DFMEA( 在的失效模式及后果分析)&PFMEA( 程 在的失效模式及后果分析)
DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis,设计失效模式及后果分析)
DFMEA出自 MBA智库百科(/)DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis,设计失效模式及后果分析)目录[隐藏]• 1 什么是DFMEA• 2 DFMEA基本原则• 3 DFMEA与PFMEA的关系• 4 形式和格式(Forms and Formats)• 5 我们应在何时进行设计失效模式及后果分析？• 6 我们应在什么时间进行设计失效模式及后果分析？•7 我们应在什么时间进行设计失效模式及后果分析？•8 我们应在什么时间进行设计失效模式及后果分析？•9 由谁进行设计失效模式及后果分析？•10 怎样进行设计失效模式及后果分析？•11 怎样进行设计失效模式及后果分析？•12 怎样进行设计失效模式及后果分析？•13 怎样进行设计失效模式及后果分析？•14 DFMEA的案例分析[1]o14.1 实施DFMEA存在的困难o14.2 实施DFMEA的准备工作o14.3 实施DFMEA的流程•15 相关条目•16 参考文献[编辑]什么是DFMEADFMEA是指设计阶段的潜在失效模式分析,是从设计阶段把握产品质量预防的一种手段,是如何在设计研发阶段保证产品在正式生产过程中交付客户过程中如何满足产品质量的一种控制工具。
因为同类型产品的相似性的特点，所以的DFMEA阶段经常后借鉴以前量产过或正在生产中的产品相关设计上的优缺点评估后再针对新产品进行的改进与改善。
[编辑]DFMEA基本原则DFMEA是在最初生产阶段之前,确定潜在的或已知的故障模式,并提供进一步纠正措施的一种规范化分析方法;通常是通过部件、子系统/部件、系统/组件等一系列步骤来完成的。
最初生产阶段是明确为用户生产产品或提供服务的阶段,该阶段的定义非常重要,在该阶段开始之前对设计的修改和更正都不会引起严重的后果,而之后对设计的任何变更都可能造成产品成本的大幅提高。
DFMEA应当由一个以设计责任工程师为组长的跨职能小组来进行,这个小组的成员不仅应当包括可能对设计产生影响的各个部门的代表,还要包括外部顾客或内部顾客在内。
电池管理系统BMS潜在失效模式及后果分析(DFMEA)
外部供电低于系统供电最 小电压
系统供电不足无法运行
5 ☆ 电源输入范围不满足指标要求
在指标范围内，选择宽范围输入 的电源模块
3
老化试验
3
45
23 BMS数据存储
数据存储
无法正常存储历史数据
历史数据无法正常保存和 分析
2 ☆ 存储芯片损坏
采用汽车级元器件设计 老化测试
3 老化试验 2 12
24
电源模块 符合技术要求
10
设计验证
1
70
34
绝缘电阻检测 功能
在充电、放电状态下对车 身与电池负极之间的电阻 进行实时检测
在充电、放电状态下，绝 缘采样值跳变
绝缘电阻检测阻值不准,造 成漏电检测误报，影响车 辆行驶
7
☆
平衡桥式绝缘方案设计中绝缘采集 回路滤波电容容值100NF偏小
新电路修改为10UF，功能要充分 进行环境实验验证，包括充电、 放电、高低温实验等
BMS温度采集电路分压电阻损坏或
温度传感器损坏
高低温测试
1 温度采集功能 温度进行实时检测，并且
7☆
精度符合技术要求
温度采集显示温度一直保 持不变，且显示数值与实 际不符
温度采集功能失效，导致 BMS无法检测到温度
BMS与温度传感器接触不良
老化测试 震动测试
2 震动试验 3 42
对电池总电压进行实时检 电池电压采集不到
对接触器失去部分控制， 导致其闭合后不能断开
电源系统一直和负载连 接，使电池一直处于放电 状态
6
高压回路接触器 对接触器实现完全控制， 对接触器失去部分控制导 电源系统和负载失去连
控制功能
包括闭合与断开
DFMEA - 产品设计失效模式及后果分析
文件编号作成部门文件作成批核序号No.项目/功能/要求Item/Functions/Requirements潜在的失效模式PotentialFailure Mode潜在的失效后果Potential Effectsof Failure Modeon End Product*严重度数SEV级别Class潜在失效原因/机理PotentialCause/Mechanism ofFailure频度O潜在失效控制/预防Precaution ofPotential Failure控测度数D风险顺序指数RPN建议的措施Rec.负责部门Dep.与其它部件无法组装9产品过长，整体较为单薄，受外力易变形2CAE分析，结构合理化236建议机壳厚度≥2mm研发部供应商与主体内部机身无法组装使用10产品过长，整体较为单薄，受外力易变形2CAE分析，结构合理化240建议设计机壳厚度均匀.增加加强筋.研发部供应商与手柄组立松手柄使用手感差2与后柄配合圆柱及槽位过松1CAE分析，结构合理化24与内部机身无法组立生产作业困难8壳体变形2CAE分析，结构合理化464建议设计考虑内部空间足够位,组装不被干涉研发部生产部本体外观不良（夹线，气纹等）影响外观4模具进料口设计不良4改良模具进料口及MF模流分析232螺丝柱裂使用寿命短6螺丝柱过细及成型不良4优化结构及控制成型条件,进料监控248建议螺丝柱厚度足够,螺丝与孔配合适当研发部供应商本体变形xxxxxx科技有限公司产品名称/型号编制日期最新修订日期版本本体(设计)DFMEA 设计失效模式及后果分析1*严重度数SEV高于或等于5的需要填写后面的建议措施。
3- DFMEA设计失效模式及影响分析
AIAG&VDA FMEA培训教材之DFMEA设计失效模式及影响分析七步法七步法关系图系统子系统单元子系统单元零件元素零件元素功能功能功能功能功能功能失效失效失效失效失效失效失效后果失效后果失效模式失效原因失效原因严重度（S）发生度（O）探测度（D）现行防范措施现行发现措施较低的O值较低的D值推荐防范措施推荐发现措施AP较低的AP系统系统系统系统分析失效分析和风险降低1.规划和准备3.功能分析4.失效分析5.风险分析6.优化2.结构分析7. 结果文件化风险沟通FMEA结果文件化七步法七步法第一步：规划和准备目的：是根据正在开发的分析类型（即系统）来定义FMEA 中包含和不包含的内容。
例如，系统、子系统或组件。
DFMEA 规划和准备的工具：框（边界）图•需要谁加入团队？FMEA 团队•什么时候？FMEA 时间•我们为什么在这里？FMEA 意图•我们该如何分析？FMEA 工具•需要完成哪些工作？FMEA 任务◆设计FMEA规划和准备的主要目标是：✓新开发的产品和过程；✓定义对设计的哪些方面进行分析；✓形成项目计划；✓确定应用于确定范围的相关经验教训和参考资料；✓定义团队职责。
设计FMEA步骤一：规划和准备▪分析范围应在项目开始时确定，以确保实施的方向和关注点一致；▪FMEA团队应关注导致风险项的根本原因和针对风险项采取措施的有效性；▪聚焦风险越高的问题越应深入讨论，关于低风险问题，最好避免冗长的讨论；▪风险矩阵是一个很好的识别风险高低的有效辅助工具范围定义的辅助方法：▪原理图▪物料清单（BOM ）▪以前类似产品的FMEA▪危害分析与风险评估（HARA ）▪威胁分析与风险评估（TARA ）▪可制造性和装配设计（DFM/A ）▪以往质量问题（场内故障，现场故障，类似产品的保修和保单索赔）▪QFD 质量功能展开▪法规要求▪技术要求▪客户需求/期望（外部和内部客户）▪要求规范▪功能模型▪风险矩阵▪框（边界）图▪参数（P ）图▪接口矩阵▪Focus矩阵FMEA实施之前，必须清晰理解并确定产品需求,通过VOC，QFD，法律法规，行业/企业标准，客户需求清单等整体识别产品需求。
失效模式及后果分析程序 - 新版2019(DFMEA)
1.0目的在产品设计阶段，预先发现、评价产品可能潜在的失效与后果，及早找出能够避免或减少这些潜在失效发生的措施，并将此过程文件化，为以后的设计提供经验与参考。
2.0范围适用于产品设计中的设计失效模式及后果分析。
3.0职责3.1多方论证小组：负责制订DFMEA的各项内容及相关改进措施，建立纠正措施优先体系；当有新的失效模式出现时及时更改DFMEA。
3.2工艺部：主导多方论证小组分析并制订所有潜在失效模式及后果。
3.3各部门：参与DFMEA的制订和评估，相关纠正和预防措施的执行。
4.0定义4.1DFMEA:（Design Failure Mode＆ Effects Analysis）设计失效模式及后果分析.4.2顾客：顾客对DFMEA而言通常指“终端顾客”或“使用者”，但顾客也可能是法律法规要求4.3MSA：Measurement System Analysis（测量系统分析）包括准确性、线性、重复性、再现性、稳定性。
5.0流程无6.0内容6.1DFMEA制订说明:6.1.1工程部主导成立多方论证小组（即APQP策划小组）；并确定DFMEA的实施项目。
多方论证小组根据客户的要求和生产加工情况，在APQP总进度中明确DFMEA项目的实施进度要求。
6.1.2多方论证小组组织品质部、工程部、生产部等相关部门的人员对整个生产流程进行评定。
6.1.3工程部针对过程失效模式和后果分析，确定相关过程的“严重度（S）”、“频度（O）”、“探测度（D）”，并通过S、O、D值的排列组合“措施优先级（AP）”，进行改进，编制DFMEA。
6.2在针对措施优先级（AP）行动时，需考虑以下因素：6.2.1严重度数高的（≥ 9）必须实施；6.2.2措施优先级（AP）为高（H）的优先实施；6.2.3措施优先级（AP）为中（M），但是易于实施，成本投入少的，优先实施。
6.2.4客户，项目小组，或者公司高层，在文件化的时候，提出采取改进措施的，给予实施；6.3工程部针对新产品、新材料、新技术应提交相关DFMEA资料。
DFMEA培训资料
DFMEA培训资料一、DFMEA 简介DFMEA，即设计失效模式及后果分析（Design Failure Mode and Effects Analysis），是在产品设计阶段，用于识别潜在的失效模式及其可能产生的后果，并采取预防措施以降低风险的一种工具。
DFMEA 的目的是在产品设计过程中，通过系统的分析，提前识别可能出现的问题，从而在设计阶段就采取措施进行改进，以提高产品的质量、可靠性和安全性，降低成本，缩短开发周期。
二、DFMEA 的实施步骤1、确定分析的对象和范围明确要分析的产品或系统。
界定分析的边界和功能。
2、组建团队包括设计工程师、工艺工程师、质量工程师、售后工程师等相关人员。
确保团队成员具备相关的知识和经验。
3、收集相关信息产品的技术要求和规范。
类似产品的失效案例和经验教训。
客户的需求和期望。
4、识别潜在的失效模式从功能、性能、可靠性等方面考虑。
采用头脑风暴等方法，尽可能全面地列出可能的失效模式。
5、分析失效的原因深入探究导致失效模式发生的根本原因。
可以使用因果图、5Why 等工具。
6、评估失效的影响对产品的功能、性能、安全性、客户满意度等方面的影响。
确定影响的严重程度（S），通常采用 1 10 的评分标准。
7、评估失效发生的可能性考虑设计控制措施的有效性。
确定发生的频率（O），评分标准 1 10。
8、评估检测失效的难易程度现有检测手段的有效性。
确定检测度（D），评分 1 10。
9、计算风险优先数（RPN）RPN ＝ S × O × D根据 RPN 值的大小，确定优先改进的项目。
10、制定改进措施针对高 RPN 值的失效模式制定相应的改进措施。
明确责任人和完成时间。
11、重新评估风险实施改进措施后，重新计算 RPN 值，评估改进效果。
三、DFMEA 中的关键概念1、失效模式产品或系统不能满足设计要求或预期功能的表现形式。
例如：零件断裂、功能失效、尺寸超差等。
2、失效原因导致失效模式发生的因素。
dfmea潜在失效模式及后果分析案例
7
两侧导向筋强度不 足
CAE分析，导向筋 强度合理化 增加加强筋，提 高强度 连接处配合方式 选择合理
8
撞击导致结构破坏
8
连接处密封性差
密封性
手柄密封性 软管与软管连 不满足客户要 接管的密封性 求，影响手柄吸 差 尘效率 9 连接处密封性不足 增加密封件
裸机通过 重要部位断 需通过球 球击测试, 产品无法再使 裂(尤其是机 击测试 功能正常, 用 壳) 无断裂 电池包2000 电池包松脱或 次插拔寿命 电池使用效率 测试后挂靠 低 不牢 通过整机配 电池包撞墙 测试 机壳配合处断 裂
3
105
排除电池包倒扣位， 各暂定一个插拔力范 围。例3-5 kgf 1.参照样机考虑加弹 簧或弹片式减振结构
尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度
检测插拔力 1.单边间隙 0.4mm以上 2.参照园林产 品
保证下盖与进 气口橡胶套翻 边配合无间隙 尘桶和下盖橡 胶密封圈尺寸 保证无间隙 分离管密封圈 翻边与尘桶之 间单边0.2mm过 盈 导流锥与橡胶 圈压装0.3mm过 盈 进气口与风机 橡胶套之间配 合单边过盈 过渡配合，IQC 尺寸全检 气阀密封圈喇 叭口做大，有 段直边配合 进气端两颗螺 丝柱保证高度 方向精度 密封圈与通风 盘内孔有单边 0.2mm过盈，检 测旋转力度 面接触部位开 槽加O型圈
8
A
1.塑件壳体加强筋 1.合理布设筋板 布设不合理 2.连接处强度薄 2.零件连接处强度 弱处加固 过于薄弱 1.机壳未做圆滑过 渡，磨损过大 2.电池包倒扣弹簧 疲劳 1.机壳参照园林 产品做圆滑过渡 2.选用成熟的电 池包 1.参照园林产品 机壳限位筋位强度 设计 2. 不够 配合尺寸计算累 积公差 1.参照园林产品 机壳与电池包卡扣 设计 2. 配合不当有干涉 配合尺寸计算累 积公差 机壳与电池包配合 配合尺寸计算累 间隙不当或无弹性 积公差 减震结构
发动机系列 潜在设计失效模式和后果分析(DFMEA)
全
加强筋布控不合理
产品功能需求；减 少碰穿面，设计时 严 无明显过度增减壁 6 重 厚现象
设计时未充分考虑 严 与其配合安装物的 8 重 安装尺寸公差
卡夹留有的空间余 量不合理，或者设 计时公差标注配合 不好，对配合强度 严 估计不足，设计时 8 重 出现偏差
1.设计时未考虑卡 脚除了配合橡皮胶 套还要与发动机护 严 板配套。2.没有考 7 重 虑后续变形问题，
咨询原材料供应 商，选择符合设计 3 120 要求的原材料
3 72
咨询原材料供应 商，选择气味性， 3 120 挥发性小的原材料
6 96
选择阻燃性优异的 原材料。如碳酸钙 填充的PP
8 3 3 72
选择气味性小的原 材料。
8 3 3 72
结构型面设计 结构型面设计 结构型面设计
1.断差
1.分型面设计不合 2.错位
缺陷积累的经验。
3 108 向主机厂索取与整 车匹配关联尺寸数
4 128 据
3 48
3 126
装配工艺可行性/ 安装工具的运动空 间狭窄
装配困难，客户抱 怨
6
发动及标牌设计
字体高低的控制
字体高低设计不合 理会导致成型时字 体表面熔接痕明显
震动设计
卡脚不单单是装配
强度，同时要考虑 卡脚断裂，从发动
发动机使用过程的 机上剥落等完全失
Approval/Date 供应
Process Function/ Requirements 过程功能/要求
Potential Failure Mode 潜在的失效模式
S
Potential Effect(s) of e
Failure 失效可能造成的后果
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项目/功能
• 列出被分析项目的名称和其他相关信息（如 编号、零件级别、设计水平） • 同简洁的文字说明满足设计意图的功能，包 括运行环境（温度、压力、湿度、寿命等）， 度量/测量变量 • 如项目有多种功能，则分别列出失效模式
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潜在失效模式
• 列出所有失效，不一定肯定发生 • 利用经验和头脑风暴 • 在特殊情况下的失效应予以考虑（客户的营 销战略、产品定位） • 失效模式用规范化的技术术语，不必与顾客 的感觉现象吻合
灯泡总成 D
3
4
弹簧 F
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潜在失效模式及后果分析（DFMEA）
系统 X 子系统 零部件： 01.03/车身密封 车型年/车辆类型：199X/狮牌4门/旅行车 核心小组： 设计责任： 车身工程部 关键日期： 99年03/01 FMEA编号：1234 共3页 第1页
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通用案例
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通用案例
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设计潜在的失效模式及后果分析
Design Failure Mode and Effect Analysis
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DFMEA 简介
• 由“设计主管工程师／小组”采用的一种分 析技术 • 以其最严密的形式总結了设计一个零部件、 子系统或系统时，工程师／小组的设计思想 • 在最大范围內保证已充份的考虑到并指明潜 在失效模式及与其相关的后果起因／机理 • 在任何设计过程中正常经历的思维过程是一 致的，并使之规范化
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 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
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3
2 1
建议的措施
• • • • 修改设计几何尺寸和/或公差 修改材料规范 试验设计 修改试验计划
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DFMEA的目的
• 根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其 进行排序列表，进而建立一套改进设计和开 发试验的优先控制系统。 • 为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开 的讨论形式 • 为将来分析研究现场情况，评价设计的更改 及开发更先进的设计，提供参考。
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严重度 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
失效的潜在起因/机理
规定材料不正确 设计寿命设想不足 应力过大 润滑能力不足 维护说明书不充分 算法不正确 表面精加工规范不当 形成规范不足 规定的摩擦材料不当 过热 公差不当
DFMEA的拓展
• DFMEA在体现设计意图时，还应保证制造
和装配能够实现设计意图 • 例如：
– – – – – 必要的拔模（斜度） 要求的表面处理 装配空间/工具可接近 要求的钢材强度 过程能力/性能
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案例
系统 主 体 如果产品组成比较复杂，将其分解成为小的系 统，识别初级和二级的功能
子系统
门
外型
窗户
内部
部件
门内板
玻璃
密封条
门锁
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过程潜在的失效模式及后果分析
过程FMEA（PFMEA）
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PFMEA簡介
由“制造/装配工 程师／小组”采 用的一种分析技 术
在最大范围內保证已充 份的考虑到并指明潜在 失效模式及与其相关的 后果起因／机理 以其最严密的形式 总結了开发一个过 程时，工程师／小 组的设计思想
起因 机理
屈服 化学氧化 疲劳 电移 材料不稳定 蠕变 磨损 腐蚀
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频度
失效发生可能性 很高：持续性失效 高：经常性失效 可能的失效率 ≥100个，每个1000辆车/项目 50个，每个1000辆车/项目 20个，每个1000辆车/项目 10个，每个1000辆车/项目 5个，每个1000辆车/项目 频度 10 9 8 7 6
编制人：XXX车身工程师
FMEA日期（编制）：9 （修订）98/07/14
项目/功能
严 频 潜在失效 潜在失效的 重 级 潜在失效的起 度 模式 后果 度 别 因/机理 O S
现行设计控制
预防
探测
探 R 测 P 度 N D
责任和目 建议措施 标完成日 期
左前车门 车门寿命降 H8HX-0000-A 低，导致 .上下车 。因漆面长期 .保护成员免受天 车门内板下部 生锈，使顾客 气、噪音、侧碰 腐蚀 对外观不满 撞的影响 。使车门内附 .附件安装 件功能降低 .外观
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DFMEA集体的努力
• 在最初的DFMEA 中， 希望负责设计的工程师 能夠直接地、主动地联 系所有相关部门的代表。 • FMEA应成为促进不同部 门之间充份交換意見的 催化剂，从而提高整高 集体的工作水平。
竞争对手分析
知名产品质量 可靠性要求 制造要求
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DFMEA的第一步
期望特性的定义越 明确，就越容易识 别潜在的失效模式
希望、不希望
顾客的期望 （QFD）
车辆要求的文件
产品的制造/装配 /服务/回收要求
设计控制
• 可靠性检验/样件试验 • 设计评审
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探测度
探测度 绝对不 肯定 很极少 极少 准则：设计控制可能探测出来的可能性 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，或根 本没有设计控制 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 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 探测度定级 10 9 8
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DFMEA顾客的定义
• DFMEA“顾客”的定 义，不仅仅指“最終 使用者”，并且包括 车型设计或更高一级 装配过程设计的工程 师/设计组，以及在 生产过程中负责生产、 装配和售后服务的工 程师。
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动态的DFMEA
• 在设计概念最终形成之时或之前开始， • 在产品开发各阶段中，当设计有变化或 得到其他信息时，应及时、不断地修改 • 最终在产品加工图样完成前全部结束
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在任何制造策划过 程中正常经历的思 维过程是一致的， 并使之规范化。
DFMEA第二步
• 系统、子系统和零部件框图。 不属于 此FMEA 开/关 C 2 灯罩 A 1 极板 E 5 电池 B 5
系统名称：闪光灯 工作环境极限条件 温度：-20~160F 耐腐蚀性：规范B 冲击：6英尺下落 外部物质：灰尘 湿度：0~100RH 可燃性： 1.不连接（滑动） 2.铆接 3.螺纹连接 4.卡扣连接 5.压紧连接
DFMEA的拓展
• 还要考虑产品维护（服务）及回收的技术/身 体的限制
– 便利的维修工具 – 简便的诊断方法 – 材料的分类符号（用于回收）
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典型的设计考虑
什么是设计期望 设计目的 顾客要求 顾客期望 产品要求 制造/装配要求 质量功能展开 想想在你们公司从什么文件 /资料定义这些 与顾客接触 --- 能够被指定或测量 --- 某些不能解释 什么是设计不期望
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严重度
后果 无警告的 严重危害 有警告的 严重危害 很高 高 中等 低 很低 轻微 很轻微 无 评定准则：后果的严重度 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到 行车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，影 响到行车安全和/或不符合政府的法规。 车辆/项目不能运行（丧失基本功能） 车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意 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 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 配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感 觉到有缺陷。 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。 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） 能感觉到有缺陷。 无可辨别的后果