FMEA培训教材(PPT 99页).pptx
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1、FMEAFMEA培训教材培训教材罗勇2015.12nFMEA 概念概念 FMEA (Failure Mode & Effect Analysis)是一是一门门事前事前预预防防的的定性分析定性分析技技术术,自自设计阶设计阶段开始段开始,就就通通过过分析分析,预测设计预测设计、 、过过程中潜在的失效,研究失程中潜在的失效,研究失效的原因和后果,并采取必要的效的原因和后果,并采取必要的预预防措施,以避免防措施,以避免或减少或减少这这些潜在的失效,从而提高些潜在的失效,从而提高产产品、品、过过程的可程的可靠性。靠性。概概 要要nFMEA的的历历史史20世世纪纪50年代年代,美国格美国格鲁鲁曼公司开曼公
2、司开发发了了FMEA,用于用于飞飞机制造机制造业业的的发动发动机故障防范机故障防范,取得了取得了较较好的成果好的成果.美美国航空及太空国航空及太空总总署署(NASA)实实施阿波施阿波罗罗登月登月计计划划时时,在合同中明确要求在合同中明确要求实实施施FMEA.FMEA现现在已被广泛运用于在已被广泛运用于飞飞机制造、汽机制造、汽车车制造以及制造以及机机电电行行业业等多个等多个领领域。域。概要概要n FMEA的的实实施重点施重点n准准备备FMEA的工作的工作应应由由负责设计负责设计或制造的工程或制造的工程师负责师负责n要要组组成一个特定的成一个特定的团队团队(多功能小(多功能小组组),小),小组应组
3、应由不同由不同专业专业知知识识的人的人员组员组成,(如成,(如设计设计、分析、分析/试验试验、制造、装配、服、制造、装配、服务务、 、回收、回收、质质量及可靠性等方面有丰富量及可靠性等方面有丰富经验经验的工程的工程师师)。)。nFMEA由由责责任任单单位的工程位的工程师师开始启开始启动动, ,责责任任单单位可能是原位可能是原设备设备制造厂(制造厂(OEM, ,即生即生产产最最终产终产品)、供方或分承包方品)、供方或分承包方nFMEA工基本概念是工基本概念是预预防防为为主,一定要在任何未知的主,一定要在任何未知的设计设计或制造的故障或制造的故障产产生之前生之前实实施。施。nFMEA是一个重复的,
4、周期性永不是一个重复的,周期性永不间间断的改断的改进进程序程序概要概要成功成功实实施施FMEA项项目的最重要因素之一是目的最重要因素之一是时时间间性。其含性。其含义义是指是指“ “事件事件发发生前生前” ”的措施,而的措施,而不是不是“ “事事实实出出现现后后” ”的演的演练练。 。图图1描述了描述了进进行行FMEA的的顺顺序序。 。这这并不是并不是简简单单地填写一下表格,而是要理解地填写一下表格,而是要理解FMEA过过程程的的逻辑逻辑关系,以便消除关系,以便消除风险风险并策划适宜的控并策划适宜的控制方法以确保制方法以确保顾顾客客满满意。意。图1. FMEA罗辑顺序潜在失效模式潜在失效后果严重
5、度S级别潜在失效起因/机理频度现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN子系统功能要求功能、特性或要求是什么?会是什么问题?-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么?有多糟糕?起因是什么?发生的频率如何?怎样能得到 预防和探测?该方法在探测时有多好?能做些什么?-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改初始FMEA修正FMEA1DFMEADFMEA必须在计划必须在计划的生产设计发布前的生产设计发布前PFMEAPFMEA必须在计划必须在计划的试生产日期前的试生产日期前各项未考虑的失各项未考虑的失效模式的发现、效
6、模式的发现、评审和更新评审和更新修正FMEA2时间概要概要各项未考虑的失效各项未考虑的失效模式的发现、评审模式的发现、评审和更新和更新FMEA的动态管理的动态管理设计设计中的中的潜在失效模式和后果分析潜在失效模式和后果分析( (设计设计FMEA) )DFMEAnDFMEA简介:设计设计FMEA是在是在设计过设计过程中采用的一种程中采用的一种FMEA技技术术,用以保,用以保证证已充分已充分地考地考虑虑和指明和指明设计设计中各种潜在的失效模式及其相关的起因中各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理,并就机理,并就此在此在设计设计上采取必要的上采取必要的预预防措施防措施对对最最终终的的项项目以及与之相
7、关的每个系目以及与之相关的每个系统统、子系、子系统统和部件都和部件都应进应进行行评评估。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)。这种系系统统化的方法化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程,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:q 为客观地评价设计,包括功能要求及设计方案,提供帮助;n顾顾客的定客的定义义 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
8、产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。n除非除非负责负责的工程的工程师师有有FMEA和和团队团队工作推工作推进经验进经验,否,否则则,由一位有,由一位有经验经验的的FMEA推推进员进员来来协协助小助小组组的工作是非常有益的。的工作是非常有益的。n设计设计FMEA是一份是一份动态动态的文件的文件,应: 在一个设计概念最终形成之时或之前开始; 在产品开始的各个阶段,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。考考虑虑到制造到制造/装配需求已装配需求已经经包容在内,包容在内,设计设计FMEA针对设计针对设计意意图图并并且假定且假定该设计该设计将按此意将按此意图进图
9、进行生行生产产/装配。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当中时,它们的识别、后果及控制应包括在过程FMEA当中。n设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷,但是它的确需要考虑制造/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n负责设计的工程师掌握一些有益于
10、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。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。n设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。n附附录录C C给出了框图的一个示例;框图还可以指示信息、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)。n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
11、FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过程。n为了便于潜在的失效模式及其影响后果分析的文件化,附附录录D D给出了设计FMEA的空白表。DFMEA潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因/机理频度O现行控制探测度DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施SODRPN项目功能要求潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析(设计(设计FMEA)FMEA编号: 共 页,第 页编制人 : FMEA日期(编制) (修订) 系统系统 子系统子系统 部件 设计责任 年车型年/车辆类型 关键日期 年核心小组 等DFMEA1) )FMEA编编号号 填入FMEA文件编号,以
12、便查询,应带有版本,更新后,此编号的版本应更新。 注:1-22项的举例见表1。 2)系)系统统、子系、子系统统或零部件的名称及或零部件的名称及编编号号 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。下面给出了一些说明,具体示例见附录F。 DFMEAn示例示例2:项目、功能和失效模式n图F2(见下页)描述了以“树形排列”方式展示项目、功能和失效模式的一种方法,可以帮助小组直观地分析系统、子系统和部件。在系统等级上的描述比子系统和部件等级的描述更趋于
13、一般性(对部件的描述通常是最具体的)。n“树形排列”对系统、子系统和部件作如下安排: 项目 设计目标(对设计目标的描述通常是有帮助的) 功能1 潜在的失效模式A 潜在的失效模式B 等等 功能2 潜在的失效模式A 潜在的失效模式B 等等 等等DFMEA3)3)设计责设计责任任 填入整车厂、部门和小组。如适用,还包括供方的名称。 4)4)编编制者制者 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)5)车车型年型年/ /项项目目 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)6)关关键键日期日期 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
14、布日期。7)7)FMEAFMEA日期日期 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期 。 第一版第二版第三版原始稿日期最新修订日期DFMEA8)核心小核心小组组 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、地址等都应记录在一张分发表上。)DFMEA项目项目/功能要求功能要求 填入被分析项目的名称和其他相关信息(如编号、零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)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用尽可能简明的文字来说明
15、被分析项目满足设计意图的功能,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。有的功能单独列出。 未达到项目未达到项目/功能栏中所描述的预期设计意图的形式功能栏中所描述的预期设计意图的形式. 前堤是这种失效模式可能发生前堤是这种失效模式可能发生,但不一定发生但不一定发生 对于特定的项目及其功能,列出每一个潜在的失效模式。对于特定的项目及其功能,列出每一个潜在的失效模式。 推荐将对以往推荐将对以往TGW(运行不良)研究、问题报告和小组头脑
16、运行不良)研究、问题报告和小组头脑风暴结果作为考虑失效模式的出发点。风暴结果作为考虑失效模式的出发点。 只可能出现在特定的运行条件下(如热、冷、干燥、粉尘等)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、仅在和特定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等)的潜在失效模式应予以考虑。城市内行驶等)的潜在失效模式应予以考虑。 某一指项目的潜在失效模式可能是上级子系统或系统的潜在某一指项目的潜在失效模式可能是上级子系统或系统的潜在失效模式的原因,或者是一个下级零件的失效模式导致的影失效模式的原因,或者是一个下级零件的失效模式导
17、致的影响。响。失效模式:尽可能的思考,在所分析的汽车、系统、部件上会出现那些的故障:没有剎车、空调不冷、照明不亮。 典型的失效模式可包括,但不限于:典型的失效模式可包括,但不限于: 裂纹裂纹 变形变形 松动松动 泄漏泄漏 粘结粘结 氧化氧化 断裂断裂 不传输扭矩不传输扭矩 打滑(不能承受全部扭矩)打滑(不能承受全部扭矩) 无支撑(结构的)无支撑(结构的) 支撑不足(结构的)支撑不足(结构的) 刚性啮合刚性啮合 脱离太快脱离太快 信号不足信号不足 信号间断信号间断 无信号无信号注: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
18、同。察觉的现象相同。 潜在失效的后果潜在失效的后果,就是失效模式对系统功能的影响就是失效模式对系统功能的影响,可以使用顾客感受的语可以使用顾客感受的语言来描述言来描述. 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。能是内部的顾客也可能是最终用户。 如果失效模式影响可能影响安全性或对法规的符合性,要清楚地予以说如果失效模式影响可能影响安全性或对法规的符合性,要清楚地予以说明。明。 失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统或部件来说明失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统或部件来说
19、明,还应记住还应记住不同级别的部件、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例不同级别的部件、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,尽可能的预测到的不满。分析的意图就是在小组所拥有的知识层次上,尽可能的预测到失效的后果。失效的后果。失效后果:尽可能的思考,在汽车上出现此失效模式时对顾客有什么
20、影响、会造成什么后果呢?典型的失效后果可能是但不限于以下情况:典型的失效后果可能是但不限于以下情况: 噪音噪音 粗糙粗糙 工作不正常工作不正常 不起作用不起作用 外观不良外观不良 异味异味 不稳定不稳定 工作减弱工作减弱 运行间歇运行间歇 热衰变热衰变 泄漏泄漏 不符合法规不符合法规 严重度是对一已假定的失效模式造成最严重影响的评价定级。严重度是对一已假定的失效模式造成最严重影响的评价定级。 严重度的评级要在整个小组内达成一致严重度的评级要在整个小组内达成一致,是单一的是单一的FMEA范围范围内的相对定级结果。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。严重度数值的降低只有
21、通过改变设计才能够实现。 注:不推荐修改确定为注:不推荐修改确定为9和和10的严重度数值。严重度数值定的严重度数值。严重度数值定级为级为1的失效模式不应进行进一步的分析。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,减轻失效的严重度结果来予以减小。例如,“瘪胎瘪胎”可以减可以减轻突然爆胎的严重度,轻突然爆胎的严重度,“安全带安全带”可以减轻车辆碰撞的严重可以减轻车辆碰撞的严重程度。程度。影响影响标准:标准:对产品影响严重性(对顾客的影响)对产品影响严重性(对顾客的影
22、响)等级等级不符合安不符合安全性或全性或者法规者法规要求要求潜在失效模式影响了汽车的安全行驶;或者包含不潜在失效模式影响了汽车的安全行驶;或者包含不符合政府法规的情形,失效发生时无预警符合政府法规的情形,失效发生时无预警1010潜在失效模式影响了汽车的安全行驶;或者包含不潜在失效模式影响了汽车的安全行驶;或者包含不符合政府法规的情形,失效发生时有预警符合政府法规的情形,失效发生时有预警9 9基本功能基本功能丧失或丧失或功能降功能降低低基本功能丧失(汽车无法运行,不影响汽车安全行基本功能丧失(汽车无法运行,不影响汽车安全行驶)驶)8 8基本功能降低(汽车无法运行,不影响汽车安全行基本功能降低(汽
23、车无法运行,不影响汽车安全行驶)驶)7 7最终顾客严重度的评价表最终顾客严重度的评价表影响影响标准:对产品影响严重性(对顾客的影响)标准:对产品影响严重性(对顾客的影响)等级等级次要功能次要功能丧失或功丧失或功能降低能降低次要功能丧失(汽车可以行驶,但舒适次要功能丧失(汽车可以行驶,但舒适/ /便捷功能不便捷功能不可实施)可实施)6 6次要功能降低(汽车可以行驶,但舒适次要功能降低(汽车可以行驶,但舒适/ /便捷性能下便捷性能下降)降)5 5干扰干扰有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被绝大多数顾客(绝大多数顾客(75%75%)察觉到。)察
24、觉到。4 4有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被许多数顾客(许多数顾客(50%50%)察觉到。)察觉到。3 3有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被有外观、可听噪音,汽车操作项目上的问题,并且被少少数顾客(数顾客(2 25%5%)察觉到。)察觉到。2 2没有影响没有影响没有可识别的影响没有可识别的影响1 1 本栏目用于区分任何对部件、子系统或系统可能要求附加于本栏目用于区分任何对部件、子系统或系统可能要求附加于设计或过程控制的特殊特性的分级设计或过程控制的特殊特性的分级. 特性的分类可以是特性的分类可以是:关键的、主要的、次要的。
25、关键的、主要的、次要的。 本栏目的意图用于突出高优先度的失效模式,以便在小组认本栏目的意图用于突出高优先度的失效模式,以便在小组认为有所帮助时或部门管理者要求时进行工程评价。为有所帮助时或部门管理者要求时进行工程评价。 产品或过程特殊特性符号及其使用服从于特定的公司规定,产品或过程特殊特性符号及其使用服从于特定的公司规定,在本文件中不予以标准化在本文件中不予以标准化。 所谓潜在失效的起因是指所谓潜在失效的起因是指设计弱点的迹象,假定该设计将被按照设计意设计弱点的迹象,假定该设计将被按照设计意图来制造和装配。图来制造和装配。 失效是怎样发生的,并应依据可以纠正或可以控制的原则来描述。失效是怎样发
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