FEMA培训课件

• 框图显示了在设计范围内零部件与子系统的相互作 用。 这个相互作用包括：信息、能量、力或液体的
流动。框图的目的在于理解对系统的要求或输入、 基于输入或所实施的功能产生的活动、以及交付物 或输出。
• 参数（P）图
• 参数图帮助设计小组理解有关设计功能的物理特性
和结构工具。小组在分析设计的预期输入和输出的
60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗）
1974年用于美国海军。（1629号军标）
1985年IEC公布了FMEA标准: IEC812， 这个标准被我国等同采用为GB 7826-87： 《系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序》
一、 FMEA的应用与发展
1.4 FMEA的应用
航天、汽车、电机、电器等民用工业在自身质量保证体 系中，规定在产品/工艺设计确认之前进行FMEA，以确 保无缺陷/无隐患。并且将其发展为对供应商的乃至整个 供应链要求。
2.7 KPC
——影响安全、国家法律法规、功能、配合的质量特性
SPC （standard)
Product characteristic
PC
KPC (key)
S/C
F/F
SCC （standard) CC
KCC (key)
2.8 KCC：
——影响关键质量特性（KPC）的过程参数
料
机
人
KCC2
KCC1
30
4.2 DFMEA的概述
可制造性、可装配性、可维修性的考虑
DFMEA应当包括所有在制造或装配过程中可能发生的、且由 设计所导致的潜在失效模式和原因。这种失效模式可以通过设 计变更来减少（如：防止零件错误装配的设计特性－防错）。
DFMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但它会把制 造和装配过程中的技术、物理限制考虑在内。
• 评价产品设计对制造、装配、服务、回收要求的影响。 • 提高产品的可靠性。 • 作为设计经验和信息的载体，为设计的改进积累经验。
2023/12/30
27
4.2 DFMEA的概述
DFMEA中顾客的定义： 1）最终使用者 2）主机厂的组装和制造中心 3）整个供应链的制造过程 4）政府法规机构
2023/12/30
3.2 何时需要做FMEA？
1. 关注焦点
① 新 / 更改环境、新 / 更改使用条件 —— SFMEA
② 新 / 更改设计、新 / 更改技术 —— DFMEA
③ 新 / 更改过程
—— PFMEA
2. 事前行为
及时性是成功实施FMEA的最重要因之一。在产品 正式定型之前和过程正式实施之前， FMEA作为设 计与工艺评审的有效工具，有助于预防缺陷，减少 损失。
修订）
项目 要求
功能
潜在的 失效模式
严 潜在的失效 重 级
后果 度 别
S
潜在的失效 起因/机理
现行设计 控制 预防
频 度 O
现行设计 控制 探测
探
测R
度P ND建议的措 施责任和目 标完成日
期
措施结果
R SODP
N
3.5 FMEA的表式
项目 车型年/车辆类型 核心小组
过程责任 关键日期
潜在失效模式及后果分析
2023/12/30
38
功能框图
2023/12/30
39
底盘 系统
设计FMEA表头
A FMEA编号 :FM2035
子系统
零部件:钢板弹簧 B 设计职责： 产品开发部 C
共 6 页，第 1 页
编制人：王 伟 H
D 产品型号/项目： D3310
E 关键日期：2006.05 . 01
F FMEA日期（原始）2006.02 22 (修订) 2006. 07 .14
（过程 FMEA）
过程步骤 功能
要求
潜在的 失效模式
潜在的失效 后果
严 重 度
级 别
潜在的失 效起因/机
理
S
现行过程控制
频 预防 度
O
探测
FMEA 编号：
共
页，第
页
编制人
FMEA 日期（编制）
（修订）
探
测R
度
P N
D
建议的 措施
责任和目 标完成日
期
措施结果
R S OD P
N
3.6 管理者职责
• 管理者应负责FMEA的过程，管理者对资源的选择和应 用，以及确保有效的风险管理过程（包括时间安排） 负有最终责任。
一、 FMEA的应用与发展
1.1 FMEA的目的 (a）认可并评价产品/过程中潜在失效以及失效的后果；
（b）确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施； （c）将全部过程形成文件为产品/过程设计提供支持。 （d）FMEA是对确定设计或过程必须做那些事情才能使顾 客满意这一过程的补充。
一、 FMEA的应用与发展 1.2 FMEA的性质
3. 在产品形成的全过程中
PFMEA
策划
产品设计开发
SFMEA
过程设计开发
DFMEA
生产
3.3 谁来做FMEA？
设计 工艺 制造 生产 服务 质量 试验 可靠性
集体智慧 多方合作
熟悉产品 了解过程 富有经验 掌握信息和资
料
团队： FMEA是系统化的专业活动 多功能小组会议是FMEA的主要活动形式 多功能小组通常有相关专业人员组成，有时包括相关 的工人代表，甚至可包括顾客和供应商
2023/12/30
37
4.5 如何做DFMEA
案例: 某公司是生产轻型卡车钢板弹簧的企业，年产载重量为三吨的 商用车钢板弹簧20万套。产品基本结构为四片弹簧，每片厚 度为9mm。从目前市场反馈的情况看，出现的主要问题是：
1）弹簧片断裂，大约每年出现1000次; ２）卷耳早期磨损，每年大约出现1800次。 现在该公司准备开发用于五吨车的钢板弹簧 针对现状对将要开发的产品进行DFMEA分析
失效模式及后果分析属可靠性管理工作的重 要内容，通过失效分析，有针对性地采取措施， 防止失效的发生可以有效地提高产品的可靠性。
正确读法：F，M，E，A。 习惯读法：[feime]
一、 FMEA应用与发展
1.3 FMEA的发展
50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种 战斗机的操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。
谁是顾客？
过程
顾客
磨曲轴
无法装配
发动机运行 时曲轴抱死
2.6 KCDS_质量金字塔
PC
特殊关注
KPC
S/C (safe/compliment)
SPC 附加关注
F/F
(fuction/fit)
一般关注
SPC（standard product characteristic)
注：KCDS-关键特性指定系统
• 管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持， 消除障碍，总结经验教训。
四、DFMEA
潜在设计失效模式及后果分析 Potential Design Failure Mode and Effects
Analysis (DFMEA)
4.1 DFMEA的目的
• 对以往类似产品的设计过程存在的风险进行评估，为新产 品设计提供改进方向。
2.1 失效 （Failure）
—— 实体失去了完成其功能的能力，也包括主要 性能指标超过允许的范围。
实体？ SFMEA DFMEA PFMEA
失效=不合格吗？ 失效=故障？ 潜在？
2.2 失效模式（Failure Mode）
—— 失效的表现形式（即失效类型）
• 系统、子系统、零件未达到设计意图的形式 • 过程不满足过程要求的形式 • 典型的设计和制造过程失效模式：
FMEA的定义
• 潜在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis）是一 种系统化的可靠性定性分析方法，通过对系统 各组成部分进行事前分析，发现、评价产品/ 过程中潜在的失效模式，查明其对系统的影响 程度，以便采取措施进行预防的分析方法。
– 产品实施预期功能是否需要来自其它零部件或系统的输入？ 产品的功能是否能够预防/探测与其连接的零部件或系统的潜 在失效模式？
• 以下章节介绍了一些可能适用的用来帮助小组开发 DFMEA的工具。
2023/12/30
33
框（边界）图
• 产品框图显示的是产品零部件之间的物理、逻辑关 系。有不同的方式和格式来创建框图。
28
4.2 DFMEA的概述
谁来做：负责产品设计的工程师/多方论证小组 ➢体现了小组在任何设计过程中正常经历的思维过程。 ➢小组努力的结果
2023/12/30
29
4.2 DFMEA的概述
DFMEA假设前提是制造过程能实现设计意图。 制造过程中的潜在失效模式将在后续ＰFMEA中进 行考虑和分析。
2023/12/30
2023/12/30
32
4.3 DFMEA的前提条件
• DFMEA应当开始于信息的建立以理解被分析的系统、 子系统或零部件，并定义它们的功能要求和特性。
• 为了确定DFMEA的范围，小组应当考虑下面适用于零 部件、子系统或系统DFMEA的问题：
– 产品与什么过程、配合零件或系统接口？
– 产品的功能和特性是否会影响到其它零部件或系统？
2023/12/30
31
4.2 DFMEA的概述
例如：
–必要的拔模（斜度）
–有限的表面处理能力
–装配空间（工具的可达性）
–有限的钢材强度
–公差/过程能力/性能
产品投入使用后，DFMEA还应考虑产品服务性和可回收性
–便利的维修工具
–简便的诊断方法
–材料分类标志（回收用）
–材料/化学品，是否满足环保要求
如：QS 9000 质量体系要求 ——美国汽车工业行动集团（AIAG）
VDA6.1质量体系审核 ——德国汽车汽车工业联合会（VDA）
ISO/TS 16949：2009 技术规范
二、FMEA基本概念
2.1、失效 2.2、失效模式 2.3、失效后果 2.4、失效起因/机理 2.5、顾客
2.6、KCDS 2.7、KPC 2.8、KCC 2.9、FMEA的类别
测
环
KPC
KCC3 法
2.9 FMEA的类型
SFMEA —— 对产品开发、过程策划综合评估， 通过系统、子系统、分系统不同层次展开， 自上而下逐级分析，更注重整体性、逻辑性。 以确定那种零件的失效会导致系统功能参数的变化。
DFMEA —— 对设计输出评估，识别和消除产品 及每一零部件的设计缺陷。
PFMEA —— 对工艺流程的评估，识别和消除 制造/服务过程中每一环节的潜在隐患。
三、FMEA策划
3.1 为什么要做FMEA？ 3.2 何时需要做FMEA？ 3.3 谁来做FMEA？ 3.4 FMEA成功的要素 3.5 FMEA的表式 3.6 管理者职责
3.1 为什么要FMEA?
1）预防：可以预先发现或评估产品/过程中潜在的失效及影响。 2）持续改进：不断改进并积累经验，并将其文件化，程序化。 3）防止错误再次发生：避免同类错误的发生。 4）集中有限的资源于高风险项降低开发成本。 5）提高产品功能保证和可靠性。 6）缩短开发周期。 7）改善内部信息交流。 8）将责任和风险管理联系起来。
2.4 失效的起因/机理
引起失效的原因：物理的、化学的、5M1E的 如：连杆断裂的机理：晶体开裂、回火脆性 引起失效的原因可能来自于设计开发、生产制 造、使用、维修等各技术环节，也可能来自于 管理不善，组织管理工作的好坏对失效预防往 往起着更为关键的作用。
2.5 顾客（Customer）
—— 不仅仅是“最终使用者”，还可以是后续或下一工序的使用者
G 核心小组：王伟—底盘工程师、李浩——服务工程师、韩东——制造工程师
2023/12/30
40
设计FMEA表头
• 表头应清楚的说明FMEA有关的基本信息，包括FMEA活动的 时间阶段。
3.4 FMEA成功的要素
1.人 2.相关信息 3.时机
顾客要求 法律法规 相关标准 设计意图 同类产品的经验/教训 供应商提供的资料 ……
3.5 FMEA的表式
潜在失效模式及后果分析
系统
部件
车型年/车辆类型
核心小组
设计责任 关键日期
（设计 FMEA）
FMEA 编号：
共 页，第 页
编制人
FMEA 日期（编制）
同时，也应分析那些会影响性能的受控和不受控因
素。 2023/12/30
34
方框示意图
P图
4.4 DFMEA实施流程
• 1.组织小组； • 2.DFMEA功能框图； • 3.列出每一个零件、部件、子系统的失效模式； • 4.确定失效模式的等级（关键、重要、一般） • 5.优先关注关键零件特性； • 6.提出改进和预防措施建议； • 7.填写DFMEA表格； • 8.小组评审； • 9.评审后提交
裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、 短路、氧化、断裂
尺寸超差、硬度超差、漏装、缩痕、气孔、 错位、飞边过大、表面划伤
2.3 失效后果（Failure Effect）
—— 指对系统功能的影响失效给顾客 带来的影响
典型的失效后果： 噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、间歇性工作 粗糙、无法紧固、无法钻孔、无法攻丝