AFMEA失效模式与后果分析(LMC).pptx
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AFMEA失效模式与后果分析(LMC).pptx
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FMEA失效模式与后果分析FailureModeandEffectsAnalysis,ISO/TS16949系列教材,主讲:
1,课程目标,理解FMEA执行FMEA,2,什么是FMEA,“早知道就不会”,3,什么是FMEA,“早知道就不会”,有些“早知道”是必需的!
有些“就不会”是不允许发生的,核能电厂、水库、卫星、飞机.有效运用FMEA可减少事后追悔,早知道作好防震设计就不会造成大楼倒塌早知道改进电力输配设计就不会造成大停电早知道不滥垦滥伐就不会造成土石流早知道会下大雨就不会淋成“落汤鸡”,4,“我先所以没有”,什么是FMEA,5,“我先所以没有”,我先看了天气预报所以没有淋成“落汤鸡”我先评估金融大楼高度所以没有影响飞安我先安装了计算机防火墙所以没有被黑客入侵,有些我先是必需的!
有些所以没有是预期可避免的,核能电厂、水库、卫星、飞机.有效运用FMEA可强化事先预防,什么是FMEA,6,F-Failure(潛在失效)M-Mode(模式)E-Effects(後果)A-Analysis(分析),什么是FMEA,7,FMEA可以理解为通过小组,发现潜在失效及后果消除或减少失效机会思考和行动文件化,8,FMEA历史,六十年代-航空业,七十年代-汽车业,现在-各行业,9,20世紀50年代,美國格魯曼公司開發了FMEA,用於飛機制造業的發動機故障防範,取得很好的成果類似形式的分析方法,在六十年代中期航天工業首次應用-美國航空及太空總署(NASA)實施阿波羅登月計劃,在合約中明確要求實施FMEAFMEA現已被廣泛用于飛機製造、汽車製造等多個領域,FMEA历史,10,在TS16949质量体系要素中要求制作PFMEA,多方论证小组负责开发评审PFMEA。
FMEA与APQP&CP在APQP&CP中,FMEA是一个重要的预防失效发生的工具。
在阶段产品设计与开发中要求完成DFMEA;在阶段产品与过程确认中要求PFMEA。
Cp对整个流程工序进行控制说明,FMEA对整个工序流程的失效模式进行分析。
FMEA与PPAP在PPAP中要求提交文件中第10种是FMEA,FMEA与TS16949,11,发现和评价产品/过程中可能出现的失效及其失效后果,及早加以排除,并将不可避,FMEA的目的,免之失效的影响降至最低,以期产品不致失效或出现不宜送交客户之缺点。
12,失效模式及後果分析,根據經驗分析產品設計與生產工藝中存在的弱點和可能產生的缺陷這些缺陷產生的後果與風險決策過程中採取措施加以消除、並幫助消除潛在隱患;事前花些時間地進行FMEA,便可減輕事後修改的危機,13,FMEA实施,事前行动-不是事后练习汽车业-强大防错工具FMEA永无止境,14,FMEA与FTAFMEA是具有质量分析的事先分析工具,自下而上分析FTA是事后的失效模式分析,即失效树自上而下分析类似的产品的FTA是其FMEA的重要输入,FMEA实施,15,FMEA分类,SFMEA-系统失效模式分析DFMEA-设计失效模式分析PFMEA-过程失效模式分析,16,SFMEA服务失效模式与效应分析AFMEA应用失效模式与效应分析PFMEA采购失效模式与效应分析MFMEA机器失效模式与效应分析,FMEA分类,17,FMEA潛在失效模式及後果分析,SFMEA:
由系统工程師/小組在設計初期採用的一種分析技術,以系統、子系統或零件為分析對象(总体系统设计),18,FMEA潛在失效模式及後果分析,DFMEA:
由設計工程師/小組在設計初期採用的一種分析技術,以产品设计為分析對象,19,FMEA潛在失效模式及後果分析,PFMEA:
由製造工程師/小組採用的一種分析技術,以加工工藝過程的每道工序為分析對象用來在最大範圍內保證已充分地考慮到工藝過程設計和列出各種潛在的失效模式及其相關的起因,並評估其對最後的產品影響它並不依靠改變產品設計來克服過程缺陷,是要考慮製造,20,失效模式的定义,失效模式,在規定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。
在規定条件下,产品参数值不能维持在規定的上下限之间,产品在工作范围內,导致零组件的破裂、断裂、卡死、損坏現象,21,定义:
一个失效事件发生,若没有采取或不及时采取或事实上不可能采取的措施,而引起下游系统或相关系统失效的现象。
例子:
由于有了失效链的概念就有了根源失效模式、伴生模式、中间式及最终模式的失效。
故制作DFMEA、PFMEA时要运用失效链的思想。
失效链的定义与例子,22,路面不平水箱支架断裂根源模式(不是内在原因是环境条件)水箱后倾产生异响水箱与风扇皮带碰(伴生模式)中间模式水箱水管断水箱水泄漏发动机损坏冷却系过热最终模式停车,失效链例子,23,支架断,因强度不足,为失效的根本原因不要把环境条件列入失效原因,FMEA要找内在原因中间模式:
上一个模式是下一个模式的原因失效链若能及时采取措施,可在中间截断,失效链例子,24,设计FMEA用途,评估潜在設計不足和失效影响程度识别关键特性和重要特性聚焦于问题上,并努力改进为设计试验和其它项目开发提供信息降低失效風險,降低开发时间和成本小组讨论工作的平台客户要求批准的文件之一降低下游恐慌,25,何时DFMEA,始于-設計概念完成之際或之前启動随设计进展-不断更新(如产品更改时)结束于-最终产品加工图样完成,26,设计FMEA工作步骤,27,FMEA小组,1.小组包括设计/装配/生产/采购/品管/生管/物控/技术等部门的代表,组长可以轮流由各部门代表担任。
2.小组可以随时加入其他人员(包括客户代表/公司最高主管)。
3.小组必须设立一名文书(秘书)负责完成各种报告/会议记录。
4.小组开会时可以由组长决定参加人员。
28,资料准备发掘设计预期要求,制造/装配可行性;可靠性、安全要求;明确产品的使用环境(温度,湿度等)类似产品的FTA资料工程标准特殊特性明细表,29,工程師群的經驗品質經驗(如:
工程數据等)顧客需求:
想要的和必需的.規格要求.已知產品要求.制造/裝配要求.所需求的特性定義的愈好,為改進行動確認潛在的失效模式,就越容易.,30,设计FMEA的着手点,从框图开始特性和功能(对象)定义清楚特性和功能(对象)定义越清楚,越容易确定潛在失效模式,以采取糾正措施,31,設計FMEA的開發,框圖輸入-進行框圖所示的過程(功能)-框圖輸出,灯罩A,電池B,彈簧F,灯泡組裝D,開/關C,极板E,32,潜在失效模式及后果分析顺序,起因是什么?
发生的频率如何?
怎样能得到预防和探测?
能做些什么?
设计更改过程更改特殊控制标准程序或指引的更改,功能特性或要求是什么?
后果是什么?
会有什么问题?
无功能部分功能功能过强功能降级功能间歇非预期功能,有多严重?
容易探测程度?
33,設計FMEA表填写说明,1编号填入FMEA文件编号,以便查询2项目填入所分析系统、子系统或零件的名称、编号3设计责任填入设计部门和小组,可能包括供方,2系统FMEA编号:
12子系统设计责任:
3页次:
of2零组件:
2关键日期:
6编制人:
4年型/车型:
5核心小组:
8FMEA日期(制订)7(修订)7,34,4编制人填入负责FMEA准备工作的工程师/电话/公司5年型/车型填入正在分析或影响的车型年及车辆类型6关键日期填入FMEA初次预定完成日期,不超过APQP计划中的日期,2系统FMEA编号:
12子系统设计责任:
3页次:
of2零组件:
2关键日期:
6编制人:
4年型/车型:
5核心小组:
8FMEA日期(制订)7(修订)7,設計FMEA表填写说明,35,FMEA日期填入编制好FMEA初始日期和最新修订日期核心小组列出小组姓名,建议将小组详细信息列在另外的清单上,2系统FMEA编号:
12子系统设计责任:
3页次:
of2零组件:
2关键日期:
6编制人:
4年型/车型:
5核心小组:
8FMEA日期(制订)7(修订)7,設計FMEA表填写说明,36,9、项目功能填入被分析的项目名称和编号。
用尽可能简明的文字来说明设计意图和功能(包括该项目运行的环境信息。
如果该项目有多种功能,且有不同的失效模式,应把所有功能单独列出。
設計FMEA表填写说明,37,10、潛在的失效模式没有达到设计意图的形式,假定失效可能發生,但不一定發生;突发型:
断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变型、失稳、短路、断路、击穿、泄漏、松脱等等。
渐变型:
磨损、腐蚀、龟裂、老化、变色、热衰退、蠕变。
低温脆变、性能下降、渗漏、失去光泽、褪色等等。
設計FMEA表填写说明,38,10、潛在的失效模式产生了有害的非期望功能。
典型的这类失效模式有:
噪声、振动、电磁干扰、有害排放、等等。
設計FMEA表填写说明,39,10、潛在的失效模式(续),失效模式可能是高一级子系统、系统的潜在失效模式的起因,也可能是它低一级的零部件潜在失效模式的后果。
40,11、潛在的失效后果,失效模式对系统功能的影响,如顾客感受的一样。
典型的后果:
噪音、無規律的動作、不良的外觀、不穩定斷續的運作、粗糙、不運作、讓人不愉快的气味其它,設計FMEA表填写说明,41,設計FMEA表填写说明,12、严重度(S)定义:
潜在失效模式对客户影响后果的严重程度仅仅适用于后果严重度级别的降低只能通过修改设计来实现严重度(S)是对失效所引起的后果作出评分,愈严重愈高分;最高/低分是10分/1分。
(祥见附表),42,嚴重度(S)無警告的嚴重危害(10)可能危害機器或裝配操作者潛在失效模式嚴重影響系統安全運行或包含不符合政府法規,嚴重程度很高失效發生時無警告有警告的嚴重危害(9)可能危害機器或裝配操作者潛在失效模式嚴重影響系統安全運行或包含不符合政府法規,嚴重程度很高失效發生時有警告,43,嚴重度(S)(續)很高(8)生產線嚴重破壞,可能100%的產品需報廢,系統無法運行,喪失基本功能,顧客不滿意高(7)生產線破壞不嚴重,產品需篩選部分(低於100%)報廢,系統能夠運行,但性能下降,顧客不滿意,44,嚴重度(S)(續)中等(6)生產線破壞不嚴重,部分(低於100%)產品報廢(不篩選),系統能夠運行,但舒適性或方便性項目性能失效,顧客有些不滿意低(5)生產線破壞不嚴重,產品需要100%返工,系統能夠運行,但有些舒適性或方便性項目性能下降,顧客有些滿意,45,嚴重度(S)(續)很低(4)生產線破壞不嚴重,產品經篩選,部分(少於100%)需要返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,多數顧客發現有缺陷輕微(3)生產線破壞較輕,部分(少於100%)需要在生產線其他工位返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,有一半顧客發現有缺陷,46,嚴重度(S)(續)很輕微
(2)生產線破壞輕微,部分(少於100%)產品需要在生產線上原工位返工,裝配和塗裝等項目不符合要求,很少顧客發現有缺陷無
(1)沒有影響,47,48,13、分类产品特殊特性分级,如:
关键重要,設計FMEA表填写说明,49,失效的分类应根据失效原因、危害程度、失效程度与产生的频率加以分类,一般的分类原则如下:
失效类别分类原则1致命失效危及产品安全,可能导致人身伤亡,或引起重要总成报废,造成重大经济损失或对周围环境造成重大危害。
2严重失效影响产品安全,可能导致主要总成、零部件损坏或性能显著下降且不能用简易工具和备件在短时间(约30min)内修复。
3一般失效不影响产品安全,造成性能下降,但一般不会导致主要总成及零部件损坏,并可用简易工具和备件在短时间内(30min)修复。
4轻微失效一般不会导致性能下降,不需要更换零件,用简易工具在短时间(5min)内能轻易排除。
失效的分类,50,失效的判定,不同的产品,不同的使用状况,不同的失效模式,失效的判定很难统一规定。
例如:
齿轮出现蚀点,对精密仪器而言即为失效,但对重型机械,则不算失效,除非腐蚀到一定的程度。
51,14、潛在失效原因或机理-典型的失效原因:
規定的材料不對、設計壽命估計不對、應力過大、潤滑不足、維修保養指引不當、差的環境、計算錯誤典型的失效机理:
屈服、疲勞、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕,設計FMEA表填写说明,52,潜在失效起因/机理,1失效(次品)出现的原因(成因/起因)。
2每个失效模式的原因可能有几个。
3设计FMEA可以把过程控制不当作为失效原因,但过程FMEA不可以用设计不当作为原因。
4失效原因是5M1E出现问题。
5不能用工人工作出现失误作为原因。
6失效原因必须具体。
53,与制造、装配无关的原因,当制造与装配符合技术规范的情况下,发生了失效。
分析其潜在失效原因机理可以采用以下途径:
现有的类似产品的FMEA资料,应用失效链,找出直接原因,中间原因和最终原因应用因果图,从人、机、料、法、环等方面分析,应用排列图,相关分析,试验设计等方法,从可能的多因素原因中找出主要原因,应用失效树分析找出复杂系统的失效原因与机理,充分发挥小组的经验,采用头脑风暴法,对可能的原因进行归纳分析。
54,与制造/装配有关的原因,这里主要是指由于所拟定采用的制造/装配设计在技术上或操作者体力上的限制与难度,以及容易产生误操作而引起的潜在失效。
在产品设计的FMEA中对制造装配问题的考虑,可以归纳为:
1)误操作,2)技术与体力的限制,3)对变差的敏感性。
一个好的产品(或系统)设计,应考虑对制造中各种因素(或构成系统、总成的零件、元件)的变差的容忍性,不敏感性,也就是提高产品设计的健壮性.,55,15、頻度(O)失效原因或机理出現的可能性频度愈高,分数愈大,最高分数为10分,最低分为1分。
(祥见评价准则),可能性大吗,設計FMEA表填写说明,56,频度定义所称频度,是指某项失效之原因其发生之机率,该项目一经发生,将可能出现失效。
惟于估计频度时,需先假定产品于交货前,有关之失效均未被发现。
57,设计FMEA频度建议的评价准则,58,16、現行設計控制预防:
防止失效模式或效果的出現,或減少其出现率,例如,通过工程分析,使零件具备充分的合理的强度、刚度、寿命等;通过材料试验与分析,使材料具有良好的耐腐蚀性,通过实体仿真,模拟制造和装配过程,观察分析是否存在可能的失效等等。
通过试验设计等方法找出各种因素变差对系统变差的影响,从而找出防止失效的优化方案。
設計FMEA表填写说明,59,16、現行設計控制探测:
查出原因或机理,進而找到糾正措施,設計FMEA表填写说明,60,17、探測度(D)探测度(D)是找出失效原因的可能性。
可能性越高表示很容易找出,可能性愈低表示很难找出,愈难评分愈高,最高/低是10分/1分。
(祥见评价准则),設計FMEA表填写说明,61,设计FMEA探测度建议的评定准则,62,18、风险顺序数RPNRPN=(S)*(O)*(D)对RPN排序RPN数量越高风险越高不管RPN数值如何,严重度(S)高的项目应特别注意,設計FMEA表填写说明,63,风险顺序数RPN(Rish,PriorityNumber)=SODS:
sereritg(严重度)O:
occarrence(频度)D:
detection(不易探测度)RPN按由大到小排序重点解决RPN较大的原因,特别注意S大的,哪怕RPN并不大,也要采取措施。
RPN该多少无任何具体规定,建议:
红线:
RPN100黄线:
RPN64;绿线:
RPN64管理较先进的公司,RPN要控制在100以下.,64,19、建议措施采取措施的例子:
DOE试验设计、修改设计、修改试验计划、修改材料,优先采取行动,RPN高的项目关键项目,全面降低SOD,設計FMEA表填写说明,65,建议措施,1建议可能是-改变控制方法(此工序)-改变控制方法(上工序)-改变工具/夹具-改变过程参数等等2改变控制方法只可以减低(O)或/和(D),不能减低(S)3减低(S)只可以由改变设计或改变工序流程才可以实现4建议填写在FMEA表并以作业批示书确认,66,20、责任及目标完成日期谁负责实施措施责任何时完成期限,設計FMEA表填写说明,67,21、采取措施固化的措施-生效期限22、采取措施后的RPN重新计算RPN,設計FMEA表填写说明,68,设计FMEA跟进,所有推荐的措施是否得到實施?
進行了妥善的落实?
FMEA是一份動態的文件永遠体現最新的設計水平,69,设计FMEA跟进,跟进的方式:
保証設計要求已達到評審工程圖紙及規范确定与裝配或制造文件的相容性評審過程FMEAs及控制計划,70,过程FMEA工作步骤,71,何时进行过程FMEA,始于-可行性研究階段或之前啟動工裝设计生产前伴随过程开发考虑从个别零部件到装配所有制造运作包括工厂内所有能影响制造和装配运作的过程,包括采购、运输、检查、仓储、标识等,72,过程FMEA作用,确定过程失效模式-早期分析过程设计-强大的防错工具小组交换意见-工作平台协助开发新设备/机器,73,過程FMEA的开发着手点,从整个过程流程图的风险评估开始(建议由同一小组完成过程流程图、PFMEA、控制计划,确保持续性)确定与每项工序相关的产品和过程特性,74,其它工具和信息来源,DFMEA图纸和设计记录过程清单关系(特性)矩阵图内外部的不符合(过往的失效)过往质量记录(有助于指导确定SOD等级),75,PFMEA通过以下方式实现,识别和评价过程功能和要求识别和评价潜在产品和过程相关的失效模式以及潜在失效对过程和顾客造成的后果识别潜在制造或装配过程要因识别聚集于降低发生率和提高探测过程控制的变量确保纠正和预防措施和控制的优先体系的建立,76,过程FMEA的开发-表格,1编号填入FMEA文件编号,以便查询2项目填入所分析系统、子系统或零件的名称、编号,FMEA编号:
1页次:
of项目名称:
2过程责任部门:
3编制人:
4年型/车型:
5关键日期:
6FMEA日期(制订)7(修订)7核心小组:
8,77,3过程责任部门过程设计小组4编制人编制FMEA的工程师姓名/电话,FMEA编号:
1页次:
of项目名称:
2过程责任部门:
3编制人:
4年型/车型:
5关键日期:
6FMEA日期(制订)7(修订)7核心小组:
8,78,过程FMEA的开发-表格,5-车型年/车辆类型填入正在分析或影响的车型年及车辆类型6-关键日期填入PFMEA初始日期,不超过计划生产的日期以及顾客要求PPAP提交的日期(若顾客有要求提交时),FMEA编号:
1页次:
of项目名称:
2过程责任部门:
3编制人:
4年型/车型:
5关键日期:
6FMEA日期(制订)7(修订)7核心小组:
8,79,过程FMEA的开发-表格,7-FEMA日期FMEA原始稿完成日期以及最新更改日期8-核心小组列出PFMEA小组姓名,建议将详细信息列在另外的清单上,FMEA编号:
1页次:
of项目名称:
2过程责任部门:
3编制人:
4年型/车型:
5关键日期:
6FMEA日期(制订)7(修订)7核心小组:
8,80,过程FMEA的开发-表格,9-过程功能/要求描述被分析的过程或工序,过程中有不同失效模式的工序,单独列出。
(当要求多时可分栏)来源过程流程图(编号、顺序和术语应和过程流程图保持一致,以确保与其它文件如作业指导书、控制计划的可追溯性和联系),81,过程FMEA的开发-表格,10-潜在的失效模式潛在的可能发生的不能滿足过程要求或不能满足设计意图的形式,是对某具体工序不符合要求的描述。
-上游工序失效后果当前工序失效模式下游工序潜在失效模式的起因典型的失效模式:
弯曲、断裂、变形、粘合、毛刺、断路、短路搬運損坏、不正常的設置、其它。
82,过程FMEA的开发-表格,11-潜在失效后果失效模式对客户的影响依客户的观察或经历的情况来描述,如:
噪音、粗糙、操作反常、需要格外的力量、无动作、令人不快的气味、不稳定、操作受损、摇动、断续操作、外观不良、汽车控制受损,83,过程FMEA的开发-表格,11-潛在失效后果(继续)如果客戶為下游工序以工艺或工序性能的方式描述,如:
不能鎖緊无法打孔或攻絲无法安裝无法加工表面不配合不連接不配套損坏設備,84,过程FMEA的开发-表格,12-严重度(S)潜在失效模式对潜在对客户影响后果的严重程度仅适用于后果,降低严重度只能通过修改设计来实现(过程方法),当严重度为9和10,应通知负有设计责任的工程师,等级为1的失效模式不应再进一步分析,85,过程FMEA的开发-表格,12-严重度(S)AIAG推荐评价准则-见附表,86,87,过程FMEA的开发-表格,13-级别对过程特殊特性分类临界的关键的重要的显著的,88,过程FMEA的开发-表格,14-潛在失效原因或机理列出所有原因不明原因-DOE设计试验失效模式怎样发生的,89,过程FMEA的开发-表格,14-潜在失效的原因典型的失效原因:
扭矩不正常-過大、過小焊接不正常-電流、時間、壓力測量不准确熱處理不正常-時間、溫度浇口或通风不正常X-含糊不清的词语操作者失误-问题根本原因操作者末装密封圈,90,过程FMEA的开发-表格,15-頻度(O)特定的原因或机理將出現的頻率級別數着重在其含义,而不是具体的数,降低频度可通过修改过程和设计来实现(用统计技术来研究变异的来源,产生相应措施),91,过程FMEA的开发-表格,15-頻度(O)AIAG推荐表频度=1时6sigma水平,92,PFMEA频度建议的评价准则,93,过程FMEA的开发-表格,16-現行過程控制预防或探测控制(也可分两栏):
防止或減少失效模式及其出现率查出原因或机理,進而找到糾正措施查明失效模式,94,过程FMEA的开发-表格,16-現行過程控制先第一种控制形式然后第二种控制形式再第三种,95,过程FMEA的开发-表格,17-探測度(D)用现行的控制方式,失效模式容易发现吗AIAG推荐表推荐使用防错的方法,过程的变更会增加可探测性,而增加检验频率则不行,96,PFMEA探测度建议的评定准则,97,过程FMEA的开发-表格,18-风险顺序数(RPN)数值越高-风险越大严重度高应特别关注,98,过程FMEA的开发-表格,RPN该多少无任何具体规定,建议:
红线:
RPN100黄线:
RPN64;绿线:
RPN64管理较先进的公司,RPN要控制在100以下.,99,过程FMEA的开发-表格,采用统计分析的方法进行,100,过程FMEA的开发-表格,谁负责实施措施责任何时完成期限,101,过程FMEA的开发-表格,21-采取措施固化的措施-生效期限,102,过程FMEA的开发-表格,22-采取措施后的RPN重新计算RPN,103,过程FMEA跟进,所有推荐的措施是否得到實施?
進行了妥善的落实?
FMEA是一份動態的文件永遠体現最新的过程水平,104,
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