什么是PFMEA

什么是PFMEA

PFMEA是过程失效模式及后果分析(Process Failure Mode and Effects Analysis)的英文简称。是由负责制造/装配的工程师/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论述。

失效：在规定条件下（环境、操作、时间），不能完成既定功能或产品参数值和不能维持在规定的上下限之间，以及在工作范围内导致零组件的破裂卡死等损坏现象。

严重度（S）：指一给定失效模式最严重的影响后果的级别，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。

频度（O）：指某一特定的起因/机理发生的可能发生，描述出现的可能性的级别数具有相对意义，但不是绝对的。

探测度（D）：指在零部件离开制造工序或装配之前，利用第二种现行过程控制方法找出失效起因/机理过程缺陷或后序发生的失效模式的可能性的评价指标；或者用第三种过程控制方法找出后序发生的失效模式的可能性的评价指标。

风险优先数（RPN）：指严重度数（S）和频度数（O）及不易探测度数（D）三项数字之乘积。

顾客：一般指“最终使用者”，但也可以是随后或下游的制造或装配工序，维修工序或政府法规。

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PFMEA的分析原理

PFMEA的分析原理如下表所示，它包括以下几个关键步骤：

（1）确定与工艺生产或产品制造过程相关的潜在失效模式与起因；

（2）评价失效对产品质量和顾客的潜在影响；

（3）找出减少失效发生或失效条件的过程控制变量，并制定纠正和预防措施；

（4）编制潜在失效模式分级表，确保严重的失效模式得到优先控制；

（5）跟踪控制措施的实施情况，更新失效模式分级表。

（1）“过程功能/要求”：是指被分析的过程或工艺。该过程或工艺可以是技术过程，如焊接、产品设计、软件代码编写等，也可以是管理过程，如计划编制、设计评审等。尽可能简单地说明该工艺过程或工序的目的，如果工艺过程包括许多具有不同失效模式的工序，那么可以把这些工序或要求作为独立过程列出；

（2）“潜在的失效模式”：是指过程可能发生的不满足过程要求或设计意图的形式或问题点，是对某具体工序不符合要求的描述。它可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序失效模式的后果。典型的失效模式包括断裂、变形、安装调试不当等；

（3）“失效后果”：是指失效模式对产品质量和顾客可能引发的不良影响，根据顾客可能注意到或经历的情况来描述失效后果，对最终使用者来说，失效的后果应一律用产品或系统的性能来阐述，如噪声、异味、不起作用等；

（4）“严重性”：是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度，为了准确定义失效模式的不良影响，通常需要对每种失效模式的潜在影响进行评价并赋予分值，用1-10分表示，分值愈高则影响愈严重。“可能性”：是指具体的失效起因发生的概率，可能性的分级数着重在其含义而不是数值，通常也用1—10分来评估可能性的大小，分值愈高则出现机会愈大。“不易探测度”：是指在零部件离开制造工序或装备工位之前，发现失效起因过程缺陷的难易程度，评价指标也分为1—10级，得分愈高则愈难以被发现和检查出；

（5）“失效的原因/机理”：是指失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述，针对每一个潜在的失效模式在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效起因，如果起因对失效模式来说是唯一的，那么考虑过程就完成了。否则，还要在众多的起因中分析出根本原因，以便针对那些相关的因素采取纠正措施，典型的失效起因包括：焊接不正确、润滑不当、零件装错等；

（6）“现行控制方法”：是对当前使用的、尽可能阻止失效模式的发生或是探测出将发生的失效模式的控制方法的描述。这些控制方法可以是物理过程控制方法，如使用防错卡具，或者管理过程控制方法，如采用统计过程控制（SPC）技术；

（7）“风险级（RPN）”：是严重性、可能性和不易探测性三者的乘积。该数值愈大则表明这一潜在问题愈严重，愈应及时采取纠正措施，以便努力减少该值。在一般情况下，不管风险级的数值如何，当严重性高时，应予以特别注意；

（8）“建议采取的措施”：是为了减少风险发生的严重性、可能性或不易探测性数值而制定的应对方案，包括行动计划或措施、责任人、可能需要的资源和完成日期等。当失效模式排出先后次序后应首先对排在最前面的风险事件或严重性高的事件采取纠正措施，任何建议措施的目的都是为了阻止其发生，或减少发生后的影响和损失；

（9）“措施结果”：是对上述“建议采取的措施”计划方案之实施状况的跟踪和确认。在明确了纠正措施后，重新估计并记录采取纠正措施后的严重性、可能性和不易探测性数值，计算并记录纠正后的新的风险级值，该数值应当比措施结果之前的风险级值低得多，从而表明采取措施后能够充分降低失效带来的风险。

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PFMEA的目的

1)发现评价过程中潜在的失效及后果。

2)找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。

3)书面总结上述过程，完善设计过程，确保顾客满意。

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PFMEA的适用范围

1）所有新的总成/部件/过程；

2）更改的总成/部件/过程；

3）应用环境有变化的原有总成/部件/过程。

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PFMEA案例分析

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案例一:PFMEA在SMT装配应用举例[1]

在实际应用中，SMT装配有诸如单面贴装、双面贴装、双面混装等操作方式，各种操作方

式的具体生产工艺流程各不相同。为了说明如何将PFMEA应用于SMT装配过程，现在就以工艺流程相对简单的单面贴装为对象，阐述应用PFMEA的方法。

单面贴装过程功能描述如下:单面贴装的主要环节有印刷焊膏、贴装元器件、焊接元器件，

其工艺流程是:印刷焊膏一一贴装元器件一一AOT检验一一回流焊接一一焊点检验，该装配过程涉及的主要设备有丝印机、贴片机、回流焊炉和检测设备。

通过对长期SMT生产过程的总结，单面贴装工作方式中暴露的焊点常见失效模式有:焊锡球、冷焊、焊桥、立片，其因果分析图如图所示。

根据图2中对这几种失效模式的因果分析和检验、设计人员的实践经验，现对这些失效模

式分析如下:

焊锡球

焊锡球是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。

失效后果:焊锡球会造成短路、虚焊以及电路板污染。可能导致少部分产品报废或全部产品

返工，将严重度评定为5。

现有故障检测方法:人工目视和x射线检测仪检测。