FMEA讲义分析
FMEA工程应用培训讲义

FMEA工程应用培训讲义FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)是一种常用的风险管理工具,广泛应用于工程设计和制造过程中,旨在提前识别和消除潜在的故障和缺陷。
FMEA可以帮助工程师在设计和制造过程中确定风险,并制定相应的措施来降低潜在故障和缺陷的发生概率。
一、FMEA的基本原理1.1 FMEA的概念FMEA是一种通过系统化的方法,对产品、设计或工作过程中的潜在故障模式进行分析和评估的方法。
通过找出故障模式的潜在原因和效应,可以采取相应的预防措施来减少故障的发生。
1.2 FMEA的目的FMEA的主要目的是通过提前识别和消除潜在的故障和缺陷,提高产品和流程的可靠性和质量。
它能够帮助工程师在设计和制造的过程中识别可能导致产品故障的因素,并制定相应的改进措施。
二、FMEA的应用步骤2.1 选择要分析的过程或产品首先确定要进行FMEA分析的具体产品或过程。
这可以是一个正在开发的新产品,也可以是一个现有产品的改进过程。
2.2 组织FMEA团队确定一个专门的团队来进行FMEA分析。
该团队应由各个领域的专家组成,包括设计工程师、制造工程师和质量控制专家。
2.3 确定潜在故障模式分析可能导致产品故障的各个环节,包括设计、制造、运输、安装和使用过程。
对每个环节,确定可能发生的故障模式。
2.4 评估故障模式的严重性对每个故障模式,评估其可能对产品或过程的影响程度,包括安全性、可靠性和成本等方面。
2.5 确定故障模式的原因对每个故障模式,找出可能导致其发生的潜在原因。
这些原因可以是设计缺陷、制造误差、操作错误等。
2.6 评估故障模式的概率对每个故障模式,评估其发生的概率。
这可以通过历史数据、专家访谈等方式进行评估。
2.7 评估故障模式的可探测性对每个故障模式,评估其是否可以通过检测手段及时发现。
如果不能及时发现,应考虑改进措施。
2.8 制定改进措施根据故障模式的严重性、原因、概率和可探测性,制定相应的改进措施。
FMEA我的讲义

FMEA的实施 FMA:Failure Mode Analysis
FMA(失效模式分析) FMEA(潜在失效模式及后果分析)
失效已经产生
失效还未产生,可能发生,但不是一 定要发生
核心:纠正
核心:预防
诊断已知的失效
评估风险和潜在失效模式的影响
开始于产品设计和工艺开发活动之前
指引开发和生产
指引贯穿整个产品周期
• 4、1985年由国际电工委员会(IEC)出版的FMECA 国际标准(IEC812),即参考MIL-STD-1629A加以部分 修改而成。
13
FMEA 之適用範圍
• 1、ISO9004 8.5節FMEA作為設計審核的要項,另 FTA(失效樹分析)風險分析亦是。
• 2、CE標志,以FMEA作為安全分析方法。
E: Effect 後果
Effect談三種: 1.對本身的立即影響
2.對同一水平的影響, 也可能對下一工序的影響 3.對產品使用者的影響
6
FMEA定義
後果的通常表現形式:
人身安全 不舒服的氣味 不穩定 作業中斷 無法繫緊 無法安裝 損壞裝備
手感不良
作業過多
無法操作
操作不良
車控不良
顧客不滿意
滲漏
外觀不良
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FMEA 之沿革
• 1、FMEA的前身為FMECA,是在1950由格魯曼飛機 提出,用在飛機主控系統的失效分析
• 2、波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMECA的作业 程序,列在其工程手冊中
• 3、60年代初期,美太空总署将FMECA成功的应用于 太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术,并于 1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。
FMEA讲义

FMEA(潜在的失效模式及效应分析) Potential Failure Mode and Effects Analysis1。
目的:为了防止尚未发生或许发生后会带来不良后果1.1 寻求潜在失效的机理和发生的根据1.2 解决或预防潜在失效的发生1.3 达到成本下降以及品质稳定的目的2.范围(对象)2.1 DFMEA:设计的潜在失效模式及效应分析2.2 PFMEA:制造中的潜在失效模式及效应分析2.3 SFMEA:体系的潜在失效模式及效应分析3.定义3.1 潜在失效后果:是指失效模式对顾客的影响,从这一角度讲,顾客可以是下一道工序,后续工序或工位/代理商/车主。
4.研究方法计算公式SxOxD=RPNS(severity): 严重度O(occurrence):频度D(detection):探测度RPN:风险顺序数5.DFMEA设计中的失效模式与效应分析S--严重度数建议评价准则a)严重度是潜在失效模式对顾客的影响后果的严重程度的评价指标。
b)后果严重度数一般只能通过修改设计来实现。
c)非三大汽车厂的供应商一般从第八级开始计算。
O-- 频度数建议评价准则a)频度是指具Array体的失效起因/机理发生的频率。
b)频度的分级规则可以是采用可能的失效率来估计(参考类似产品),也可以采用统计数据如统计制程控制SPCD-- 不易探测度数的评价准则a)不易探测度:是指用现行的设计控制方式来发现失效的可能性的评价指标。
DFMEA运用流程:(1)对设计过程采用流程分析(2)对每一动作进行潜在失效的分析(针对高风险进行FMEA)(3)对各个设计作业的潜在失效进行S。
O。
D的级数判定,并提出支持理由。
(4)通过S。
O。
D级数值计算RPN值,并依大小进行排序(5)RPN的判定规则a)根据公司实际情况确定当RPN值达到一个限度时进行处理,如: RPN≧30b)将所有的RPN值按柏拉图进行排列,比如排在前10位的要处理(6)针对要处理的RPN项目采取相应的纠正预防措施,达到RPN降低的目的(7)重新排列RPN,执行(5)/(6)。
FMEA讲义

一.FMEA过程顺序
系统有那功能,特征,需要条件? 会有哪些错误?
频次
发生错误会有多惨?
那些错误是什么造成的?
严重度
发生之频率? 有哪些预防和检测? 检测方法能多好程度?
我们能做什么? -设计变更 -过程变更 -特殊控制 -改变标准程序或指南
难检度
一.风险优先数RPN
风险优先数(Risk Priority Number,RPN)
作为建立测试标准,质量管理程序(QCP),制程检验,标准操作 程序(SOP)及标准检验程序(SIP)等检验测试与管制规范的参 考。 7)可作为维护作业规划,维护保养手册编订以及备份料筹备等作 业的输入数据,也可据此制订避免导致失效的操作条件。
一.FMEA的功用
阶段
1.设计时间
2.开发阶段
功用
1.发掘所有可能的失效模式 2.依固有的技术进行设计变更 3.必要之处采用可靠性高的零组件
非常高 车辆/项目无法操作,丧失原来功能
等级 10
一.FMEA的目的
1)辅助设计与制造人员深入探讨产品各层级可能发生的失效模式, 发掘设计或制程上的弱点并改进或防范。
2)发掘可靠度关键件,列入作为设计验证及可靠度管制的重点。 3)研订失效准则,协助失效分析及改正作业,并可作为可靠度分
析的参考数据。 4)提供安全设计及可靠度评估的数据。 5)作为各研发阶段设计审查的输入数据。 6)设计初期即考虑制造组装的需求,并提供健全的失效信息基础,
一. 示例(4/5)
因素 温度太高 热电控制不当 应收帐款编号错误 打字错误 表面污染 高吊车使用时造成的 扔下电话 客户服务人数不足 釉层太薄 溶剂含量太高
一. 示例(5/5)
因素 脱胶 上胶不均匀且份量不足 鞋面破损 材质质量不良 鞋底断裂 鞋底材料配方不当 鞋面污点 模子与手套不洁所造成的 容易滑倒 鞋底材质不良,且设计不当
FMEA讲义

4
应用FMEA过程的三种基本案例: 1. 新设计、新技术或新过程。该FMEA的范围是完成设计、技术
或过程。
2. 更改现有的设计或过程。该FMEA的范围在于更改设计或过程,
可能因为某修改和市场上的历史性反馈存在交互影响。可包括 法规要求的变更。
3
描述FMEA过程的基本原理和实施,以及FMEA的实施如何 结合产品和过程的开发周期。包括FMEA过程如何文件化, 以及如何应用于开发早期,如何应用于产品或过程的整个 生命周期。 FMEA用于:
→ 识别潜在失效后果的严重度,并为纾缓措施提供输入,以减 轻风险; → 判断导致失效模式的起因及其导致的失效模式的发生机率。 可通过提供失效模式可能性的测量以拓展分析。为了减少风 险,减少失效模式发生的可能性,以加强产品和过程的可靠 性。
评审设计、过程和相关记录,以确保措施已经被实施, 确认该项变更编入设计/组装/制造文件中,以及 评审设计/过程FMEA、特殊FMEA应用,和控制计划。
9
FMEA开发使用共同方法阐明:
潜在的产品或过程失效(未达到预期) 潜在的后果 失效模式的潜在原因 现行控制的应用 风险等级 降低风险
3. 现有的设计或过程用于新的环境、地点、应用或使用条件 (包括工作循环、法规要求等)。该FMEA的范围是重点关注新
环境、地点或应用方法对现有设计或过程的影响。
5
FMEA的开发是一个影响到整个产品实现过程的多方论证的 活动。 为了使FMEA充分发挥效力,需要周详的实施计划。 FMEA的实施过程需要一段相当长的时间,对所需资源的 承诺相当重要。 FMEA的实施方法因组织规模和结构的不同而存在差异:
FMEA(讲义)

11
——零部件 零部件FMEA 零部件
子系统FMEA是子系统 是子系统FMEA的子集.示例 的子集. 子系统 是子系统 的子集 包括:刹车片是刹车总成的零部件之一, 包括:刹车片是刹车总成的零部件之一, 刹车总成又是底盘系统的一个子系统. 刹车总成又是底盘系统的一个子系统. 范围不同,小组的成员也不同. 注:范围不同,小组的成员也不同.
26
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
过程流程图和PFMEA的关系 的关系 过程流程图和
过程流程图描述的是整个过程中: 过程流程图描述的是整个过程中:从来料 到出货的流程. 到出货的流程. 包括了制造装配过程中每个步骤, 包括了制造装配过程中每个步骤,输入和 输出的要求. 输出的要求. 初始过程流程图是一种粗略描述的流程图. 初始过程流程图是一种粗略描述的流程图.
16
设计FMEA—步骤和完成时间 步骤和完成时间 设计
在生产设计发布之前, 在生产设计发布之前,完成DFMEA. .
——定义顾客 定义顾客 ——成立小组 成立小组 ——可制造性,可装配性和可服务性的考虑 可制造性, 可制造性
表
17
设计FMEA—功能要求 功能要求 设计
表
用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计 意图的功能. 意图的功能. ——产品的目的和产品整体的设计目标 产品的目的和产品整体的设计目标 ——安全性 安全性 ——政府法规 政府法规 ——可靠性(功能寿命) 可靠性( 可靠性 功能寿命) ——外观 外观 设计严重度.doc表1 ——可装配性设计和制造性设计等 可装配性设计和制造性设计等
表
7
FMEA方法 成立小组 方法— 方法
FMEA开发主题 开发主题
范围 职能, 职能,要求和期望 潜在失效模式-过程和产品可能导致失效的模式 潜在失效模式 过程和产品可能导致失效的模式 失效影响和结果失效影响和结果-对内部过程或对下游顾客的影响和后果 潜在失效的原因 潜在失效发生的频率 现行预防控制的应用 现行探测控制的应用 要求的推荐措施
FMEA讲义课件

设计FMEA流程图
流 程
说 明
设计工程师应负责确认各项改正行动均经完成或均经通知负责人确实执行。
对RPN之项目应最优先采取必要措施,其目的在降低严重性、发生性及侦测性之分数。若不采有效之改正措施则制程FMEA之成效将受局限。
将风险领先指数做成柏拉图并决定建议之措施
将已采取之改正行动之内容及其完成日期填入记录,重新预估并记录改正后之严重性、发生性及侦测性之结果;计算新的RPN值。如果必要时,采取适当行动以降低RPN值。
9
很高
产品功能不能运作,丧失基本功能
8
高
产品功能能运作,但功能降低,顾客严重不满
7
中等
功能可运作,但舒适性及方便性降低,顾客使用时不满意
6
低
功能能运作,但舒适性及方便性降低,顾客使用时有些不满意
5
很低
如功能性、外观及结构等不合要求,大多数顾客注意到的了缺陷
4
微小
如功能性、外观等不合要求,一般顾客可注意到的缺陷
4
高
设计控制将会侦测出潜在原因/机制和随后的失效模式
3
非常高
设计控制有很高的机会侦测出潜在原因/机制和随后的失效模式
2
几乎肯定
设计控制几乎会侦测出潜在原因/机制和随后的失效模式
1
D-FMEA导入时机与展开
IN PUT
OUT PUT
产品主要功能
.
发生性系指预测该不良模式发生之频
度,不
良之
预防必须加以考虑
.
侦
测性系对该零件或装配件送交生产前,其可
能
存在之设计弱点是否能经设计
验证而查出之能
力
.
设计工程师应负责确认各项改正行动均经完成
FMEA讲义

等现象。
金品质
潜在失效模式: *系统、子系统或零部件有可能未达到设计意 图的形式。
*过程可能发生的不满足过程要求和/或设计意图的形式
是对某具体工序不符合要求的描述。
潜在失效后果:是指失效模式对顾客的影响。
分类:
本参考手册介绍了两种类型的FMEA,采用QS-9000或其等
金品质
PFMEA过程失效模式及后果分析
PFMEA——填表头 包括FMEA编号,系统、子系统或零 部件名称及编号,设计负责人,编制人,
金品质
年型,关键日期,FMEA日期,核心小组
名单。
—所谓关键日期是指初次完成PFMEA的日
期,该日期不应超过计划的投入生产日期。
PFMEA过程失效模式及后果分析
过程功能/要求:
PFMEA过程失效模式及后果分析
PFMEA——探测度(D) 探测度是与过程控制栏中所列的最佳探测控制相 关联的定级数。 假定失效模式已经发生,然后评价所有的现行控 制的能力,以防止具有此种失效模式或缺陷的零件 金品质 被发运出去。 ——随机质量抽查不太可能探测出一个孤立的缺陷 的存在并且不应该影响探测度数值的大小 ——以统计原理为基础的抽样检测是一个有效的探 测控制施
DFMEA设计失效模式及后果分析
金品质
潜在失效模式及后果分析(表格)12页;
PFMEA过程失效模式及后果分析
确定过程功能和要求
确定与产品和过程相关的潜在的失效模式
评价潜在失效对顾客产生的影响 确定潜在制造或装配过程起因并确定要采取控制来降 金品质 低失效产生频度或失效条件探测度的过程变量 确定过程变量以此聚焦于过程控制 编制一个潜在失效模式的分级表,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
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FMEA的定义
什么是 FMEA?
FMEA是一种系统的方法,目的:
(a)认可并评价产品、过程中的潜在失效及该失效的后果。 (b)确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施。
(c)整个过程文件化。
9
FMEA的应用
质量工具-缺陷分析 ▪ 产品开发和优化 ▪ 生产过程规划 ▪ 航空-, 汽车-, 核工业 ▪ 质保体系的组成部分
信息、资 源共享
不是找别 人毛病
20
参考资料
在进行FMEA的各阶段 所需的参考资料有:
设计任务书、订单 质量特性清单 功能描述 标准、法律法规 图纸、工艺 作业指导 检验计划 以往的/类似的 FMEA 行业信息 学到的经验:索赔、召回、 不合格品、顾客抱怨等
21
3.什么情况下 进 行 F M E A ?
18
负责人、专家
负责人、专家的职责是: • 协助确定项目的构成、范围及界限
• 提供有关的资料、样品、经验等
• 协助进行系统描述、缺陷分析及其优化 • 协助选择和实施改进措施
FMEA推进员
•具有开展FMEA工作的经验 •具有团队工作推进经验
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小组的努力
优先选择经验丰富、 有创新思维的人员
团队协作
潜在失效模式及后果分析
一、FMEA概述
FMEA的起源 FMEA的定义 FMEA的应用
2
FMEA的起源
▪ 宇宙航行 ▪ 阿波罗计划 ▪ 60年代
3
Apollo 1
Geplanter Start 1967 2月
宇航员
4
灾难
1967.2.27
5
Apollo 11 1969.7.21
成功着陆了!
底盘系 统
– 确定系统单元并说明其功 能关系(结构树/功能树)。
整车
– 每一系统单元可能的失效
失效
模式。
发动机 驱动轴
失效 – 确定不同系统单元失效模
动力系统 传动器
失效
失效
齿轮
式间的逻辑关系
离合器
失效
27
例:圆珠笔结构
橡胶套管
下部件 弹簧1
笔芯总成
弹簧2
下部咔嚓件 上部咔嚓件
上部件
夹头
按钮
28
例:部件、功能分析
方法: 产品: 小组: 日前:
FMEA 圆珠笔
2004-5-18
部件
功能
橡胶套管 下部件 弹簧1 笔芯总成 下部咔嚓件 弹簧2 上部咔嚓件 上部件 夹头 按钮
书写流畅 再次注油 无毒 使用寿命 舒适性 易按性
X
X
X
X
XXX
X
XX
X
X
XXX
X
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过 程 系 统 FMEA
过程1
整个过程 失效
过程 2 失效
产品子系统FMEA 过程子系统FMEA
设计FMEA 过程FMEA
25
系统FMEA – 实 施 步 骤
第一步 第二步 第三步 第四步 第五步
系统单元与系 统结构
功能与功能 结构
缺陷分 析
风险评 价优化源自分解 输入、输出、内部功能 失效模式
RPN值
采取措施
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产 品 系 统 FMEA
确定产品系统的结构 :
功能、 特性 或要 求是 什么?
可能会 有什么 问题?
后果是 什么?
有多么 严重?
起因是 什么?
发生的 频率如 何?
怎样 能预 防和 探测?
探测能 力有多 强?
采取什么措 施?
•设计更改 • 过程更改 • 特殊控制 • 标准、程 序或指南的
更改
13
2. FMEA 成 功 的 条 件
适时性:在“时间之窗”关闭之前
4、产品和过程确认
5、批量 生产
过程设计和 开发验证
产品和过 程确认
反馈评定和 纠正措施
16
FMEA工作组
设计开发
规划
生产
试验
FMEA小组
销售
质保
采购
物流
注:必要时请FMEA推进员协助小组工作。
产品工程师了解过程 过程工程师了解产品
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工作组组长/主持人
主要职责:
*成立跨部门的工作小组 筹措基本设施和资料 *对项目的期限、结果及进度负责 调动小组成员的工作积极性 *对采取的措施进行跟踪 *确保 FMEA 文件的现实性
6
Apollo – 计划
技术如此复杂, 费用如此之高, 潜在风险如此之大, 对该项目提出的要求很高, -结果却很成功!
7
FMEA的起源
❖ 六十年代中期美国航天工业 (NASA) 的一项技术革新。 ❖ 在美国质量控制协会汽车部 和汽车工业集团主持下,克莱 斯勒、福特和通用汽车公司对 其各自有关FMEA的参考手册、 程序、报告格式和技术术语进 行标准化处理,形成统一的标 准。
新设计、新技术或新过程。 对现有设计或过程的修改。 将现有的设计或过程用于新的环
境、新的场所。
22
FMEA的跟踪-验证措施有效性
采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以 适当的跟踪。
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。
责任工程师负责确保所有的建议措施都得到 实施或充分强调。
10
FMEA的作用
预防作用 经验库
质 量 质量是规划出来的 意 识 质量是生产出来的 三 层 质量是检验出来的 次
设计\规划部门 生产\制造部门
检验部门
11
二、FMEA的实施
1.FMEA实施流程图 2.FMEA成功的条件 3.什么情况下进行FMEA?
12
1.如 何 进 行 FMEA? 流 程 图
过程FMEA 是过程 系统FMEA的一个组 成部分,它更深入地 对过程每道工序直至 生产设备的设计数据 加以考虑。
FMEA是动态文件
始终反应最新水平以及最近的相关措施,包括 开始生产以后发生的措施。
23
三、FMEA 的分类
QS9000
VDA6.1 系统FMEA
设计 FMEA
过程 FMEA
产品系 过程系 统FMEA 统FMEA
24
系统 FMEA 子系统FMEA 部件FMEA
产品系统FMEA 过程系统FMEA
分过程2.1
分过程 2.2失效
分过程2.3
生产过程系统化:
人
机器 失效
材料
法
– 将每一过程工序理解为系 统单元并说明其功能关系 (结构树/功能树)。
– 每一系统单元可能的失效 模式。
– 确定不同系统单元失效模 式间的逻辑关系
环境
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系统FMEA
总成:座椅、空调器… 模块:车门、仪表板..
设计FMEA 是产品 系统FMEA的一个 组成部分,它更深 入地对构件直至构 件的设计数据加以 考虑。
+
小组的努力:集体的智慧
14
适时性
成功实施FMEA项目 的最重要因素之一
FMEA是预防性的 不是反应性的
应当尽量避免失效 而不是等着顾客提出申诉
15
概念提出 和批准
适
项目批准
时
样件
性
试生产
系统 投产
1、策划
DFMEA
2、产品设计和开发
PFMEA
计划和确 定项目
3、过程策划和开发
产品设计和 开发验证