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1、潜在失效模式及后果分析FMEAISO/TS 16949：2002技术规范培训五本参考手册之一日期：讲师：黄建平北京中企联企业管理顾问有限责任公司什么是FMEA？Potential Failure Mode and Effects Analysis关键词:失效-尚未发生 可能会发生集中于:预防可能问题 FMEA在设计、生产或其他范围内实施 FMEA的定义：FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的了系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动，并将全部过程形成文件。什么是FM

2、A？Failure Mode Analysis关键词:失效-已实际发生 100%既成事实 集中于:诊断-处理已知问题 FMA在生产范围内实施 FMA-失效模式分析失效模式分析什么是FTA？Failure Tree Analysis由系统的失效模式入手，分析造成产生该失效的原因。“由上到下”FMEA是从局部失效入手，分析上一级系统、中间部分、下游程序及总体系统的后果。“由下到上”FTA失效树分析失效树分析质量管理理念的发展：检验制造（FMEA使用）设计（FMEA使用）管理习惯FMEA的起源FMEA的发展史60年代中期:开始于航天业(阿波罗计划).1974年:美海军制定船上设备的标准,Mil-St

3、d-1625(船)“实行船上设备失效模式及后果分析的程序”,FMEA第一次有机会进入军用品供货商界;FMEA的发展史（续）70年代未:汽车业开始使用FMEA来作为危险性分析的工具,以检讨目前市场上的汽车.后期,作为增强设计检讨活动的工具,开始用列表形式.80年代中:汽车业开始运用FMEA来确认制造过程.FMEA的发展史（续）1991年:ISO9000系列标准建议用FMEA来提高产品及过程的设计.FMEA的发展史（续）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客户的保护.1994年:FM

4、EA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.为什么要进行FMEA？FMEA有助于对设计中问题的早期发现，从而避免和减少晚期更改带来的损失，使工发成本下降；DFMEA还有助于可制造性和装配性的量期考虑，利于实施同步工程技术；FMEA有助于采用更有利的设计控制方法，为制订试验计划、控制计划提供正确的、恰当的根据；由多方面人员组成的小组所进行的FMEA能发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会；FMEA是一个组织的宝贵经验，为以后的设计开发项目提供了参

5、考资料；FMEA还是识虽特殊特性的重要工具，FMEA的结果也是用来制订控制计划依据；FMEA给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进设计的优化系统，从而引导资源去优先解决问题；FMEA的文件化，使它成为重要设计文件之一，并成为设计评审的重要内容。由谁来做FMEA？在APQP的第二阶段的第一个输出就是DFMEA，说明其是设计工作的一部分，自然由负责设计的工程师或工程师小组负责；但要做好FMEA，要发挥集体的智慧，所以，FMEA的成功依赖于小组的共同努力；必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性方面的专家小组；与设计有关的上游（如顾客、供方的设计工程师）与下游（如下一个相关系统的设计

6、工程师）的部门也将被吸收参加小组的工作。FMEA的适用范围新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设计、技术或过程。对现有设计或过程的修改（假设对现有设计或过程已有FMEA。FMEA的范围应集中对设计或过程的修改、由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用（假设对现有设计或过程已有FMEA）。FMEA的范围是新环境或场所对现有设计或过程的影响。FMEA的分类DFMEA（设计FMEA）PFMEA（过程FMEA）SFMEA（系统FMEA）AFMEA（应用FMEA）DFMEA设计FMEA(也叫做DFMEA)针对产品的设计如:系统/子系统附属装配 部件

7、/零件原料特性/特质 PFMEA过程FMEA(也叫做p-FMEA)针对制造过程 顺序/过程的步骤 设备/机器 工具/裝置/夾具操作者制造影响做FMEA的时机及时性是成功实施FMEA的最重要的因素之一FMEA应在产品周期的前期可行阶段实施.要使FMEA的好处充分体现唯有其在设计效果、设计选择、折中设计(平衡设计)和制造过程规划中充当引导工具.当产品一确定就开始进行FMEA的那就相当好了.什么时候做DFMEA？开始于一个设计概念最终形成之时或之前；设计方案初步确定时应该开始DFMEA初稿的编制；DFMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成（如设计图样完成）之时完成DFMEA的工作；产品开发阶

8、段，设计发生变化，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改。DFMEA的开发步骤明确系统、子系统和零部件，作出图示识别各系统、子系统及零部件的功能和相互关系分析/开发DFMEA什么时候做PFMEA？开始于过程设计和开发之前或过程设计开发过程中；在过程设计任务（如过程设计文件）完成之时完成PFMEA的工作。PFMEA的开发步骤识别过程，作出过程流程图针对所有的过程展开PFMEA的开发针对风险高的过程采取措施降低风险失效链一个潜在失效模式事件的发生，如果没有采取或来不及采取或事实上不可能采取措施，而使之引起下游系统或相关系统产生链琐失效事件，我们称之为“失效链”失效链分析道路不平引起的振动与车体扭转

9、水箱支架断裂水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱中冷却液泄漏冷却系统过热汽车停驶产生异响发动机气缸损坏根源模式中间模式最终模式1、水箱支架强度不足而造成支架断裂是这个失效链的根因；2、道路不平引起的车体振动与扭转是引起支架断裂环境条件，但不能视为失效的 根本原因。因为汽车 在不平的道路上行驶是正常的输入条件；3、失效链中，上一个失效模式是下一个失效模式的起因，下一个失效模式是上一个失效模式的结果；4、在没有采取任何措施的情况下，失效将发展到最终模式。最有效的措施是不让 支架断裂这一根源模 式发生。在失效链中任何环节采取“切断”措施，如在水箱与发动机之间增加支撑杆，保证风扇不与水箱

10、碰撞，可以防止失效链的发展，但对这种措施是否要合理评审。5、失效链的发展常常会有分支，有时分支的链也会产生更加严重的后果失效模式。v7.3.1.1 多方论证的方法 P15v7.3.2.3 特殊特性 P16v7.3.3.1 产品设计输出补充 P17v7.3.3.2 制造过程设计输出 P17v7.5.1.1 控制计划 P21FMEA与TS16949的联系DFMEA与PFMEA既有明确的分工，又有紧密的联系，有以下几点需要注意：v产品设计与开发的下一过程是过程设计与开发（工艺设计与开发），产品设计应充分考虑可制造性与装配性的问题，由于产品设计中没适当考虑制造中技术与操作者体力的限制，可能造成过程失效

11、模式的发生；vDFMEA不能依靠过程检测作为控制措施；vPFMEA应将DFMEA作为生理 要的输入。对DFMEA中标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析内容。DFMEA与PFMEA的联系v设计FMEAv制造FMEAFMEA的开发潜在失效模式及后果分析（DFMEA）系统 FMEA编号 子系统 页码：第 页共 页 零组件：设计责任：编制者：车型年度/车辆类型：关键日期：FMEA日期：核心小组：项目功能潜在失效模式潜在失效模式后果严重度S分类潜在失效起因/机理频度O现行预防设计控制现行探测设计控制探测度D风险顺序数RPN建议措施责任和目标完成日期措施执行结果采取的措施SODRPNDFMEA的

12、内容vFMEA的编号v系统、子系统或零部件的名称及编号v设计责任v编制者v年型/车型v关键日期（预定预定FMEAFMEA完成日期，不应超过设计完成日期，不应超过设计图样完成日期图样完成日期）vFMEA日期（初稿日期与最新修订日期）v核心小组DFMEA的内容（续）项目名称/功能潜在失效模式潜在失效后果严重度S（评价准则）分级（重要程度）潜在失效的起因/机理频度O（评价准则）现行设计控制（探测/预防）DFMEA的内容（续）不易探测度D（评价准则）风险顺序数（RPN=S*O*D）建议措施责任（对建议措施）采取的措施纠正后的RPN项目名称及功能简要说明设计意图要求的功能，包括环境信息。如果项目有多种功

13、能，应分别列出；功能：设计这处系统/子系统/零部件做什么？设计要求是什么？设计意图是什么？项目名称及功能给出完成功能的重要的环境条件；一个产品在产生满足顾客期望的功能的同时，有时还会产生顾客非期望的功能。这些非期望的功能常常与安全及政府法规的符合性有关；许多产品对维修性、服务和后勤保障还有要求，也应列入功能项目之中。可靠性：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内（产品的寿命指标）完成规定功能的能力；不能完成规定的功能就称失效；是一种时间质量指标。一般质量指标在产品出厂时可以考核，而可靠性要经过一定的工作时间才能评定。可靠性包括：耐久性、维修性、使用方便性。衡量可靠性：可维修零件：累计故障率

14、统计。不可修零件：对不可修零件进行寿命统计。潜在的失效模式失效模式就是失效表现的形式；是指部件、子系统或系统有可能会达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况。第1类失效：指的是不能完成规定的功能；第2类失效：指的是产生了有害的非期望功能。如果出现了第2类失效，要返回功能描述部分，看是否已有限制要求，如果没有，是否应加以补充。只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等）的潜在失效模式应予以考虑。典型的失效模式包括：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、氧化、断裂、不传输扭矩、打滑、无支撑、支撑不足、刚性啮合、脱离太快、

15、信号不足、信号间断、无信号、漂移等。潜在失效后果是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意，和不符合安全和政府法规。要搞清楚直接后果、中间后果和最终后果。从以下几方面考虑失效后果：对完成规定功能的影响；对上一级系统完成功能的影响；对系统内其它零件的影响；对顾客满意的影响；对安全和政府法规符合性的影响；对整车系统的影响。潜在失效后果典型的失效后果可能是但不限于以下情况：噪音、粗糙、工作不正常、不起作用、外观不良、异味、不稳定、工作减弱、运行间歇、热衰变、泄漏、不符合法规等。严重度：是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度数值的降低只有改变设计才能实现。表2 推荐的DF

16、MEA严重度评价准则后果评定准则：后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常危险的失效形式，它是在没有任何失效征兆的情况下影响到行车安全和/或不符合政府的法规。10有警告的严重危害这是一种非常危险的失效形式，是在有失效征兆的前提下发生的，影响到行车安全和/或不符合政府的法规。9很高车辆/项目不能运行（丧失基本功能）8高车辆/项目可运行，但性能下降，顾客非常不满意。7中等车辆/项目可运行，但舒适性/方便性项目下降，顾客不满意。6低车辆/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。5很低配合和外观/尖响和咔嗒响等项目不舒服。大多数顾客（75%以上）能感觉到有缺陷。4轻微配合和外观/尖响和咔嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和外观/尖响和咔嗒响等项目不舒服。有辩识能力的顾客（25%以下）能感觉到有缺陷。2无无可辩别的后果。1潜在的失效起因与机理在DFMEA中是指引起失效模式的可能的设计薄弱点；机理：自然现象的物理、化学规律；分为两类：与制造、装配无关的原因；与制造、装配有关的原因。潜在的失效起因与机理典型的失效起因可包括但不限于：规定的材料不正确、