FMEA_完整教材-潜在失效模式及后果分析.ppt
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1、1,潜在失效模式及后果分析 F M E A,质量管理提升训练班,2,课程大纲,FMEA的基本概念 设计FMEA的开发 过程FMEA的开发 FMEA实施步骤 FMEA精义与要项说明 应用FMEA提升产品可靠度 如何有效实施FMEA FMEA学员演练 如何应用FMEA与Control Plan 附录A 附录B 附录F 附录I 术语,3,一、FMEA的基本概念,“早知道 就不会” 早知道 作好防震设计 就不会 造成大楼倒塌 早知道 改进电力输配设计 就不会 造成美国等国的大停电 早知道 不滥砍滥伐 就不会 造成泥石流 早知道 作好桥梁设计 就不会 造成重庆彩虹大桥倒塌 有些 早知道 是必需的!有些
2、就不会 是不允许发生的 核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用 FMEA 可减少事后追悔,4,一、FMEA的基本概念,“我先 所以没有” 我先 看了气象预报 所以没有 淋成落汤鸡 我先 评估金融大楼高度 所以没有 影响飞机安全 我先 设计电脑放火墙 所以没有 被骇客入侵 我先 作好桥梁设计 所以没有 造成重庆彩虹大桥倒塌 有些 我先 是必需的!有些 所以没有 是可预期避免的 核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件 有效运用 FMEA 可减少事后追悔,5,一、FMEA的基本概念,及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。 它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。 事先花时间进行FMEA
3、分析,能够容易且低成本地对产品设计或制程进行修改,从而减轻事后修改的危机。 FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会,它是一个相互作用的过程,永无止境的改善活动。,6,一、FMEA的基本概念,FEMA内容: 利用表格方式协助工程师进行工程分析,使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度,及早谋求解决之道,以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。 失效模式分析(Failure Mode analysis) FM 由下而上分析,即由零、组件至系统,确定在系统内不同结构层或功能层次的失效模式。 失效效应分析(Failure effect analysis) EA 对每一个失效模式,确定其失
4、效对其上一层模组及最终系统的失效影响,了解其组件界面失效关联性,作为改进的依据。 关键性分析(Critical analysis) CA 对每一个失效模式,依其严重等级和发生几率综合评估并予以分类,以便确定预防或改正措施的内容和优先顺序。,7,一、FMEA的基本概念,失效的定义: 根据據Collins (1981 )的定义失效为一件装备,装备的组件或一件结构发生任何形状、尺度或材料性质的变化,造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。 规格:对于系统或装备的性能或功能范围,必须验证时可以测量。 GOOD/NO GOOD计数型:较易研究判定 计量型:功能与规格界限不易确定,8,一、FME
5、A的基本概念,物品直接表现失效的形式如下: 1、实体破坏:硬式失效 2、操作功能终止 3、功能退化 软式失效 4、功能不稳定 24项物品机能因老化(Aging)、退化(Degradation)或不稳定 (Unstable)而不能满足原设定的要求标准,所以失效现象及研 判准则必须量化。,9,一、FMEA的基本概念,将失效依照其应用的目的或特性加以分类: 1、依失效发生原因分类 2、依失效发生的时间情况分类 先天性弱点的失效 突发性失效 误用失效 渐次性失效 3、依失效范围程度分类 4、依失效根源分类 局部性失效 老化、组件、环境、人员 全面性失效,10,一、FMEA的基本概念,列出极板的失效定义
6、(附录C) (功能、外观、尺寸),列出下列系统对极板 的特殊功能需求 车用 电池 灯罩,有否见过极板 极端失效的情况,11,一、FMEA的基本概念,12,一、FMEA的基本概念,FMEA的演变: 1、FMEA的前身为FMECA,是在1950由格鲁曼飞机提出,用在飞机主控系统的失效分析 2、波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序,列在其工程手册中 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。 4、1985由国际电工委员会(IEC)出版的FMECA国际标准(IEC812
7、),即参考MIL-STD-1629A加以部分修改而成。,13,国际间采用FMEA的状况: 1、ISO9004 8.5节FMEA作为设计审核的要项,另FTA、EN1441风险分析亦是。 2、CE标志,以FMEA作为安全分析方法。 3、ISO14000,以FMEA技术作为重大环境影响面分析与改进方法。 4、TS16949/QS9000以FMEA作为设计与制程失效分析方法。,一、FMEA的基本概念,14,典型汽车工业开发三步骤:,APQP Timeline,过程流程图 (包含所有流程),过程/流程控制计划 (所有主要流程),由APQP 程序启动过程 有些要素可能含在,关键特性与失效影响讲题,制程FM
8、EA,(在所有流程),过程控制计划,关键特性与特性控制讲题,设计FMEA (包含所有流程),一、FMEA的基本概念,15,汽车文件发展:,发展过程流程清单,将流程清单主要的流程填入FMEA 表格内,运用FMEA思索 每一过程的要素,针对关键特性 发展控制计划,检查顾客需求,仔细考量什麽是主要的过程,使用RPN指标及相关咨询决定关键特性,对关键特性发展合适的控制机制,仔细考量每一阶段的控制计划 Prototype Pre-launch Production,一、FMEA的基本概念,16,FMEA的功用: 阶 段 1、设计阶段 2、开发阶段 3、制造阶段 4、客户服务/抱怨阶段,功 用 1、发掘所
9、有可能的失效模式 2、依固有的技术进行设计变更 3、必要时,采用可靠性高的零组件 1、明确把握失效原因,并实施适当改善 2、零件安全的宽放确认的确定 3、寿命、性能、强度等 1、活用工程设计,进而改善制程上的弱点 2、利用FMEA的过程制定必要 1、不同环境产生的失效,以FMEA克服 2、不同使用法产生的失效,以FMEA克服,一、FMEA的基本概念,17,FMEA的特征: 1、是一项以失效为讨论重点的支援性与辅助性的可靠度技术。 2、用表格方式进行工程分析,使产品在设计与制程规划时,早期发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。 3、是一种系统化的工程设计辅助工具。 4、FMEA因分析对象不同分
10、成“设计FMEA”及“过程FMEA”,而MIL-STD-1629A因分析项目缺少现行控制方法,故适合设计时使用。 FMEA为归纳法应用,根据零组件的失效资料,由下而上推断系统的失效模式及其效应,是一种向前推演的方法。,一、FMEA的基本概念,18,FMEA的开发时机: 在进行FMEA时有三种基本的情形,每一种都有其不同的范围或关注焦点: 情形1:新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全 部设计、技术或过程。 情形2: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的范围应集中于 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。 情形3:将现有的设计或
11、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。,一、FMEA的基本概念,19,FMEA的开发小组共同努力: 虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人,但是FMEA的输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成(如设计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性等方面有丰富经验的工程师)。FMEA由责任单位的工程师开始启动,责任单位可能是原设备制造厂(OEM,即生产最终产品)、供方或分承包方。 即使产品/过程看起来完全相同,将一个小组FMEA的评分结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜的,因为每个
12、小组的环境是不同的,因而各自的评分必然是不同的(也就是说,评分是带有主观性的)。 建议根据FMEA的质量目标(见附录A和附录B)对FMEA文件进行评审,包括管理评审。,一、FMEA的基本概念,20,FMEA的跟踪: 采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪,对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到所有受影响的部门。一个经过彻底思考、周密开发的FMEA,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的强调。FMEA是动态文件,应始终反映最新水平以及最近的相关措施,包括开始生产以后发生的。 责任工程师有几种方法来确保建
13、议的措施得到实施,包括但不限于以下几种: a. 对设计、过程及图样进行评审,以确保建议措施得到实施; b. 确认更认更改已纳入到设计/装配/制造文件中; c. 对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划进行评 审。,一、FMEA的基本概念,21,初始 FMEA,修正 FMEA1,DFMEA必须在计划的生产设计发布前 PFMEA必须在计划的试生产日期前,各项未考虑的失效 模式的发现、评审 和更新,修正 FMEA2,时间,各项未考虑的失效 模式的发现、评审 和更新,FMEA动态文件:,一、FMEA的基本概念,22,FMEA表及开发顺序:,子系统,功能要求,功能、特 性或要求 是什么?,会
14、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,一、FMEA的基本概念,23,MLD-STD-1629A FMECA:,一、FMEA的基本概念,24,设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技术,用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和说明。对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。FMEA以
15、最严密的方式总结了设计一个部件、子系统或系统时小组的设计思想(其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析)。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程,并使之规范化和文件化。 设计FMEA为设计过程提供支持,它以如下的方式降低失效(包括产生不期望的结果)的风险: 为客观地评价设计,包括功能要求及设计方案,提供帮助;,二、设计FMEA开发,25,评价为生产、装配、服务和回收要求所做的初步设计; 提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性; 为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息; 根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响
16、,开发潜在失效模式的排序清单,从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统; 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(如获得的教训)。,二、设计FMEA开发,26,现行预计的设计可能 产生的失效模式,分析,分析,对顾客的影响,那些原因可能 造成这个失效模式,每个原因造成这个 失效模式的的可能性,采取可行的对策,二、设计FMEA开发,27,顾客的定义 设计FMEA中“顾客”的定义,不仅仅是“最终使用者”,而且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。 小
17、组的努力 在最初的设计FMEA过程中,希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括(但不限于)装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一种催化剂,从而推进小组协作的工作方式。,二、设计FMEA开发,28,更高一 层系统,汽车制造商,最终使用者,都是DFMEA所要考虑的对象,但 最主要的是针对最终使用者。,本设计可能 产生的失效 模式的影响,二、设计FMEA开发,29,除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验,否则,由一位有
18、经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。 设计FMEA是一份动态的文件,应: 在一个设计概念最终形成之时或之前开始; 在产品开始的各个阶段,发生更改或获得更多的信 息 时,持续予以更新; 在产品加工图样完工之前全部完成。 考虑到制造/装配需求已经包容在内,设计FMEA针对设计意图并且假定该设计将按此意图进行生产/装配。制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其原因/机理不需、但也可能包括在设计FMEA当中。当这些未包含在设计FMEA当中时,它们的识别、后果及控制应包括在过程FMEA当中。,二、设计FMEA开发,30,设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷,但是它的确需要考
19、虑制造/装配过程的技术/身体的限制,例如: 必要的拔模(斜度); 表面处理的限制; 装配空间/工具的可接近性; 钢材淬硬性的限制; 公差/过程能力/性能。 设计FMEA还应考虑产品维护(服务)及回收的技术/身体的限制,例如: 工具的可接近性; 诊断能力; 材料分类符号(用于回收)。,二、设计FMEA开发,31,负责设计的工程师掌握一些有益于设计FMEA准备工作的文件是有帮助的。设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单,即设计意图开始。顾客的希望和需求可通过质量功能展开(QFD)、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造/装配/服务/回收要求等确定。期望特性定义的越明确就越容易识别潜在
20、的失效模式,以便采取预防/纠正措施。 设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。 附录C给出了框图的一个示例;框图还可以指示信息、能源、力、流体等的流程。其目的是要明确向方框交付的内容(输入),方框中完成的过程(功能)以及由方框所交付的内容(输出)。 框图说明了分析中的各项目之间的主要关系,并建立了分析的逻辑顺序。在FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。 为了便于潜在的失效模式及其影响后果分析的文件化,附录D给出了设计FMEA的空白表。,二、设计FMEA开发,32,二、设计FMEA开发,33,二、设计FMEA开发,钝化液的特性矩阵图,34,二、设计FMEA开发
21、,钝化液的特性矩阵图,35,36,附录D:设计 FMEA的标准表,子系统,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,部件 设计责任 年 车型年/车辆类型 关键日期 年 核心小组 等,37,附录D:设计 FMEA的标准表,子系统,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,部件 设计责任 年 车型年/车辆类型 关键日期 年 核心小组 等,38,1)FMEA编号 填入FMEA文件编号,以便查询。 注:1
22、-22项的举例见表1。 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。,二、设计FMEA开发,39,附录F 系统FMEA,为帮助示意系统、子系统和部件FMEA的含义,以下提供两个示例,如图F1(关于接口和交互作用)和图F2(关于项目、功能和失效模式)。 例1:接口和交互作用,图F1 接口和交互作用,FMEA小组负责确定相关FMEA的范围。图F1的示例表明小组已确定了在进行
23、系统FMEA时必须考虑的子系统A、B、C和D,以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境。,40,接口 子系统之间通过接口直接连接。 图F1示意了子系统之间的接口,子系统A与子系统B接触(连接),B与C接触,C与D接触,A与D,且B与D接触。环境也与图F1中列出的每一个子系统相连接,这就要求在进行FMEA时要对“环境接口”加以考虑。 注:每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析中。 交互作用 一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。 在图F1中,任何接口系统间都可能发生交互作用(例如,子系统A加热,会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量,而
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- FMEA_ 完整 教材 潜在 失效 模式 后果 分析
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