汽车行业潜在失效模式及后果分析培训PPT 61页

'1汽车行业质量体系系列培训教材潜在失效模式及后果分析FailureModeandEffectsAnalysis 2基本概念失效：产品/过程失去本身功能。失效模式：产品/过程失效时所表现的形式。失效模式分析：对已出现的失效模式进行分析，是一种事后行为。潜在失效模式分析：对可能要发生的失效模式进行分析，是一种事前行为。失效链：当一个潜在失效模式发生时，在没有任何措施情况下，将引起下序或相关序连锁失效事件发生，称之为失效链。 3什么是FMEA定义：是一种表格化的分析技术，是在产品设计阶段和过程设计阶段对各零部件、子系统（分总成）以及对构成过程的各工序进行逐一的分析（1）找出潜在失效模式，（2）分析其后果，评估风险，（3）从而预先采取措施，（4）减小失效模式的严重程度，降低可能发生的概率，（5）有效地提高产品质量和可靠性，确保顾客满意的系统化活动。从定义可知：FMEA进行的时机（产品、过程设计）FMEA的对象（零件、子系统、工序）FMEA的任务（（１）、（２）……） 4为什么进行FMEA可以早期识别问题，以便确定最佳设计方案。可以识别特殊特性。为制定设计试验大纲和控制计划提供可靠的依据。FMEA输出给控制计划→编织工艺、检验文件是一种事前行为，体现预防为主的思想分析方法：从局部入手，分析对总成的影响 5FMEA分类DFMEA——设计FMEAPFMEA——过程FMEASFMEA——系统FMEA 6什么时候进行DFMEA新产品设计时，设计方案初步确定，产品功能确定后开始进行。在产品设计的各阶段，当设计有变化时，修订DFMEA。设计图纸完成前，全部结束。 7什么时候进行PFMEA过程可行性分析阶段或之前进行PFMEA。所有新的零件编制工艺或更改零件的过程或工艺，老产品（的过程）用于新环境时，必须进行PFMEA。新工艺或工艺更改时进行PFMEA。 8工业化生产是要尽可能持续地改进产品的过程的质量，FMEA是一种识别并帮助最大程度地减少潜在隐患的专门技术。成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。其含义是指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”的演练。为实现最大价值，FMEA必须在产品或过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。FMEA实施 9事先花时间很好地完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过程进行更改，从而最大程度地降低后期更改的危机。FMEA能够减少或消除实施可能会带来更大隐患的预防/纠正性更改的机会。应在所有FMEA小组间提倡交流和协作。图1描述了进行FMEA的顺序。这并不是简单地填写一下表格，而是要理解FMEA的过程，以便消除风险并策划适宜的控制方法以确保顾客满意。FMEA实施 10潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN系统项目过程功能要求功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到预防和探测？该方法在探测时有多好？能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改图1.FMEA过程顺序 设计中的潜在失效模式和后果分析（设计FMEA）FMEA 12建立DFMEA工作小组；收集必要的资料设计意图车辆要求质量功能展开图已知的产品要求、制造要求、装配要求类似的DFMEA资料准备DFMEA表格DFMEA准备 13设计FMEA的标准表项目潜在失效模式潜在失效后果严重度S分类潜在失效起因/机理频度O现行控制预防探测-探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果采取的措施和有效日期SODRPN功能要求潜在失效模式及后果分析（设计FMEA）FMEA编号：共页，第页编制人：FMEA日期（编制）（修订）系统子系统零部件设计责任年车型年/车辆类型关键日期年核心小组等(4)(1)(10)(9)(8)(6)(7)(3)(5)(2)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(22)(21)(11)(12) 141）FMEA编号填入FMEA文件编号，以便查询。注：1-22项的举例。2）系统、子系统或零部件的名称及编号注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。下面给出了一些说明，具体示例见附录F。 153)设计责任填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。4)编制者填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。5)车型年/项目填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知的话）。6)关键日期填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期。 167)FMEA日期填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期（如下图）。8)核心小组列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记录在一张分发表上。）第一版第二版第三版原始稿日期最新修订日期 17填入被分析项目的名称和编号。用尽可能简明的文字来说明被分析项目要满足设计意图的功能。项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。(9)项目/功能 18所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出错）研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。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。（１０）潜在失效模式 19典型的失效模式可包括，但不限于：裂纹变形松动泄漏粘结氧化断裂不传输扭矩打滑（不能承受全部扭矩）无支撑（结构的）支撑不足（结构的）刚性啮合脱离太快信号不足信号间断无信号潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同。（１０）潜在失效模式 20潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响，包括内外部顾客。典型失效后果：用顾客的感受来描述。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(11)潜在失效的后果 21严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。打分法：１～１０级评价准则：见下表(12）严重度（S） 22推荐的DFMEA严重度评价准则后果评定准则：后果的严重度严重度不符合安全性或法规要求潜在失效模式影响了汽车的安全运行，或者包含不符合政府法规和情形，失效发生时无预警。10潜在失效模式影响了汽车的安全运行，或者包含不符合政府法规和情形，失效发生时有预警。9基本功能丧失或功能降低基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）。8基本功能丧失（汽车可以运行，但是性能降低）。7次要功能丧失或功能降低次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不可实施）6次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷功能下降）。5干扰有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（＞75%）察觉到。4有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（50%）察觉到。3有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题，并且被绝大多数顾客（＜25%）察觉到。2无没有可识别的后果1 23定义：指失效模式重要性等级——(特殊特性中的关键特性、重要特性的分类符合），当顾客不要求时，由小组确定符号，可参照特殊特性清单。产品特性或过程特性符号及其使用服从于特定的公司规定。突出对高优先度的失效模式进行工程评定。要注意符号的一致性：特殊特性清单、过程流程图、DFMEA、PFMEA和CP，SOP，SIP体现的符合需一致。（13）分类 24所谓失效的潜在起因是指设计薄弱部分的迹象，其结果就是失效模式。尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机理。起因/机理应尽可能简明而全面的列出，以便有针对性地采取补救的努力。典型的失效起因可包括但不限于：规定的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(14）失效的潜在起因/机理 25维护说明书不当软件规范不当表面精加工规范不当行程规范不足典型的失效机理包括但不限于：屈服化学氧化疲劳电移材料不稳定性蠕变磨损腐蚀规定的磨擦材料不当过热规定的公差不当(14）失效的潜在起因/机理 26导致此失效模式的发生?A原因？B原因？C原因？D原因？ 27定义：指一个具体的失效原因，使失效发生的可能性大小的评价指标。通过设计更改或过程更改来预防或控制失效模式的起因/机理是可能导致发生频度数降低的唯一途径。评价方法：１～１０级。评价准则：见下表。(15）频度（O） 28失效模式A原因B原因C原因D原因频度？频度？频度？频度？ 29推荐的DFMEA频度评价准则失效发生的可能性可能的失效率频度很高：持续性失效≧100个每1000辆/项目10≧50个每1000辆/项目9高：经常性失效≧20个每1000辆/项目8≧10个每1000辆/项目7中等：偶然性失效≧5个每1000辆/项目6≧2个每1000辆/项目5≧1个每1000辆/项目4低：相对很少发生的失效≧0.01个每1000辆/项目3≧0.001个每1000辆/项目2极低：失效不太可能发生通过预防控制消除了失效1 30定义：指目前已经采用的防止失效模式发生的过程控制方法，防止不合格流入下序现行控制方法三种情况（引用现行控制方法的顺序）阻止失效模式发生／阻止失效原因发生例如采用有效的防错技术，自动定位，自动控制，自动限位，行程开关，SPC，连续监控查明失效原因，确定纠正措施例如初始过程能力分析，找出变差的特殊原因，因果图，排列图查明失效模式：最终检验100％抽检或者两类过程控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。（１６）现行过程控制 31探测度亦称检查水平。定义：加工的零件离开工位前，用现行控制方法能检查出失效模式的可能性。评价指标：１～１０级。评价准则：见下表。(17）探测度（D） 32已经发生失效起因已经发生失效模式运用现行过程控制（查出失效起因/失效模式）的方法到顾客处的漏网之鱼有多少？ 33推荐的DFMEA探测度评价准则探测几率评价准则：设计控制可能探测到的可能性定級几乎不可能探测到设计控制不能和/或不可能找出潜在失效的原因/机理和后续的失效模式，或根本没有设计控制10很微小设计控制只有很极少的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式9微小设计控制只有极少的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式8很低设计控制有很少的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式7低设计控制有较少的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式6中等设计控制有中等的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式5中上设计控制有中上多的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式4高设计控制有较多的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式3很高设计控制有很多的机会能找出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式2几乎可以确定设计控制几乎肯定可以查出潜在失效的原因/机理及后续的失效模式1 34定义：对设计风险的度量。RPN＝SOD＝１～1000RPN接受的一般原则：５５５＝１２５　　必须采取措施４４４＝６４　企业本身定是否采取措施３３３＝２７　可不采取措施顾客不要求时，由小组确定RPN值。当ｓ＞８，必须采取措施，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。（１８）风险顺序数RPN 35定义：建议本工艺应采取的措施，其目的是降低S，O，D。一般措施原则：降低S：修改产品设计，如结构、材料；修改工艺方法。降低Ｏ：修改过程设计，如工艺方法，工艺参数；修改控制方法。降低D：增加控制手段；加大控制力度。一般措施方法：防错技术监视过程，SPC，参数监控检验分析思路RPN高时，首先看现行控制方法是否充分，如果充分，应改变工艺参数或工艺方法以降低RPN；如果不充分，可以增加控制力度。（１９）建议措施 3620）建议措施的责任填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目标完成日期。21）采取的措施在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。22）措施的结果在确定了预防/纠正措施以后，估计并记录严重度、频度和探测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步措施的话，重复该项分析。焦点应永远是持续改进。 制造和装配过程潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）FMEA 38PFMEA准备建立PFMEA工作小组；收集必要的资料过程流程图特性矩阵图类似PFMEA的资料类似失效模式分析资料特殊过程特性明细表类似工序的工序能力指数Cpk准备PFMEA表格 39PFMEA的标准表过程潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行过程控制-预防现行过程控制-探测探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果采取的措施SODRPN功能要求潜在失效模式及后果分析（过程FMEA）FMEA编号：共页，第页编制人：FMEA日期（编制）（修订）系统子系统部件过程责任年车型年/车辆类型关键日期年核心小组等 40过程指工序，功能指工序的目的。如车削、钻孔、功丝、焊接、装配等。列出所有工序，当顾客不要求时，只列特殊性工序和重点工序。尽可能简单地说明或描述过程或工序的目的。９）过程／功能 41定义：指工序可能发生的不能满足过程功能要求或不能满足设计意图的形式。在准备FMEA时，应假定所接收的零件/材料是正确的。失效模式分类：规定工艺有缺陷，不能完成规定功能工艺参数不正确控制手段不适宜工艺方法不正确按工艺操作产生非预期功能如何分析失效模式——“零件为什么被拒收”思考方法。典型的失效模式：用产品特性来描述。按照部件、子系统、系统或过程特性，列出特定工序的每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。（１０）潜在失效模式 42以对类似过程的比较和对顾客（最终使用者和后续工序）对类似部件的索赔研究为起点。了解设计意图也是必要的。典型的失效模式可能是但不局限于下列情况：弯曲毛刺孔错位断裂开孔太浅漏开孔转运损坏脏污开孔太深表面太粗糙变形表面太平滑开路短路贴错标签潜在失效模式用规范化或技术术语来描述。（１０）潜在失效模式 43指失效模式发生后对顾客的影响，包括内外部顾客。典型失效后果：用顾客的感受来描述。对外部顾客用产品的性能来描述，噪音、粗糙、工作不正常、费力、异味、不能工作、工作减弱、不稳定、间歇性工作、牵引阻力、泄漏、外观不良、车辆控制减弱；对下序用过程（工艺）性能来描述。如无法紧固、无法安装、无法钻孔/攻丝、不能连接、不匹配、无法加工表面、引起工装过度磨损、损坏设备、危害操作者；（１１）潜在失效后果 44严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过设计更改或重新设计才能够实现。打分法：１～１０级评价准则：见下表(12）严重度（S） 45PFMEA严重度的评价准则后果评定准则：后果的严重度当潜在失效模式模式导致至最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（顾客的后果）评定准则：后果的严重度当潜在失效模式模式导致至最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（制造/装配后果）严重度级别无警告的危害当潜在的失效模式在无警告的情况下影响到车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情况时，严重度定级非常高或可能在无警告的情况下对（机器或总成）操作员造成危害10有警告的危害当潜在的失效模式在有警告的情况下影响到车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情况时，严重度定级非常高或可能在有警告的情况下对（机器或总成）操作员造成危害9很高车辆/项目不能工作（丧失基本功能）或100%的产品可能需要报废；或者车辆／项目在返修部门返修1个小时以上8高车辆/项目可运行但性能水平下降。顾客非常不满意。或产品需进行挑选、一部分(小于100%)报废，或者车辆／项目在返修部门进行返修的时间在0.5-1小时之间。7 46中等车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目不能运行。顾客不满意。或一部分(小于100%)产品可能需要报废，不需挑选或车辆／项目需在返修部门返修少于0.5小时6低车辆/项目可运行但舒适性/便利性项目性能水平有所下降或100%的产品可能需要返工或者车辆／项目在线下返修，不需送返修部门处理5很低配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客(75%以上)能发现缺陷或产品可能需要挑选，无需报废，但部分产品(小于100%)需返工。4轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能发现缺陷或部分(小于100%)产品可能需要返工，无需报废，在生产线上其它工位返工。3很轻微配合和外观/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辩识能力的顾客(25%以下)能发现缺陷或部分(小于100%)产品可能需要返工，无报废，在生产线上原工位返工。2无无可辨别的后果或对操作或操作者而言有轻微的不方便或无影响1 47定义：指失效模式重要性等级——(特殊特性或关键、主要、重要、重点），当顾客不要求时，由小组确定符号。特殊产品或过程特性符号及其使用服从于特定的公司规定。突出对高优先度的失效模式进行工程评定。要注意符号的一致性：DFMEA、PFMEA和控制计划，工艺文件，作业指导书，检验文件都要标注。（13）等级 48所谓失效的潜在起因是指失效是怎样发生的，依据可以纠正或可以控制的原则予以描述。尽可能的列出可归结到每一失效模式的每一个潜在起因。起因对失效模式来说是唯一的，也就是说如果纠正该起因对该失效模式有直接影响，那么这部分FMEA考虑的过程就完成了。失效的许多起因往往并不是相互独立的，要纠正或控制一个起因，需要考虑诸如试验设计之类的方法，来明确哪些起因起主要作用，哪些起因最容易得到控制。典型的失效起因可包括但不限于：扭矩不当——过大或过小焊接不当——电流、时间、压力测量不精确(14）失效的潜在起因/机理 49热处理不当——时间、温度浇口/通风不足润滑不足或无润滑零件漏装或错装磨损的定位器磨损的工装定位器上有碎屑损坏的工装不正确的机器设置/不正确的程序编制应只列出具体的错误或故障情况（如操作者未安装密封件）；不应使用含糊不清的词语（如操作者错误、机器工作不正常）。(14）失效的潜在起因/机理 50导致此失效模式的发生?A原因？B原因？C原因？D原因？ 51定义：指一个具体的失效原因，使失效发生的可能性大小的评价指标。通过设计更改或过程更改来预防或控制失效模式的起因/机理是可能导致发生频度数降低的唯一途径。评价方法：１～１０级。评价准则：见下表。(15）频度（O） 52失效模式A原因B原因C原因D原因频度？频度？频度？频度？ 53推荐的PFMEA频度评价准则失效发生可能性可能的失效率*频度很高：持续发生失效≧100个每1000件1050个每1000件9高：经常发生失效20个每1000件810个每1000件7中等：偶然性失效5个每1000件62个每1000件51个每1000件4低：相对很少发生的失效0.5个每1000件30.1个每1000件2极低:失效不太可能发生0.01个每1000件1 54可能性类似的失效率频度很高：持续发生失效100个每1000件1050个每1000件9高：经常发生失效20个每1000件810个每1000件7中等：偶然性失效2个每1000件60.5个每1000件50.1个每1000件4低：相对很少发生的失效0.01个每1000件30.001个每1000件2极低:失效不太可能发生通过预防控制消除失效1推荐的带有Ppk的PFMEA频度评价准则 55定义：指目前已经采用的防止失效模式发生的过程控制方法，防止不合格流入下序现行控制方法三种情况（引用现行控制方法的顺序）阻止失效模式发生／阻止失效原因发生例如采用有效的防错技术，自动定位，自动控制，自动限位，行程开关，SPC，连续监控查明失效原因，确定纠正措施例如初始过程能力分析，找出变差的特殊原因，因果图，排列图查明失效模式：最终检验100％抽检或者两类过程控制：预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其出现的几率。探测：探测出失效的起因/机理或者失效模式，导致采取纠正措施。（１６）现行过程控制 56探测度亦称检查水平。定义：加工的零件离开工位前，用线性控制方法能检查出失效模式的可能性。评价指标：１～１０级。评价准则：见下表。(17）探测度（D） 57已经发生失效起因已经发生失效模式运用现行过程控制（查出失效起因/失效模式）的方法到顾客处的漏网之鱼有多少？ 58探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度ABC几乎不可能绝/肯定不可能探测X不能探测或没有检查10很微小控制方法可能探测不出来X只能通过间接或随机检验来实现控制9微小控制有很少的机会能探测出X只通过目测检查来实现控制8很小控制有很少的机会能探测出X只通过双重目测检查来实现控制7小控制可能能探测出XX用控制图的方法，如SPC来实现控制6推荐的PFMEA探测度评价准则 59探测性准则检查类别探测方法的推荐范围探测度ABC中等控制可能能探测出X当零件离开工位后的计量测量的控制，或者零件离开工位后100%的G/NG量具测量。5中上控制有较多机会可探测出XX在后续工位上的误差探测，或在作业准备时进行测量和首件检查（仅适用于作业准备的原因）4高控制有较多机会可探测出XX在工位上的误差探测，或利用多层验收在后续工序上进行误差探测：供应、选择、安装、确认。不能接受有差异零件。3很高控制几乎确定能探测出XX在工位上的误差探测(自动测量并自动停机）。不能通过有差异的零件。2很高肯定能探测出X由于有关项目已通过过程/产品设计采用了防错措施，有差异的零件不可能产出。1检验类别：A.防错B.量具C.人工检验 60定义：对工艺设计风险的度量。RPN＝SOD＝１～1000RPN接受的一般原则：５５５＝１２５　　必须采取措施４４４＝６４　企业本身定是否采取措施３３３＝２７　可不采取措施顾客不要求时，由小组确定RPN值。当ｓ＞８，必须采取措施。（１８）风险顺序数RPN 61定义：建议本工艺应采取的措施，其目的是降低S，O，D。一般措施原则：降低S：修改产品设计，如结构、材料；修改工艺方法。降低Ｏ：修改过程设计，如工艺方法，工艺参数；修改控制方法。降低D：增加控制手段；加大控制力度。一般措施方法：防错技术监视过程，SPC，参数监控检验分析思路RPN高时，首先看现行控制方法是否充分，如果充分，应改变工艺参数或工艺方法以降低RPN；如果不充分，可以增加控制力度。（１９）建议措施'