FMEA培训教材德国莱茵.ppt

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德 国 莱 茵 TÜV 公 司 中 国 学 术 部 潜在失效模式与后果分析 Potential Failure Mode and Effects Analysis 2022/10/8 1 1. 这次汶川大地震，给灾区造成巨大的损失：特 别是很多学校和农房都倒塌了…… 年5月25号美国芝加哥发生191空难，机 上270多人遇难；原因是一次不规范的保养和应 急操作指南不合理造成；导致麦道公司股票下降 20%，后被波音公司收购…… 3.一场战斗的胜负，很多时候取决于战斗的布置 和各种可能发生的情况应对方案…… 2022/10/8 2 FMEA案例 约会FMEA 2022/10/8 3 主要内容 CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH2 DFMEA应用与实施 CH3 PFMEA应用与实施 2022/10/8 4 1.何谓失效 在规定条件规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能 在规定条件下，产品参数值不能维持在规定的上下 限之间； 产品在工工作作范范围围内，导致零组件的破裂、断裂、卡 死等损坏现象。 2022/10/8 5 2. 后果应关注的内容  功能、性能方面  可靠性、维护性方面  安全性方面  经济性方面  操作性方面  修复性方面  环境方面  公共安全方面  废弃方面等 后 果 的 种 类 2022/10/8 6 3. 什么是FMEA Potential Failure Mode and Effects Analysis 潜在 失效 模式 及 后果 分析 FMEA：是通过对可能发生的(和/或已经发生的)失 效模式进行分析与判断其可能造成的后果而产生的 风险程度的一种量化的定性分析计算方法，并根据 风险的大小，采取有针对性的改进，从而了解产品 设计和制造过程设计能力，达成一种事先预防并实 施改进措施的方法工具。 2022/10/8 7 3.对FMEA的作用 预见风险，防止失败，促进提升 周全考虑，应变风险，事半功倍 2022/10/8 8 主要内容 CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH2 DFMEA应用与实施 CH3 PFMEA应用与实施 2022/10/8 9 1. FMEA的理解 FMEA是一组系统化的活动，其目的是： 发现、评价发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果 找到能够避免或减少避免或减少这些潜在失效发生的措施 书面总结上述过程书面总结上述过程 它是对设计(产品/过程)过程的完善，以明确什么样 的设计才能满足顾客要求 所以FMEA重点在于设计，无论是设计开发产品，还 是过程 2022/10/8 10 已做的事 发生了什么事 什么原因 要做的事 可能会发生的问题 事先分析原因 2. 面对问题时FMEA应发挥的作用 主动的 被动的 2022/10/8 11 3. FMEA解决问题的逻辑思路 项目/功能 要求 潜在 失效模式 失效 潜在后果 严 重 度 等 级 潜在失效 起因/机理 频 度 现行 设计(过程)控制 预防 探测 探 测 度 R P N 建议措施 责任与 目标 完成日期 措施执行结果 采行措施 严 重 度 频 度 探 测 度 R P N 功能、特征 或要求是 什么？ 可能有何错误？ -功能丧失 -部分/全部功能 降低 -功能间歇性中断 -非预期的功能 影响是 什么？ 有多 严重？ 起因是 什么？ 其发生的 几率为何？ 为有可能 被预防和 探测吗？ 探测它 的方法 有多好？ 可以做什么？ -设计变更 -过程变更 -特别的控制 -标准、程序或 指南的更改 2022/10/8 12 4. TS16949----FMEA类型 依据产品实现阶段不同可分为： 设计DFMEA 过程PFMEA 依据产品复杂程度不同可分为： 系统FMEA 子系统FMEA 零件FMEA 材料FMEA FMEA分析的程度： 越细越好，重复没关系，但 不要漏项 2022/10/8 13  DFMEA：  产品设计工程师所采用的一种工具  考虑的是产品设计造成的失效  为产品设计的策划和试验提供信息  PFMEA：  工艺工程师所采用的一种工具  考虑的是制造过程中造成的失效  为制造工艺的控制提供信息 2022/10/8 14 5. FMEA实施的时间与时机 概念 初始设计 设计完成 样件制造 设计/过程 确认 生产开始 DFMEA PFMEA DFMEA：开始早于过程，完成时间在早期的图 样完成但任何工具的制造开始之前 PFMEA：开始于基本的操作方法讨论完成时，完 成时间早于生产计划制定和生产批准之前 2022/10/8 15 5. FMEA实施的时间与时机  新设计、新技术或新制程新设计、新技术或新制程，这时的FMEA是完整的 设计、技术、或制程。  修改现有的设计或制程修改现有的设计或制程(假设其设计或制程FMEA已 存在)这时的FMEA的焦点在修改的设计、制程，以 及由于修改设计、制程而导致的相互作用。  使用现有的设计或过程于新的环境、地点使用现有的设计或过程于新的环境、地点(假设其 设计或制程FMEA已存在)，这时的FMEA范围是针 对环境、地点对现有的设计、过程的影响。 2022/10/8 16 6. FMEA分析步骤流程 实施前准备 确定FMEA评分标准 实施FMEA分析 讨论、总结和评估分析结果 实施改进对策 进行追踪确认效果 2022/10/8 17 6. FMEA分析步骤流程 分析过程特性 定义制造流程 分析产品特性 分析失效模式 分析失效原因 分析现行控制方法 分析失效后果 分析频度 分析探测度 分析严重度 计算风险优先数 决定优先改善的 失效模式 建议改善措施 改善实施 2022/10/8 18 7. FMEA实施过程中注意事项--阶段  FMEA应用于组织产品活动中的各个阶段： 包括从系统--子系统--零件的策划、开发阶段有 计划地展开，由设计阶段延伸到制造和应用阶段； （全过程）  在设计阶段，改进的重点是用于指出设计上的 问题点，改进设计，用以确认产品设计是否满 足顾客要求；（关注客户要求）  在制造阶段，改进的重点是用于指出加工、装 配、生产、设计方面的问题点，反推至前一过 程或前一阶段，要求进行必须的改进。 2022/10/8 19 7. FMEA实施过程中注意事项--责任  明确分析的责任；  要完成FMEA还得依靠集体协作。 FMEA的评审是 至关重要的 2022/10/8 20 7. FMEA实施过程中注意事项—及时性  及时性是成功实施FMEA最重要因素之一，它是一 个“事前的行为”(“机会之窗”关闭前实施)，不 是“事后的行为”，为达到最佳效益，FMEA必须 在设计或过程失效模式被无意纳入设计产品之前进 行；  事前花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容 易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事 后修改的危机  适当应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境 2022/10/8 21 7. FMEA实施过程中注意事项--关于分值 同一小组分值要一样； 分析前的培训和思路的统一很重要； 不同过程分值可以不同（设计过程与制造过程） 2022/10/8 22 8. FMEA分值制定 成立一个分值制定小组； 分析产品特性和失效机理； 结合产品的使用方向的实际； 充分评审的确认，要相对的稳定； 2022/10/8 23 这是一张典型的DFMEA的表格 如果你是用于TS,那么就必须完全使用它!! 如果你是用于其他场合,完全可以由你自己设计 2022/10/8 24 计算Risk Priority Number(RPN) RPN = S * O * D 衡量风险大小,进行排序,供采取措施决策时用 2022/10/8 25 9. FMEA实施措施后追踪  为了确保FMEA所采取的预防措施是有效的，所以 应对这些行动进行追踪，对这方面的要求无论怎 样强调都不过份，一个经过彻底思考，周密开发 的FMEA，如果没有积极有效的预防/纠正措施其价 值将是非常有限的。  责任工程师应确认建议的措施已被执行或评估， FMEA是一份动态的文件，必须是最新的状况，以 及最新的相关活动，包括在开始生产后才发生的 活动。 相对“动态” 2022/10/8 26 9. FMEA实施措施后追踪 责任工程师有多种方式来确认建议的措施是否实施， 它们包含但不限于下列： 评审设计、制程、图面以确认建议的措施是否已 实施； 确认各项的设计、制程、组装的变更是否已整合 到相关的文件中； 评审设计FMEA 、过程FMEA，系统FMEA的应用以 及控制计划。 2022/10/8 27 10. FMEA的收益 预防计划 识别改变需求 降低成本 减少浪费 降低保证成本 降低无增值操作 2022/10/8 28 10. FMEA的收益  避免采用不良率高的设计和制程；  集中资源，循序改善产品设计和制程；  循环改善，不断提升设计和制程可靠度；  设计改进；  制程检验，测试标准，检验程序、规范等；  下次FMEA分析；  产品可靠性，制程安全性，环保的评估；  工程师训练。 2022/10/8 29 主要内容 CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH2 DFMEA应用与实施 CH3 PFMEA应用与实施 2022/10/8 30 1. DFMEA实施前准备 期望特性的定义 越明确，就越容 易识别潜在的失 效模式 确定期望 顾客的期望 (QFD) 产品要求的 信息资料 产品制造 服务回收要求 2022/10/8 31 1. DFMEA实施前准备  DFMEA应从系统、子系统或零部件的框图开始(见 下页案例)，通过框图明确设计输入、设计输出以 及设计过程的活动，并建立各项目的逻辑关系顺 序，作为DFMEA分析的依据，此框图应附于DFMEA 文件中。  考虑到设计的系统性，DFMEA分析可从最底层零 件(甚至于材料选择)设计开始分析。 2022/10/8 32 产 品 或 系 统 每 一 部 分 功 能 失 效 模 式 分 析 依 FMEA 表 逐 项 分 析 2. DFMEA分析步骤过程 2022/10/8 33 3. DFMEA分析方法  硬件法  针对零件清单上的每一个零件，一次一个的逐个分析， 直到整个产品分析完  功能法  针对该产品之所有功能予以列表出来，然后逐个功能项 目来加以分析  功能块法  成组的零件/组成/次组成或子系统结合成功能块其对功能 之影响性，影响性最大者将得到较多的注意和优先权 2022/10/8 34  产品：电机  失效模式：  原因： 3. DFMEA分析方法案例 2022/10/8 35 栏位项目介绍  FMEA编号  系统、子系统、零件名称  设计责任  编制者  车型年度/项目  关键日期  FMEA日期  核心小组 系 统 子 系 统 子 系 统 子 系 统 零 件 零 件 零 件 零 件 零 件 零 件 2022/10/8 36 建议措施降低分数的排序如下：首先是严重度，再 来是频度，最后是探测度 在一般的实践中当严重度是9或10时，不管RPN是 如何都必须特别注意确认是否已利用现行的设计控制 或预防/纠正措施 措施行动应考虑，但不局限于： 修改设计几何尺寸和/或公差 修改材料规范 试验设计或其解决问题的技巧 修改试验计划 项目/功能 潜在 失效模式 失效 潜在后果 严 重 度 等 级 潜在失效 起因/机理 频 度 现行的 设计控制 预防 探测 探 测 度 R P N 建议措施 责任与 目标 完成日期 措施执行结果 采取措施 严 重 度 频 度 探 测 度 R P N 2022/10/8 37 建议措施主要目的是经由设计改进来增加顾客满意 度 只有设计修改才能使严重度级别减小 只能通过设计修改来消除或控制一个或多个失效模 式的起因/机理来实现降低频度级别 增加设计确认/验证措施只能减小探测度级别 项目/功能 潜在 失效模式 失效 潜在后果 严 重 度 等 级 潜在失效 起因/机理 频 度 现行的 设计控制 预防 探测 探 测 度 R P N 建议措施 责任与 目标 完成日期 措施执行结果 采取措施 严 重 度 频 度 探 测 度 R P N 2022/10/8 38 当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日 期，包括措施的证据资料的索引等 项目/功能 潜在 失效模式 失效 潜在后果 严 重 度 等 级 潜在失效 起因/机理 频 度 现行的 设计控制 预防 探测 探 测 度 R P N 建议措施 责任与 目标 完成日期 措施执行结果 采取措施 严 重 度 频 度 探 测 度 R P N 2022/10/8 39 项目/功能 潜在 失效模式 失效 潜在后果 严 重 度 等 级 潜在失效 起因/机理 频 度 现行的 设计控制 预防 探测 探 测 度 R P N 建议措施 责任与 目标 完成日期 措施执行结果 采行措施 严 重 度 频 度 探 测 度 R P N 当明确了预防/纠正措施后，估算并记录下严重度、 频度及探测度数值 所有的更改后的等级都应该被评审。如果有必要考 虑更进一步的措施，还应重复分析。焦点始终在持续 改进 2022/10/8 40 5. DFMEA的跟踪行动 负责设计的工程师负责确保所有的建议措施已被实 施或已妥善地落实。 FMEA是一个动态的文件，不仅应该随时体现最新的 设计版本，还应该体现最新的有关纠正措施，包括 开始量产后发生的事件 2022/10/8 41 5. DFMEA的跟踪行动 确保达到设计要求 评审工程图样和规范 确认与装配/制造文件的结合和一致性 评审过程FMEA和控制计划 2022/10/8 42 主要内容 CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH2 DFMEA应用与实施 CH3 PFMEA应用与实施 2022/10/8 43 1. PFMEA目的  确定过程功能和要求  确定与产品和过程相关的潜在失效模式  评价潜在失效模式对顾客产生的后果  确定潜在制造或装配过程起因并确定要采用控制 来降低失效产生的频度或失效探测度的过程变量  确定过程变量以此聚焦于过程控制  编织一个潜在失效模式分级表，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 2022/10/8 44 2. PFMEA是集体的努力的结果  在最初PFMEA中，负责的工程师要直接地、主 动地组织所有相关部门的代表。  PFMEA是不同部门之间充份交换意见的结果不 是一个人可以搞出来。  一位有经验的FMEA组织推进员非常关键 2022/10/8 45 3. PFMEA关注的重点 PFMEA假定所设计的产品 能够满足设计要求，其潜 在失效模式可能会因设计 弱点而包括在过程FMEA中， 它们的影响及避免措施由 设计FMEA来解决。因设计因设计 缺陷所产生失效模式可包缺陷所产生失效模式可包 含在过程含在过程FMEAFMEA中中 设计不足对加工的影响 加工过程导致产品的失效 2022/10/8 46 过程FMEA并不是依靠改变产品设计来克服过程缺 陷的，但它要考虑与计划的制造或装配过程有关的 产品设计特性参数，以便最大限度地保障产品能满 足顾客的要求和期望 顾客 设计 生产 出货 不设计不良品 不生产不良品 不流出不良品 3. PFMEA关注的重点 不依赖改变设计 主要考虑过程 2022/10/8 47 3. PFMEA关注的重点 FMEA也有助于新机器或设备的开发。其方法是一 样的，只是应将所设计的机器或设备当作一种产品 来考虑。在确定了潜在的失效模式之后，就可以着 手采取预防措施消除潜在失效模或不断减小它们发 生的可能性 推进技术和设备 的更新 2022/10/8 48 3. PFMEA关注的重点 FMEA是一份动态的文件，应该起始于： 在可行性分析阶段或之前开始 在为生产的工装准备之前 要考虑从个别零组件到总成的所有制造作业 相对动态 2022/10/8 49 实施准备：创建流程图 1)、识别过程和任务：你希望分析、定义重要的过程 范围以便从不适的管理中识别改进的动力 2)、请教熟悉过程的人员帮助建立流程图 3)、对过程流程的起始和结束点形成一致 过程流程图检查表 2022/10/8 50 实施准备：创建流程图 4)、关注改进提高的区域 □ 过程是否符合标准，或者操作者是否使用相同的 方法进行操作？ □ 操作步骤是否重复或无序？ □ 操作步骤是否为无增值劳动？ □ 操作步骤是否频繁出现错误？ □ 操作步骤是否循环返工？ 2022/10/8 51 实施准备：创建流程图 5)、识别顺序和过程中的搬运步骤 6)、创建流程图 从左到右、从上到下，有标准的符 号和箭头连接每个步骤 7)、结果分析 □哪些操作步骤循环返工 □哪些操作步骤为无增值输出 □哪些操作步骤循环返工 □与当前和期望之间有什么差异 2022/10/8 52 表格填写说明  确定与产品相关的过程潜在失效模式  评价失效对顾客的潜在影响  确定潜在制造或装配过程失效的起因，确定减少失 效发生或找出失效条件的过程控制变量  编制潜在失效模式分级表，然后建立考虑纠正措施 的优选体系  将制造或装配过程的结果编制成文件 2022/10/8 53 这是一张典型的这是一张典型的PFMEAPFMEA的表格的表格 FMEAFMEA编号编号：： :: 页码页码: : 第第 页页 共共 页页 项目名称项目名称: : 过程责任部门过程责任部门:: 编制者编制者: : 车型年度车型年度//车辆类型车辆类型: : 关键日期关键日期:: FMEAFMEA日期日期: : ((编制编制) () (修订修订) ) 核心小组核心小组：： ：： 潜在失效模式及后果分析 PFMEA 2022/10/8 54 还有什么问题？ 2022/10/8 55