 由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心翻譯成中文。 ? 1994年，美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì) SAE發(fā)布了 SAEJ1739–潛在失效模式及后果分析標(biāo)準(zhǔn)。 ? FMEA還被廣泛應(yīng)用于其他行業(yè)，如糧食、衛(wèi)生、運(yùn)輸、燃?xì)獾炔块T。 ? 2023年， SAEJ1739修訂， FMEA手冊(cè)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(duì)產(chǎn)品 /過(guò)程已經(jīng)發(fā)生的失效模式分析其產(chǎn)生的原因，評(píng)估其后果及采取糾正措施的一種活動(dòng)。 類似項(xiàng)目的 FMA是 FMEA的重要的輸入?yún)⒖假Y料。 ? FMEA是“由下至上”進(jìn)行分析 FTA（ Failure Tree Analysis）是“由上至下”進(jìn)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(jīng)產(chǎn)生 ?核心：糾正 ?診斷已知的失效 ?指引的是開(kāi)發(fā)和生產(chǎn) ?失效還未產(chǎn)生 ， 可能發(fā)生 、 但不是一定要發(fā)生 ?核心：預(yù)防 ?評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和潛在失效模式的影響 ?開(kāi)始于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝開(kāi)發(fā)活動(dòng)之前 ?指引貫穿整個(gè)產(chǎn)品周期 發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品或過(guò)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(guò)程文件化。 — 提高質(zhì)量、可靠性和安全性。 — 針對(duì)失效可能產(chǎn)生和各方面詩(shī)人一個(gè)過(guò)程、設(shè)計(jì)或服務(wù) — 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(dá)顧客處。 — 失效的風(fēng)險(xiǎn)順序量化以引導(dǎo)采取措施。 — 優(yōu)先使用行政的和工程的努力、時(shí)間、人力資源和其他資源。 — 運(yùn)用團(tuán)隊(duì)原則和持續(xù)改進(jìn)方法以獲得好的產(chǎn)品。 四、 FMEA的目的 減少風(fēng)險(xiǎn)和損失，提高產(chǎn)品可靠性 ——由于策劃設(shè)計(jì)的不足，措施不夠，造成產(chǎn)品 /過(guò)程 /服務(wù)失效，給顧客帶來(lái)?yè)p失 ——事先花時(shí)間很好地進(jìn)行 FMEA，能夠較容易地、低成本地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改，減少事后修改的風(fēng)險(xiǎn)和巨大損失 有助于對(duì)設(shè)計(jì)要求和不同的設(shè)計(jì)方案給予客觀真實(shí)的評(píng)價(jià)； 有助于可制造性和裝配性的初始設(shè)計(jì)； 設(shè)計(jì) FMEA有助于可制造性和裝配性的早期考慮，實(shí)施同步工程技術(shù)； 為制訂試驗(yàn)計(jì)劃，質(zhì)量控制計(jì)劃提供正確的、恰當(dāng)?shù)母鶕?jù)； 五、為什么要進(jìn)行 FMEA？ 對(duì)失效模式進(jìn)行排序列表，建立改進(jìn)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)； 能夠發(fā)揮集體的經(jīng)驗(yàn)與智慧 經(jīng)驗(yàn)積累，為以后的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供寶貴的參考。 是現(xiàn)代質(zhì)量策劃的重要工具 是識(shí)別特殊性的重要工具。 提供改進(jìn)設(shè)計(jì)的優(yōu)先控制系統(tǒng)，引導(dǎo)資源去解決需要優(yōu)先解決的問(wèn)題。 是重要設(shè)計(jì)文件之一，是設(shè)計(jì)評(píng)審的重要內(nèi)容。 為以后的設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)與參考。 1．設(shè)計(jì) FMEA的益處 幫助確認(rèn)已列出的潛在失效模式及它們的后果； 指明相應(yīng)的起因 /機(jī)理，降低或消除失效出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的措施； 輔助設(shè)計(jì)要求及方法的客觀評(píng)價(jià)； 輔助起草制造及裝配設(shè)計(jì)的要求； 增加在設(shè)計(jì)階段就考慮失效模式及后果的可能性； 輔助設(shè)計(jì)試驗(yàn)及開(kāi)發(fā)項(xiàng)目； 從顧客的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)失效進(jìn)行評(píng)定； 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低措施進(jìn)行跟蹤和記錄； 對(duì)未來(lái)的分析及設(shè)計(jì)是好的參考； 記錄設(shè)計(jì) FMEA的過(guò)程。 六、 FMEA的益處 幫助確認(rèn)已列出的與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程失效模式及它們的后果； 指明相應(yīng)的起因 /機(jī)理； 指明降低或消除失效出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的措施； 指明潛在的制造或裝配過(guò)程失效的原因； 指明過(guò)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(cè)度； 幫助對(duì)糾正措施進(jìn)行優(yōu)先排序； 對(duì)類似的制造過(guò)程是有用的參考； 過(guò)程 FMEA的實(shí)施記錄。 2．過(guò)程 FMEA的益處 1．誰(shuí)來(lái)做 DFMEA？ 由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師 /工程師小組制定 — 依靠小組的共同努力 — 組成一個(gè)包括設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性等方面的專家小組。 — 吸收與設(shè)計(jì)有關(guān)的上游（如供方、材料、上一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師）和下游（如下一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師）的部門 — 對(duì)有專利權(quán)的設(shè)計(jì)，可由供方制定。 2．誰(shuí)來(lái)做 PFMEA？ 由負(fù)責(zé)制造的工程師 /工程師小組制定； — 依靠小組的共同努力 — 負(fù)責(zé)的工程師應(yīng)直接、主動(dòng)地同有關(guān)部門聯(lián)系，這些部門包括：裝配、制造、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方，以及負(fù)責(zé)下一總成的部門。 七、由誰(shuí)來(lái)做 FMEA？ 為達(dá)到最佳效益， FMEA必須在設(shè)計(jì)或過(guò)程失效模式被無(wú)意地納入設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前進(jìn)行。事先花時(shí)間進(jìn)行 FMEA分析，能夠容易并低成本地對(duì)產(chǎn)品或過(guò)程進(jìn)行修改，從而減少事后修改的損失。 1．什么時(shí)候做 DFMEA？ 開(kāi)始于一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前； － 設(shè)計(jì)方案初步確定時(shí)應(yīng)該開(kāi)始 FMEA初稿的編制 － FMEA作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的一部分，應(yīng)該在設(shè)計(jì)任務(wù)完成（如設(shè)計(jì)圖樣完成）之時(shí)完成 FMEA工作； － 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段、設(shè)計(jì)發(fā)生變化、獲得有關(guān)信息時(shí)，對(duì)FMEA的初稿進(jìn)行評(píng)審，不斷進(jìn)行修改； － FMEA是一個(gè)動(dòng)態(tài)的文件 八、 FMEA的分析時(shí)機(jī) 2．什么時(shí)候做 PFMEA 開(kāi)始于可行性階段之前或過(guò)程中，在工裝制造之前； － PFMEA在過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)（如過(guò)程設(shè)計(jì)文件）完成之時(shí)完成； － PFMEA是一個(gè)動(dòng)態(tài)的文件 產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的下一道工序是過(guò)程設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮可制造與可裝配性問(wèn)題，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中沒(méi)有適當(dāng)考慮制造中的技術(shù)與操作者體力的限制，可能造成制造失效模式的發(fā)生； － 產(chǎn)品設(shè)計(jì) FMEA不能依靠過(guò)程檢測(cè)作為控制措施； PFMEA應(yīng)將 DFMEA作為重要的輸入，對(duì) DFMEA中標(biāo)明的特殊性也必須在 PFMEA中作為重點(diǎn)分析的內(nèi)容。 九、 DFMEA與 PFMEA關(guān)系 FMEAs的關(guān)聯(lián) 失效模式 后 果 原 因 SFMEA 問(wèn)題的分支 問(wèn)題 問(wèn)題產(chǎn)生的原因 DFMEA 問(wèn)題產(chǎn)生的原因來(lái)自 SFMEA 準(zhǔn)確的后果定義來(lái) 自 SFMEA 設(shè)計(jì)失效模式產(chǎn)生 的原因 PFMEA 問(wèn)題產(chǎn)生的原因來(lái)自 DFMEA 和 DFMEA相同的后果 詳細(xì)的過(guò)程失效模 式產(chǎn)生的原因 FMEA 的時(shí)間順序 概念 初始設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)完成 樣件制造 設(shè)計(jì) /過(guò)程確認(rèn) 生產(chǎn)開(kāi)始 DFMEA PFMEA DFMEA 開(kāi)始早于過(guò)程，完成時(shí)間在早期的圖樣完成但任何工具的制造開(kāi)始之前 PFMEA 開(kāi)始于基本的操作方法討論完成時(shí)，完成時(shí)間早于生產(chǎn)計(jì)劃制定和生產(chǎn)批準(zhǔn)之前 QS— 9000有關(guān)條款 － － 過(guò)程失效模式及后果分析 － 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的策劃 － 設(shè)計(jì)輸出 － 福特公司特殊要求、控制計(jì)劃和失效模式及后果分析 APQP － 第二章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā) ； － 第三章 過(guò)程設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā) PFMEA PPAP － 第 1部分 － 第 2部分 十、 FMEA同 QS— 9000的關(guān)系 GB/T 18305 idt ISO/TS 16949： 1999有關(guān)條款