PFMEA教材

PFMEA介绍
PFMEA
Process Failure Mode and Effects Analysis
过程失效模式与影响分析
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何谓PFMEA
PFMEA是一种由主要负责制造工艺的工程师早在工艺过程开发
阶段完成的对于产品或零件制造工艺过程设计正式和系统的分析
，识别降低风险以及提高顾客满意度的必要工具 同时PFMEA还是一种法律记录……它记录了我们为降低对顾客
潜在风险而进行的考虑和措施
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PFMEA应该解决的核心问题
既然我们之前做的FMEA是属于DFMEA，那么什么是PFMEA？ 二者有什么区别呢？
“如果我有6小时去砍一棵树，我将花4小时去磨我的斧子 ” ——亚伯拉罕 林肯
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FMEA是一种使用十分普遍的思维方法 我们每天都在不自觉地用FMEA思维方式思考问题 以FMEA为工具充分考虑设计及过程中的每个细节
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过程失效模式
对于每一个要求——如果输出不满足要求能看到、听到或感觉到什 么？
对于产品要求——在特定的工序不符合项 1 为什么该项被拒收 2 该项是如何不满足规范要求 3 客户认为什么是不可接受的 4 该项是如何不满足法规的要求
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收的部件/材料是正确的。当有历史数据显示进货零件质量有差异 时，FMEA小组可以给出例外。小组还应假定产品的基础设计时 正确的；但是，如果设计问题可能导致对过程的担忧，应当将这 些问题交给设计小组进行沟通解决
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何时使用FMEA
情况一：新设计，新技术，或新过程
一部分产品在处理前必须在线返工
没有影响
有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题、但只被少数识别 2 能力敏锐的顾客（25%）察觉到
没有可识别的影响
1
微小中断 对过程，操作或操作员造成轻微的 不便
没有影响 没有可识别的影响
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分类
这一列用于对产品或过程特殊性分类 这一列还有助于设计小组对优先级别较高的失效模式进行技术评
起因 是什 么？
发生
O 的频
次？
所使用的预 防和/或探 测方法？
该方法 在探测
D 时有多
好？
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PFMEA工作表 过程/功能 Process/Functions(Requirements)
过程FMEA分析每一个步骤 在过程流程图中列出的每一个步骤应单独在FMEA中列出：过程 步骤/功能，要求： 一般采用简单的语句来描述被分析的步骤 采用如下格式描述步骤：名词/动名词/测量方法“这个步骤在过 程中应起什么作用？”
政府法规机构：制定要求并监督安全与环境规范符合性的政府代 理机构。这些要求和规范可能影响到产品和过程。
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FMEA的目的
FMEA分析过程是结构化的方法用于：
——提高产品，过程和服务的质量可靠性和安全 ——提高客户满意度 ——缩短开发周期和减低成本 ——记录并跟踪采取的措施以降低风险
编制控制 计划
持续 改进
过程 验证
编制作业 指导书
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PFMEA过程步骤
表头填写
团队组建
以往失效 调研
过程分析
功能分析
风险评估
量化风险
优化措施
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以往失效模式调研
PFMEA的输入输出
1.过程流程图
2.DFMEA 3.图样和设计 记录
4.过程清单 5.产品/过程特 殊特性
Y=f(x)
6.管理支持
7.内部和外部 Input
（顾客）的不
output
符合（即基于
历史数据的已 知失效模式）
8.质量与可靠 性历史
9.……
1.潜在过程和产品失 效模式的清单 2.潜在特殊特性的清 单 3.过程改进行动的清 单用于消除或降低产 品失效模式的频率 （例如：行动计划） 4.防错目标 5.FMEA综合的过程 控制策略，控制计划 和操作指导的基础 6.公司的技术积淀 ——知识管理
严重中断 显著中断 中等中断
会使操作员身处危险（机械或装配 ），失效发生时有预警
产品需要被100%的废弃。生产线 关闭或终止发运
一部分产品必须废弃。偏离基本国 策，包括降低生产线速度或人力
100%的产品必须离线返工后再被 接受
一部分产品必须离线返工后再被接 受
100%的产品在处理前必须在线返 工
有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题、并且被许多顾客 3 （50%）察觉到
发生，使FMEA成为降低事故的不可缺少的工具 1993年美国汽车工业行动集团（AIAG）首次发行了FMEA标准
，定义了对OEM和供应商最基本的FMEA要求 2008年AIAG发布FMEA（第4版）
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FMEA的主要类型
DFMEA：在产品正式设计发布之前分析潜在失效 ——关注产品由于设计造成的和结构、功能相关的潜在失效
基本功能丧 基本功能丧失（汽车无法运行，不影响汽车安全运行）
8
失或功能降
Hale Waihona Puke Baidu
低
基本功能降低（汽车可以运行但是性能下降）
7
次要功能丧 次要功能丧失（汽车可以运行，但舒适/便捷功能不能实施）
6
失或功能降
低
次要功能降低（汽车可以运行，但舒适/便捷性能下降）
5
干扰
有外观、可听噪音、汽车操作项目上的问题、并且被绝大多数 4 顾客（75%）察觉到
在的问题得以考虑并解决 FMEA也是组织知识管理的一部分
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FMEA发展历史
1949年由美国军方创建用于国防工业 上世纪50年代被航空航天工业采纳 上世纪70年代汽车工业将FMEA作为在对其零件设计和生产制造
的评审项目的部分，Ford公司首次运用于汽车工业 上世纪80年代，产品事故责任的费用突升和不断的法庭起诉事件
PFMEA是动态文件
PFMEA是动态文件，并应该考虑如下因素 在可行性论证阶段或之前启动 或在生产工具装备之前启动 考虑从单个零部件到总成的所有制造操作 包括工厂
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过程开发和改进的基本模式
生产工艺 流程图
开展 PFMEA
PFMEA
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FMEA介绍
FMEA
Failure Mode and Effects Analysis 潜在的失效模式与影响分析
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FMEA表示失效模式和效果分析 FMEA是一种分析的方法，用于确保在产品和过程开发过程中潜
DFMEA的原则：假设制造和供应商合格——在准备DFMEA时，假
定设计将被按照设计意图来制造、装配。经过小组斟酌，可以对 以往历史数据显示的制造过程中的不足之处作例外处理 PFMEA: 用于分析制造和装配过程 ——专注于过程由于设计和操作造成的和结构、功能相关的潜在失 效模式
PFMEA的原则：假定设计合格——在准备PFMEA时，假定即将接
风险预防！ 知识管理！
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FMEA的优点
With FMEA
Without FMEA
Failures
Time of Launch
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“If I had six hours to cut down a tree,I would spend four hours sharpening the axe.” ——Abraham Lincoln
失效模式“三板斧”
——来自以往失效模式调研结果 ——功能前面加“不”字 ——头脑风暴
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二板斧：功能前面加“不”字
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
装配顺序
潜在失效模式 少于四个螺钉 使用了错误的螺钉 （直径更大） 螺钉扭入其他孔洞里
DFMEA：
PFMEA：
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何时做PFMEA
产品工艺可行性论证
投产/量产
启动
完成
更新
PFMEA分析 更新PFMEA
初始的FMEA到期日，不应超过计划的生产设计发 布日期。建议在试产之前完成PFMEA分析工作
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螺钉被完全拧入
螺钉没有完全扭入
按照动态扭矩规格来 螺钉扭矩太高
扭转螺钉
螺钉扭矩太低
1 如果要求已经得到妥善定义，潜在失效模式就可以通过确定规定要求是否 满足的状态来快速识别
2 每个要求都可能有多个失效模式
3 单个要求内若有大量的失效模式，意味着要求没有被妥善定义
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——FMEA的范围包括完整的设计，技术和过程
情况二：现有设计和过程的更改
——关注设计和过程的更改以及更改造成的相互影响
情况三：在新的环境，地点和应用中使用现有 的设计和过程
——FMEA应包括新的环境和地点对现有的设计和过程造成的影响
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估 指明产品特性和最终产品性能的区别 客户和公司指定的特殊特性 供应商可以使用他们自己的标识符号
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失效的严重度
严重度是失效模式影响客户的指数： ——小组应采用严重度打分表来评估每个失效影响的严重程度 ——输入影响程度最严重的分值 推荐的评估标准： 小组应当商定一个评估和评级系统，即使由于单个过程分析而受到
调整也应一致性的使用
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影响
过程的关键要素
输入
过程
输出
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PFMEA的内部逻辑关系
所研究的过 程及其功能 是什么？
后果 是什 么？
S 后果有
多严重 ？
能做些什么？
-过程更改 -特殊控制 -标准/程序或指南
的更改
可能会出现 什么问题？
-无功能 -部分功能 -过强功能 -功能间歇 -非预期功能
标准：对于产品影响的严重度（对顾客的影响）
等 影响 级
标准：对过程影响的严重度（对制 造/装配的影响）
不符合安全 潜在失效模式影响了汽车的安全运行，或者包含不符合政府法 10 不符合安 会使操作员身处危险（机械或装配
性或法规要 规的情形，失效发生时无预警
全性或者 ），失效发生时无预警
求
法规要求
潜在失效模式影响了汽车的安全运行，或者包含不符合政府法 9 规的情形，失效发生时有预警
7..……
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过程流程图
过程流程图是对PFMEA的主要输入。流程图的作用是：在制造系统 设计时，帮助建立PFMEA分析范围
目的
——通过图形方法描绘过程
全面的过程流程图示制定有效的PFMEA、控制计划和操作指导 的基础
什么是过程？
过程是一个相互依存和相互关联的程序，在每一个阶段，通过消耗 一个或多个资源（员工的时间，能源，机器，金钱）把输入（数 据，材料，部件等）转换成系列输出。这些输出作为下一阶段的 输入，直至达到已知的目标或最终的结果。
FMEA中顾客定义
最终用户：使用产品的人员或组织，FMEA分析对最终用户的影 响可能包括，例如：耐用性
OEM组装和制造中心（工厂）：OEM的制造过程（如：冲压、 动力），以及汽车组装发生的场所。产品与装配过程的接口处理 对FMEA的有效分析非常重要。
供应链制造：材料和部件的制造、组装、装配的供应商场所，包 括：生产件和服务件的制造、装配、以及诸如热处理、焊接、涂 漆、电镀或其它表面处理的过程；可以是任何后续操作、下游操 作，或者下一层的制造过程