【正文】 潛在失效模式及后果分析 F M E A 汽車行業(yè)質(zhì)量體系 系列培訓(xùn)教材 1 課程大綱 概要 設(shè)計 FMEA 簡介 設(shè)計 FMEA的開發(fā) 跟蹤措施 過程 FMEA 簡介 過程 FMEA的開發(fā) 跟蹤措施 附錄 A 附錄 B 附錄 F 附錄 I 術(shù)語 2 概 要 概述 本手冊介紹了潛在失效模式及后果分析（ FMEA） 這一專題，給出了應(yīng)用 FMEA技術(shù)的通用指南。 什么是 FMEA ？ FMEA可以描述為一組系統(tǒng)化的活動，其目的是： a. 認(rèn)可并評價產(chǎn)品 /過程中的潛在失效以及該失效后果； b. 確定能夠消除或減少潛在失效發(fā)生機(jī)會的措施； c. 將全部過程形成文件。 FMEA是對確定設(shè)計或過程必須做哪些事情才能使顧客滿意這一過程的補(bǔ)充。 所有的 FMEA都關(guān)注設(shè)計，無論是產(chǎn)品設(shè)計或者是過程設(shè)計。 3 手冊格式 本參考文件介紹了兩種類型的 FMEA： 設(shè)計 FMEA和過程 FMEA。 采用 QS9000或其等效文件的公司的供方應(yīng)使用本手冊。FMEA小組可以使用手冊中給出的指南，但要以對于給定情況最有效的方式使用。 FMEA的實施 由于一般的工業(yè)傾向是要盡可能持續(xù)地改進(jìn)產(chǎn)品的過程的質(zhì)量，所以將 FMEA作為專門的技術(shù)應(yīng)用以識別并幫助最大程度地減少潛在的隱患一直是非常重要的。對車輛召回的研究結(jié)果表明，全面實施 FMEA項目可能會防止很多召回事件的發(fā)生。 4 成功實施 FMEA項目的最重要因素之一是 時間性 。 其含義是指 “ 事件發(fā)生前 ” 的措施 ， 而不是 “ 事實出現(xiàn)后 ” 的演練 。 為實現(xiàn)最大價值 ， FMEA必須在產(chǎn)品或過程失效模式被納入到產(chǎn)品或過程之前進(jìn)行 。 事先花時間很好地完成 FMEA分析 ， 能夠最容易 、 低成本地對產(chǎn)品或過程進(jìn)行更改 ， 從而最大程度地降低后期更改的危機(jī) 。 FMEA能夠減少或消除實施可能會帶來更大隱患的預(yù)防 /糾正性更改的機(jī)會 。 應(yīng)在所有 FMEA小組間提倡交流和協(xié)作 。 圖 1描述了進(jìn)行 FMEA的順序 。 這并不是簡單地填寫一下表格 ， 而是要理解 FMEA的過程 ， 以便消除風(fēng)險并策劃適宜的控制方法以確保顧客滿意 。 5 圖 1. FMEA過程順序 潛在失效模式 潛在失效后果 嚴(yán)重度S 級別 潛在失效起因 /機(jī)理 頻度O 現(xiàn)行控制 探測度 D R P N 建議措施 責(zé)任及目標(biāo)完成日期 措施結(jié)果 預(yù)防 探測 采取的措施 S O D RPN 子系統(tǒng) 功能要求 功能、特 性或要求 是什么？ 會是什么問題？ 無功能 部分功能 /功能 過強(qiáng) /功能降級 功能間歇 非預(yù)期功能 后果是 什么？ 有多 糟糕 ？ 起因是 什么？ 發(fā)生的頻 率如何？ 怎樣能得到 預(yù)防和探測？ 該方法在 探測時 有多好？ 能做些什么？ 設(shè)計更改 過程更改 特殊控制 標(biāo)準(zhǔn)、程序或 指南的更改 6 在進(jìn)行 FMEA時有三種基本的情形 ， 每一種都有其不同的范圍或關(guān)注焦點： 情形 1：新設(shè)計 、 新技術(shù)或新過程 。 FMEA的范圍是全 部設(shè)計 、 技術(shù)或過程 。 情形 2：對現(xiàn)有設(shè)計或過程的修改 （ 假設(shè)對現(xiàn)有設(shè)計 或過程已有 FMEA） 。 FMEA的范圍應(yīng)集中于 對設(shè)計或過程的修改 、 由于修改可能產(chǎn)生的 相互影響以及現(xiàn)場的歷史情況 。 情形 3：將現(xiàn)有的設(shè)計或過程用于新的環(huán)境 、 場所或 應(yīng)用 （ 假設(shè)對現(xiàn)有設(shè)計或過程已有 FMEA） 。 FMEA的范圍是新環(huán)境或場所對現(xiàn)有設(shè)計或 過程的影響 。 7 雖然 FMEA的編制責(zé)任通常都指派到某個人 ， 但是FMEA的輸入應(yīng)是小組的努力 。 小組應(yīng)由知識豐富的人員組成 （ 如設(shè)計 、 分析 /試驗 、 制造 、 裝配 、 服務(wù) 、回收 、 質(zhì)量及可靠性等方面有豐富經(jīng)驗的工程師 ） 。FMEA由責(zé)任單位的工程師開始啟動 ， 責(zé)任單位可能是原設(shè)備制造廠 （ OEM， 即生產(chǎn)最終產(chǎn)品 ） 、 供方或分承包方 。 即使產(chǎn)品 /過程看起來完全相同 ， 將一個小組 FMEA的評分結(jié)果與另一個小組 FMEA的評分結(jié)果進(jìn)行比較也是不適宜的 ， 因為每個小組的環(huán)境是不同的 ， 因而各自的評分必然是不同的 （ 也就是說 ， 評分是帶有主觀性的 ） 。 建議根據(jù) FMEA的質(zhì)量目標(biāo) （ 見附錄 A和附錄 B） 對FMEA文件進(jìn)行評審 ， 包括管理評審 。 8 跟蹤 采取有效的預(yù)防 /糾正措施并對這些措施加以適當(dāng)?shù)母?，對這方面的要求無論怎樣強(qiáng)調(diào)也不算過分。措施應(yīng)傳遞到所有受影響的部門。一個經(jīng)過徹底思考、周密開發(fā)的 FMEA，如果沒有積極有效的預(yù)防 /糾正措施，其價值將是非常有限的。 責(zé)任工程師負(fù)責(zé)確保所有的建議措施都得到實施或充分的強(qiáng)調(diào)。 FMEA是動態(tài)文件，應(yīng)始終反映最新水平以及最近的相關(guān)措施，包括開始生產(chǎn)以后發(fā)生的。 責(zé)任工程師有幾種方法來確保建議的措施得到實施 ， 包括但不限于以下幾種： a. 對設(shè)計 、 過程及圖樣進(jìn)行評審 ， 以確保建議措施得到實施； b. 確認(rèn)更認(rèn)更改已納入到設(shè)計 /裝配 /制造文件中； c. 對設(shè)計 /過程 FMEA、 FMEA的特殊應(yīng)用以及控制計劃進(jìn)行評審 。 9 初始 FMEA 修正 FMEA1 DFMEA必須在計劃的生產(chǎn)設(shè)計發(fā)布前 PFMEA必須在計劃的試生產(chǎn)日期前 各項未考慮的失效 模式的發(fā)現(xiàn)、評審 和更新 修正 FMEA2 時間 動態(tài)的 FMEA文件 各項未考慮的失效 模式的發(fā)現(xiàn)、評審 和更新 10 設(shè)計中的 潛在失效模式和后果分析 （設(shè)計 FMEA） 11 簡介 設(shè)計 FMEA是由負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師 /小組主要采用的一種分析技術(shù) ， 用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關(guān)的起因 /機(jī)理已得到充分的考慮和說明 。 對最終的項目以及與之相關(guān)的每個系統(tǒng) 、 子系統(tǒng)和部件都應(yīng)進(jìn)行評估 。 FMEA以最嚴(yán)密的方式總結(jié)了設(shè)計一個部件 、 子系統(tǒng)或系統(tǒng)時小組的設(shè)計思想 （ 其中包括根據(jù)以往的經(jīng)驗可能會出錯的一些項目的分析 ） 。 這種系統(tǒng)化的方法體現(xiàn)了一個工程師在任何設(shè)計過程中正常經(jīng)歷的思維過程 ， 并使之規(guī)范化和文件化 。 設(shè)計 FMEA為設(shè)計過程提供支持 ， 它以如下的方式降低失效 （ 包括產(chǎn)生不期望的結(jié)果 ） 的風(fēng)險： 為客觀地評價設(shè)計 ， 包括功能要求及設(shè)計方案 ， 提供幫助； 12 評價為生產(chǎn) 、 裝配 、 服務(wù)和回收要求所做的初步設(shè)計； 提高潛在失效模式及其對系統(tǒng)和車輛運(yùn)行影響已在設(shè)計和開發(fā)過程中得到考慮的可能性； 為完整和有效的設(shè)計 、 開發(fā)和確認(rèn)項目的策劃提供更多的信息； 根據(jù)潛在失效模式后果對 “ 顧客 ” 的影響 ， 開發(fā)潛在失效模式的排序清單 ， 從而為設(shè)計改進(jìn) 、 開發(fā)和確認(rèn)試驗 /分析建立一套優(yōu)先控制系統(tǒng)； 為推薦和跟蹤降低風(fēng)險的措施提供一個公開的討論形式； 為將來分析研究現(xiàn)場情況 ， 評價設(shè)計的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計提供參考 （ 如獲得的教訓(xùn) ） 。 13 現(xiàn)行預(yù)計的設(shè)計可能 產(chǎn)生的失效模式 分析 分析 對顧客的影響 那些原因可能 造成這個失效模式 每個原因造成這個 失效模式的的可能性 采取可行的對策 14 顧客的定義 設(shè)計 FMEA中“顧客”的定義，不僅僅是“最終使用者”，而且也包括負(fù)責(zé)整車或更高一層總成設(shè)計的工程師 /設(shè)計組以及負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和服務(wù)活動的生產(chǎn) /工藝工程師。 小組的努力 在最初的設(shè)計 FMEA過程中，希望負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師能夠直接地、主動地聯(lián)系所有有關(guān)部門的代表。這些專長和責(zé)任領(lǐng)域應(yīng)包括（但不限于）裝配、制造、設(shè)計、分析 /試驗、可靠性、材料、質(zhì)量、服務(wù)和供方以及負(fù)責(zé)更高或更低一層次的總成或系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件的設(shè)計領(lǐng)域。 FMEA應(yīng)成為促進(jìn)各相關(guān)部門之間相互交換意見的一種催化劑，從而推進(jìn)小組協(xié)作的工作方式。 15 更高一 層系統(tǒng) 汽車制造商 最終使用者 都是 DFMEA所要考慮的對象，但 最主要的是針對 最終使用者。 本設(shè)計可能 產(chǎn)生的失效 模式的影響 16 除非負(fù)責(zé)的工程師有 FMEA和團(tuán)隊工作推進(jìn)經(jīng)驗 ， 否則 ， 由一位有經(jīng)驗的 FMEA推進(jìn)員來協(xié)助小組的工作是非常有益的 。 設(shè)計 FMEA是一份動態(tài)的文件 ， 應(yīng)： ? 在一個設(shè)計概念最終形成之時或之前開始； ? 在產(chǎn)品開始的各個階段 ， 發(fā)生更改或獲得更多的信 息 時 ， 持續(xù)予以更新； ? 在產(chǎn)品加工圖樣完工之前全部完成 。 考慮到制造 /裝配需求已經(jīng)包容在內(nèi) ， 設(shè)計 FMEA針對設(shè)計意圖并且假定該設(shè)計將按此意圖進(jìn)行生產(chǎn) /裝配 。制造或裝配過程中可能發(fā)生的潛在失效模式和 /或其原因 /機(jī)理不需 、 但也可能包括在設(shè)計 FMEA當(dāng)中 。 當(dāng)這些未包含在設(shè)計 FMEA當(dāng)中時 ， 它們的識別 、 后果及控制應(yīng)包括在過程 FMEA當(dāng)中 。 17 設(shè)計 FMEA不依靠過程控制來克服潛在的設(shè)計缺陷 ，但是它的確需要考慮制造 /裝配過程的技術(shù) /身體的限制 ，例如： ? 必要的拔模 （ 斜度 ） ； ? 表面處理的限制； ? 裝配空間 /工具的可接近性； ? 鋼材淬硬性的限制； ? 公差 /過程能力 /性能 。 設(shè)計 FMEA還應(yīng)考慮產(chǎn)品維護(hù) （ 服務(wù) ） 及回收的技術(shù) /身體的限制 ， 例如： ? 工具的可接近性； ? 診斷能力； ? 材料分類符號 （ 用于回收 ） 。 18 設(shè)計 FMEA的開發(fā) 負(fù)責(zé)設(shè)計的工程師掌握一些有益于設(shè)計 FMEA準(zhǔn)備工作的文件是有幫助的 。 設(shè)計 FMEA從列出設(shè)計期望做什么和不期望做什么的清單 ，即設(shè)計意圖開始 。 顧客的希望和需求可通過質(zhì)量功能展開（ QFD） 、 車輛要求文件 、 已知的產(chǎn)品要求和 /或制造 /裝配 /服務(wù)/回收要求等確定 。 期望特性定義的越明確就越容易識別潛在的失效模式 ， 以便采取預(yù)防 /糾正措施 。 設(shè)計 FMEA應(yīng)從所要分析的系統(tǒng) 、 子系統(tǒng)或零部件的框圖開始 。 附錄 C給出了框圖的一個示例；框圖還可以指示信息 、 能源 、 力 、流體等的流程 。 其目的是要明確向方框交付的內(nèi)容 （ 輸入 ） ， 方框中完成的過程 （ 功能 ） 以及由方框所交付的內(nèi)容 （ 輸出 ） 。 框圖說明了分析中的各項目之間的主要關(guān)系 ， 并建立了分析的邏輯順序 。 在 FMEA準(zhǔn)備工作中所有的框圖的復(fù)制件應(yīng)伴隨 FMEA過程 。 為了便于潛在的失效模式及其影響后果分析的文件化 ， 附錄 D給出了設(shè)計 FMEA的空白表 。 19 附錄 C 20 附錄 D： 設(shè)計 FMEA的標(biāo)準(zhǔn)表 潛在失效模式 潛在失效后果 嚴(yán)重度S 級別 潛在失效起因 /機(jī)理 頻度O 現(xiàn)行控制 預(yù)防 探測 探測度 D R P N 建議措施 責(zé)任及目標(biāo)完成日期 措施結(jié)果 采取的措施 S O D RPN 子系統(tǒng) 功能要求 潛在失效模式及后果分析 （設(shè)計 FMEA） FMEA編號： 共 頁，第 頁 編制人 ： FMEA日期（編制） （修訂） 系統(tǒng) 子系統(tǒng)