失效模式与效应分析

上失效模式与效应分析(failure modes and effects analysis, FMEA)

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又名：潜在失效模式与效应分析（PotentialfaiIUre modes and effects analysis）,失效模

式、影响与危害性分析（failure modes, effects, and criticality analysis, FMECA）

A概述

失效模式与效应分析（FMEA）是一步步地识别在设计、生产或装配过程以及最终产品和服务中全部可能失效的一种方法。“失效模式”意思是可能产生某些失效的方式或模式。失效是任何的错误或者缺陷，尤其是那些影响顾客的、潜在的或实际的。“效应分析”指的是争论这些失效的后果或效应。

这些失效依据他们结果的严峻性、发生的频率以及被检测到的简洁度优先排序。FMEA的目的是从有最高的、优先级的开头来实行行动消退或者削减失效。FMEA通常把当前有关失效的学问以及所实行的行动文档化，用于持续的改进。

FMEA用于设计中预防失效的发生，之后又用于正在进行的过程操作中的掌握。抱负地说, FMFA 开头于产品的概念设计阶段，贯穿于产品或服务的整个生命期中。

FMEA在19世纪40年月最早被应用于美国的军队中，然后在航空和自动化行业得到进一步的进展应用。一些行业已经把FMEA的标准正规化，下面是一个综述。在实行FMEA过程之前，需通过其他的参考资料和培训，从而学习更多关于组织和行业的标准和具体的方法。

＞适用场合

•当一个产品或服务正在被设计或者重复设计时，在QFD之后或者在设计完成之后；

•当以全新的方式应用现有的过程、产品或服务时；

•在形成新的或改进过程的掌握方法以前；

•当对现有的过程、产品或服务方案改进的时候；

•当分析现有的过程、产品或者服务失效缘由时；

•贯穿于过程、产品或者服务的生命期中定期进行检查。

＞实施步骤

这只是一个也许的过程，具体的细节则随着组织或行业的标准而有所变化。

1组成一个对过程、产品或服务以及顾客需求有多样性学问的跨职能团队。职能主要包括: 设计、生产、质量、检验、牢靠性、修理、购买（供应）、销售、市场营销（客户）、顾客服务。

2识别FMEA的范围。它是一个观点、系统、设计、过程或服务？边界是什么？应当多具体？使用流程图来明确范围并且使每一个成员都能从细节上加以理解（从这里开头，我们将使用“范围”作为FMEA所争论的主题、表示系统、设计、过程或者服务）。

3把这些明确了的信息写在FMEA表格的顶部，图表5.57是一个典型的格式，剩余步骤所收集的信息将列于表格的列中。

4明确“范围”的功能。常提问，如“这个系统、设计、过程或者服务的目的是什么？我们的顾客期望是什么样的？”用类似英语中的动名词短语来命名它。通常需要把这些范围分解成独立的亚系统、项目、部分、配件或过程步骤并且明确每个功能。

5对每项功能而言，识别出导致它不发生的全部因素，这就是潜在失效模型。若有必要的话, 重新用更多的细节来描述该功能，从而使失效模型能够表明该功能的丢失。

6对每个失效模型，识别出对相关的系统以及相关的过程、产品、服务、顾客或规章的影响结果，这就是潜在失效模型的后果。常提问，如“由于失效，顾客经受了些什么？当这些失效产生时，有什么发生了？”

7确定每个效应的严峻性，这就是严峻度（S）。严峻度常用1〜10来表示，1代表不重要，10 代表灾难性的。假如一个失效模型不止有一个后果，则把该失效模至最高的严峻度写在FMEA 表中。

8对于每个失效的模型，打算全部潜在的根本缘由，常采纳本书中提到的原量分析工具，以及充分采用团队成员的学问与经受。在FMEA表格中列出每个失效模式产生的可能缘由。

9对各个缘由，列出其发生率(O)。这个比率估量了由于某个缘由而导致失效产生的可能性, 发生率通常用1~10来分级，1代表必不行能发生而10则为不行避开地发生。在FMEA表中，列出每个缘由的发生率。

10对于每个缘由，识别出当前过程掌握。过程掌握主要包括采纳适当的检验、步骤或机器设施，从而避开这些失效产品到达顾客的手中。这些掌握能够阻挡缘由发生，削减发生的可能性，或者在缺陷已经发生但尚未到达顾客手中之前发觉。

H对每个掌握而言确定出检测水平(D)o这个值估量出在掌握中能检测出缘由或者是发觉那些已经发生的、但是顾客尚未受到影响的失效模式的程度。

检测水平用1~10的数字表示，1的意思是确定能发觉问题，10则意味着确定不能检测出问题或掌握不存在。在FMEA表中，列出每个缘由的检测水平。

12 (对很多企业而言是可选项)失效模型是与某些关键特征相关联吗？关键特征是反映平安或与政府规章相全都的测量或指标，且需要特别掌握。若这样的话，标有“级别”的一列用Y或(△)表示需要特别掌握的地方。通常严峻度为9或10并且发生和发觉率在3以上的称为关键特征。

13计算危急优先系数(RPN), RPN = SXoXD。计算危害性(CRrr),是严峻度与发生率相乘，即CRrr=SX0。应当依据解决问题的次序为潜在失效排序，这些数字则可为排序供应了指导。

14确定建议的行动。这些行动可能是设计或过程转变，从而降低严峻性或发生率，也可能是提高检测的其他掌握。留意谁为行动负责以及目标完成的日期。

15当行动完成时，在FMEA表格中注明结果、日期、新的S、O或D及RPN。

＞示例

某银行对自动取款系统(ATM)采纳了FMEA过程。图表5.57显示了该系统的一部分“发出钱”功能以及该功能的一些失效模式。没有使用可选项中的“级别” 一列，只是标题被放在最右边的列中。

留意采纳RPN和危害性对各缘由的优先排序是有差异的。对RPN而言“机器繁忙”与“繁忙的计算机网络”分别是第一与其次高的风险性。数值很高的严峻度或者发生率与值为10的检测水平相乘得到一个高的RPN o危害性不包括检测水平，所以排在最高的缘由应当是严峻度与发生率都很高的值：“钱用完了二团队应当依据他们的阅历和推断打算行动的优先级。

＞留意事项

•在进行下一步之前没有必要完成该步的全部工作。从我们所拥有的信息开始，收集可采用的信息。当我们的团队发觉更深层次或更多的可采用的信息时，循环采用从而使我们的FMEA趋向于完善。

•你所在的组织或企业应当编制相应的表格，把严峻性、发生率和检测水平的评分范围以及各分值的评分标准明确给出。例如表5.3就正是这样的评分标准，当然有时使用的评分范围是1~5。无论采纳什么样的范围和标准，都要把标准文档化并和你的FMEA 一起归档。

•有两个基本的FMEA类型：设计和过程。设计FMFE(DFMF.A)主要关注部件、装配、零件以及产品设计的其他方面，目的是削减由于不好的设计而引起的失误。有些参考书中描述的系统FMEA,是从广义上来表述该系统，从设计开头的观念阶段。过程FMEA(PFMEA)强调过程的步骤，目的是削减由于过程而引起的失效，以及辨明那些需要掌握的过程变量。有些参考书中描述的服务FMEA,当过程是传递服务的时候也能被认为是过程FMEA o过程和服务的FMEA都要求争论鱼骨图分析的5M：机器(MaChines)、人(ManPoWer)、材料(Materials)、方法(Methods)以及测S(Measurement)。

•假如你正准备设计一个FMEA,功能常从顾客期望、平安要求、政府规章以及组织要求中识别出来。QFD常常先于FMEA,是很好的功能来源。

•假如你正在做过程或者服务FMEA,功能常常就是过程的步骤。使用方框图、过程流程图、任务分析来关心定义它们。