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DFMEA培训教材-DDER&D

潜在设计失效模式及后果分析

DESIGNFMEA

2009-1-5

一、什么是FMEA?

FMEA是英文“PotentialFailureModeandEffectsAnalysis”的缩写-潜在的失效模式及后果分析

本应写成P-FMEA，但由于企业/公司常用P-FMEA表示“过程FMEA”，D-FMEA表示“设计FMEA”所以省略了“Potential”，以免混淆。

二、失效模式及后果分析（FMEA）的发展历史

1.20世纪60年代中期：

FMEA首次应用于航天业（阿波罗计划）。

2.1974年：

美海军制定船上设备的标准，Mil-Std-1625（船）“实行船上设备失效模式及后果分析的程序”，这使FMEA第一次有机会进入军用品供货商界；发展阶段：

有组织的可靠度程度。

3.1976年：

美国国防部采用FMEA来作为领导军队服务的研发及后勤工作的标准；调整阶段：

虽然只强调设计面。

4.1988年：

美运输部的联邦航空管理局发表通告要求所有航空系统的设计及分析均使用FMEA。

5.1989年：

美健康与人类服务部颁布“生产质量保证计划”（FDA90-4236）；FMEA被要求用于设施资格认可.

6.1990年：

美汽油协会建议将FMEA溶于设计之中（ANSIZ21.64andZ21.47）。

美铁道业建议用FMEA来提高火车车厢的安全性。

ISO9000建议用FMEA作设计检讨。

7.1991年：

ISO9000系列改版后建议用FMEA来提高产品及过程的设计。

8.1993年：

美健康与人类服务部的FDA（食品与药品管理局）计划将目前的GMP利用可靠性工具改变成综合性的研发文件；如：

FMEA及FTA，来提高产品安全性及顾客的保护。

9.1994年：

FMEA成为QS-9000证书获得的不可缺少的一部分。

QS-9000是一个自发性项目，是由美国三大汽车公司（克莱斯勒、福特及通用）组成的供货商质量要求工作队制定的。

10.1995年：

美海军工作队将FMEA运用于2010项目的后勤支持计划。

11.1996年：

美FDAGMP（如今的质量体系规定）更新后，结合设计控制及规定作风险分析；如FMEA。

12.1999年？

，DDE开始采用

三、失效模式及后果分析（FMEA）分类

1、产品FMEA（也叫做D-FMEA）：

针对产品如：

1系统

1附属系统

1.2附属装配

1.3部件/零件

1.4原料

1.5特性/特质

2、过程FMEA（也叫做P-FMEA）：

针对制造过程如：

2过程/流动过程

2.1顺序/过程的步骤

2.2设备/机器

2.3工具/裝置/夾具

2.4操作者

2.5制造影响的

2.6材料品质

3、应用FMEA（也叫做A-FMEA）：

3．1供货商方面：

也叫做上游供货商的FMEA，主要针对供货商的设计和制造过程以便维持你的产品所需要的关键/主要特性。

3．2顾客方面：

也叫做下游顾客的FMEA，主要针对顾客的制造过程。

4、服务FMEA（也叫做S-FMEA）：

针对：

1）售后现场服务；2）说明书和警告标签；3）可靠性、维修性、服务性、零件可供性、服务人员安排、保修期限提供和其它有关现场服务活动。

四、什么是DFMEA?

DFMEA是英文“PotentialFailureModeandEffectsAnalysisinDesign”的缩写-潜在设计失效模式及后果分析

本应写成D-P-FMEA，但由于企业/公司常用P-FMEA表示“过程FMEA”，D-FMEA表示“设计FMEA”所以省略了“Potential”，以免混淆。

在设计阶段对构成产品的零件、分总成逐一分析，找出其潜在的失效模式，分析其可能的后果，评估其风险，预先采取措施，降低发生的概率，提高可靠性确保顾客满意的系统化活动。

五、为什么要进行DFMEA?

·有助于设计问题的早期发现；

·有助于采用更为有利的设计控制方法；

·有助于识别特殊特性；

·有助于评估失效模式的风险；

·DFMEA文件化可成为设计评审的重要内容。

具体来说，通过实行DFMEA，可在产品真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷，减少损失。

六、DFMEA的实质是什么?

是一个格式化的分文不取方法：

·步骤固定能避免遗漏；

·分析的方法固定能避免随意性；

·格式固定能避免人与人之差异。

七、DFMEA的特点

八、

·提高可靠性的系统活动；

·系统化的分析方法；

·是事前行为；

·目的要达到最佳设计；

·是由一个横向小组集体活动来完成的；

·分析过程永无止镜。

（DFMEA表格）

九、DFMEA表各栏定义及DFMEA报告编制

A项目功能

1定义：

·项目是指要分析的零件、分总成；

·功能是指零件、分总成的作用。

2功能描述要求：

·用动词＋名词简洁语句。

·例如“点火开关”，功能为“接通电源起动汽车”。

·用“设计意图是否表达清楚？

”进行自我检查。

B潜在失效模式

1定义：

·零件、分总成丧失功能的表现形式。

（包括不能完成规定的功能和产生非期望的功能。

）

2发动机零部件潜在失效模式：

·推荐选用表1所给的发动机故障模式，（统一使用这些描述，会避免出现常把失效原因当成了失效模式使用的错误）；

·在失效链中“找到倒下的第一块砖”；

·用“潜在失效模式找全了吗？

”进行自我检查。

表1发动机故障模式

代号

故障模式

代号

故障模式

代号

故障模式

01

断裂

02

碎裂

03

开裂

04

裂纹

05

点蚀

06

烧蚀

07

烧坏

08

击穿

09

塑性变形

10

拉伤

11

龟裂

12

扭曲变形

13

压痕

14

老化

15

变质

16

剥落

17

异常磨损

18

松动

19

脱落

20

压力不当

21

行程不当

22

间隙不当

23

干涉

24

发卡（卡死/抱死）

25

失调

26

堵塞

27

气阻

28

漏油

29

渗油

30

漏气

31

渗气

32

漏水

33

渗水

34

功能失效

35

性能衰退

36

超标

37

异响

38

过热

39

锈蚀（腐蚀）

40

/

41

密封不良

42

接触不良

43

跑偏

44

摆头

45

抖动

46

方向摆移

47

歪斜

48

飞车

49

窜油窜气

50

/

51

/

52

/

53

/

54

油水混

55

速度不稳

56

怠速不稳

57

调速不稳

58

功率突降

59

损坏

60

/

61

/

62

/

63

错位（位移）

64

/

65

/

66

偏摆

67

回火

C潜在失效的后果

1定义：

·失效发生会给下游工序、给顾客带影响。

2失效后果的严重度（S）：

·用来评估失效模式给下游工序、给顾客带影响的严重程度；

·严重度用1—10来评定；

·潜在失效模式的严重度评定准则见表2。

表2潜在失效模式的严重度评定准则

级别

后果

评定的主要依据

10

无警告的严重危害

失效模式会影响安全、法规。

失效发生时无预警。

9

警告的严重危害

失效模式会影响安全、法规。

失效发生时有预警。

8

很高

失效发生时发动机/系统无法运行（丧失基本功能）。

7

高

失效发生时发动机能运行，但性能下降。

用户很不满意。

6

中等

失效发生时发动机能运行，但舒适性失效。

用户不满意。

5

低

失效发生时发动机能运行，但舒适性下降。

用户有些不满意。

4

很低

失效发生时多数（75％）用户会发现有缺陷，不符要求。

3

轻微

失效发生时有百分之五十的用户会发现有缺陷，不符要求。

2

很轻微

失效发生时有识别能力的用户会发现有缺陷，不符要求。

1

无

没有可识别的影响。

D潜在失效起因/机理

1定义：

·失效模式为什么会出现的原因。

2找到造成失效的根本原因：

·不正确的结构设计；

·不正确的材料选用。

·不正确的设计参数；

3常的犯错误：

·未找到根本原因；

·把某些过程失效原因当作了DFMEA潜在失效起因/机理；

·把失效模式当作原因，如把曲轴烧蚀当作失效原因而不是失效模式。

4由此原因造成失效的频度（O）：

·评审以往由此原因造成失效出现的概率；

·依据经验评估失效发生可能性的大小；

·频度用1—10来评定；

·潜在失效起因/机理发生频度的评定准则见表3。

表3潜在失效模式的频度评定准则

级别

失效发生的可能性

可能的失效概率（‰）

10

很高：

持续发生的失效。

100

9

50

8

高：

反复发生的失效。

20

7

10

6

中等：

偶尔发生的失效。

5

5

2

4

低：

相对很少发生的失效。

1

3

0.5

2

极低：

失效不太可能发生。

0.1

1

0.01

E现行设计控制预防和控制探测

1定义：

·目前在该零部件开发设计过程中采用了何种控制方法。

2常用的控制方法：

·零部件设计作业指导书

·设计校核：

经验公式计算校核，FEA，CFD，温度场,三维设计等

·设计评审，可以避免失效发生；有经验的工程师，不同部门

·设计验证，进行零部件试验、发动机台架可靠性试验，找到失效模式；

·设计确认，整车道路试验、使用试验确认；

·用“所使用的设计控制能找出失效模式和起因吗？

”进行自我检查。

3不易探测度（D）：

·识别失效起因的难易程度，即现行设计控制方法对失效原因尽早暴露的能力；

·潜在失效模式的不易探测度评定准则见表4。

表4潜在失效模式的不易探测度评定准则

级别

探测度

评定的主要依据

10

绝对不肯定

不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，

或根本没有设计控制。

9

很极少

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。

8

极少

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。

7

很少

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。

6

少

只有较少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式。

5

中等

只有中等的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式。

4

中上

只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。

3

多

有较多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式。

2

很多

有很多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式。

1

几乎肯定

几乎肯定能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式。

F风险顺序数（RPN）

RPN=S·O·D

用于对潜在风险的评估。

风险顺序数RPN＞125，风险严重；

RPN＞64，风险较大；

RPN＞30，建议采取改进措施；

RPN＜30，可不采取改进措施。

严重度S≥7，不管RPN值多大，均要进行DFMEA。

G建议措施

1针对RPN值较高的失效模式，要建议采取措施相应的措施，目的是降低失效的风险。

2常见的建议措施包括：

·增加设计控制项目；

·变换控制方法；

·增加试验频次。

比如原来600小时耐久增加至1000小时

H采取的措施和再验证

1针对建议措施在实施中采用的具体措施。

·建议措施执行了吗？

2措施实施后要重新验证，得出新的风险顺序数RPN值。

·RPN值降到了期望值了吗？

3注意：

·失效后果的严重度（S），产品结构不变其值则不变。

·失效的频度（O），只有通过结构设计、设计参数、材料选用的改进才能降低。

·不易探测度（D），只有通过增加控制项目、变换控制方法、增加试验频次等控制方法的改进才能降低。

FMEA与FMA之区別：

失效模式分析（FMA）的概念和定义：

失效模式分析（FailureModeAnalysis：

简称FMA）：

指用来分析当前和以往过程的失效模式数据，以防止这些失效模式将来再发生的正式的结构化的程序。

FMEA-潜在的失效模式及后果分析：

u关键词：

潜在的——还没有发生的

u有可能发生

u也有可能不会发生

u集中于：

预防—处理预计的失效，其原因及后果/影响

u主要工作：

风险评估—潜在失效模式的后果影响

uFMEA开始于设计活动前，并贯穿实施于整个产品周期

FMA-失效模式分析

u关键词：

失效—已实际发生

u100%既成事实

u集中于：

诊断—处理已知问题

uFMA在生产范围内实施

总体要求

·理解DFMEA表各栏目的含义。

·掌握编制DFMEA的思路。

作业：

分组（3～4人一组）编制具体某个零部件的DFMEA。

机型：

DEUTZ4M2012

活塞销、ECU线束、高压油管、发电机支架、排气总管、油底壳、排气歧管垫片、飞轮、进气门

uosaixiao