FMEA失效分析的步骤与方法
fmea的实施过程四个步骤
FMEA的实施过程四个步骤1. FMEA简介FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）是一种风险管理工具，常用于产品设计和过程改进。
它可以通过识别潜在的故障模式、评估其影响，并采取预防和纠正措施来降低风险和提高产品的可靠性和质量。
本文介绍了FMEA的实施过程，包括四个基本步骤。
2. FMEA实施过程四个步骤2.1 第一步：确定分析范围和目标在开始FMEA之前，需要明确定义分析的范围和目标。
这可以通过以下方式实现：•确定分析的范围：确定要分析的系统、产品或过程的边界，并确定涵盖的子系统、部件、功能等。
•确定分析的目标：明确分析的目标，例如减少故障率、提高产品可靠性、提升制程质量等。
2.2 第二步：识别故障模式在这一步中，需要识别潜在的故障模式和可能导致故障的原因。
这可以通过以下方式实现：•列举所有的功能和过程步骤：将系统、产品或过程的各个功能和过程步骤列出，并对其进行描述。
•识别潜在的故障模式：针对每个功能和过程步骤，分析可能发生的故障模式，例如机械失效、电子元件故障等。
•确定故障的原因：针对每个故障模式，分析其可能的原因，例如设计不合理、材料选择错误等。
2.3 第三步：评估故障的影响在这一步中，需要评估故障对系统、产品或过程的影响，以确定其严重性。
这可以通过以下方式实现：•确定影响因素：确定评估故障严重性的因素，例如安全性、可靠性、成本等。
•制定评分标准：为每个影响因素制定评分标准，例如使用1到10的等级进行评估。
•评估故障的影响：根据评分标准，对每个故障模式的严重性进行评估，并记录评分结果。
2.4 第四步：制定预防和纠正措施在这一步中，需要制定预防和纠正措施，以降低故障的发生概率或减轻其影响。
这可以通过以下方式实现：•确定措施类型：根据故障原因和严重性评估结果，确定需要采取的措施类型，例如设计改进、工艺优化等。
•制定措施计划：为每个措施制定详细的计划，包括责任人、时限、资源需求等。
FMEA-MSR 步骤四：失效分析
FMEA-MSR 步骤四：失效分析目的在相关的场景下,FMEA-MSR的失效分析旨在说明导致最终影响的事件链。
MEA-MSR失效分析的主要目标：•建立失效链•失效起因、监视、系统响应、减轻的失效影响•使用参数图或失效网识别产品失效起因•顾客与供应商之间的协作(失效影响)•FMEA表格中失效文件化和风险分析步骤的基础失效场景失效场景由相关操作条件的描述组成,在这些条件中,故障导致错误。
行为并且可能导致最终系统状态(失效影响)的事件序列(系统状态)。
它的起点为确定的失效起因,而其终点为失效影响。
分析的焦点在具有诊断能力的组件,即ECU。
如果组件无法探测到故障/失效,则会发生失效模式,从而导致相应严重程度的最终结果。
但如果组件可探测到失效,这会产生系统响应,其失效影响与初始的失效影响相比,其严重度更低。
在以下场景(1)至(3)中对相关细节进行了说明。
失效场景(1)说明了从故障出现到失效影响发生过程中所产生的故障行为,其中在本示例中,失效影响虽然不会造成危险,但可能达到不合规的最终系统状态。
失效场景(2)说明了从故障出现到失效影响发生的过程中所产生的故障行为,其中在本示例中,失效影响导致了危险事件。
作为失效场景的一个方面,需要估算故障处理时间间隔的大小(故障发生与危险/不合规失效影响发生之间的时间间隔)。
故障处理时间间隔是指危险事件发生前故障行为的最大时间跨度,前提是安全机制未激活。
失效场景(3)说明了从故障出现到减缓的失效影响出现的过程中所产生的故障行为,其中在本示例中,失效影响导致了功能的损失或退化而非危险事件。
失效起因失效起因的描述是指监视及系统响应的补充FMEA失效分析的起点。
假设失效起因已发生且并非真正的失效起因(根本原因)。
典型失效起因是指电气/电子故障(E/E故障)。
当受到诸如外部环境、车辆动力学、磨损、服务、应力循环、数据总线过载和错误信号状态等各种因素的影响时,根本原因可能也变得不够稳健。
FMEA失效分析与失效模式分析 (2)全
23
失效分析的要点？之三
在一级失效原因正确的基础上，探讨和分析二级失效原 因。例如设计原因引起的失效还可细分为设计思想、结 构、对载荷分析的准确性、选材等二级失效原因。
3．机理清楚
失效机理是指失效的物理、化学变化本质，微观过程可 以追溯到原子、分子尺度和结构的变化，但与此相对的 是它迟早也要表现出一系列宏观（外在的）的性能、性 质变化。
16
什么是失效分析？
失效分析：考察失效的构件及失效的情景（模式）， 以确定失效的原因。
失效分析的目的：在于明确失效的机理与原因。改 进设计、改进工艺过程、正确地使用维护。
失效分析的主要内容：包括明确分析对象，确定失 效模式，研究失效机理，判定失效原因，提出预防 措施（包括设计改进）。
17
失效分析的要点？
24
失效分析的要点？之四
通常可将失效原因分为内因和外因。失效机理即失效的 内因，它是导致发生失效零件或材料的物理、化学或机 械损伤过程等。
4．措施得力，模拟再现，举一反三
措施得力，模拟再现，举一反三是建立在前面对失效模 式、失效原因和失效机理深入分析和准确把握的基础上。 当然制定预防措施需考虑长远的措施和产品使用问题以 及工程上的可行性、经济性等。模拟再现则要分析模拟 的可能性和必要性。同时，随着计算机技术的高速发展， 计算机模拟也成为模拟再现的一个重要手段。
故障原因：直接导致故障或引起性能降低并进一步发展成 故障的那些物理或化学过程、设计缺陷、工艺缺陷、零件 使用不当和其它过程等因素。
故障（失效）机理：引起故障（失效）的物理、化学和生 物等变化的内在原因。
FMEA方法的根本目的
按规定的规则记录产品设计中所有可能的故障模式； 分析每种故障模式对系统的工作及状态（包括战备状态、
如何进行失效模式与影响分析(FMEA)
（9）有何改善方案。
3、风险优先数RPN。
RPN评估
影响/行动需求
1<RPN<50
对产品危害较小
51<RPN<100
对产品有中等危害,需进一步改善
101<RPN<1000
对产品有严重危害,需深入调查分析
4、FMEA的分类。
根据其用途和适用阶段不同，FMEA可分为：
（1）设计阶段FMEA（DFMEA－Design FMEA）。
2、松香发泡不良
发泡孔堵塞、发泡电机停止工作、松香变质
预热
1、预热温度过高
控制器故障、测定方法错误
2、预热时间过长
带速过低、传送带打滑
浸锡
1、锡面过低
未及时加锡、电机转速变化
2、浸锡时间过短
带速过度
3、浸锡进入角过小
传送带角度变化、板弯
4、锡液温度过高
控制器故障、测定方法错误
7、制作FMEA表（见第8页）。
潜在缺陷模式和影响分析是设计或制造过程中一项事前分析工作。通过FMEA可识别和评估在设计或工程中可能存在的缺陷模式及其影响，并确定能消除或减少潜在失效发生的改善措施从而防患于未然，尽可能降低各项缺陷成本，保证产品/服务问世即具有优异性能。
一、FMEA的开发与发展
20世纪50年代，美国格鲁曼公司开发了FMEA，用以飞机制造业的发动机故障预防，取得较好成果。20世纪60年代，美国宇航界实施阿波罗计划时，要求实施FMEA。
良好的测试
4
对性能有较小影响
微量缺陷1 in2000
测试可控制
5
对性能有影响
偶然性缺陷1 in500
不完全的测试控制
过程失效模式及影响分析(过程FMEA)
探测度 （D)
AP
特 殊 特 性
筛选器 代码 （选 填）
预防 控制
负
探测 措施
责 人 姓
目标 完成 时间
名
初始状态-过去经过验证 的控制和/或将要采用的
控制
1-10
H、M、L 、NA
CC
LL
为降低频 度所需的 附加措施
为改善 探测所 需的附 加措施
姓名
根据规范MRKL5039对
电机性能曲线进行100%
更多。量值/规格为 、过程项、最终用户）
可选，请查看过程文 建议在三个考虑方面旁
档。例如：压力、机 列出严重度评级，并使
器温度、冲洗液浓度 用最高的严重度评级。
、速度等。在过程进 例如,最终用的某个方面
行中可对过程特性进 可能并不总是获得最高
行测量。
的严重度评级。
1-10
失效模式 在“过程工作要
在产品 素的功能和过程
公司名称： 工程地点： 顾客名称： 年型/平台：
策划准备（第一步）
持续改 善
结构分析（第2步）
功能分析（第3步）
历史/变更
问 题 #
授权（适 用时） （这一类 是可选
项）
1、过程项 系统、子系 统、零件要 素或过程名
称
2、过程步骤 工位编号和 关注要素名
称
3、过程工作 要素
4M类型
1、过程项的 功能
跨职能团队：
分析（第3步）
失效分析（第4步）
失效影响的严重度 （S）
3、过程工作要 1、对于上一高层级
素的功能和过程 要素或最终用户的
特性
失效影响（FE)
2、关注 要素的 失效模
式 （FM)
失效分析基本常识以及操作流程
失效分析基本常识以及操作流程失效分析是一种通过分析和探究事物、系统或过程发生失效的原因和机制的方法。
它可以帮助我们识别并改进潜在的问题，以提高系统的可靠性和性能。
以下是关于失效分析的基本常识与操作流程。
一、失效分析的基本常识1.失效模式与效应分析（FMEA）：FMEA是一种通过分析预测和评估失效模式及其严重性、发生概率和检测能力的方法。
它可以在设计、生产和使用阶段预防或减少失效。
2.失效树分析（FTA）：FTA是一种通过将失效进行因果关系的图形化表示来分析系统失效的方法。
它能够帮助确定导致一些具体失效的事件链。
3.事故树分析（ETA）：ETA是一种通过将事故及其后果进行因果关系的图形化表示来分析事故发生的方法。
它可以帮助识别和评估事故的潜在原因及其对系统的影响。
4.失效模式、原因和影响分析（FMEDA）：FMEDA是一种通过分析失效模式、失效原因和失效影响的方法来评估系统的可靠性。
它通常用于评估硬件系统。
5.人因分析：人因分析是一种通过分析人因相关的错误、失误和措施来评估和改进工作系统和流程的方法。
它可以帮助减少人为失误和提高操作效率。
二、失效分析的操作流程1.确定分析目标：确定需要进行失效分析的系统、产品或过程，并明确分析的目标和范围。
例如，是为了解决一个特定的问题，还是为了提高整体系统的可靠性等。
2.收集相关数据：收集和整理与失效有关的数据和信息，包括过去的失效记录、测量数据、使用情况等。
这些数据将为后续的分析提供基础。
3.选择适当的工具和方法：根据分析的目标和需要，选择适合的失效分析方法和工具，如FMEA、FTA、ETA等。
有时需要结合多种方法进行分析。
4.定义失效模式与效应：识别和描述可能的失效模式及其对系统的影响。
这包括对失效模式的描述和分类，以及对失效的严重性进行评估。
5.分析失效原因：通过追溯失效模式，分析导致失效发生的可能原因和机制。
这包括对失效原因的分类和评估，以及确定潜在缺陷和改进点。
fmea基本理论及方法
fmea基本理论及方法
FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）是一种可以识别和分析系统及其组件可能产生的失效模式及其可能影响的分析方法。
它是一种用于分析风险和控制风险的工具，可以帮助企业节省时间、金钱和资源，有助于企业提升产品质量和安全性。
FMEA的基本原理是通过分析原因、失效模式和可能的影响来防止产品的缺陷。
它的基本步骤是：首先，确定系统中的可能失效模式，然后对每个失效模式进行评估，最后，根据评估结果确定改进措施，以消除失效模式并减少风险。
FMEA可以帮助企业以科学、系统的方式识别和控制缺陷的可能性，并让企业更具成本效益地提高产品的质量和安全性。
它是一种有效的风险管理方法，可以帮助企业及时发现潜在的问题，实施改进措施，从而避免可能的损失。
FMEA的基本原理和方法可以应用于各种行业，从制造业、航空航天、汽车到食品和医疗行业，都可以使用FMEA方法来识别和控制风险，更好地管理产品。
总而言之，FMEA是一种有效的分析和管理系统可能失效模式的工具，它可以有效地帮助企业减少产品缺陷，提高产品质量和安全性，更好地满足客户需求。
FMEA失效模式及后果分析
失效模式及后果分析Failure Mode & Effects AnalysisDFMEA DFMEA表格PFMEA PFMEA表格FMEAFMEA实施步骤1.引言一、定义1、潜在失效模式及后果分析（FMEA）FMEA是一组为达到下列目的而进行的系统化活动:1)发现并识别产品/过程的失效模式及其可能影响2)识别能够消除或减少失效模式发生可能性的措施3)将上述两个过程形成书面文件2、设计潜在失效模式及后果分析（DFMEA）DFMEA是“设计主管工程师/小组”用来保证在最大限度内已充分认识和指明了各种潜在失效模式及相关起因/机理的一种主要技术手段。
3、过程潜在失效模式及后果分析（PFMEA）PFMEA是“设计主管工程师/小组”用来保证在最大限度内已充分认识和指明了各种潜在失效模式及相关起因/机理的一种主要技术手段。
4、顾客顾客不仅指最终用户，还包括与系统、子系统或相关零件的所有人员，如生产、装配和售后服务人员及车型设计或部件设计工程师或工程师小组。
二、FMEA的价值事先花时间认真实施全面的FMEA工作，能够方便地对产品或过程进行修改，从而减小风险，FMEA能够减少或消除因事后更改而带来更大损失的可能性。
FMEA是一个永无止境的交互过程。
三、FMEA成功要素➢事前行为➢集体协作➢动态行为➢管理者支持2、设计潜在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis in Design）一、D FMEA的价值DFMEA的价值体现在如下方面，并且正是由于这些方面的原因减少了设计过程中设计失效的风险。
➢有助于设计要求和设计方案的客观评价➢有助于制造和装配要求的初始设计➢提高了设计开发过程中考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的概率➢对制定全面、有效的设计实验计划和开发程序提供了更多信息➢根据对顾客的影响编制失效模式风险顺序表，据此建立设计改进和开发试验的优先控制系统➢为确定和跟踪降低风险措施提供了一个开放的讨论形式➢为未来分析相关问题、评价设计更改和提高设计水平提供参考二、群策群力DFMEA是集体努力的结果，是集体智慧的结晶。
失效模式与影响分析(FMEA)
可能给错药 药物名称或外表 厂商制造原 造成病人伤 相似 因 害
1
1
10
10
三、举例
4.分析失效模型和影响因素 表4.3 护士到病人单位给药 失效模式 原因 结果 S 1.护士太 可能给错 护士没有核对 匆忙。2. 药造成病 10 病人身份 病人没有 人伤害 识别手圈 1.无法识 给药途径 药物给药途径 别医嘱。 错误造成 10 错误 2.缺乏相 影响结果 关知识。
护士对药 卡 到备药间 备药 到病人病 房给药
三、举例
4.分析失效模型和影响因素
4.1 护士给药 表4.1护士核对给药纪录单
失效模式 结果 S 没有依照处 1.医嘱遗失。 给药记录单没有 方给药可能 10 2.书写医嘱 更新 影响病人结 时分心 果 1.书写医嘱 时不注意。 没有依照处 2.写后的医 方给药可能 给药时间不正确 嘱没有双重 10 影响病人结 核对。3.没 果 有计算机处 方系统 原因 O 5 D 5 RPN 改善措施 250
O
D RPN 改善措施
1.加强培 训。2.病 10 人佩戴手 圈
1
1
5
5
250
三、举例
5. 评判结果 失效模式 给药记录单没有更新 RPN 250
给药时间不正确 药物不正确 药物名称或外表相似
护士没有核对病人身份
250 250 10
10
药物给药途径错误
250
三、举例
6.根本原因分析 6.1列出最需要改善的失效模式: 给药记录单没有更新、给药时间不正确、药物不 正确、药物给错途径 6.2 对相应失效模式分析原因。
三、举例
3. 分析流程 主题1：病人辨识和输血流程：
制作及佩 戴手圈 采血和 备血 检验科 流程 送血到 病房 核对 病人
FMEA失效分析与失效模式分析
FMEA失效分析通常包括失效模式分析作为其一部分，两者都是质量 保证和可靠性工程的重要工具。
02
FMEA失效模式分析
失效模式的定义与分类
失效模式定义
在产品或过程中，可能导致产品或系 统不能达到预期功能的现象或问题。
失效模式分类
按失效的性质可分为功能失效、潜在 失效、外观失效等；按失效的原因可 分为设计缺陷、制造缺陷、使用不当 等。
06
案例研究
案例一：汽车刹车系统的FMEA失效分析
总结词
全面分析，预防为主
详细描述
通过对汽车刹车系统进行FMEA失效分析， 识别出潜在的失效模式和原因，并采取相应 的预防措施，确保刹车系统的可靠性和安全
性。
案例二
要点一
总结词
细致入微，失效定位
要点二
详细描述
对电子产品电路板进行FMEA失效模式分析，准确定位失 效模式和原因，提出改进措施，提高电路板的可靠性和稳 定性。
失效风险
指产品或系统在实现其功能过程中可能出现的故障、异常或性能下降的风险。
分类
按照失效模式和影响分析（FMEA）的方法，失效风险可分为功能失效风险和潜在失效 风险。
失效风险的分析方法
01
故障树分析（FTA）
通过建立故障树，分析系统各部件的故障对系统整体性能的影响。
02
事件树分析（ETA）
通过建立事件树，分析系统各事件的发生对系统性能的影响。
失效模式的分析方法
故障树分析法
01
通过建立故障树，分析导致故障的各种因素，确定故障发生的
概率和影响程度。
故障模式与影响分析法
02
分析产品或系统的各种故障模式，评估其对系统功能的影响程
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二、失效分析的目的及作用
• 目的
– 找出器件失效的物理和化学根源，确定产品的 失效机理
• 作用
– 获得改进工艺、提出纠正措施，防止失效重复 出现的依据
– 确定失效的责任方，避免不必要的损失赔偿 – 评估产品的可靠度
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三、一般步骤
• 1、收集失效数据 • 2、烘焙 • 3、测试并确定失效模式 • 4、非破坏性分析 • 5、DE-CAP • 6、失效定位 • 7、对失效部分进行物理化学分析 • 8、综合分析，确定失效原因，提出改善措施
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• 步骤三：去焊锡
• 配比 浓硝酸 • 加热时间：沸腾后30分钟左右
注意：加酸液的液面不要超过烧杯规定刻度， 以防止酸液溅出
• 显微镜观察，芯片正反两面观察，Surge mark点，结 构
• 电性确认
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6、失效定位
• 对于在芯片上明显的异常点，如Surge mark 、Micro crack、氧化层脱落，比较容易定位
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8、综合分析
• 根据前面步骤的逐步分析，确定最终失效 原因，提出报告及改善建议及完成报告。
•你的成果
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四、失效分析技术
1、摄影和光学显微术 • 本厂有0-400倍的光学显微镜和影象摄取装
置,基本上可以含盖整个分析过程需要的光 学检查
– 每个元件都需要记录一般状态的全景照片和特 殊细节的一系列照片
• 对于一些经过潮湿环境下失效，或从其电 性上表现为漏电大或不稳定的器件，有必 要进行烘焙后测试
• 方法：
– 温度：150℃常压 – 时间：4小时以上
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3、电性测试及确定失效模式
• 不同与质量检验为目的的测试，采用非标 准化的测试方法，可以简化．
• 包括引脚测试和芯片测试两类 • 可以确定失效的管脚和模式，但不能确定
– 不涉及分析结果或最终结论的照片可以在报告 中不列入
拥有但不需要总比需要但没有要好
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四、失效分析技术
• 光学显微镜作用
– 用来观察器件的外观及失效部位的表现形状、 分布、尺寸、组织、结构、缺陷、应力等，如 观察器件在过电应力下的各种烧毁和击穿现象 ，芯片的裂缝、沾污、划伤、焊锡覆盖状况等 。
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1、失效数据收集
• 作用：根据失效现场数据估计失效原因和 失效责任方
• 失效现场数据的内容
• 失效环境：潮湿、辐射 • 失效应力：过电、静电、高温、低温、高低温 • 失效发生期:早期、随机、磨损 • 失效历史：以往同类器件的失效状况
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2、烘焙
FMEA失效分析的步骤 与方法
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2020年4月10日星期五
内容提要
• 基本概念 • 失效分析的目的和作用 • 失效分析的一般步骤 • 失效分析技术介绍 • 失效机理的分析 • 案例 • 注意事项 • Q&A
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一、基本概念
• 失效
– 器器件不能正常工作,这种现象叫做 失效。
• 失效机理
– 失效的物理和化学根源叫失效机理。
• 物理和化学根源包括：环境、应力和时间，环境和应力包括温 度、湿度、电、机械等
• 失效的物理模型
– 应力-强度模型
• 认为失效原因是由于产品所受应力超过其极限强度，此模型可 解释EOS、ESD、Body crack等。
– 应力-时间模型
• 认为产品由于受到应力的时间累积效应，产品发生化学反应， 微观结构发生变化，达到一定程度时失效，此模型可解释材料 的欧姆接触电阻增大，电压随时间衰降，焊接部分的热疲劳现 象等。
• 失效模式
– 指失效的表现形式，一般指器件失效时的状态 ，如开路、短路、漏电或参数漂移等。
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• 失效模式的分类
– 按失效的持续性
• 致命性 、间歇性、缓慢退化
– 按失效时间
• 早期失效 、随机失效 、磨损失效
– 按电测结果
• 开路、短路、漏电、参数漂移
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注意：酸液不能超过烧杯的规定刻度，以防加 热过程酸液溅出来
• 显微镜观察焊接件结构，芯片的外观检查等 • 烘烤后测试
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• 步骤二：去铜
• 配比 浓硝酸 • 加热时间：沸腾后3-5分钟离开电炉至铜反应完
注意：加热沸腾比较剧烈，加酸液的液面不要 超过烧杯的规定刻度，
• 显微镜观察，焊锡的覆盖面积、气孔、位置、焊锡 颗粒，芯片Crack等
失效的确切部位
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4、非破坏性分析
• 定义：不必打开封装对样品进行失效分析 的方法，一般有：
– 显微镜的外观检验 – X-RAY检查内部结构 – C-SAM 扫描内部结构及分层
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5、DE-CAP分析
• 步骤一：去黑胶
配比：发烟HNO3：H2SO4=3：1 加热时间：煮沸后5-10分钟（根据材料大小）
例：一些失效的在光学显微镜下观察到的现象
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四、失效分析技术
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四、失效分析技术
2、电测技术
– 质量检验的电测
• 采用标准化的测试方法，判定该器件是否合格，目 的是确定器件是否满足预期的技术要求
– 失效分析的电测
• 采用非标准的测试方式，目的是用于确定器件的失 效模式、失效部位并估计可能的实效机理
• 对于目视或显微镜下无法观察到的芯片， 可以加电后借助红外热像仪或液晶测试找 到失效点
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7、失效点的物理化学分析
• 为更进一步确认失效点的失效机理，我们 需要对失效点进行电子放大扫描(SEM)和能 谱分析(EDX)，以找到失效点的形貌和化学 元素组成等，作为判定失效原因的依据。
• 测试仪器、测试步骤及参数的种类都可以简化
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四、失效分析技术
失效分析的电测
– 管脚测试
• 管脚测试可以确定失效的模式和管脚，无法确定失 效的确切部位
例1：GBJ 的+AC1电性失效，其余管脚OK，则可以 只对+AC1的晶粒做后续分析，如X-RAY等