潜在失效模式及后果分析FMEA.docx

1、潜在失效模式及后果分析FMEA潜在失效模式及后果分析FMEA潜在失效模式及后果分析FMEAPotential Failure Mode and Effects Analysis 上海质量教育培训中心International Register Certificated Auditors IRCA-TPC (A013043) Lead AuditorChina National Auditor and Training Accreditation BoardCNAT(NQ-0923) QMS Senior AuditorChina Certification & Accreditatio

2、n AssociationCCAA(NQ-61736) QMS Senior Auditor施 梓 炜 SHI ZI WEI shi.ziweihotmail4电话TEL电子邮件E-Mail138818835001 2000年世界质量管理标准修改的实质策划控制检验INSPECTIONCONTROLPLANNING质量管理的重心向质量形成的源头移动质量管理基础理论的发展潜在失效模式及后果分析FMEAPotential Failure Mode and Effects Analysis2008 第四版2008 fourth edition*新版教材前言 美国AIAG(汽车工业行动集团)于2008年

3、秋发布了 潜在失效模式及后果分析(FMEA) 参考手册第四版的英文版本.目前,AIAG的中译版本尚未推出, 但是从英文版中已经看到第四版的内容做了一部分的修改. 不仅FMEA的严重度,频度,探测度的评价准则与以往不同,而且一些基本概念也发生了变化新要求新版教材前言 不建议制定风险顺序数RPN的控制值(限值) 不认为RPN值高就一定是要最先采取措施的 区分造成部件失效的直接内在原因和外部 诱发原因 物理的和化学的本质原因新要求新版教材前言 强调使用框图 block diagrams 参数图 parameter diagrams 分析系统内各个部件之间的关联关系,控制因素,影响因素.因而可以更清楚

4、地认识其功能。 待AIAG中译版正式发行后，如译文与本讲义不同，应以AIAG版本为准，以达到各方认同。新要求新版教材的重要原则设计缺陷不依赖工艺解决工艺缺陷不依赖生产解决生产缺陷不依赖检验解决检验缺陷不依赖服务解决新要求举一个简单例子有个小孩在爬墙他母亲看见了当心! 当心摔下来!摔下来,摔痛!摔下来,摔死你!事故模式后果后故的严重推倒离开为避免事故发生FMEA是一种使用十分普遍的思维方法日常生活中几乎每人都在使用这种方法问题在于:自觉与不自觉科学法则与自然法则注意性与随意性借鉴型与抛弃型螺旋提高与闭环解决介绍二个定理介绍二个定理加法定理:如果要完成一个事件,有若干种方法n1,n2,n3,n4,

5、.则完成这个事件总的方法有 N = n1+n2+n3+n4+ . 乘法定理:如果要完成一个事件,有若干个过程P1,P2,P3,P4,.每个过程又有若干种方法 P1 : n11,n12,n13,n14,. P2 : n21,n22,n23,n24,. P3 : n31,n32,n33,n34,. P4 : n41,n42,n43,n44,. 则完成这个事件总的方法有 N = P1 X P2 X P3 X P4,.AB1+1+1=3ABC3x2=632ABC3x2x3=18327D3回顾二个定理加法定理:如果要完成一个事件,有若干种方法n1,n2,n3,n4,.则完成这个事件总的方法有 N = n

6、1+n2+n3+n4+ . 乘法定理:如果要完成一个事件,有若干个过程P1,P2,P3,P4,.每个过程又有若干种方法 P1 : n11,n12,n13,n14,. P2 : n21,n22,n23,n24,. P3 : n31,n32,n33,n34,. P4 : n41,n42,n43,n44,. 则完成这个事件总的方法有 N = P1 X P2 X P3 X P4,.很明显:过程的简化与优化是事件成功的关键过程的改进与优化价值流分析(VALUE STREAM)精益生产(LEAN PLAN)六西格玛控制(SIX SIGMA CONTROL)质量功能分配(QUALITY FUNCTION D

7、EPLOYMENT)管理的基本逻辑思维方法开始过程活动判断结束记录人流物流信息流开始结束过程活动判断记录图例数据库数据库管理的基本形象思维方法使用资源控制方法输入输出确定关键输入明显改善输出简单低成本易操作共性强复杂高产出难操作特性强使用资源控制方法输入输出确定影响输出变量的关键的输入变量改进控制输入变量明显改善输出变量管理的基本形象思维方法FMEA是什么FMEA是什么?FMEA是一个由广泛人员参加,多种活动组成的过程认可并评价产品/过程中潜在的失效以及该失效的后果确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施是未来成功的历史经验是使客户满意的绩效之一FMEA是一种系统的分析方法FMEA是一种系统的

8、分析方法，即在产品发生可能的失效事件之前，通过对系统，子系统及零部件可能发生的失效，先行识别，并分析其可能造成的后果，产生的原因等，进而采取必要的措施，预防可能的失效事件发生。新要求FMEA是一种系统的分析方法新要求使用 框图 Block diagrams明确系统；分系统；子系统；零部件之间的关联关系系统分系统子系统零部件制动总成制动泵系统制动盘系统泄压系统保压系统摩擦系统滤清系统增压系统介质系统贮油箱滤清器活塞环泄压阀摩擦片保压阀输出输入FMEA是一种系统的分析方法新要求使用 参数图 Parameter diagrams明确系统的 输入 输出 控制因素 干扰因素的关系输出输入零件的可靠性功能

9、的可靠性功能系统控制因素干扰因素变差 环境 时间系统交互 顾客使用材料 精度 配合物理方法 化学方法 50年代初期 美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。 60年代中期用于美国航天工业.（阿波罗） 1974年用于美国海军。（1629号军标） 1985年IEC公布了FMEA标准: IEC812， 这个标准被我国等同采用为 GB 7826-87： 系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序 FMEA的成功应用汽车、电机、电器等民用工业在自身质量保证体系中,规定在产品/工艺设计确认之前推广FMEA的应用, 以确保在设计阶

10、段就做到无缺陷/无隐患.并且将其作为对供应商的要求如：QS 9000 质量体系要求 美国汽车工业行动集团（AIAG） VDA6.1质量体系审核 德国汽车工业联合会（VDA）FMEA的推广应用与发展执行FMEA程序的基本活动1.你所关注的对象: 特性功能; 工艺过程1.你所关注的对象: 产品和过程的特殊特性2.定义关注对象可能失效的模式3.描述关注对象假如失效的后果4.这后果的严重程度 S (Severity)5.特性功能或工艺过程在工程规范中的级别执行FMEA程序的基本活动1.你所关注的对象: 特性功能; 工艺过程6.对象失效的起因或机理8.现行预防控制措施下出现的频度 O (Occurren

11、ce)7.现行的预防控制措施(即在设计时已经考虑)9.现行预防控制措施下的可探测度 D (Detection)10.确定风险顺序数( RPN ) RPN = S * O * D(Risk Priority Number)第四版变化新要求执行FMEA程序的基本活动1.你所关注的对象: 特性功能; 工艺过程11.根据风险顺序数提出建议措施12.建议措施的责任,目标,完成期限13.实施建议措施后结果的测量14.重新评估 S O D15.确定新一轮风险顺序数( RPN ) 第四版FMEA的工作步骤1. 确定分析的对象，从特殊特性清单识别所有的特性，尤其是安全特性和法规要求。2.使用框图（ Block

12、diagrams ) 确定与所有相关 件的接口与联接方式，识别接口潜在的失效3.确定分析项目的功能和要求功能：如何满足设计意图要求：具体的特性数值4.使用参数图 ( Parameter diagrams ) 分析输入，输出和控制因素，干扰因素，新要求第四版FMEA的工作步骤5.从各种干扰因素造成的后果，从以往类似产品开发和实际使用的经验；从同行业竞争对手处获得的信息；本轮设计验证等各种途径得出的潜在失效模式： a) 以往同类产品的FMEA b) 以往同类产品使用中维修服务记录和统计 c) 以往同类产品顾客投诉，抱怨 d) 竞争对手的质量信息，出现问题的情报 e) 本轮FMEA参数图例列出的各种

13、干扰因素影响 f) 本轮设计验证钟暴露的薄弱环节 g) 本组织内制造，装配部门的意见新要求第四版FMEA的工作步骤6 分析潜在失效可能对乘员，车辆，道路 交通造成的后果7.参照评价准则，确定严重度和级别8.分析失效的直接原因和深层次的物理、化学、热力学等原因9.现行设计控制采用了什么措施，确保产品满足功能要求和可靠性？现行设计控制采用了什么预防措施？新要求第四版FMEA的工作步骤10.参照频度评价准则，将失效原因引发的频度减除预防措施可以消除的机率，即为当前的失效发生频度。11.按照本轮设计创新程度和设计验证方法，参照评价准则，确定探测度12.RPN = S O D13.不建议制订RPN的控制

14、值，应视具体情况处置新要求第四版FMEA的工作步骤14. a) 对S>8的项目建议通过更改设计降低S b) 对RPN值高的项目，多方论证小组应 讨论有无必要通过修改设计15. 设计修改后重新评议S.O.D,并重新算RPN16. 将FMEA作为审视产品设计，着手设计修 改的切入口。将FMEA积累的文件资料作 为本组织产品设计的经验总结。新要求三种类型System-FMEA S-FMEA 第二版 APQP 对此删除对产品 /过程开发体系策划的综合评估通过系统,子系统,分系统不同层次展开自上而下逐级分析,注重整体性,逻辑性三种类型Design-FMEA D-FMEA对设计输出在验证前的评估识别

15、和消除产品的设计缺陷深及每一零部件的设计缺陷三种类型Process-FMEA P-FMEA对工艺流程设计输出在验证前的综合评估识别和消除制造 /服务过程中的潜在隐患深及制造 /服务过程每一环节的潜在隐患三种基本情况新设计,新技术,新过程的开发对现有设计或过程的修改对现有设计或过程的重要修改现有的设计或过程有新的应用新增加的要求在进行D-FMEA时要充分考虑故障的防护防错设计客户的物流要求兼容在进行P-FMEA时要充分考虑动态的加工物流要求场地立体空间利用值新要求这是一张典型的FMEA的表格(第三版)如果你是用于ISO/TS16949,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

16、计这是一张典型的FMEA的表格(第四版)如果你是用于ISO/TS16949,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新要求FMEA的一些基本概念FMEA的一些基本概念1.失效 2.失效模式3.失效后果 4.失效原因5.顾客 6.KCDS（特殊特性标识系统）7.KPC 8.KCC9.FMEA的定义 10.FMEA的类型1 失效 （Failure）产品在工作范围内导致零组件的破裂断裂卡死损坏现象在规定条件下, (环境、操作时间等)不能完成既定的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新要求 1 失效 （Failure） 实体失去了完成其功能的能力 什么是实体 S-

17、FMEA 系统 D-FMEA 产品 P-FMEA 过程 失效与不合格 失效与事故 潜在失效2 失效模式（Failure Mode） 失效的表现形式系统,子,分系统,未达到设计策划的意图产品,零件的技术参数未达到设计的要求制造工艺过程,不能满足工艺设计的要求常见的失效模式:裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂3 失效后果（Failure Effect） 失效给顾客(广义)带来的影响 引起运行系统失调 零, 部件无法装配 加工流程间歇停顿 造成顾客停线停产典型的失效后果：噪声 工作不正常 不良外观 无法攻丝 粗糙 间歇性工作 无法坚固 无法钻孔 4 失效的原因(Failure Cause

18、) 引起失效的原因： 不可预计的 自然的/人为的 物理的/化学的 主观的/客观的 Potential Mechanism of Failure Mode 潜在失效模式的原因和机理A failure mechanism is the physical, chemical, electrical, thermal, or other process that results in the failure mode. It is important to make the distinction that a failure mode is an ;observed; or ;external; e

19、ffect so as not to confuse failure mode with failure mechanism.失效机理是导致失效模式的物理、化学、电、热或其他过程。重要的是要区分“可视的”还是“外部的” 失效模式，以免混淆失效模式与失效机理。新要求Potential Mechanism of Failure Mode 潜在失效模式的原因和机理A product or process can have several failure modes which are correlated to each other because of a common failure mecha

20、nism behind them. 因为同样的失效机理，一个产品或工序可以有几种相关的失效模式。新要求5 顾 客（Customer） 不仅仅是“最终使用者” 可以是后续工作者 下一工序的作业者 系统数据的使用者一般特性 F/F Function /F it特殊关注6 KCDS重要特性识别系统 Key Characteristic Demarcate SystemKPC一般特性PCS/CSafe / Complain特殊关注一般关注Key product Characteristic product CharacteristicStandardStandard重要特性 7 KPC 重要的产品特性

21、 影响安全,国家法律法规 功能,配合的质量特性PCStandard 一般特性 KPC ProductS/CF/Fcharacteristic Safe / ComplainFunction /F itKey product Characteristic重要特性8 KCC 重要的过程控制特性 影响重要产品特性（KPC） 的过程控制特性(CC)SCC KCC MCManufacture characteristic KPCKCCKCCKCCKCCKCCKCC人 Man法 Method测 Measure环 Environment料 Material机 MachineControl character

22、istic CCKey Control characteristic Standard Control characteristic 9 FMEA 定义 Potential Failure Mode and Effects Analysis 潜在失效模式及后果分析 是一种系统化的可靠性定性分析方法 通过对系统各组成部分进行事前分析,发现, 评 价产品 /过程中潜在的失效模式,查明其对系统的 影响程度,针对性的采取措施进行预防的分析方法 后经发展,对可能造成特别严重后果的失效模式 进行单独分析，称危害度分析. 简称 FMECA。 （CA: Criticality Analysis） 9 FMEA

23、 定义 Potential Failure Mode and Effects Analysis 潜在失效模式及后果分析 是一种系统化的结构性相关分析方法 识别产品或过程失效模式 估计涉及特殊原因的风险 减小风险的措施优先排序 评价产品的设计验证计划 拟制当前的过程控制计划 10 FMEA 的类别 System-FMEADesign-FMEAProcess-FMEAFMEA的作用 FMEA 的作用预测：可以预先发现或评估产品/过程 中潜在的失效及影响防错：避免同类错误的再次发生改进：将成果文件化，程序化,积累经验 保持持续改进 提高产品功能保证和可靠性 减少批量投产时发生的问题 提高准时供货的能

24、力和信誉 缩短新产品新过程开发周期 预先采取措施降低开发成本 充分理解客户需求改进服务 改善内部信息交流资源共享 FMEA 的作用FMEA的团队FMEA的团队 团队形式:多功能小组多功能小组通常有相关的专业人员组成包含技术人员,工人代表，客户,供应商多功能小组会议是FMEA的主要活动形式FMEA是项目的系统化经常化的专业活动FMEA的团队成功的关键要素组成多功能小组的人员准确全面了解相关信息把握住项目进度的时机 设计工艺制造生产服务质量试验可靠性熟悉产品理解客户了解过程精于服务富有经验善于改进信息资料多方合作集体智慧FMEA的团队各类专业人员各类专业技术组成多功能小组的人员顾客明示的和潜在的要

25、求相关国家专业的法律法规与产品有关的标准和规范供应商提供的资料和数据同类产品积累的经验教训创新的设计意图风险剖析准确全面了解相关信息FMEA的团队FMEA的团队在 APQP 过程中(Advanced Product Quality Planning and Control Plan)新产品开发阶段,应在设计验证之前流程确定之后,在控制计划编制之前在 PPAP 过程中(Production Part Approval Process)出现产品/过程不符合要求或价值降低时FMEA的团队FMEA的团队把握住项目进度的时机产品质量策划进度表策划产品设计和开发过程设计和开发生产产品与过程确认策划反馈,评

26、定和纠正措施概念提出项目批准样件试生产投产计划确定项目产品设计验证过程设计验证产品过程确认反馈评定提高S-FMEAD-FMEAP-FMEA要提醒注意的一个问题有关风险程度的等级划分没有唯一的标准应根据企业自身的经验和产品的特点而定同一企业内类似产品之间应采用统一尺度保持类似故障模式相互间具有相同可比性与顾客及供应商功能小组之间保持一致性FMEA 没有唯一的标准严重度 S 及其评级准则严重度 S ( Severity ) :是衡量失效模式后果严重程度的级别;严重度数值的下降只能更改设计或重新设 计才能达到;不允许有影响客户需求的后果;评级准则 :严重度为 9 和 10 不推荐分析严重度为 1 不

27、作进一步分析频度 O 及其评级准则频度 O ( Occurrence ) :是衡量在设计寿命内失效可能出现的频率频度数值的下降只能更改设计才能达到评级准则 :应采用一致的分级规则,以保持连续性分级是相对的,并非反映实际出现的可能性Current Design Controls 当前的设计控制The preferred approach is to first use prevention controls, if possible.The initial occurrence rankings will be affected by the prevention controls provid

28、ed they are integrated as part of the design intent.如有可能，最好是先实施预防控制。预防控制会影响最初的频度次序，把它们作为设计意图的一部分。新要求1/21/81/31/201/801/4001/2000探测度 D 及其评级准则探测度 D ( Detection ):是衡量在设计控制中最佳探测控制的程度降低探测度通常通过改进预设的控制计划评级准则 :应采用一致的分级规则,以保持共识设计初应尽早采用探测控制87优先风险顺序度数 RPNThe use of an RPN threshold is NOT a recommended practicefor determining the need for actions. 不推荐单纯通过RPN值的 大小来确定采取什么行动。新要求优先风险顺序度数 RPNApplying thresholds assumes that RPNs are a measure of relativerisk (which they often are not) and that continuous improvementis not required (which