失效模式分析(FMEA)介绍及应用

FMEA介绍
(Failure Mode & Effect Analysis) 失效模式与影响分析
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FMEA介绍Failure Mode & Effect Analysis
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何谓FMEA
哪些原因可能 造成这个失效模式
分析 现行预计的产品/过程 分析 对顾客或下
可能产生的失效模式 工序的影响
福特公司将 至今已经是汽车行 FMEA分为设 业的作业标准 计FMEA和过 其他行业也逐渐采 程FMEA 用 1993年美国AIAG 发布第一版 1995-2 2001-3
FMECA Failure Mode Effects and Criticality Analysis
2008年美国AIAG 发布第四版
实际----- 避免采用不良率高的设计和制程; 集中资源,循序改善产品设计和制程;
循环改善,不断提升设计和制程可靠度改进设计的参考;
制程检验、测试标准、检验程序、检验规范等的参考; 下次FMEA分析的参考; 产品可靠性、制程安全性、环保的评估参考; 工程师训练的参考;
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FMEA作用
FMEA是一种工程技术及方法,用以定义、确认及消除产品 在系统、设计、制程及服务还没有达到顾客以前已知的或 潜在的失效、问题、错误等等.,它是:
可靠性分析技术
系统化工程设计辅助工具
利用表格进行工程分析 在设计时间早期发现问题 及早谋求解决措施 根据以往经验与教训对一些环节的分析
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严重度分类
1.耐火性、自然性、UL、CAS
一.危险特性(Catestrophie)
(无法满足则不能销售)
2.工业标准 3.顾客要求 4.内部工程需要由Critical量测项目
二.重大特性(Significant)
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
使用FMEA的时机
1.一般的原则:FMEA的使用要越早越好,如此才能消除或减少设 计错误的发生;
2.经由质量机能展开(QFD)已知某些资料时，就应立刻展开
FMEA。 3.当设计新的系统，新的设计，新产品，新制程，新的服务时。 4.当现有系统，设计，产品，制程，或服务等不管是何种理由， 将要变更时。 5.当既有的系统，设计，产品，制程，或服务的条件有新的应用
5.质量目标等
1.产品设计及类似产品的设计问题及原因
资料收集
订定执行方案
2.制造工艺及类似产品的制程异常及不良原因 3.类似产品的制程能力及原因 4.类似产品的客诉及原因 表格格式 5.类似产品的依赖性失效及原因 6.类似产品的管理性问题 分析层次 7.使用维修 8.环境 失效定义
成果整合
时 机
分析制程特性
这些特性会影响生产的产品/服务是否符合政府 法规和安全规定。譬如： •正式法律/规章 •工业标准 •顾客需要 •内部工程需要或主要量测指标（诸如：尺寸、 温度、 压力、等等）
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FMEA与管制特性
•第二、显著的(Significant)特性：
定义制造流程
分析预估失效模式
分析产品特性
分析失效原因 分析频度
分析现行控制方法
分析检测度
分析失效效应 分析严重度
计算风险优先数 决定优先改善的失效模式
建议改善措施 改善实施
结果确认有效
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FMEA结果应用
•顾客及供货商共同制定或顾客指定或设计/制程
工程师制定。
•诸如：尺寸、速度、温度、压力、等等
•设计FMEA及制程FMEA的内容必须用于确认
重大的产品、制程或服务特性，作为说明最佳 设计的方法。所有的重要特性应于可行性研究 中就设计好。
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-----有助于设计要求及其替代要求的客观评价; -----有助于生产和装配要求的最初设计; -----增加设计过程中失效模式及后果被考虑的可能性;
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FMEA的益处
DFMEA: ------有助于设计测试和开发程序; -----从顾客角度评价失效; -----允许跟踪和文件化降低风险的措施; -----将来分析和设计的极好参考;
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FMEA与管制特性
•第三、主要的（Major）特性：
为量测指标，提供迅速回馈到制程，因此可立即地正确更
正质量问题。这种量测指标也提供问题来源及关于质量方 面，顾客不满意的定性及定量量测。这些量测指标诸如下
列结果：
1.长期信赖性测试 2.内部检验及稽核 6.外部检验检讨及分析 7.保证（里程、寿命）数据分析
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FMEA与管制特性
•持续不断的改善(消除或减少失效、错误 、成本、不当等)是改善顾客满意度最重 要指标。FMEA中有三项非常重要指针和 产品质量/服务关系密切。
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FMEA与管制特性
•第一、危险的(Critical)特性：
1.安全失效 2.機能失效 3.管制失效 〈感覺、外觀〉
原因
失效模式
影响
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FMEA的益处
DFMEA:
----有助于潜在失效模式及其结果的说明; -----识别相关的原因和机理;
-----识别减少或消除失效发生的措施;
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严重度、频度（频度）、检测度、风险优先数 严重度------S 频度------O 检测度------D 风险优先数------RPN=S*O*D
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采取可行的对策
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FMEA的起源
1950年 1957年 1960年初 1972年
由格鲁曼公 司提出，用 在飞机主控 制系统的失 效分析
波音与马丁公 司正式编制 FMEA工作程 序，列在其工 程手册中
美国太空总署 将FMEA用于 阿波罗计划
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DFMEA、PFMEA、MFMEA的关系
系统 子系统 部件 子系统 部件 子系统 部件 工序1
PFMEA
工序2 工序3
DFMEA MFMEA
部件
设备
子系统 子系统 子系统 部件 部件
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度 度N
影响是 有多 什么？ 严重？
功能、特征 或要求是 什么？ 可能有何错误？ -功能丧失 -部分/全部功能 降低 -功能间歇性中断 -非预期的功能
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起因是 什么？
其发生的 几率为何？ 有可能 被预防和 探测吗？
可以做什么？ -设计变更 -过程变更 -特别的控制 -标准、程序或 指南的更改
简而言的:就是用工程方法预防失效或错误的发生,防患于未然.
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FMEA及时性
它是一个“事前的行为”而不是“事后行 为”
-------减轻事后修改的危机
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严重度定义
恒量失效的影响程度
失效影响: 产品或制程的某一失效对产品外观,结构,功 能,性能稳定性,可靠性影响. 或对下一个制程,使用者和设备的影响 或对最终客户,政府法规,安全,环保的违及. 划分标准-----主观判定 1-----几乎不会有甚么影响 10-----会违及安全,法规
(无法满足则不能销售给指定客户)
1.客户及供货商共同制定特性 2.或客户指定特性,例如:规格/尺寸 /速度/力/温度等.
3.设计工程师指定的特性 4.业界标准
三.主要的特性(Major)
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1.信赖性测试
2.产品制程不良率及分析
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3.制程不良品检讨及分析
4.顾客满意度调查 5.产品验收测试
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8.供货商审核分析
9.顾客抱怨分析
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完善的FMEA必需具备
FMEA是早期预防失效及错误发生的最重要且最有 效的方法之一。
一个良好的FMEA必须具备：
1. 2. 3. 度) 4.
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确认已知及潜在失效模式 确认每一失效模式的效应和原因 依據风险优先指數(产品的严重度、频度及检测 提供问题改正行动及跟催
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FMEA 对工艺过程及设计改变的影响
工程改变的数量
FMEA 方法
时。
6.当既有的系统，设计，产品，制程或服务被考虑要改善时。
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FMEA的因果模式
人 機
料
法 環
1.設計不當 2.製造不當 3.使用不當 4.磨耗 5.安裝不正確 6.逐漸老化
1.實體破壞 2.操作中失效 3.功能退化 4.功能不穩定
探测它 的方法 有多好？
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FMEA主流程
组成FMEA团队 注:开发案为PDT,改善案为QIT,团队一定要有负责人
使团队清楚新产品或改善品为目标,并需了望客户需求.
确认目标
1.使用方式
2.客户要求的规格
3.产品信赖性要求
4.制程、生产、装配要求
-----设计FMEA过程的文件化.
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FMEA的益处
PFMEA:
------有助于确保产品相关过程失效模式及其后果的说明; -----识别相关的原因和机理;
-----识别减少或消除失效发生的措施;
-----识别潜在生产或装配过程的失效原因; -----识别过程参数,若该参数受控,则可减少失效情况的发生或 增加探测性; -----有助于纠正措施的优先级安排; ----过程中的极好参考; ----过程FMEA文件化;
传统方法
设计 开始
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开发
生产 放行
生产
时间
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FMEA种类
系统组装 FMEA: 针对产品内子系统互相组合搭配后,可能产生的失效进 行FMEA
设计FMEA: 针对产品本身因设计不当后可能产生的失效进行 FMEA 制程FMEA 针对产品因制造流程不当后可能产生的失效进行 FMEA;或制造工艺不当后可能产生的失效进行FMEA 设备FMEA: 针对制程中设备的设计或使用不当后可能产生的失效 进行FMEA 管理FMEA: 针对产品开发或生产管理(非工程问题)不当后可能产 生的失效进行FMEA
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严重度(S)划分标准
等级/评分(Rank)
1 (Minor)
划分标准(Criteria)
几乎不会对产品有任何影响 , 即使有影响 , 客 户亦不会注意. 客户可能会注意,可能会对客户造成装配和使 用上的轻微不便.可能会使下道工站轻微的重 工. 会造成客户的不满意 , 造成客户抱怨 , 甚至会 导至重工动作发生. 可能造成客户很不满意,并导致客户重大抱怨, 但不会导致安全事故或违及政府法规. 导致客户停线或对产品有致命性的功能性影 响,或可能导致安全事故,或违及政府法规.
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FMEA解决问题的逻辑思路
项目/功能 潜在 失效 要求 失效模式 潜在后果 现行 严 探 等 潜在失效 频 设计(过程)控制测 重 级 起因/机理 度 度 度 预防 探测 R P 建议措施 N
措施执行结果 责任与 严 探R 目标 频 重 测P 采行措施 完成日期 度