第四章失效模式后果与严重度
FEMA 严重度、频率、探测率参数选择标准(参考)
过程失效模式和后果分析
探测机会
没有探测机会 在任何阶段不太可
能探测
评价准则： 过程控制探测的可能性 没有现有控制；不能探测或不能解析 失效模式和/或错误（要因）不容易探测（如：随机检查）
加工后问题探测
开始时问题探测
加工后问题探测
开始时问题探测
加工后问题探测 开始时问题探测 错误探测和/或问
题预防 探测不能用；防错
第四章
过程失效模式和后果分析
严重度（S）（d）
严重度是与给定的失效模式最严重后果相符的值。严重度是在单独 FMEA 范围内的相关排序。 建议评价标准 在评价准则和排序体制上小组的意见应该一致并连续的使用。即使由于 个别过程分析而修改了准则（见表 Cr1 评价指南） 对等级 9 或 10 的不建议修改标准。等级为 1 的失效模式不应再进一步 分析。
建议评价准则：
小组应该在评价准则和排序系统上意见一致并连续地使用，即使是由 于个别过程分析而修改准则。发生率应该以表 Cr2 为指南使用 1 到 10 的等级来评价。
92
第四章 失效可能性
非常高 高
一般
低 非常低
过程失效模式和后果分析
准则：PFMEA 要因发生率 （事件每项目/车辆） ≥100 次 每 1000 个 ≥1 次每 10 辆中 50 次每 1000 个 1 次每 20 辆中 20 次每 1000 个 1 次每 50 辆中 10 次每 1000 个 1 次 100 辆中 2 次每 1000 个 1 次每 500 辆中 .5 次每 1000 个 1 次每 2000 辆中 .1 次每 1000 个 1 次每 10，000 辆中 .01 每 1000 个 1 每 100，000 辆中 ≤.001 每 1000 个中 1 每 1，000，000
PFMEA潜在失效模式及后果影响分析严重度评价准则
PFMEA潜在失效模式及后果影响分析严重度评价准则潜在失效模式及后果影响分析（PFMEA）是一种风险分析方法，用于识别和评估潜在的失败模式及其对产品、过程或系统功能和性能的影响程度。
在进行PFMEA时，评估失败的严重度是至关重要的一步，因为它有助于确定哪些失效模式可能会对产品质量和客户满意度产生最严重的影响，从而指导改进活动和制定风险管理策略。
在评价严重度时，通常使用一套准则来进行标准化和客观化的评估。
以下是一个可能的严重度评价准则的示例，具体详情如下。
1.严重度的定义在评估严重度之前，首先需要定义严重度的范围和含义。
在PFMEA中，严重度一般指对产品或过程以及相关系统的影响程度，包括安全性、功能性、性能、可靠性等方面。
严重度分为多个等级，每个等级对应着不同的影响程度和风险级别。
2.严重度等级划分根据具体的需求和行业标准，可以将严重度划分为不同等级，一般可以分为以下几个等级：等级1-非常严重：失效会导致人员伤亡、重大财产损失、环境破坏或法律问题。
等级2-严重：失效会导致严重质量问题，对产品功能和性能产生显著的影响，使产品不能正常工作。
等级3-一般：失效会导致一定程度的质量问题，对产品功能和性能产生轻微的影响，但不会使产品完全失效。
等级4-较小：失效会导致较小的质量问题，对产品功能和性能产生微弱的影响，但不会对产品正常使用产生显著的影响。
等级5-无影响：失效对产品没有任何负面影响，对产品功能和性能没有任何影响。
这些等级可以根据实际情况进行调整和修改，以适应不同行业和产品的特殊需求。
3.评估标准和指导在进行严重度评估时，可以制定一系列评估标准和指导，以帮助评估人员在不同场景下进行准确而一致的评估。
以下是一些可能的标准和指导的示例：-安全性：评估失效是否会造成人员伤亡，影响人身安全的程度。
-功能性：评估失效对产品功能的影响程度，以及客户能否正常使用产品的能力。
-性能：评估失效对产品性能的影响，如速度、精度、效率等方面。
失效模式及后果分析
潜在失效模式及后果分析FMEA一基本概念1. 可靠性工程学中应用最多的方法潜在失效模式及后果分析FMEA威布尔概率纸故障树分析法FTA失 效Failure —— 一个产品/过程/系统不能正常工作需要修理或调换也称故障失效模式Failure Mode —— 失效的表现形式失效后果Failure Effect —— 失效给顾客带来的影响失效强调的是产品本身的功能状态事故强调的是造成损害的后果失效并不都引起事故顾客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2. 术语二为什么要FMEA?1预测可以预先发现或评估产品/过程中潜在的失效及影响2持续改进不但改进并积累经验并将其文件化程序化3防错避免同类错误的发生4客户要求部分客户要求供应商有FMEA并不断更新5审核要求为通过QS9000,VDA 6.1等标准必须有FMEA •首先集中有限的资源于高风险项降低开发成本•提高产品功能保证和可靠性•缩短开发周期•改善内部信息交流•将责任和风险管理联系起来三定义FMEA —— Potential Failure Mode and Effects Analysis潜在失效模式及后果分析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后经发展对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分析称危害度分析CA:Criticality Analysis合称FMECA目前被普遍简称为FMEA常被读作[feime]或各字母单独发音为F,M,E,A50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 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)程序四 FMEA应用与发展运用FMEA有助于企业提高产品功能保证和可靠性降低担保费用与折扣费用缩短开发周期减少批量投产时发生的问题提高准时供货信誉降低开发成本改进服务改善内部信息交流五 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六何时需要做FMEA1. 关注焦点新 / 更改环境新 / 更改使用条件 —— SFMEA新 / 更改过程 —— PFMEA新 / 更改设计新 / 更改技术 —— DFMEA2. 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3. 在产品形成的全过程中 DFMEA PFMEASFMEA策 划产品设计开发过程设计开发生 产七实施FMEA的准备1.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客户或供应商设计工艺制造生产服务质量试验可靠性熟悉产品了解过程富有经验掌握信息和资料多方合作集体智慧专业人员2.相关信息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……八FMEA的步骤失效模式及影响分析日期PS O D R RE C E P P P P P 零件/过程失效模式失效影响V原因C控制T N措施S O D N1.描述过程2.确定潜在的失效模式3.描述失效的影响4.评估严重度(SEV)5.确定原因6.评估频度(OCC)7.描述目前的控制方法8.评估探测度(DET)9.计算RPN值10.建议及采取措施11.评定措施被采取后的结果开始确定对象风险评估结束失效模式后果原因现行控制/预防措施失效后果严重度 S 失效发生的频度 O 探测度 D 风险度RPN=S*O*DNo 纠正 /预防 措 施高风险Yes失效分析第1步描述过程缺陷数据, PMAP, 过程专家以及客户输入提供了FMEA 的起点针对过程问题与组员达成共识第2步确定潜在的失效模式列出过程当中每一步骤里潜在的可能出现错误的事项第3步描述失效的后果列出每个失效模式产生的影响,每个失效模式可能会有多个失效的后果第4步评估严重度(SEV)确定失效对客户影响有多严重严重度的直接功能是评定每个失效后果严重性的等级第5步确定原因识别出什么会引起失效模式的产生第6步评估频度(OCC)确定对客户影响有多严重频度的直接功能是评定原因和对结果产生影响的概率等级第7步描述控制确定探测或预防失效模式产生的现行控制手段第8步评估探测度(DET)探测度的直接功能是评定现有的控制对预防失效后果影响客户的程度第9步计算风险度风险度RPN) = 严重度X频度X不易探测度RPN 帮助理解哪是首先重点要去付出努力做的第10步建议及采取措施RPN值计算出来后纠正措施要首先在RPN最高的过程进行纠正措施的目的是要减少任何一个或所有严重度频度或不易探测度的数值等级第11步评估行动措施确定探测或预防失效模式产生的现行控制手段第12步接下去干什么严重度等级表等级描述12改进的机会已经明确但是没有改进措施失效的影响可以忽略3失效的影响是轻微的客户大概不会觉察到这种缺陷4失效的影响是中等的一些客户可能会觉察到并拒绝接受这种服务/产品567产品过程或服务被严重降级客户会觉察到并且就问题或许会做一些工作或者干脆拒绝接受9810失效的影响是严重的产品/服务将不能达到客户的运行和使用的要求或者会引起安全问题九评估标准频度评价准则表等级描述12在没有到达客户之前能够觉察到最高的缺陷概率有几乎完全预防原因发生的控制方法3在没有到达客户之前能够觉察到很高的缺陷机会4有典型的预防缺陷发生的控制方法在没有到达客户之前能够觉察到中等的缺陷机会56缺陷发生后有探测原因的控制7在没有到达客户之前能够觉察到低等的缺陷机会9在没有到达客户之前能够觉察到最低的缺陷概率客户可能会对产品/服务进行抱怨或干脆拒绝接受很少或没有控制来预防缺陷产生的原因810没有一致性的控制手段来预防缺陷或探测原因不易探测度等级表评估标准是完全固定的吗z有关风险程度的等级划分没有唯一的标准z可以根据企业自身的经验和产品的特点而z定但在同一企业内相类似的产品之间z应采用统一的尺度以保证相互间具有z可比性并且还应考虑在顾客及供应商之z间保持一致性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VDAFMEA 的应用与发展FMEA ——系统化规范化的方法设计更改工艺更改流程更改控制计划设计意图顾客要求法律法规相关标准同类产品的经验和教训… …确定对象失效模式及后果估计风险评估纠正/预防 措施。
高阶篇：4.2.2）DFMEA层级分明的失效模式、失效后果、失效原因
⾼阶篇：4.2.2）DFMEA层级分明的失效模式、失效后果、失效原因本章⽬的：明确失效模式、失效后果、失效原因的定义，分清楚层次关系，完成DFMEA这部分的填写。
1.失效模式，失效后果，失效原因的定义这是FEMEA⼿册第四册中的定义。
1.1 潜在失效模式（b）潜在失效模式是指零部件、⼦系统、系统可能潜在地不能满⾜或者实现项⽬栏⾥描述的预期功能的状态。
识别与功能/要求有关的潜在失效模式。
潜在失效模式应当⽤专业技术术语描述，不必描述成顾客能够注意到的现象。
⼀个功能可能有多个失效模式。
如果⼀个功能被识别有⼤量的失效模式，则可能说明要求没有妥善的定义。
由于假设失效模式可能发⽣，但不是⼀定会发⽣，因此使⽤“ 潜在” ⼀词。
应当予以考虑潜在失效模式可能只在特定的运⾏条件（⽐如：热、冷、⼲燥、灰尘环境等），和特定的使⽤状态下（超过平均⾥程，不平的路段，仅在市内⾏驶等等）发⽣。
在确定了所有的失效模式后，分析的完整性可以通过对过往运⾏不良、关注点、问题报告和⼩组“头脑风暴”的评审来确认。
潜在失效模式也可能是上级⼦系统或系统的潜在失效模式的原因，或者是⼀个下级零部件的失效模式导致的影响。
有关不同要求的失效模式的例⼦，可以参见表Ⅲ.3。
英⽂原版如下：1.2 潜在失效后果（C）潜在失效影响（后果）是指由顾客感受到的失效模式对功能的影响。
根据顾客可能察觉和经历到的现象来描述失效影响。
这⾥的顾客可以是内部顾客，也可以是最终使⽤者。
如果失效模式可能会造成安全⽅⾯的影响，或者不符合法律条例，则应当清楚的说明这个问题；应当始终根据受分析的特定系统、⼦系统或零部件来进⾏说明后果。
需要注意的是，在零部件、⼦系统、系统等级之间存在系统层次上的关系。
例如：⼀个零件的断裂可能会引起总成件的震动，从⽽导致操作系统的中断。
操作系统中断会使性能下降，最后引起顾客的不满。
因此，就需要根据专业⼩组的知识程度，来尽可能的预测潜在的失效影响。
典型的失效影响可以根据产品或系统性能来说明。
PFMEA(第四版)
• 关键日期（E）：输入初次FMEA应完成的日期，不能超过计划 的生产开始日期，如果是供应商，则此日期不能超过顾客要求 的生产件批准程序（PPAP）提交日期。
21
第四章：PFMEA
过程FMEA表头
• FMEA日期（F）：输入原始FMEA的完成日期，以及最近的 修订日期。
• 核心小组（G）：输入负责开发PFMEA的小组成员联系方式。
螺钉拧入其他孔洞里
制造和装配：难以安装 剩余的螺钉
螺钉没有完全拧入 螺钉扭矩太高 螺钉扭矩太低
最终顾客：座垫松动， 有噪音。 制造和装配：由于受影响 的部分，因而进行额外挑 选和返工。
最终顾客：由于螺钉断裂 导致座垫松动，有噪音。 制造和装配：由于受影响 的部分，因而进行额外挑 选和返工。
➢ 例二：一个箱体与箱盖装配后被拒收的潜在原因是： “不密封”、“漏装零件”、“未注润滑剂”，等。
对于试验、检验过程两种可能的失效模式： ➢ 接受不合格的零件； ➢ 拒收合格的零件。
27
第四章：PFMEA
如何做PFMEA
过程步骤/功能
操作20: 使用扭矩枪把坐垫安 装 在座椅轨道上
要求 四个螺钉 规定的螺钉
过程功能(a2)：输入与每个受分析的过程步骤／操作相应的过程功能。过 程功能描述的是操作的目的。
要求(a3):列出每个受分析的过程步骤／操作的过程功能的要求。要求是指
对规定过程的输入，以期达到设计目的和其他顾客要求。
23
潜在失效模ห้องสมุดไป่ตู้及后果分析
（过程FMEA） FMEA编号 FM01-12
共 1 页，第 3 页
装配顺序:首先在右前孔拧 螺钉
螺钉被完全拧入
按照动态扭矩规格来扭转 螺钉
失效模式及后果分析
失效模式及后果分析失效模式及后果分析（Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA）是一种用于确定系统、产品或过程中潜在失效模式及其潜在后果的方法。
该分析方法可以帮助组织确定潜在的失败模式，并采取措施来减轻或消除潜在的后果。
以下是对失效模式及其后果的分析，具体内容如下。
一、失效模式失效模式指系统、产品或过程中可能出现的失效形态。
通过分析失效模式，可以确定其潜在的后果，并制定相应的应对措施。
1.机械失效模式机械失效模式是指由于机械部件的失效引起的系统故障。
例如，机械零件的磨损、断裂、腐蚀等都可能导致机械失效。
机械失效的后果可能包括系统停机、故障扩大和安全隐患等。
2.电气失效模式电气失效模式是指由电气元件或电路的失效引起的系统故障。
例如，电路板上元件的烧毁、电路的短路、电源的故障等都可能导致电气失效。
电气失效的后果可能包括系统损坏、数据丢失和火灾等。
3.人为失效模式人为失效模式是指由于人为操作不当或疏忽引起的系统故障。
例如，错误的设置参数、操作错误、机械部件的未经授权更换等都可能导致人为失效。
人为失效的后果可能包括生产线停机、产品质量问题和安全事故等。
4.材料失效模式材料失效模式是指由于材料的质量问题或老化引起的系统故障。
例如，材料的抗拉强度下降、一些材料易受腐蚀等都可能导致材料失效。
材料失效的后果可能包括产品不合格、系统寿命降低和安全隐患等。
5.环境失效模式环境失效模式是指由于环境条件的变化引起的系统故障。
例如，温度变化、湿度变化、气压变化等都可能导致环境失效。
环境失效的后果可能包括元件老化、系统性能下降和产品失效等。
二、失效后果失效后果指在系统、产品或过程中出现失效模式后可能带来的结果。
失效后果可以是直接的，也可以是间接的。
1.经济影响失效模式可能导致产品停产或停机，造成生产停顿和损失。
此外，产品的质量问题也可能导致产品召回和赔偿等经济影响。
2.安全隐患一些失效模式可能会给人员的生命安全和身体健康带来威胁。
PFMEA的严重度、频度、探测度评分准则
严重度
后果
评定准则：后果的严重度
当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重度值中的较高者。（顾客的后果）
评定准则：后果的严重度
当潜在失效模式导致最终顾客和/或一个制造/装配厂产生缺陷时便得出相应的定级结果。最终顾客永远是要首先考虑的。如果两种可能都存在的，采用两个严重值中的较高者。
X
X
在后续工位上的误差探测，或在作业准备时进行测量和首件检查（仅适用于作业准备的原因）
4
高
控制有较多机会可探测出
X
X
在工位上的误差探测，或利用多层验收在后续工序上进行误差探测：供应、选择、安装、确认。不能接受有差异零件。
3
很高
控制几乎肯定能探测出
X
X
在工位上的误差探测（自动测量并自动停机）。不能通过有差异的零件。
（制造/装配后果）
严
重
度
级
别
无警告
的危害
当潜在的失效模式在无警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高。
或可能在无警告的情况下对（机器或总成）操作者造成危害
10
有警告
的危害
当潜在的失效模式在有警告的情况下影响车辆安全运行和/或涉及不符合政府法规的情形时，严重度定级非常高。
2
很高
肯定能探测出
X
由于有关项目已通过过程/产品设计采用了防错措施，有差异的零件不可能产出。
1
频度
失效发生可能性
可能的失效率*
频度
很高：持续性失效
≥100个，每1000件
PFMEA过程失效模式及后果分析
科技股份有限公司作业文件文件编号：XXXX-XXXX.XX 版号：A/0（PFMEA）过程失效模式及后果分析作业指导书批准：审核：编制：受控状态：分发号：2016年01月15日发布2016年01月15日实施过程潜在失效模式及后果分析作业指导书（PFMEA）XXXX-XXXX.XX1目的过程潜在失效模式及后果分析，简称PFMEA。
是一种信赖度分析的工具，可以描述为一组系统化的活动，是对确定产品/过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。
其目的是：（a）并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果；（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。
2范围：适用于公司用于零组件的所有新产品/过程的样品试制和批量生产。
适用于过程设计的风险性及后果的分析；适用于过程重复，周期性永不间断的改进分析。
3术语和定义：1）PFMEA：指Process Failure Mode and Effects Analysis（过程失效模式及后果分析）的英文简称。
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。
2）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。
3）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PFMEA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。
4）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。
5）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。
失效模式与后果分析
项目/功能
潜在 失效模式
失效 潜在后果
严 重 度
等 级
潜在失效 起因/机理
频 度
现行的 设计控制
预防 探测
探R 测 P 建议措施 度N
责任与 措施执行结果
目标 完成日期
严
采取措施 重
度
频 度
探 测 度
R P N
当实施一项措施后，简要记录具体的措施和生效日 期，包括措施的证据资料的索引等
项目/功能
FMEA：是通过对可能发生的(和/或已经发生的)失 效模式进行分析与判断其可能造成的后果而产生的 风险程度的一种量化的定性分析计算方法，并根据 风险的大小，采取有针对性的改进，从而了解产品 设计和制造过程设计能力，达成一种事先预防并实 施改进措施的方法工具。
3.对FMEA的作用
预见风险，防止失败，促进提升 周全考虑，应变风险，事半功倍
责任工程师应确认建议的措施已被执行或评估， FMEA是一份动态的文件，必须是最新的状况，以 及最新的相关活动，包括在开始生产后才发生的 活动。
相对“动态”
9. FMEA实施措施后追踪
责任工程师有多种方式来确认建议的措施是否实施 ，它们包含但不限于下列： 评审设计、制程、图面以确认建议的措施是否已 实施； 确认各项的设计、制程、组装的变更是否已整合 到相关的文件中； 评审设计FMEA 、过程FMEA，系统FMEA的应用以 及控制计划。
主要内容
CH1 引言 CH2 FMEA基础知识 CH2 DFMEA应用与实施 CH3 PFMEA应用与实施
1. FMEA的理解
FMEA是一组系统化的活动，其目的是： 发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果 找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施 书面总结上述过程
失效模式及后果分析
FMEA的开始时机
01
2
3
45
确定范围 0
计划和定义
产品 设计和开发
过程 产品和过程 反馈、 设计和开发 确认 评定和
纠正措施
1
DFMEA
PFMEA
MSA SPC
2
PPAP
3
APQP
4 5
10
FMEA的开始时机
应在一个设计概念最终形成之时或之前开始。 而且，在产品开发各阶段中，当设计有变化 或得到其它信息时，应及时，不断地修改。 在生产图样发行到做工装之前基本上已经完 成。
11
三、设计FMEA的开发 （素材）
1、产品的设计要求（功能、性能指标、装配尺寸及形位公差、外观等要求）----（来源于QFD，或者对产品的认识，可用产品特性清单表示）
特性编号 特性名称 规范要求 等级
12
三、设计FMEA的开发（素材）
2、零件组成框图---表明零件的相互关系 （1）这个框图也可指出信息、能量、力、流
FMEA 潜在失效模式及后果分析
1
1、FMEA概述
FMEA是一组系统化的活动，其目的是：
发现、评价产品／过程中潜在的失效及其后果。 找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。 书面总结上述过程。 为确保客户满意，这是对设计/生产过程的完善。
2
那些原因可能 分析 现行预计的过程/设计 分析 对顾客或下
42
潜在失效原因/机理
维修保养说明不当 环境保护不够 计算错误
典型的机理可能包括但不限于
屈服 疲劳 材料不稳定 蠕变 磨损和腐蚀
43
15、频度（O）
频度:是指某一特定失效起因或机理出现在设 计生命周期中的可能性。 频度级别数重在其含义而不是具体的数值。 通过设计变更或设计过程变更(例如设计检查 表、设计评审、设计指导等)是唯一能降低发 生度的途径。 潜在失效起因／机理出现频度的评估分为1~10 级，在确定这个估计值时，需要考虑下列问题：
FMEA第四版
向兴球2009
13
Potential Failure Mode and Effects Analysis
FMEA的使用情形 Conditions in the use of FMEA
¾ 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
¾ 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Ｆ ＭＥＡ）。FMEA的范围应集中于对设计和过程的修改、由 于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。
工作推进经验，否则，有一位有经 验的FMEA工程师来协助小组的工作 是非常有益的。
向兴球2009
12
6
Potential Failure Mode and Effects Analysis
FMEA的顾客
¾终端客户：产品的使用者，用户 ¾OEM工厂：整车、整机厂 ¾供应链工厂：上一级别的供应商 ¾法规：与安全和环境有关 ¾下道工序？
向兴球2009
18
9
框图
DFMEA的附件 目的：描述界限内的交互作用及与界限
外的联系，描述环境条件等白噪声因素 系统框图：描述系统内各子系统的关系 子系统框图：描述子系统内各零件间的
关系。
向兴球2009
19
接触面矩阵图
PE IM
P：物体接触 E：能量转移 I：信息交换 M：物质交换
项目/功能/要求
• 填入被分析项目的名称和编号 • 用尽可能简明的文字来说明被分析项目
要满足设计意图的功能
• 如果该项目有多项功能，且有不同的失
效模式，应把所有功能都单独列出
向兴球2009
28
14
功能与要求
期望的功能：系统/子系统/零件的作用 运行环境条件：在什么样的条件下工作 设计可靠性、寿命、耐久性目标 非期望的功能：如果有，列出法规要求 外形、服务、包装、可制造性/可装配性 应尽可能给出可度量的要求 应把所有的功能单独列出
失效模式及后果分析
/Article/articleview/2006-7-10/article_view_4349.htm#top/Article/articlelist/article_87_adddate_desc_1.htm#失效模式及后果分析（FMEA）1、什么是FMEA？FMEA是英文Failure Mode Effects Analysis 的缩写，其中文一般译为“失效模式及后果分析”。
FMEA是依据由质量目标所制定的技术文件，根据经验分析产品设计与生产工艺中存在的弱点和可能产生的缺陷，以及这些缺陷产生的后果与风险，并在决策过程中采取措施加以消除。
FMEA分设计FMEA和过程FMEA两种，设计FMEA是以系统、子系统或零部件为分析对象，过程FMEA是以加工工艺过程的每道工序为分析对象。
因而，FMEA分析要从系统组成零件列表中或加工工艺流程中确定产品设计项目或过程项目。
它们的基本思路是：划分分析对象，确定每一对象的分析内容，研究分析结果及处理措施，制作FMEA分析表。
为了尽可能地消除产品的故障，不仅要知道产品有哪些故障模式，而且还要依赖预知的能力设想将会有哪些故障模式，把这些故障模式全部排列出来，并根据它们不同的性质分析后果影响，对风险较大的故障模式则预先制定相应的补救措施，避免产品在使用过程发生故障。
这种思想是企图实现产品既定的设计和制造意图，自始至终不出差错地、顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能的可靠性，这显然是一种严密的策划过程，是一种主动、积极、有效的预防方法。
2、FMEA的分类根据原因来分析，产品出现故障无非是因为设计先天不足或制造过程留下的缺陷，所以FMEA分设计FMEA和过程FMEA。
·设计FMEA设计FMEA是由设计主管工程师/小组在设计时采用的一种分析技术，用来在最大范围内保证已充分地考虑到和指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理，评估最全的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。
失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis
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对产品生产线有較微小的破坏性 影响 ，部分产品有可能需要在生产线返工，产品的 不足被很敏銳的客戶所注意
等級 10
9 8 7 6 5 4 3 2 1
可测度
探测度 绝对不 肯定 很极少 极少 很少 少 中等 中上 多 很多 几乎肯 定
准则：设计控制可能探测出来的可能性 设计控制将不能和/或不可能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式，或根 本没有设计控制 设计控制只有很极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制只有极少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有很少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有较少的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有中等的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有中上多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有较多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式 设计控制有很多的机会能找出潜在的起因/机理及后续的失效模式
4 故障类型及影响分析FMEA
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第四章 第25页
危险度分析
• 2、危险度分析目的
尽量消除危险度高的故障模式。 当无法消除故障模式时，应尽量从设计、制造、维修和使用
等方面去降低其危险度和减少其发生的概率。
根据故障模式不同的危险度，对其零件、部件或产品提出相 应的不同质量要求，以提高其安全性和可靠性。 根据不同情况，可采取对产品或部件的有关部位增设保护措 施、监测预报系统等措施。
损等；
• 阀门等流量调节装置的故障类型： 不能开启、不能闭合、开关错误、泄漏、堵塞、破损等。
• 容器的故障类型：
泄漏、不能降温、加热或冷却过分等。
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第四章 第5页
FMEA基本概念
• 热交换器、配管类的故障类型： 堵塞、流路过大、泄漏、变形、振动等； • 电力设备的故障类型：
电阻变化、放电、接地不良、短路、漏电、断开等。
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第四章 第21页
确定故障等级
严重度等级
Ⅰ级 低的
内容
1、对系统任务无影响 2、对子系统造成的影响可忽略不计 3、通过调整，故障易于消除 1. 对系统任务虽有影响，但可忽略 2. 导致子系统的功能下降 3. 出现的故障能够立即修复
Ⅱ级 主பைடு நூலகம்的
Ⅲ级 关键的
1. 系统的功能有所下降 2. 子系统功能严重下降 3. 出现的故障不能立即通过检修予以修复
第四章 第24页
第四节 危险度分析
• 1、危险度分析（Criticality Analysis，CA）
危险度分析就是对系统中各个不同的严重故障类型计算临界 值—危险度指数，即给出某故障类型产生严重性影响的概率。 危险度分析是一种定量分析方法，与FMEA结合使用，叫做 故障类型影响及危险度分析（FMECA）。
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83.4 10.0
-
连接器 6.3 23.7 1.7 1.6 8.1 47.1 11.5
齿轮 20 60 20 -
发电机 6.3 2.1 1.5 12.3 25.1 4.6 16.1
电位器 27.5 10 25 15 22.5
继电器 12.3 0.4 2.3 2.6 12.3 2.4 17.5 11.9
6. 严重度（危害度）：失效后果的严重程度 严重度与故障等级有较大的关系，故障等级分为四级:
I — 灾难性的。造成机毁人亡后果； II — 严重的。系统工作失效； III — 一般的。系统性能下降； IV — 次要的。可用其他方法（或计划外维修）保证系统的
性能不变。
可见电烤箱失效后果的严重度为 :
5. 失效后果 失效后果是指一个部件失效时对整机所产生的影响。
如上述电烤箱的失效模式产生以下后果： (读产品说明书最后一页)
⑴ 烤箱不发热，指示灯不亮 ( II ), (2) 烤箱不发热，指示灯亮 ( II ), (3) 烤箱发热，指示类不亮 (III) , (4) 烤箱发热，控温器失灵 (III) , (5) 烤箱发热，定时器失灵 ( IV )。
研究产品失效的方法，当前世界上主要使用两种：
(1) 故障（失效）模式、后果与严重度分析 （FMECA）
➢ 失效模式与后果分析（FMEA） Failure Mode and Effect Analysis
➢ 失 效 严 重 度 分 析（CA） Catastrophic Analysis
(2) 故障树分析 (FTA )
Failure Tree Analysis
§4-1 概 述
1. 失效（故障）： 产品丧失规定的功能。 2.失效模式：失效或故障的形式。
例如，半球牌远红外线自动电烤箱（组成： 电源线、控温器、电热器、定时器、指示灯等) 为例说明。
按产品说明书整理，有以下故障模式
(1) 电源线插头与屋内插座接触不良；
(11) 指示灯灯泡坏了； (12) 指示器接线坏了等。
显示故障
3. 失效（故障）模式的分类
1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等 2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等 3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等 4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等 5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等 6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等 7、其它类型故障模式：润滑不良等
度分析，合起来为FMECA。 1. FMEA的含义 FMEA是用以找出产品设计、工艺设计和设
备设计等阶段中的缺点或潜在的缺陷。
进而分析各组成元素的故障模式及其对上一 层次结构乃至系统产生故障影响的一种方法。
2. FMEA的特点
(1) FMEA 是一种自下而上（由元件到系统） 的失效因果关系的分析程序，旨在不漏掉一个后 果严重的故障模式。
故障类型
1 致命故障
2 严重故障 3 一般故障 4 轻微故障
分类原则
导致人身伤亡、重要总成报废、重大经济损失或对 环境造成重大危害。 导致重要总成、零部件损坏，且不可能在短时间内 修复。 导致性能下降，在短时间内修复
一般随车工具在短时间可以修复
汽车故障等级划分
故障类别 I
II
故障分级 1 2 3 4
II、 II、 III、III、 IV
不能工作 工作不好 用表计时代之可很好工作
失效等级：
失效等级
I II II IV
严重程度
导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，导致人员伤 亡。 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，不导致人 员伤亡。 导致系统功能下降，对系统或环境均无显著损害。
导致系统功能下降，对系统或环境均无害。
病和财产损失
1892 年提高 到50 万
5~20 万元以上 的人身损伤、职
业病和财产损
1892 年提高 到5~50 万
1、费用300~5 万以下 2、缺勤多日的人身损伤或职业病
满足其中之一 算失效
§4 - 2 失效模式与后果分析 ( FMEA和FMECA )
一、FMEA及FMECA的概念 FMEA为失效模式与后果分析，CA为严重
(2) 电源线内部断开；
电源线故障
(3) 控温器触点烧坏（断路）；
(4) 控温器触点熔接一起（短路）； (5) 控温器触点接触不良；
控温器故障
(6)控温器控温旋钮紧固螺钉松开；
(7) 电热器烧断（断路）；
(8) 电热器接触不良（断路）；
电热器
故障
(9)电热器转换开关无弹性（断路）；
(10) 定时器机械装置有病；—— 定时故障
第四章 失效模式、后果与严重度分析 （FMECA）
§4-1 概 述 §4-2 失效模式与后果分析 ( FMEA和FMECA )
一、FMEA及FMECA的概念 二、建立FMEA（FMECA）的一般方法 三、FMEA的应用实例 §4-3 失 效 严 重 度 分 析 一、定性分析 二、定量分析 三、严重度矩阵 四、严重度分析的用途
前面我们学习了可靠性方面的知识和理论，掌 握了在产品设计阶段进行可靠性预计和分配的基本 方法，可以讲大家能保证所设计的产品具有一定的 可靠性（较高的可靠性）。
但该产品的可靠性再高也不能杜绝该产品在 使用中出现故障，其中还可能包括一些后果极其 严重的故障。
因此，为了保证产品的可靠性，还应该学会在 产品设计阶段，用科学的方法去分析计算故障（失 效）和故障的产生情况，即用科学的方法去预防和 控制产品失效（故障），从而保证产品的可靠性。
4. 失效（故障）模式的比率
故障模式比率—产品出现失效模式的百分比。
进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据
例如：几种机械零部件的失效模式及其比率
腐蚀 蠕变 形变 侵蚀 疲劳 摩擦 氧化 绝缘 裂痕 磨损 断裂 其它
轴承 18.7
2.5 3.1 4.4 10.6
0.5 60.2 -
离合器 -
6.6 -
故障损失
(元)
>1450
726~ 1450
361~ 725
181~ 360
III 56789
91~ 180
46~90 24~45 12~23 7~11
IV 10
<6
美国空军对飞行事故的等级划分
等级
A B C
对人员要求 对飞机要求 对费用要求
Байду номын сангаас
备注
人员伤亡
全毁或损伤 而无法修理
20 万元以上的 人身损伤、职业