FMEA

潜在失效模式及后果分析（FMEA）的理解与实施 一、 基本原理 1、什么是FMEA

★FMEA的定义：在设计阶段/更改设计阶段，对产品/零件/制造过程进行分析，找出潜在失效模式，分析其可能的后果，评估其风险，预先采取措施，减少失效模式的严重程度，降低发生的概率，有效提高可靠性，确保顾客满意的系统化活动。（设计：产品设计、过程设计（工艺）） ★实施FMEA的时机：

●开发新产品、实施新技术、开发新过程时应用； ●对现有产品/过程实施更改；

●现有产品/过程应用于新的环境、场所时； （产品更改：结构更改、材料更改、参数更改。） （过程更改：工艺流程、工艺方法） ★实施FMEA的目的：

●寻找产品及加工过程中的潜在失效及其后果； ●确定消除或减少潜在失效发生的措施； ●将全部分析过程文件化，以供评审； ★FMEA是事前行为

●通过FMEA确定的措施为预防措施；

●各类失效模式均为“潜在”，即可能会发生； ●潜在失效模式是凭经验和对以往事故的评估获得； ★FMEA是为各类设计/更改设计做准备的活动 ●FMEA是对“设计策划”环节的补充活动；

●在设计策划过程中，通过FMEA明确如何使顾客满意； （设计策划→

FMEA

→设计输口）

★FMEA是集体分析的产物 ★FMEA的分类

●D-FMEA（设计FMEA）：在产品设计过程中使用，分析对像为：总成/分总成/零件；

●P-FMEA(过程FMEA):在工艺设计 过程 中使用，分析对像为加工工序及各物流过程；

2、FMEA是系统的分析方法

→ → 若设计明 确分设计更改不当，会析对像问题起因？ 发生频率？ 过程更改有什么→ → → → →实施 的 功能→ 特殊控制问题？ 性能要怎样预防探方法有效？ 其他更改 → → 求 测？ 问题后果？ 严重程度？ 采取措施 3、FMEA分析的基本方法

★基本方法：运用失效链，连问为什么。 ★失效链：

●定义：一个潜在失效事件发生，引起下游系统产生连锁的失效事件，为失效链。

●在失效链中，上一个失效是下一个失效的原因，在实施FMEA中，一定要找到最终失效，才能从根本上解决问题。

思考：1、什么时候进行FMEA？2、实施FMEA的目的？3、FMEA是什么性质的活动？4、FMEA主要是分析哪几方面的问题？5、什么是失效链？6、FMEA分析的基本方法是什么？

二、 设计FMEA（D-FMEA）

1、D-FMEA的基本要求

★分析对象：所设计的/更改设计的总成、分总成、零件。

★围绕产品设计中的缺陷展开分析 （不正确的材料、..参数、..结构） ★不要引入不正确的内容：制造缺陷、采购缺陷、检验缺陷等。

★要明确产品总成/分总成/零件的功能及关联关系，即采用质量功能展开的形式确定相应的分析思路。（关联图） 2、D-FMEA报告中的栏目解释 ★项目/功能

●项目：被分析的总成/分总成/零件名称。 ●功能：被分析产品的作用，即设计意图。 ●确定功能时，应将产品所有的功能列完整。 ★潜在失效模式 ●失效：丧失功能；

●失效模式：丧失功能所表现的形式； ●失效模式的类别：

▲突发型：断裂、破碎、短路等； ▲渐变型：磨损、老化、变色等； ▲产生非期望功能：噪声、振动等；

★潜在失效后果：潜在失效模式给顾客带来的影响； ●顾客包括内部顾客、主机厂顾客、最终顾客。

●必须明确潜在失效模式影响安全或法规符合性的程度。 ★严重度（S）

●潜在失效后果严重程度的级别，用来评估后果的严重性。 ●级别类的分类：1～10级，S越大，后果越严重。如：

10级：无先兆影响行车安全及法规。 9级：有先兆影响行车及法规。

8级：车辆/项目不能运行（丧失基本功能）。 7级：车辆/项目可运行，但性能下降。 ★级别

●所分析对象的特殊特性的分级（关键、主要等）。 ●此栏目也可用特殊特性符号标注。

●包括总成/分总成/零件的各层次特殊特性。 ●若所分析的特性并非特殊特性，此栏目不填。 ★潜在失效起因/机理

●失效起因：由于设计缺陷而造成失效模式的原因。 ▲不正确的设计结构 ▲不正确的设计参数 ▲不正确的材料选用

●失效机理：由于设计未进行动态考虑而造成失效模式的原因。 ▲未考虑材料：过早屈服、过早疲劳、不稳定等 ▲未考虑产品本身：过早磨损、氧化、腐蚀等 ●寻找失效起因/机理的原则： ▲运用失效链 ▲连问为什么 ▲找到最终原因 ★频度(O)

●失效起因引起失效模式发生的可能性。用来评估失效模式出现的频率。 ●级别的分类：1～10级，O越大，失效模式出现的可能性越大。 如：10级：失效率≥10%，持续性失效。

8级：失效率≥2%，经常性失效。 6级：失效率≥0.5%，偶然性失效。 ●确定频度O时，要分析： ▲维修经验

▲新材料，新技术，新结构的采用量 ▲预期的使用寿命 ★现行设计控制

●己经使用或正在使用类似设计过程中的控制方法 ●采用设计中的控制方法，是为了识别设计缺陷 ●设计控制方法的类别：

▲设计评审：①预防类控制方法，右防止失效起因发生或降低发生概率； ▲设计验正（DV）：②探测类控制方法，可寻找到失效起因；

▲设计确认:探测类控制方法，可寻找到失效模式； ●3种不同的控制方法，通过不手段寻找设计缺陷； ★探测度（D）←→控制方法一一对应

●通过控制方法识别潜在失效起因或防止失效起因发生的难易程度。用来

评估设计控制方法的有效性。

●级别分类：1～10级，D越大，失效起因识别越困难。 如：10级：设计控制不能找到起困/无控制方法。 6级：设计控制有较少机会找到起因及模式。 ★风险顺序数（RPN）

●风险顺序数是严重度S，频度O，探测度D的乘积，是对潜在失效风险的

综合评估。RPN=S×O×D，1～1000。

●三度（S、O、D）从不同角度将失效模式严重程度量化。（自己定三度，

尽量不查手册）

●RPN的警或线要依据产品特点凭经验确定，一般推荐为：RPN<3=27时，

安全，27≤RPN＜4=64时风险较大，RPN＞5=125时，风险严重。(RPN也要有自己的文件自己定值)

●当RPN较高时或S较高时，均应采取措施降低。（S>8时严重度） ★建议的措施

●针对高RPN及高S的项目，准备采取的措施。 ●采取措施的目的：降低S/O/D，从而降低RPN。 ●提出建议措施的顺序：降低S→降低O→降低D。 ●建议措施的类别：

▲降低严重度S：改变设计机构。

▲降低频度O：改变设计结构、改变设计参数，改变使用材料，改变 预

防类控制方法。

▲降低探测度D：若控制方法充分，则增加控制度。若控制方法不充分，

则增加/改变控制方法。 ★采取的措施

●建议措施实施后，最终确定的设计结果。（结构、材料、参数） ●所确定的最终结果要在相应的设计文件中体现。（进行验证） ●措施落实后，重新评估S、O、D及RPN值。 3、D-FMEA的实施 ★准备工作

●评审过去已发生的事件及维修经验，建立零件关系图。 ●确定分析对象：

▲通过特殊特性明细表及质量功能展开确定分析对象。 ▲凡与特殊特性相关的总成/分总成/零件均应进行分析。 ▲凡涉及产品设计/更改设计的总成/分总成/零件均应进行分析。

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★D-FMEA的分析流程

→确定项目→明确功能→（丧失功能是如何表现？）→明确失效模式→(失效模式出现会有什么后果？) →明确失效后果→（失效后果有多么严重？）→确定S→（失效模式为什么会出现？运用失效链问为什么）→确定起困/机理→（失效模式出现的可能性大吗？）→确定O→（目前采用什么控制方法？）→确定现行控制方法→（控制方法有效吗？）→确定D→（综合风险大吗？）→计算RPN→RPN高否？S高否？→不高：分析结束\\\\高：现行控制方法是否充分？→充分：增加控制程度；改变结构/参数/材料\\\\不充分：增加设计/更改控制方法；改变结构/参数/材料→建议措施→采取措施→重新确定S、O、D、RPN→RPN高否？S高否？→不高：结束\\\\高：重新分析

思考：1、什么是潜在失效模式?有哪几类？如何确定S/O/D？ 2、什么是建议措施？有哪几种？寻找失效起因的原则是什么？ 3、什么是控制方法？有哪几种？使用它们的目的是什么？

第三部分 过程FMEA(P-FMEA)

1、P-FMEA的基本要求

★分析对象：所设计的/更改设计的加工工序及物流过程。(搬运贮存) ★围绕过程设计中的缺陷分析。

★不要引入不正确的分析内容：产品设计缺陷、采购缺陷、工艺实施等。 ★要明确各工序的工艺目的，应从工艺流程图中识别要分析的工序。 2、P-FMEA报告中的栏目解释 ★过程功能/要求

●过程功能：被分析的工序/过程名称。 ●要求：该工序/过程的目的。

●若一个工序有许多工步，每工步会产生不同的失效模式，则各工步作为

独立工序处理。（装配） ★潜在失效模式

●失效模式：达不到原工序/过程目的的表现形式，（工艺流程图中的质量

特性）

●典型的失效模式包括：弯曲、开裂、开路、变形、毛刺、尺寸超差等。 ★潜在失效后果

●失效后果：失效模式给顾客带来的影响，包括后续工序。

●给最终使用者带来的后果包括：噪音、工作不正常、异味、泄漏、顾客

不满意、危及使用者等。

●给下游工序带来的后果包括：无法加工、无法安装、损坏设备、危及操

作者等。 ★严重度（S）

●严重度S：潜在失效模式带来后果的严重级别，用来评估后果的严重性。 ●级别分类：1~10级。S越大则后果越严重。

对最终顾客：10级：无警告，危及使用者安全/法规； 8级：车辆 /项目不能正常工作（丧失功能） 对下游工序：10级：无警告、危及操作者 8级：造成全部产品报废。 ★级别

●级别：所分析工序/过程中特殊特性的分级（关键、主要） ●此栏目可用特殊特性符号标注。 ●要描述加工工序中过程特殊特性。 ★潜在失效起因/机理

●失效起因/机理：由于设计缺陷而造成失效模式产生的原因 ▲不正确的工艺方法→加工手段；加工程序、设备；监测方法

▲不正确的工艺参数

▲不充分的控制方法→对工艺参数控制方法；对其它的工艺因素控制方

法（刀具、模具）；对操作工无法避免的控制方法（防错方法）；对周边环境的控制方法；对原材料/半成品转换特性具体方法

●寻找失效起因的原则 ▲运用失效链 ▲连问为什么 ▲找到最终原因 ★频度（O）

●频度：失效起因引起失效模式发生的可能性，用来评估失效模式出现的

概率。

●级别分类：1~10.O越大失效模式出现的可能性越大 如：10级：持续性失效，失效不可避免 8级：经常性失效，发生频率高 6级：偶然性失效，发生频率低 ★现行过程控制

●已经使用或正在使用于类似制造过程中的控制方法。

●采用制造过程中控制方法，是为了对制造过程进行控制，他不能识别工

艺设计过程中的失效起因。 ●过程控制方法的分类

▲防错的应用：预防类控制方法，可防止失效的发生

▲监视及检查：预防类控制方法，可查找失效起因（偏离工艺要求的起

因），采取预防措施。（定期调整、连续监检、点检、 SPC） ▲检验：探测类控制方法，可查找失效模式，采取纠正措施。 ★探测度(D)

●通过控制方法识别失效模式或防止失效模式发生的难易程度。用来评估

控制方法的有效性。

●级另分类：1~10级，D越大失效模式识别/防止越困难。 如：10级：不能探测或没有检查 8级：只通过目测检查实施控制。 ★风险顺序数（RPN）

●风险顺序数是严重度S、频度O、探测度D的乘积，是对失效风险的综合

评价，RPN=S×O×D，1~1000。

●三度从不同角度将失效模式严重程度量化。

●RPN的警或线要依据加工特点凭经验确定，一般推荐为：RPN＜3=27时，

安全， 27≤RPN＜4=64时，风险较大， RPN＞53=125时，风险严重。 ●当RPN较高或S较高时，均要采取措施降低。 ★建议的措施

●针对高RPN及高S的项目，准备采取的措施。 ●采取措施的目的：降低S/O/D，从而降低RPN。 ●提出建议措施的顺序：降S，降O，降D。 ●建议措施的类别：

▲降低严重度S：改变工艺方法

▲降低频度O：改变工艺方法，改变工艺参数，改变预防类控制方法。 ▲降低探测度D：若控制方法充分，则增加控制程度，若控制方法不充

分，则增加/改变控制方法。 ★采取的措施

●建议措施实施后，最终确定的设计结果（方法、参数、手段） ●所确定的最终结果要在相应的文件中体现（进行验证） ●措施落实后，重新评估S，O，D及RPN值。

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3、P-FMEA的实施 ★准备工作

●评审过去已发生的事件及返工、报废经验 ●确定分析对象

▲通过工艺流程图、特殊特性明细表确定分析对象。 ▲凡与特殊特性相关的加工工序及重要工序均应进行分析 ▲凡涉及工艺设计/更改设计的工序过程均应进行分析。 ★P-FMEA的分析流程

→确定工序→明确该工序目的→（达不到工序目的是如何表现？）→明确失效模式→(失效模式出现会有什么后果？) →明确失效后果→（失效后果有多么严重？）→确定S→（失效模式为什么会出现？运用失效链问为什么）→确定起困/机理→（失效模式出现的可能性大吗？）→确定O→（目前采用什么控制方法？）→确定现行控制方法→（控制方法有效吗？）→确定D→（综合风险大吗？）→计算RPN→RPN高否？S高否？→不高：分析结束\\\\高：现行控制方法是否充分？→充分：增加控制程度；改变工艺方法/工艺参数\\\\不充分：增加/改变控制方法；改变工艺方法/工艺参数→建议措施→采取措施→重新确定S、O、D、RPN→RPN高否？S高否？→不高：结束\\\\高：重新分析

思考：1、P-FMEA分析对象是什么？2、什么是潜在失效后果？有哪些？ 3、什么是S/O/D？如何确定？4、什么是失效起因？有哪些？5、什么是现行过程控制？有哪几类？6、为什么要实施建议措施？有哪几类？

桃花坞里桃花庵，桃花庵里桃花仙。桃花仙人种桃树，又摘桃花换酒钱。酒醒只在花前坐，酒醉还来花下眠。半醒半醉日复日，花落花开年复年。别人笑我忒疯癫，我笑他人看不穿。不见武陵豪杰墓，无花无酒锄作田。

3、P-FMEA的实施 ★准备工作

●评审过去已发生的事件及返工、报废经验 ●确定分析对象

▲通过工艺流程图、特殊特性明细表确定分析对象。 ▲凡与特殊特性相关的加工工序及重要工序均应进行分析 ▲凡涉及工艺设计/更改设计的工序过程均应进行分析。 ★P-FMEA的分析流程

→确定工序→明确该工序目的→（达不到工序目的是如何表现？）→明确失效模式→(失效模式出现会有什么后果？) →明确失效后果→（失效后果有多么严重？）→确定S→（失效模式为什么会出现？运用失效链问为什么）→确定起困/机理→（失效模式出现的可能性大吗？）→确定O→（目前采用什么控制方法？）→确定现行控制方法→（控制方法有效吗？）→确定D→（综合风险大吗？）→计算RPN→RPN高否？S高否？→不高：分析结束\\\\高：现行控制方法是否充分？→充分：增加控制程度；改变工艺方法/工艺参数\\\\不充分：增加/改变控制方法；改变工艺方法/工艺参数→建议措施→采取措施→重新确定S、O、D、RPN→RPN高否？S高否？→不高：结束\\\\高：重新分析

思考：1、P-FMEA分析对象是什么？2、什么是潜在失效后果？有哪些？ 3、什么是S/O/D？如何确定？4、什么是失效起因？有哪些？5、什么是现行过程控制？有哪几类？6、为什么要实施建议措施？有哪几类？

桃花坞里桃花庵，桃花庵里桃花仙。桃花仙人种桃树，又摘桃花换酒钱。酒醒只在花前坐，酒醉还来花下眠。半醒半醉日复日，花落花开年复年。别人笑我忒疯癫，我笑他人看不穿。不见武陵豪杰墓，无花无酒锄作田。

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