质量工具培训 潜在失效模式及后果分析Failure Mode and Effects Analysis（FMEA） 大纲介绍：简介，发展，应用领域，类型特点：作用，优点，关系，模型工作流程开发步骤–第１阶段：完成表头–第２阶段：失效模式及后果–第３阶段：潜在原因–第４阶段：现行设计控制–第５阶段：计算RPN，FMEA评分标准–第６阶段：纠正措施–后续跟踪5.案例:DFMEA/PFMEA6.总结 FMEA介绍 1969年7月20日阿波罗十一号登陆船安全在月球登，美国人从此在太空科技上远远超越苏联，美国人是如何FMEA历史办到的……1950Grumman飞机公司•1960 NASA应用于Apollo太空计划•1970 美国军方Mil-Std-1692•1980 美国三大汽车厂•1993 QS 9000强制要求, FMEA第一版公布•1995 FMEA第二版公布•2001 FMEA第三版公布•2008 FMEA第四版公布 FMEA简介• （Potential）Failure Mode and Effects Analysis• FMEA是一种系统化的风险分析方法，在事前进行风险评估, 可以协助相关人员了解风险, 并进而降低或消除风险。•FMEA是连贯于设计、开发和制造整个过程的一种预防不良的工具，它是在研发阶段用来研究失效因果关系的一种可靠度工程技术。•FMEA用一种有条理的程序，产生一张表，表中包含所有错误，以数值方式来表示大小，并定义预防措施。 应用领域航天——FMEA是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，六十年代中期，首次正式运用到航天工业。汽车——FMEA可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控， FMEA的类型一般运用于设计和过程两部分，可分为：• 设计DesignFMEA(对产品)-设计使选用了劣质材料。-不理想的产品结构设计。-未能准确预测在使用时周围环境对产品的影响。-产品的设计使制造和装配出现困难。• 过程ProcessFMEA(对过程)-零件漏装或安装错误。-溫度控制不正确。 FMEA的类型（续）• 这的部产机品器已用了10年, 是旧型号的, 很难生产这么高精度要求.• 这产部生机这器些未不有合经格合品格的技术员作调校,便进行大量生产, 因而.• 这产品需要在某位置用螺丝安裝, 但却沒有足够的位置放入螺丝, 因而安裝费时.• 这型号的LCM只要跌一次在地上便会失效, 很不耐用.• 这批LCM, 因焊接时,所用的电烙铁并未调校, 因而产生虚焊.• 这个型月号便的松C脱OG背光以胶水粘合, 但在现在潮湿之天氣, 不到一.• 这松些脱胶水并没有按规定涂上足够份量, 因而粘贴力不足, 因而. FMEA特点 为什么要做FMEA?彼德原理满足顾客要求减少失效维护的风险改进竞争地位产品质量 导入FMEA优点•在产品设计的初期，帮助选择高可靠度和高安全性零件。•确保所有想像得到的不良模式与影响，在正常操作情况之下均被考虑。•列出不良可能性并定义不良影响的大小。•发展对制造、组合程序、出货和服务的初期标准。•提供过去的资料给未来参考，协助分析不良的范围和考虑设计的变更，为建立矫正的优先级提供一个原则。•在设计审查的管理当中，确保工程结构中故障预防的效果。 FMEA目的FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）可描述为一组系统化的活动，其目的是：•分析历史数据,预测可能发生的失效，确定和评估产品/过程的潜在失效及影响。•确定能消除或减少失效发生机会的措施。•书面记录全部的过程。 FMEA与APQP（产品质量先期策划）的关系DFMEAPFMEA FMEA是PPAP(生产性零组件核准程序)的强制要求项目 ９个问题•哪里可能出错?•造成的影响是什么?•影响多严重?•造成的原因是什么?•发生概率多高?•控制的方式是什么?•控制多有效?•整体风险多高?•如何降低风险? FMEA模型潜在严重度潜在失效后果失效模式潜在起因现行控制( 预(预防防难检度//探测))频度严重度x 频度x 难检度挑出RPN高的进行改善, 以降低风险, 提高顾客满意 FMEA格式现行控制子系统严探措施结果功能潜大失潜在失重级潜在失频果度别效起因测R责任及/度P建议措施要求效模式效后机理O度目标完预探ND成日期采取的RS防测措施SODPN—无功能怎样—设计更—部分功能改能得到—过程更功能、特过强/预改性—功能间防和—特殊控或要求是歇探制什么？—/功能测？— 设计FMEA________系统潜在失效模式及后果分析FMEA编号（设计FMEA）__________________________子系统共________页,第________页________零部件设计责任编制人_______________________________________________________________________________车型年/车辆类型关键日期FMEA日期(编制)____(修订)＿＿__________________________________________________________核心小组:_______________________________________________________________现行控制措施结果子系统潜大潜在严频探R功能失效失效重级潜在失效起因/度要求模式后果度别预探测建议责任及P目标完机理O度DN措施成日期采取的R防测措施SODPSN 过程FMEA潜在失效模式及后果分析FMEA编号（过程FMEA）_第一阶段共___________________________页, 第________页项目过程责任编制人___________________________________________________________ 车型年FMEA日期(编制) ______(修订)＿/车辆类型关键日期________________________________核__心__小__组___________________________________________________＿＿＿:过程现行控制措施结果功能潜在潜在严级潜在失频探R责任及失效失效重别效起因/度模式后果度机理O预探测P建目标完R度采取S ON措议施成 D P防测要求SD日期的措N施第二阶段第三阶段第四阶段第五阶段第六阶段 FMEA工作流程 FMEA工作流程准备阶段执行阶段重复评估改善阶段 FMEA工作流程准备阶段准备阶段1.召集小组跨部门小组执行阶段改善阶段2.小组共识3.资料搜集 1. 召集小组• 召集时机(启动FMEA的三种情形):–新设计、新技术、或新过程–设计或过程更改–现有设计应用于有新的环境、场所或应用• 注意: 事前not 事后• FMEA 不仅是简单的填表工作，而是借由对FMEA 之了解以消除风险，并计划适当的控制来达到顾客满意 1. 召集小组•跨部门多功能小组•以小组方式可带来更多的专业及经验,5~7人最佳•小组成员清楚了解产品功能及其制造流程•召集人:研发专案工程师•参与DFMEA之成员:–设备工程师–制造工程师–品质工程师–采购工程师–售后服务工程师–其他 2.小组共识• 评估的主题• 主系统/次系统/零件• 设计FMEA 亦可考率产品保养( 售后服务) 及资源回收技术上的限制• 评估标准• 对所要求的特性定义越清楚时，越容易鉴别潜在失效方式 3.资料收集• 搜集相关产品文件:–产品功能与规格–顾客需求–零件图–工作流程图–过去或相似之DFMEA–产品历史–不良率–报废率–顾客报怨…… FMEA工作流程执行阶段:开发步骤准备阶段1.列出产品功能/过程步骤执行阶段2.列出可能失效的方式3.列出可能的失效效应改善阶段4.评估失效的严重度5.列出失效的可能原因6.评估此原因的发生概率7.列出目前的控制方式8.评估控制效果 FMEA工作流程改善阶段准备阶段1.将RPN照分数高低排列执行阶段2.提出改善对策改善阶段3.指派对策负责人员4.确认改善对策5.修正FMEA FMEA各项指标参考值：半定量分析等级失效后果失效发生失效原因严重程度频率程度被检出程度不可能检出－－－－10微小118～9小（少）2～32～36～7中等4～64～64～5高7～97～92～3很高10101 方框图：以电热水壶为例开关D34加热5热敏开关电插头GE2元件C6壶身1壶盖水量计FA7B零件连接方式A壶身1装接B盖2模压插头/三头连接器C加热元件3电极/螺钉D开关4双金属电连接器E热敏开关5电线F水量计6螺钉/螺母G电插头7胶 设计FMEA方块图范例失效方式与效应分析(FMEA)方块图／环境极值系统名称:手电筒汽车产生年份:1994新产品FMEA识别号码:XXX100D001操作环境极值温度测试: _______-20 至160_F___________ 腐蚀测试: _______测试排程B______ 震动测试: _______不适用______冲击测试: ____六英尺落_______________ 异质: ____尘土________________ 湿度测试: ___ 0-100% RH _____可燃性( 哪些零组件接近热源? ) : ____________________________________________________________________其他: ____________________________________________________________________________________________以下为方块图范例，FMEA小组亦可使用其他类型方块图，以说明在其分析中考量的项目。开关零组件:安装方式:A. 1. 装入(SKIP FIT)( SWITCH 外壳 )开／关B. 电池(2 D CELL )2. 铆钉(RIVETS)CC. 开关3. 螺纹(THREAD)D. 灯泡组4. 按压(SNAP FIT)2E. 电极板5. 压合(COMPRESSIVE FIT)F. 弹簧安装灯泡3外壳(BULB ASSEMBLY)( HOUSING )DA441电极板( PLATE )电池E弹簧(SPRING)( BATTERIES )+5B5F- 过程流程图STARTSTEP1STEP2STEP3END FMEA开发步骤 第1阶段：完成表头编号项目填入初次DFMEA应过程责任完成的时间，该日期不应超过计划的生产编制人设计发布日期。车型年/车辆类型关键日期日期核心小组填入初次PFMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的投入生产日期。 第2阶段：失效模式和后果确定产品功能写出要分析产品的各组成件利用方块图完成写出各组件的功能指出潜在失效模式假设可能发生失效的各种状况,此状况不见得一定发生过;可参考之前类似的FMEA,情况不良的历史(客人投诉,品质检验结果);考虑人员,机器,材料,方法和环境因素哪一个可能失效;什么是制造人员(内部顾客)或产品最终使用者(外部顾客)无法接受的情况. 第2阶段：失效模式和后果指出潜在失效模式典型的失效模式列举:弯曲毛刺孔错位断裂开孔太浅漏开孔转运损坏脏污开孔太深表面太粗糙变形表面太平滑开路短路贴错标签 第2阶段：失效类型和后果识别潜在失效的后果对顾客会造成什么影响;顾客一般是最终使用者,也可以是后续的工位。对于最终使用者，失效的后果应一律采用产品或系统的性能来描述.失效的后果列举:噪音粗糙工作不正常费力异味不能工作工作减弱不稳定间歇性工作牵引阻力泄漏外观不良返工/返修车辆控制减弱报废顾客不满意 第2阶段：失效类型和后果 识别潜在失效的后果(续)如果顾客是下一道工序，失效的后果应使用过程/工序性能来描述，例如:无法紧固不能配合无法钻孔/攻丝不能连接无法安装不匹配无法加工表面导致工装过度磨损损坏设备危害操作者 第2阶段：失效类型和后果计算后果的严重度数•定义:对每一失效的效应, 对顾客的严重度.•参考对照表, 对每一个效应, 打出一个相对应的分数•若无法达成共识时, 以最严重的分数为主。•分数从1到10。级别本栏目用于产品特殊特性的分级——如：关键、主要、重要或重点。 建议的DFMEA严重度评估标准后果评定准则：后果的严重度严重度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无警告的严重危害到行车１０安全或不符合政府的法规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，有警告的严重危害影响到９行车安全和／或不符合政府的法规。很高车辆／项目不能运行（丧失基本功能）８高车辆／项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意７中等车辆／项目可运行，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，但舒适性／方便性项目的性能下降，顾客有些不满意。５配合和外观／尖响和卡嗒响等到项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能很低感觉４到有缺陷。轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。３配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客（25%以下）很轻微能感2觉到有缺陷。无无可辨别的后果。1 第3阶段：潜在原因潜在失效的原因• 定义:原因为某一个特定的机能, 事性或状况, 可能导致失效的状况• 可能有多个原因所引起• 从最高可能性开始往下列• 工具有:• 过去的历史资料分析• 脑力激荡• 鱼骨图 第3阶段：潜在原因典型的失效原因可包括但不限于:•扭矩不当–过大或过小•零件漏装或错装•焊接不当–电流、时间、压力磨损•的定位器•测量不精确•热处理不当–时间、温度•磨损的工装•定位器上有碎屑•浇口/通风不足•润滑不足或无润滑•损坏的工装•不正确的机器设置•不正确的程序编制 失效原因分析-鱼骨图材料material人man方法method失效机器machine测量measure环境environment 第3阶段：潜在原因评估此原因发生的概率•此失效原因发生的可能性或相对概率•分数从1(最不可能)到10(一定会发生)•可参考过去的历史资料•可靠度分析 建议的DFMEA频率评估标准失效发生可能性可能的失效频度很高：持续性发生≥100个每1000辆车/项目1050个每1000辆车/项目9高：经常性失效20个每1000辆车/项目810个每1000辆车/项目75个每1000辆车/项目62个每1000辆车/项目5中等：偶然性失效1个每1000辆车/项目4低：相对很少发生的失个每1000辆车/项目3效个每1000辆车/项目2极低：失效不太可能发≤个每1000辆车/项目1生 第4阶段：现行设计控制列出目前的控制方式：事前预防失效的方法或事后探测失效的方法确定现行过程控制• 预防的方法：防差错法；程序控制确定探测的可能性• 探测的方法：检验；验证 第4阶段：现行设计控制评估控制效果(不易探测度度)• 将列出的控制方法, 其预防或探测出此失效状况的可能性• 分数从1(一定会探测出)到10(最不可能侦测出)• 在定出不易探测度评分后，小组应再审查发生率，以确定发生率是否仍然恰当 建议DFMEA控制效果的评估标准不易探测探测度准则：设计控制可能探测出来的可能性度定级设计控制将不能和／或不可能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式，或绝对不肯定根本没１０有设计控制很极少设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式９极少设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式８很少设计控制只有很少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式７少设计控制有较少的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式６中等设计控制有中等的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式５中上设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式４多设计控制有较多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式３很多设计控制有很多的机会能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式２几乎肯定设计控制几乎肯定能找出潜在的起因／机理及后续的失效模式１ 第5阶段：计算RPN1000RPN=严重度900(S)×频度(O)×探测度(D)800严重度频度探测度700111600222500400333RPN=125300444200555100666012345678910777分数888• RPN值大于125时应改进（公司是80以上需提999建议）可以看到对中间点以上的数值必须采取101010纠正措施RPN RPN(RiskPriorityNumber）• RPN：风险顺序数• RPN分数高代表高风险, 应优先进行改善• 一般来说不论RPN 之高低，当严重度是9 或10时，特须注意现行的设计控制或预防／纠正措施要将该风险( Risk ) 列入控制并采取措施。 第6阶段：纠正措施提出建议改进措施• 改善优先顺序：严重度；发生概率；难探测• 改善方式–严重度:仅能靠设计改善–发生概率:设计改善及过程改善–难检度:设计, 过程及控制方式改善• 建议措施的主要目标是由改善设计来降低风险及提升顾客满意度指定问题的责任人和拟完成日期 后续：跟踪措施记录所采取的措施，重新评RPN• 负责工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已被落实。–确保过程/产品内要求得到实现；–评审工程图样、过程/产品规范以及过程流程；–确认更改已经反映在装配/生产文件中；–评审控制计划和作业指导书。• FMEA是一个动态文件，应体现最新的设计水平/相关措施(包括开始生产后所发生的措施)。 FMEA的更新与维护• FMEA的内涵是利用品质事故中的一些案例和假设性的某个部件失效产生的后果进行预防。• FMEA的更新和维护，是企业最难做的工作。• 两种方式：–定期更新–不定期更新：• 现场出现质量问题之后，第一时间就要进行FMEA的分析：问题在策划中的FMEA识别到没有？–如没有分析到，就要进行FMEA的补充分析；–如已分析到，就要看FMEA所采取的措施是否有效？ FMEA案例 DFMEA/PFMEA案例•FMEA填写步骤。MicrosoftowerPoint演示文稿DFMEA和PFMEA：各自特点与区别？Micr工oso作ft表ExcelMicro工so作ft表Excel 方框图/过程流程图组成6组成1组成START5对象组成STEP12组成4STEP2组成3STEP3END 总结 FMEAFMEA（Failure Mode and Effects Analysis）为一组系统化的活动：•分析历史数据,预测可能发生的失效，确定和评估产品/过程的潜在失效及影响。•确定能消除或减少失效发生机会的措施。•书面记录全部的过程。 FMEA 步骤• 开发设计FMEA的方法–确定产品特性/过程要求–使用方框图/使用过程流程图（作为工具）–识别失效模式–确定潜在失效后果–确定潜在失效原因–识别现有设计控制–计算风险（RPN）–必要时改进 审核员期望看到什么！• 规定了FMEA应用的过程• 设计FMEA和过程FMEA的记录• 对所有具有高的RPN的FMEA作出行动计划• FMEA和控制计划之间的联系(下图） 过程流程图FMEA控制计划 讨论一• FM可E以A应的用应用上, 除了设计之外有那些地方?•安全•环保•系统•财务•人事•… 讨论二• FMEA应用上有那些缺点?耗时费力适合探讨单一的失效方式。若多项方式同时失效或互相影响, 就难以分析。 THANK YOU