TS配套工具之三FMEA - 图文

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3 失效模式及后果分析(FMEA) ???????????????????82

3．1 FMEA概述???????????????????????????? 82 3．2 设计FMEA(DFMEA)及案例??????????????????????82 3．3 过程FMEA(PFMEA)及案例??????????????????????90

3失效模式及后果分析(FMEA)

3.1 FMEA概述

FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)是一门事前预防的定性分析技术，自设计阶段开始，就通过分析，预测设计、过程中潜在的失效，研究失效的原因及其后果，并采取必要的预防措施，以避免或减少这些潜在的失效，从而提高产品、过程的可靠性。

FMFA，从可靠性的角度对所做的设计、过程进行详细评价。 FMEA分为设计FMEA(DFMEA)和过程FMEA(PFMEA)。 注：

1、失效(failure)：指产品丧失规定功能的状态，又译为故障；

2、失效模式(failure mlode)：产品失效的表现形式。如线路短路等；

3、潜在失效模式(potential failure mode)：指可能发生，但不一定非得发生的失效模式，也即平常所说的“可能存在的隐患”；

4、潜在失效后果(potential effect of failure)：指潜在失效模式会给顾客(含外部顾客、内部顾客)带来的后果；

5、后果分析(effect analysis)：研究潜在失效模式发生后给顾客带来的危害性有多大。危害性可用三个方面来衡量：失效模式所产生后果的严重度、失效模式起因发生的频度、失效模式起因不可探测的程度。

3.2 设计FMEA(DFMEA)及案例

设计FMEA是在设计过程中采用的一种FMEA技术，用以保证已充分地考虑和指明设计中各种潜在的失效模式及其相关的起因／机理，并就此在设计上采取必要的预防措施。 3.2.1 设计FMEA的特征

(1) 以产品的元件或系统为分析对象，用表格的形式，从低层次开始逐步向高层次分析；

(2) 原则上是全面分析。然而，全部详细分析所需工作量很大，因此对已有使用经验表明效果好的部分，可免于分析或者提高分析级别；反之，对新产品或研制内容较多的部分，则应详细分析；

(1) 设计FMFA由产品设计人员主持，生产、品管、使用等技术人员参与。设计FMEA小组一般由5 人～7人组成：

(4) 在设计过程中，应根据获得的新资料不断改进设计FMEA。

3.2.2 设计FMEA的用途

(1) 识别需采取预防措施的设计缺陷； (2) 为制定或修改关键件清单提供依据；

(3) 为评价产品设计的可靠性及优化设计方案提供依据；

(4) 为制定产品试验计划，确定产品、过程的质量控制方案提供信息； (5) 为故障诊断，制定维修方案提供信息；

(6) 为维修性分析、安全性及危险源分析、保障源分析等提供依据。 3.2.3 设计FMEA分析的对象 (1) 新设计的产品、部件； (2) 环境有变化的沿用零件； (3) 发生了变化的材料和零件； (4) 有重大设计更改的部件。 3.2.4 设计FMEA分析的时机

设计FMEA应在设计意图(设计意图中包含对产品功能、性能等方面的要求)最终形成之时或之前开始，并贯穿在设计工作的全过程之中。在正式的产品图样完成之时或之前，设计FMEA应全部结束。 3.2.5 设计FMEA分析的过程和方法

(1) 定义产品 确定产品的要求，包括产品的功能、用途、性能、使用条件等。 (2) 划分功能块

系统可逐级分解直到最基本的零件、构件。一般根据分析目的，可仅将系统分解到某一水平。将系统按功能分解为功能块并绘出系统功能逻辑框图,如图3-1。

分解水平

系统 予系统 部件 组件

图3—1 系统功能逻辑框图

应注意分析的范围和分析的级别。对故障出现频率低、影响小的零部件不必进行FMEA分析。

设计初期，完成“方案设计说明书”时，系统只需分解为大的功能块。而在设计进展到工作图设计阶段后，系统就有必要分解至最基本的零件、构件。

(3) 列举各功能块所有潜在失效模式、起因和潜在失效后果失效模式应与该功能块所在级别相适应。

在最低的分析级上，列出该级各单元(单元指：元件、部件或系统)所有可能出现的各种失效模式以及每种失效模式发生的起因、对应的潜在失效后果。在一个更高功能级上考虑潜在失效后果时，前述失效后果又被解释为一个失效模式。连续迭代直至系统最高功能级上的失效后果。 [特别提醒]

应注意分析的范围和分析的级别。对故障出现频率低、影响小的零部件不必进行FMEA分析。 (4) 进行风险分析

按失效影响的严重程度(严重度S)、发生的频繁程度(频度O)、发现的难易程度(发现难度D)估计风险顺序数。

严重度S、频度O、发现难度D均利用数字1到10来判断其程度高低(见3.2.6)。

各项数字的连乘积称为风险顺序数RPN(RPN = S×O×D)。风险顺序数RPN越高，表示风险越大。

根据各失效模式的风险顺序数，即可突出那些必须改进的关键方面。 (5) 提出改进措施

对那些风险顺序数较高的项目，应提出改进措施并实施。对于无法消除的故障，应分配给高的可靠性指标，必要时增加报警、监测、防护等措施。

(6) 填写设计FMEA分析表格(见案例3一l之设计FMEA规范表格) (7) 设计FMEA跟踪管理

对设计FMEA分析中提出的改进措施进行跟踪并对其效果进行评审。

负责设计的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已妥善的落实。 3.2.6 设计FMEA标准表格的使用 (1) 设计FMEA表格说明

在设计FMEA分析中，需要使用设计FMEA分析表格，这类表格没有统一的格式要求，各公司可以根据其实际情况进行设计。

ISO／TS 16949、QS 9000从标准化的角度考虑，设计了一种设计FMEA标准表格。本书根据企业实际，对这个表格稍微进行了一些改进，使之更加实用。 下面就设计FMEA标准表格的使用作一详细说明。

(2) 设计FMEA标准表格各栏目的填写要求(设计FMEA标准表格见案例3—1)

案例3-1:潜在失效模式及后果分析(设计FMEA)

潜在失效模式及后果分析(设计FMEA)

FMEA编号: 1234 ?

系统 页码： 共1页 第1页

子系统 编制者：赵云（开发部车身工程师）?

零部件： 01、03车身密封 ? 设计责任：开发部 ? FMEA日期：2005.03.22(编制)2005.07.14(修订) ? 产品类型/产品型号： ? 关键日期： 2005.03.01 ? 核心小组：孙权（开发部）、曹操（总装厂）、刘备（品管部）? 潜在项目（9） 功能（10） 失效模式11 左前 车门S320A-1 ·上下车 ·乘员保护 侧碰撞 ·车门附件，如后视镜、门锁、门铰链及门窗升降器等的固定支撑 ·为外观装饰提供适当的表面 ·喷漆和软内饰 车门内板腐蚀 严潜在失效后果（12） 车门寿命降低、导致： ·因漆面生锈，使用户对外观不满 ·使车门内附件功能降低·· 蜡的配方不当 混入的空气阻止蜡进入边角部分 ?? 理化试验室2 5 试验—报告编号：1234 用非功能喷头进行设计辅助调查 8 280 开发部和总装2004.11.15 根据试验,在有关区域增设3个通气孔 7 1 3 21 2 28 无 规定的蜡层厚度偏低 4 整车耐久性试验T-118 7 196 同上，并就蜡层进行试验设计，结合观察和试验验证蜡的上边界 赵云（车身工程师）2005.01.15 7 车门内板保护蜡上的太低 6 整车耐久性试验T-118 增加试验7 294 室强化腐蚀试验。 重度（S）13 级别14 潜在失效的起因/机理（15） 频度（O）16 现行设计控制（17） 发现难度（D）风险顺序数RPN建议措施（20） 责任和目标完成日期（21） 赵云（车身工程师）2004.09.03 根据试验结果(1481号试验),上边界技术要求提高125mm 试验结果(试验号8888)表明要求的厚度是合适的.试验设计表明要求的厚度在25%范围内变化可以接受 7 2 2 28 7 2 2 28 采取的措施（22） 措施结果 严重频度发现（D） RPN 度（S） （O） 难度（18） （19） ·天气、噪声、下部① FMEA编号(①为表格中的序号，以下类推) 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所分析系统、子系统或零部件的名称、编号。 ③ 设计责任

填入负责设计的厂家、部门和小组。 ④ 编制者

填入负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话。 ⑤ 产品类别／产品型号

填人将使用和／或正被分析的设计所影响的预期产品类别及型号(如果已知的话)。 ⑥ 关键日期

填写FMEA初次预定完成的日期，该日期不应超过计划的正式设计完成的日期。 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

列出被授权确定和／或执行任务的责任部门和个人姓名(建议将所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都记录在一张分发表上)。 ⑨ 项目

填人被分析项目(零件／部件/子系统／系统)的名称和编号。 ⑩ 功能

说明被分析项目的功能，包括该系统运行的环境信息(如温度、压力、湿度范围)。如果该项目有多种功能,且有不同的失效模式，应把所有功能都单独列出。

⑾ 潜在失效模式

列出分析对象可能发生的失效模式，即没有达到设计的意图和要求功能所呈现的方式

(注：某一级系统的失效模式可能是更高一级子系统、系统的潜在失效模式的起因，也可能是比它低一级的零部件潜在失效模式的后果)。

潜在失效模式是通过分析预测有可能发生的，但并非必然发生的失效型式。一般可通过对同类型产品、元件的可靠性、耐用性试验报告，寻找失效模式。

典型的失效模式有：

裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、断裂、疲劳、腐蚀、变质、断路、硬化、泄露、剥落、褪色、抱轴、振动、过早磨损、发热等。

⑿ 潜在失效后果

主要描述失效模式一旦发生后对系统所造成的影响。如果故障影响涉及到用户申诉、索赔、违背有关标准或法规要求，应明确指出。失效后果包括局部效应(对所分析的子系统造成的影响)、最终效应(对最终产品(系统)造成的影响)。 典型的失效后果(失效效应)有：

噪声、工作不正常、不良外观、不稳定、运行中断、粗糙、不起作用、异味、工作减弱、污染、运行间断、装置失控、不安全、操作力过大，运行障碍等。

⒀ 严重度(S)(Severity)

严重度表征失效后果的严重性。只有通过设计更改，才能改善严重度，设计FMEA分析用严重度数可按表3—1选用。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jk7d.html