FEMA潜在失效模式及后果分析学习笔记.doc

1、什么是FMEA?
FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行根系，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采用必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。
FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是：
a）发现并评价产品/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。
FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。
FMEA是关注设计的，不管是产品的设计还是过程的设计。
2、FMEA的特点
a)失效还没有产生，可能发生、但不是一定要发生；
b)时机：在设计或过程开发阶段前开始；
c)合作：小组由各种有经验和专业知识的人构成
d)FMEA分析的文件：
---记录专用的表格
---作为动态文件使用
---按照过程/产品/服务寿命周期期间要求更改；
e)核心：预防
f)对潜在失效模式的风险和后果进行评定；
g)是持续改进的----指导贯穿整个过程、产品和服务周期的
h)动态的、文件化的、系统的小组活动。
3、FMEA的种类
a)SFMEA——系统FMEA
b)DEMEA——产品FMEA（设计FMEA）
c)PFMEA——过程FMEA（制造/装配FMEA）
d)AFMEA——应用FMEA
e)SFMEA——服务FMEA
f)PFMEA——采购FMEA
4、FMEA的主要概念
功能：该设计/过程要做什么？（设计的意图或者说是目的）
失效模式：设计/产品或过程失效的表现形式
后果：发生失效模式后会怎么样？
严重度：失效模式的后果有多严重？
起因：导致失效模式的原因
频度：失效起因发生的频率如何？
现行控制：探测或防止将失效传递到后续“顾客”的现行方法
探测度：失效模式/起因一旦发生，能否探测得出？
5、FMEA的基本要素和组成部分
FMEA计划、原因、失效模式、后果、频度、探测度、严重度、风险分析和潜在的失效模式及后果分析解释、执行建议措施并验证其有效性、实施措施。
6、FMEA与FMA（Failure Mode Analysis）、FTA（Failure Tree Analysis）
FMEA是一种事前行为
FMA是一种事后行为。是对产品/过程已经发生的失效模式分析其产生的原因，评估其后果及采取纠正措施的一种活动，类似项目的FMA是FMEA的重要输入参数资料。
FMEA是由下到上进行分析的，FTA是由上到下进行分析的。
7、FMEA与失效分析比较
失效分析：
试销已经产生
核心：纠正
诊断已知的失效
指引的是开发和生产
FMEA：
失效还没有产生，可能产生，但不一定会发生
核心：预防
评估风险和潜在失效模式的影响
开始于产品设计和工艺开发活动之前
指引贯穿整个产品周期

1、FMEA的目的
发现、评价产品或过程中潜在的失效与可能的后果，找出能够避免或减少这些潜在失效发生的措施，将上述过程文件化。
——提高质量、可靠性和安全性。
——针对失效可能产生的各方面评价一个过程、设计或服务。
——持续地减少失效的频度或持续地减少试销的后果。
——防止现有的/潜在的失效到达顾客处。
——失效的风险顺序量化以引导采取措施。
——优先使用行政和工程的努力、时间、人力资源和其他资源。
——运用团队原则和持续改进方法以获得好的产品。
FMEA与QS-9000的关系
QS-9000有关条款
——4.2.3.1产品质量先期策划
——4.2.3.5过程失效模式及后果分析
——4.4.2设计和开发的策划
——4.4.5设计输出
——福特公司特殊要求、控制计划和失效模式及后果分析
APQP
第二章  产品设计和开发  2.1DFMEA；2.4设计评审
第三章  过程设计和开发  3.6PFMEA
PPAP
第1部分 Ⅰ.2.2.4
第1部分 Ⅰ.2.2.6
FMEA与GB/T 18305 IDT ISO/TS 16949的关系
GB/T 18305-2001 IDT ISO/TS 16949-1999有关条款
4.2.4.4多方论证方法
4.2.4.5工具和技术
4.2.4.9.2过程设计输入
4.4.2.2要求的技能
ISO/TS 16949：2002有关条款
7.3.1.1多方论证方法
7.3.2.2制造过程设计输入
7.3.2.4特殊特性
7.3.3.1产品设计输出-补充
7.3.3.2制造过程设计输出
7.5.1.2控制计划
管理者的角色
起支持的领导作用
对FMEA工作予以授权（通过接受这种分析方法，并将其作为公司的政策）
提供所需要的资源，eg：人、设备、软件等等
要求的资源
预算
包含在设计或过程的开发中
其他的预算渠道也应有所考虑
后勤支持
会议的策划/安排
小组负责人承担的工作
小组成员的参与
会议纪要及FMEA过程状态的跟踪
纠正措施的落实、跟踪及关闭
FMEA小组要求
FMEA小组要求
1、确定FMEA的目标
注：优先考虑特定的项目要求
1）过程改进——FMEA推动过程改进作为主要目标，重点在防错方法。
2）高风险失效模式——FMEA对小组识别的所有高风险失效模式都引起重视，并有可实施的措施计划。对所有其他失效模式也都加以考虑。
3）控制计划——试生产和生产控制计划对来自过程FMEA的失效模式均加以考虑。
4）综合——FMEA是综合性的并与过程流程图和过程控制计划相一致。如果有设计FMEA作为分析的一部分可以提供，那么过程FMEA也要考虑设计FMEA。
5）吸取的教训——FMEA将有吸取过的重大的“教训”（如高的保修费用、招回、不合格品、顾客抱怨等）作为识别失效模式的输入。
6）特殊或关键特性——如果符合公司的方针且适用的话，FMEA将识别适当的关键特性，输入到关键特性选择过程以备选择确定。
7）时间性——FMEA在“机会之窗”关闭之前完成，此时可以最高效地对产品或过程设计施加影响。
8）小组——整个分析过程中，FMEA小组中有合适的人员参加，且对FMEA方法接受充分的培训。适当时，应有一名促进者。
9）文件——FMEA文件根据FMEA手册完全填写好，包括“采取的措施”以及新的RPN值。
10）时间的使用——FMEA小组所用的时间，以“尽可能早”为目标，有效、高效地利用时间，带来增值结果。这还要假设建议措施都要按要求进行了识别，且措施也得到了实施。
2、建立明确的分工
3、分阶段设定小组成员的期望
4、确定小组的优先顺序
5、利用专家作为FMEA核心小组的补充
确保实施FMEA建议的措施和控制计划，实现管理承诺
小组的准备
1、FMEA小组负责人的选定

通常所需要具备的能力：

理解目标和期望

发展FMEA小组成员

对FMEA项目协调

主持召开FMEA会议

分派纠正措施及跟踪的责任

确保收集所需要的数据

追踪小组的活动

要求时，公布有关FMEA的状态及进展的报告

在管理会议上代表FMEA小组进行介绍

  如果有机会成为小组负责人的朋友注意哦嘿嘿~~~

2、FMEA小组的选定

通常由小组负责人选择核心成员，一般为4-6人

小组成员可包括的只能代表：

-项目管理人员

-研究和开发

-设计、实验、可靠性

-材料和部件

-顾客及现场服务

-制造、设备

-质量

-供应商

-操作工

3、小组成员的职责

主动的、按时的参与

贡献各自的专长、知识及经验

以合作的态度进行讨论、争执，必要的时候需要折中妥协

按照计划安排，完成所有分派的任务

相关概念
1、关键/控制/重要项目

关键项目：与安全有关

控制项目：与法律法规要求有关

重要项目：对产品或设计功能很重要

2、控制计划：用于沟通和交流由FMEA识别的、要求对之进行控制的重要的过程变量或产品特性的文件

3、风险评估：针对失效模式和起因，对由频度（O）、探测度（D）及严重度（S）而确定的风险的评估

4、建议的措施：若认为某失效模式或起因的风险过高，为降低风险而定制的措施计划
FMEA类型、输入及输出
设计FMEA
输入
设计功能框图
产品/设计图样及规范
设计分析
由设计问题引起的失效模式
来自系统FMEA的输入
输出
（潜在）失效模式的风险数定级
与安全有关的项目明细
建议开展以下与产品相关的任务：
-若可能，消除失效模式的起因
-减少失效率及试销后果
-改进试验系统的探测能力
-若可能，降低严重度级数
获得顾客满意的产品

过程FMEA
输入
过程流程图
图样及规范
由过程缺陷引起的产品潜在失效模式
DFMEA识别的关键和重要项目
输出
（潜在）失效模式的风险数定级
与安全有关的项目明细
重要的失效模式的控制计划
以下活动：
-若可能，消除失效的起因
-改进探测方法
-若可能，降低严重度
服务FMEA
聚焦于服务过程

过程流程
过程步骤
设备
工装
操作者
材料
服务方法和程序
头脑风暴法
1、头脑风暴
头脑风暴是为产生各种观点（想法）的一个相互作用的过程。成功的头脑风暴会议会在很短的时间内发生成大量的观点（想法）。FMEA头脑风暴方法指南选择要研究的过程步骤或产品功能。
——选定进行头脑风暴的小组成员
——一次只能有一人发言
——不要有任何人在会议上起主导作用（平等原则）
——将会议中得到的所有IDEA都记录下来
——在头脑风暴过程中，不要对任何IDEA进行评价
——重要的是IDEA的数量，而不是质量
——将各种IDEA按失效模式和起因进行分类
——头脑风暴之后对失效模式进行优先排序

2、FMEA头脑风暴的步骤
——选择要研究的过程步骤或设计功能
——对所关心的领域进行头脑风暴
——将各种IDEA按失效模式和起因进行分类
——选择要研究的失效模式
——在FMEA表格上填充相关信息
设计FMEA
1、简介
设计FMEA是由负责设计的工程师/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说明。对最终的项目以及与之相关的每个系统、子系统和部件都应进行评估。FMEA以最严密的方式总结了设计一个部件，子系统或系统时小组的设计思想（其中包括根据以往的经验可能会出错的一些项目的分析）。这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经理的思维过程，并使之规范化和文件化。
设计FMEA为设计过程提供支持，它以如下的方式降低失效（包括产生不期望的结果）的风险：
——为客观地评价设计，包括功能要求及设计方案，提供帮助；
——评价为生产、装配、服务和回收要求所做的初步设计；
——提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发过程中得到考虑的可能性；
——为完整和有效的设计、开发和确定项目的策划提供更多的信息；
——根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套优先控制系统；
——为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式；
——为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考（例如获得的教训等）

2、顾客的定义
设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，而且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。

3、小组的努力
最初的设计FMEA过程中，希望负责设计的工程师能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括（但不限于）装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。

除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。

设计FMEA是一份动态的文件，应：

——在一个设计概念最终形成之时或之前开始；
——在产品开发的各个阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予以更新；
——在产品加工图样完工之前全部完成

考虑到制造/装配需求已经包容在内，设计FMEA针对设计意图并且假定该设计将按此意图进行生产/装配。制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式和/或其原因/机理不需、但也可能包括在设计FMEA当中。当这些未包含在设计FMEA当时，它们的识别、后果及控制应包括在过程FMEA当中。

设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但是它的确要考虑制造/装配过程的技术/身体的限制，例如：
——必要的拔模（斜度）
——表面处理的限制
——装配空间/工具的可接近性
——钢材淬硬性的限制
——公差/过程能力/性能

设计FMEA还应考虑产品维护（服务）及回收的技术/身体的限制，例如：
——工具的可接近性
——诊断能力
——材料分类符号（用于回收）
设计FMEA的开发
负责设计的工程师掌握一些有益于设计FMEA准备工作的文件是有帮助的。设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单，即设计意图开始。顾客的希望和需求可以通过质量功能展开（QFD）、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造/装配/服务/回收要求等确定，应包括在内。期望特性定义的越明确就越容易识别潜在的失效模式，以便采取预防/纠正措施。

设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。

图框还可以指示信息、能源、力、流体等的流程。其目的是要明确向方框交付的内容（输入），方框中完成的过程（功能）以及由方框所交付的内容（输出）。

框图说明了分析中的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。在FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。

为了便于潜在的失效模式的失效模式及其影响后果分析的文件化。
设计FMEA相关定义
1、FMEA编号——填入FMEA文件编号，以便查询。

2、系统、子系统或零部件的名称及编号——注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件的组成。划分系统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA小组来确定。

系统FMEA的范围
一个系统可以看做是由各个子系统组成的。这些子系统往往是由不同的小组设计的。一些典型的系统FMEA可能包括下列系统：底盘系统、传动系统、内饰系统等。因此系统FMEA的焦点是要确保组成系统的各子系统间的所有接口和交互作用以及该系统与车辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。

子系统FMEA的范围
一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。因此，子系统FMEA的焦点就是确保组成子系统的各个部件间的所有的接口和交互作用都要覆盖。

部件FMEA的范围
部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA，例如：螺杆是前悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。

3、设计责任
填入整车厂、部门和小组。如适用，好包括供方的名称。

4、编制者
填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。

5、车型年/项目
填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目（如已知的话）

6、关键日期
填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期

7、FMEA日期
填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。

8、核心小组
列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓名（建议所有参加人员的姓名、部门、电话地址都应记录在一张分发表上。）

9、项目/功能
填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等）。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在初次发布（如在概念阶段）前，应使用试验性编号。
用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能，包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命）相关的信息（度量/测量变量）。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。

10、潜在失效模式
所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况（如预期功能失效）。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。       
对于特定的项目及其功能，列出每一个潜在的失效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐将对以往TGW（运行出错）研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。
只可能出现在特定的运行条件下（如热、冷、干燥、粉尘，等）和特定的使用条件下（如超过平均里程、不平的路面、仅供参考在城市内行驶等）的潜在失效模式应予以考虑。
典型的失效模式可包括，但不限于：
裂纹                        变形
松动                        泄漏
粘结                         氧化
断裂                        不传输扭矩
打滑（不能承受全部扭矩）    无支撑（结构的）
支撑不足（结构的）          刚性啮合
脱离太快                    信号不足
信号间断                    无信号
EMC/RFI                    漂移
注：潜在失效模式应以规范化或技术术语来描述，不必与顾客察觉的现象相同。

11、潜在失效的后果
潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。
要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户。如果失效模式可能影响安全性右对法规的符合性，要清楚地予以说明。失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例如，一个零件可能会断裂，这样会引起总成的振动、从而导致一个系统间歇性运行。
系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。分析的意图就是在小组所拥有的知识层次上，尽可能地预测到失效的后果。
典型的失效后果可能是但不限于以下情况：
噪音                         粗糙
工作不正常                   不起作用
外观不良                     异味
不稳定                       工作减弱
运行间歇                     热衰变
泄漏                         不符合法规

12、严重度
严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只有通过改变设计才能够实现。严重度应以表1化为导则进行估算：
推荐的评价准则
小组应对评定准则和分级规则达成一致意见，尽管个别产品分析可做修改。注：不推荐修改确定为9和10的严重度数值。严重度数值定级为1的失效模式不应进行进一步的分析。注：有时，高的严重度定级可以通过修改设计、使之补偿或减轻失效的严重度结果来予以减小。例如，“瘪胎”可以减轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞的严重程度。