FMEA培训教材

Ver.3
苏剑凌 2007年11月22日
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目录
1.0 FMEA概述 2.0 SFMEA(系统FMEA) 3.0 DFMEA(设计FMEA) 4.0 PFMEA(过程FMEA) 5.0 FMEA的误区 6.0 附录
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1.1 FMEA的含义
Potential Failure Mode and Effects Analysis 潜在失效模式及后果分析
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1.1 FMEA的判断题
判断 1. 组织没有产品设计职能时，可以不进行FMEA ( ) 2. 过程FMEA不依靠改变设计来克服过程中的薄弱环节，因此可 以不考虑与制造有关的产品设计特性。( ) 3. 设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，所以不需 要考虑制造/装配过程中的技术/本体限制。( ) 4. 当严重度是9或10时，无论其RPN值是多大，都应采取建议措 施( ) 5. 过程FMEA的顾客包括下游的制造或装配工序、维修工序或政 府法规( ) 6. FMEA是一种动态文件( )
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1.1 FMEA的含义
如何找到理 想的梦中恋 人？链接
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1.1 FMEA的含义
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1.1 FMEA的含义
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1.2 FMEA思想（1）
FMEA 是一种可靠性设计的缺陷预防技术，是实现预防为主的重 要手段之一。 SPC可以有预防作用，但是那是要通过事后的数据做出分析，再 预防后续的失效发生，亦即先有失败，再预防以后的失败。 FMEA是从设计到过程都体现了不要先有失败就预防以后的失 败，如火箭发射、脑内取子弹等。 所以FMEA强调事前发生的措施，而不是事后发生的演练。
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1.2 F.M.E.A. FMEA思想（4）
通过团队合作预防失败
一旦拥有共识，事情已成功一半
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1.2 FMEA思想（5）
1. 2. 3. 4. 包括设计装配/制造/采购/质量/生管/物料控制部门 的代表，组长可以轮流由各部门代 表担任 可以随时加入其他人员包括客户代表公司最高主管 小组必须设立一名文书（秘书）负责完成各种报告/ 会议记录 小组开会时可以由组长决定参加人员
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1.2 FMEA思想（6）
工作量 纸面 FMEA观念 所需资源 硬件 传统做法
概念形成
设计
过程
时间
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1.2 FMEA的思想（7）
发现问题 客户端
1000$
解决问题 制造 开发
预见问题 设计
10$ 1$
100$
PFMEA 12
DFMEA
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1.2 FMEA思想（8）
顾 客 导 向 不可靠产品
顾 客 满 意
卓越产品
事故产品
顾客不接受的 可靠产品
FMEA
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设计和过程导向
1.4 FMEA的历史
1950由美国格鲁曼(Grumman)飞机公司首先提出﹐应用于飞机 主操纵系统的失效分析。 1957年波音(Boeing)与马丁(Martin Marietta)公司在其工程手册 中正式提出FMEA的作业程序。 60年代初期﹐美国航空太空总署(NASA)将FMEA技朮成功应用于 太空计划。 1970年代，美国汽车工业受到国际间强大的竞争压力﹐不得不努 力导入国防与太空工业之可靠度工程技朮FMEA﹐以提高产品质 量可靠度. 其他行业纷纷应用FMEA，以预防风险。
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1.5 FMEA的应用 ——什么场合做FMEA？
应用FMEA的三种场合: ① 新的设计、新的技术、新的过程 FMEA 的范围是完整的设计、技术、过程 ② 对现有的过程或设计进行更改 FMEA的重点是设计或过程的更改部分（如果以 前有FMEA的话） ③ 现有的设计或过程用在新的环境 FMEA的重点是新环境对设计或过程的影响（如 果以前有FMEA的话）
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1.6
FMEA的分类
FMEA分为那几类？
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1.6
FMEA分为三类：
FMEA的分类
另有： MFMEA
(设备FMEA)
SFMEA DFMEA
SeFMEA PFMEA
(服务FMEA)
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1.7、FMEA的流程步骤
风险识别 风险分析 风险消除
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1.7、FMEA的流程步骤(1)
建立失误资料库 收集相关资料信息
确定范围 （过程流程图）
准备FMEA表单
确定FMEA目标重点
风险识别和分析
确定小组成员
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1.7 、FMEA的流程步骤(2)
风 险 识 别
风险识别和分析 频度(O)评分 确定过程流程图 识别潜在失效模式 现行控制方法 探测度(D)评分 执行 FMEA
风 险 分 析
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分析潜在失效后果 严重度(S)评分 分析潜在失效原因
计算RPN值
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1.7 、FMEA的流程步骤(3)
执行FMEA 跟踪措施结果
风 险 消 除
RPN排序
重新FMEA
提出建议改善行动
决定下一步行动
确定执行负责人 及目标完成日 21
1.7 、FMEA的流程步骤(4)
建立过程/产品/ 次品失误资料库
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1.8 FMEA分析顺序
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2.0 SFMEA(系统FMEA)
SFMEA (系统FMEA)
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2.1 系统、子系统和部件FMEA的含义
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
子系统B
系统
子系统A
子系统C
子系统D
环境 图F1 接口和交互作用 1、接口： 在图F1中，子系统之间的接口显示为：子系统A接触（连接）子系统 B，B接触C，C接触D，A接触D，和B接触D。环境也与在图F1可列出的每 一个子系统相连接。这要求在进行FMEA时，要对“环境接口”加以考虑。
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2.1 系统、子系统和部件FMEA的含义
2、交互作用: 一个在子系统中的变化可能导致另一个子系统的改变。 在图F1中，子系统之间的相互影响可能发生在任何的系统接口 之间。（如当子系统A温度提升，导致在子系统D和子组系统B也经 由各自的接口而提高温度；相同的，子系统A也散发温度到环境 中）。 互相影响也有可能经由环境的传导，发生在“未接触”的系统 （例如：假使该环境由高湿度所构成，子系统A和子系统C是不同的 材质且被非金属的子系统B所隔开，子系统A和C仍然会因为从环境 中的温气而有电解反应）。因而，在“未接触”的子系统中估会相 对的难以预期，但这是重要而且应该被考虑的。 3、思考： ① SFMEA与DFMEA内容如何合理安排？ ② SFMEA使用何种表格？
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2.2 系统的构成及FMEA分析
系统等级 子系统等级 部件等级
自行车
设计目标： 骑行至少3000小时无需保养， 设计寿命为骑行10000小时。 适于99.5%成年男子骑用，舒 适便利。 功能（1）： 便于使用 潜在失效模式： *方向把不好用 *脚踏板不好用 功能（2） ： 提供可靠的交通动输 潜在失效模式： *链条经常断开 *需要经常修理车胎 功能（3） ： 提供舒适的交通运输 潜在失效模式： *车座位置不舒服
车架
功能（1） ： 为座位提供稳定的支撑 潜在失效模式： *座位支撑的结构性失效 *座位支撑的过大变形 功能（2） ： 提供好看的外观 潜在失效模式： *外观（光亮度）变坏 *漆皮开裂
上部车架
功能（1） ： 提供结构性支撑 潜在失效模式： *结构性失效 *过大变形 功能（2） ： 对正确的车架几何外形提供尺寸 控制 潜在失效模式： *车架安装点的长度过长 *车架安装点的长度过短 功能（1） ： 为车架总成的生产方法（焊接） 提供支持。 潜在失效模式
把手总成 前轮总成 后轮总成 链轮总成 车座总成 链条总成
下前车管 下后车管 链轮管
27 图F2（关于项目、功能和失效模式）
3.
DFMEA
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3.1DFMEA示例
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3.2DFMEA 准备
设计FMEA是一份动态的文件 在一个设计概念最终形成之时或之前开始，即在设计框图 完成时开始。 在产品开发的各个阶段, 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。
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3.2DFMEA 准备：设计框图（2）
下述示例是一个设计框图，在此设计框图完成时就要进行DFMEA。
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图三 车灯设计框图（2）
3.2DFMEA 准备：设计框图（3）
前灯装配
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3.2DFMEA 准备：设计框图（3）
垂直调整片的装配
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3.3 DFMEA潜在失效模式
A. 定义： 所谓潜在的失效模式是指系统、子系统或零件有可能未达或未完成在 项目/功能栏中所描述设计意图的种类（如预期功能丧失）。这个潜在失效 模式可能是更高一级子系统或系统的潜在失效的起因，也可能是它低一级 的零部件潜在失效模式的后果。 B. 性质： 对每个项目和功能，列出每个潜在的失效模式，应用规范化、专业性 的术语来描述失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。 C. 常见的潜在失效模式
破碎 松动 粘结 断裂 滑动（无法保持全扭力） 支撑不足（构造的） 脱离过快 间歇信号
变形 泄露 氧化 无法传递扭力 无法支撑（构造的） 粗糙的接合 信号不适当 无信号
D.
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TGW 建议将以往运行不良（TGW，things-gone-wrong）的研究、关注 点、问题报告以及小组的“头脑风暴”的评审作为出发点。
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3.3 DFMEA潜在失效模式
E、失效链
不平道路引起震动 与车体扭转 产生异响 伴生模式 水箱中冷却液泄露 中间模式 水箱支架断裂 根源模式
水箱后倾，与风扇碰撞
发动机气缸 最终模式
冷却系过热
汽车停驶 35
最终模式
3.3 DFMEA潜在失效模式
E、失效链
跌落时发生 震动 环境条件 焊锡脱落
根源模式
锡渣碰到线路板
线路板短路 充电时不能限压 电池发生过充
中间模式
电池发热 伴生模式
电池损坏 36
最终模式
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3.4失效发现得太迟的后果
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3.4 DFMEA潜在失效后果
定义：潜在失效的后果，就是失效模式对系统功能的影响，就如顾客 感受的一样。 顾客的含义：要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果， 要记住顾客可能是内部的顾客，也可能是外部的最终顾客。 预见性：要清楚地说明该失效模式是否会影响到安全性，或与法规不 符。因此要根据小组的知识程度，尽可能预见失效的后果。 典型的后果举例：
噪音 运行不稳 外观不良 不稳定 间歇运行 泄漏
粗糙 无法运作 不适的异味 运行减损 发热 定期的不符合
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3.4 DFMEA潜在失效后果
鹿被饲养的后果
没有营养； 药用价值不高；
如何突破？
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3.5 DFMEA严重度(S)
严重度：是对一个已假定潜在失效模式发生时，对下序零 件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度评价等级。 如何降低严重度：要减少失效的严重度级别数值，只能通过 设计变更来实现。 推荐的评价准则 小组应该对评价准则与分级规则有一致的共识，即使是对个 别产品分析而对准则作了修改也应一致（见下表） 注：对级别数值为9和10，不建议修改其判定准则。当某失效 模式的严重的级别为1时，不应该再被分析。 注：高严重度级别有时候通过设计修改来降低，其能抵消或 减轻失效产生的严重度。例如，“降低胎压”能减轻突然爆破的 严重度，“安全带”可以减轻车辆撞击的严重度。
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