潜在失效模式与后果分析(FMEA)课件.ppt
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- 潜在 失效 模式 后果 分析 FMEA 课件
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1、潜在失效模式与后果分析(FMEA)2015年3月u事先我事先我所以没有。所以没有。事先我看了天气预报,所以没有被淋成落汤鸡;事先我给电脑安装了防火墙,所以没有被黑客入侵;事先我做了详细的工作计划与分析,所以保质保量完成了领导交办的工作;u有些事先是必需的!有些所以没有是可预期避免的!有些保质保有些事先是必需的!有些所以没有是可预期避免的!有些保质保量是顺理成章的!量是顺理成章的!u有效运用有效运用FMEA可强化事先预防!可强化事先预防!FMEA简介事后处理的费用法则$1$10$100$1000$10000$100000$1000000$10000000概念阶段计划阶段 设计阶段验证阶段生产制造
2、市场召回故障及事故的赔偿公司形象损失变更(修定)费用FMEA概述 设计失效模式及影响分析(DFMEA)1234过程失效模式及影响分析(PFMEA)FMEA与组织的持续改进 目录目录FMEA概述 设计失效模式及影响分析(DFMEA)1234过程失效模式及影响分析(PFMEA)FMEA与组织的持续改进 过渡页过渡页FMEA的起源与发展u50年代初期,美国Grumman公司第一次把FMEA思想用于一种战斗机的操纵系统的设计分析,取得较好效果,以后逐渐推广;u60年代中期用于美国航天工业(阿波罗计划);u1974年用于美国海军(1629号军标);u1985年IEC公布了FMEA标准:IEC812,这个
3、标准被我国等同采用为GB 7826-87:系统可靠性分析技术,失效模式和效应分析(FMEA)程序;u1993年,美国三大汽车公司编写了FMEA参考手册,2001年7月第三版;u1994年,美国汽车工程学会SAE发布了SAEJ1739-潜在失效模式及后果分析标准。FMEA的定义故障模式影响分析(Potential Failure Mode and Effects Analysis,简记为FMEA)是一种系统化的团队活动,用于:分析评估产品/过程的潜在故障模式及影响 对这些故障进行排序确定其优先等级 确定可以消除或减轻故障的措施FMFailure ModeAnalysisE AEffectFMEA
4、的定义uFMEA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分析,找出所有潜在的失效模式,并分析其可能的后果,从而预先采取必要的措施,以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动,并将全部过程形成文件;uFMEA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;故障模式预测故障的原因和影响解析评价问题的重要程度设计(工艺)改进FMEA的相关概念u失效:对象在给出的条件和规定期间内不能发挥被要求功能的情况:无功能部分功能或功能降级间歇功能非预期功能u潜在的失效模式:是指过程可能发生的不满足过程要求或设计意图的形式或问题点,是对某具体工序不符合要
5、求的描述。它可能是引起下一道工序的潜在失效模式,也可能是上一道工序失效模式的后果。u严重度(S):指一给定失效模式最严重的影响后果的级别,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设计更改或重新设计才能够实现。FMEA的相关概念u顾客:一般指“最终使用者”,但也可以是随后或下游的制造或装配工序,维修工序或政府法规。u“失效后果”:指失效模式对产品质量和顾客可能引发的不良影响,根据顾客可能注意到或经历的情况来描述失效后果,对最终使用者来说,失效的后果应一律用产品或系统的性能来阐述,如噪声、异味、不起作用等;u“失效的原因/机理”:指失效是怎么发生的,并依据可以纠正或控制的原则
6、来描述,针对每一个潜在的失效模式在尽可能广的范围内,列出每个可以想到的失效起因。如果起因对失效模式来说是唯一的,那么考虑过程就完成了。否则,还要在众多的起因中分析出根本原因,以便针对那些相关的因素采取纠正措施,典型的失效起因包括:焊接不正确、润滑不当、零件装错等;FMEA实施的要点u认真对待和付诸行动;u依靠集体协作,发挥和综合每个人的智慧;uFMEA是“事前的行为”,不是“事后的行为”;uFMEA是动态的,不能一劳永逸。FMEA的类别系统FMEA设计FMEA过程FMEA对象产品(系统)产品(零配件等)过程(实际操作)目的确保系统设计的完整性 评估确保设计的完整性.找出产品的故障形态及其对策确
7、保设备的完整性找出工程、材料、操作的故障形态及其对策实施阶段概念阶段计划阶段计划阶段设计阶段验证阶段工程设计阶段.至批量前.故障(不良)式 样预测对象系统;子系统 产品的构成要素.子系统间的交互作用工程作业;材料影响产品(系统)性能 产品性能 产品不良;后期工程故障模式功能丧失,整机故障现象停止;异常输出;无动作等尺寸不良;破损等共同点用表格整理 相对评价发生频度,影响度,检知度等并找出主要故障(不良)模式 筹划各种故障(不良)模式的对策.系统、设计、过程FMEA之间的关系故障模式影响原因问题问题的衍生后果问题的原因故障模式影响原因从系统FMEA中得到的问题原因从系统FMEA中得到的影响新的设
8、计故障模式的根本原因故障模式影响原因从设计FMEA中得到的问题的原因与设计FMEA的影响相同特定的过程故障模式的根本原因系统FMEA设计FMEA过程FMEA因此不必在设计FMEA中列出制造(过程)的故障模式FMEA在设计开发过程中位置1 策划2 产品设计和开发3 过程设计和开发4 产品和过程确认生产概念提出和批准项目批准样件试生产 投产计划和确定项目产品设计和开发验证过程设计和开发验证产品和过程确认反馈评定和纠正措施设计FMEA过程FMEAFMEA的两个阶段新的 更改的设计评价方框图设计FMEA过程FMEA过程产品 过程 特性过程流程图PFMEADFMEA设计FMEA和过程FMEA的联系u产品
9、设计的下一道工序是过程设计,产品设计应充分考虑可制造与可装配性,由于产品设计中没有适当考虑制造中技术与操作者体力的限制,可能造成失效模式的发生;u产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施;uPFMEA应将DFMEA作为重要的输入,对DFMEA中标明的特殊特性,也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。FMEA的管理原则设计或过程功能潜在失效模式潜在原因现有设计控制失效的潜在后果确定严重度确定频度确定不易探测度每一个设计或过程功能/模式,对“失效的结果”分析应能量化失效模式没有纠正导致的风险。FMEA的团队组成与作用u 设计部门:讨论对重要故障模式设计改善。u 技术部门:讨论对重要故障模式,发
10、生频度较高的故障模式的工程改善。u 生产部门:讨论对重要故障模式的重点管理方法。u 检查部门:讨论对重要故障模式的重点管理方法及对检知较难故障模式的检出方法。u 品质部门:讨论重要故障模式的市场对策。u 业务部门:讨论使顾客彻底了解使用时的使用条件,保全条件及注意事项的方法。FMEA的线路图 准备功能框图或过程流程图确认任务或活动用头脑风暴考虑所有可能的问题和忧虑确认失效模式和原因FMEA的开发步骤FMEA的输入步骤FMEA的分析步骤确认现行控制建立频度确认探测方法并建立探测度确认后果并建立严重度输入信息到FMEA表格完成FMEA分析使用排列图:根据需求选择需改进之处针对改进的目的完成FMEA
11、分析修订最初的FMEA是评定FMEA符合FMEA 目标吗?否FMEA的表格顺序识别风险顺序失效模式风险评估要素 严重度S(问题/后果对顾客的影响有多大)频度O(失效原因预计导致失效模式发生的频率)探测度D(当前控制措施对失效模式的探测能力)识别风险顺序u严重度严重度 S针对后果针对后果/问题:问题:严重度是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度评价;严重度对应的是“后果”;一般只有设计变更才能改变后果的严重度;严重度建立了失效模式与风险等级之间的联系,对高严重度的关注,起到引导资源作用;严重度分为1-10 级,对一个失效模式,选择后果最大计算RPN;对那些超出小组成员经验和知识的评级,(如当顾客
12、是装配厂或最终用户时),应向设计FMEA 人员、设计工程师和顾客咨询;当为内部顾客时,小组应听取下游作业人员的意见。识别风险顺序u频度频度 O针对后果针对后果/问题:问题:频度是指失效原因/机理预计发生的频率,分1到10级;预防措施可降低发生频度。识别风险顺序u探测度探测度 D:评估在零件离开制造现场前,现行控制方法对失效模式或失效起因得到发现的可能性;在做探测度评定时,假设失效模式已经发生;控制措施可考虑如下:检查和测试程序、不合格品控制程序、防错技术、统计过程控制、过程控制计划等;分为1 到10 级。更好的检验措施能提高失效模式的探测能力。识别风险顺序u风险顺序数(风险顺序数(RPN)的计
13、算方法是:的计算方法是:RPN=SmaxODminSmax 对应该失效模式对顾客最严重的失效后果,即最大的严重度;O该失效原因导致失效模式发生的频率;Dmin对应最好的探测措施,即最小的探测度;RPN 用于对失效模式风险等级排序;应采取措施降低RPN;不管RPN数值的大小,当失效模式的严重度数高时,就应特别引起重视;RPN 在1(1 X 1 X 1)到1000(10 X 10 X10)之间。FMEA概述 设计失效模式及影响分析(DFMEA)1234过程失效模式及影响分析(PFMEA)FMEA与组织的持续改进 过渡页过渡页D-FMEA 概要设计变更,修订确认 设 计 性能 程度 等可靠性 安全性
14、 等详细设计 中间设计 基本设计 图纸解析水平机能构造的展开故障模式构件子系统系统故障等级对策方案故障模式的原因把握故障模式的影响把握故障模式的影响把握重要度评价对策树立潜在的故障模式的预测草案FMEA设计设计FMEA何时进行设计何时进行设计FMEA?设计设计FMEA是是APQP(产品质量先期策划)产品质量先期策划)中中“产品设计和开发产品设计和开发”阶段的产物阶段的产物在分析了顾客要求和形成初始在分析了顾客要求和形成初始概念之后进行设计概念之后进行设计FMEA当还有时间修改设计时!当还有时间修改设计时!设计设计FMEA以下情况需进行设计以下情况需进行设计FMEA(或至少评审过去的(或至少评审
15、过去的DFMEA)是新的设计是新的设计在原设计基础上修改在原设计基础上修改应用条件或环境发生变化应用条件或环境发生变化顾客要求或希望发生变化顾客要求或希望发生变化竞争环境、业务环境或法律环境发生变化竞争环境、业务环境或法律环境发生变化有设计责任且需提交有设计责任且需提交PPAP(生产件批准程序)(生产件批准程序)发生实际失效发生实际失效设计设计FMEA设计控制的三种方法:设计控制的三种方法:防止起因防止起因/机理或失效模式机理或失效模式/后果的出现,或减少他们的出现频率(预防);后果的出现,或减少他们的出现频率(预防);查处起因查处起因/机理并导致找到纠正措施(探测);机理并导致找到纠正措施(
16、探测);查明失效模式(探测)。查明失效模式(探测)。设计设计FMEA框框图图开关开关C极板极板E+灯罩灯罩A灯泡灯泡总成总成D电池电池B弹簧弹簧F-1234455系统名称:系统名称:闪光灯闪光灯 连接方法:连接方法:1、不连接、不连接2、铆接、铆接3、螺纹连接、螺纹连接4、卡扣装接、卡扣装接5、压紧装接、压紧装接结构分析u剖析系统剖析系统/产品的结构组成产品的结构组成u分解成最简单及经济的单元分解成最简单及经济的单元系统 .子系统 .零部件u资料来源:资料来源:图纸.设计要求书.产品规范物料明细表结构分析 系统结构图 系统SystemSE 1SE 2SE 3SE 1.1SE 1.2SE 2.1
17、SE 2.2SE 2.3SE 3.2SE 2.2.1SE 2.2.2SE 3.1结构分析系统系统子系统子系统 /组件组件组件组件 例:桌上电脑的结构分析 设计设计FMEA表格表格采采取取的的措措施施现现行行设设计计控控制制级级别别项目项目功能功能责任责任目标目标完成完成日期日期建建议议措措施施风风险险顺顺序序数数不不易易探探测测度度数数(D)频频度度数数(O)严严重重度度数数(S)潜潜在在失失效效后后果果潜潜在在失失效效模模式式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:编号:页码:页码:第第 页页 共共 页页编制人:编制人:FMEA日期(编制):日期(编制
18、):(修订)(修订)设计责任:设计责任:关键日期:关键日期:系统系统子系统子系统 零部件:零部件:年型年型/车型:车型:主要参加人:主要参加人:175 9 10 11 12 13潜在潜在失效失效的起的起因因/机机理理14 15 16 17RPN 18 19 20措措 施施 结结 果果RPN不不易易探探测测度度数数(D)频频度度数数(O)严严重重度度数数(S)21 2223684表格说明表格说明1FMEA编号:编号:FMEA文件编号,以便查询、索引文件编号,以便查询、索引 2系统、子系统或零部件的名称及编号系统、子系统或零部件的名称及编号3设计责任:设计责任:整车厂、部门和小组整车厂、部门和小组
19、4编制人:编制人:负责负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所属部准备工作的工程师的姓名、电话和所属部门门5年型年型/车型:车型:设计所影响的预期的年型及车型设计所影响的预期的年型及车型867关键日期:关键日期:FMEA初次预定完成的日期,该日期不应超过计划的初次预定完成的日期,该日期不应超过计划的生生 产设计发布日期产设计发布日期FMEA日期:日期:编制编制FMEA原始稿的日期及最新修订日期原始稿的日期及最新修订日期主要参加人:主要参加人:有权确定和有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名或执行任务的责任部门和个人姓名表格说明表格说明9项目项目/功能:功能:填入被分析项目的名称和编号填
20、入被分析项目的名称和编号 注明被分析项目的注明被分析项目的所有功能所有功能及工作条件及工作条件 使用尽可能简明的文字描述,定义准确使用尽可能简明的文字描述,定义准确功能描述为:动词功能描述为:动词+宾语宾语+修饰词修饰词例如例如 使线芯绝缘使线芯绝缘 保证端子在插接件内位置正确保证端子在插接件内位置正确 防止管脚被压碎防止管脚被压碎10表格说明表格说明潜在失效模式:潜在失效模式:v 列出列出每一个每一个潜在失效模式。前提是这种失效潜在失效模式。前提是这种失效 可能发生,但不是一定发生。可能发生,但不是一定发生。v 指明工作环境指明工作环境v 考虑范围包括项目本身、低一级和高一级。考虑范围包括项
21、目本身、低一级和高一级。v 特殊环境条件下特殊环境条件下的失效模式也应当考虑。的失效模式也应当考虑。v 使用规范化的专业术语使用规范化的专业术语典型的失效模式如:断裂、变形、松动、泄露、腐蚀、短路等。典型的失效模式如:断裂、变形、松动、泄露、腐蚀、短路等。失效失效=未达到质量要求未达到质量要求无功能无功能功能不足功能不足功能过强功能过强常用的有两大类失效:类失效、类失效。类失效,指的是不能完成规定的功能,如:类失效,指的是不能完成规定的功能,如:突发型:断裂、开裂、碎裂、弯曲、塑性变形、失稳、短 路、断路、击穿、泄露、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
22、下降、渗漏、失去光泽、褪色等等。类失效,指的是产生了有害的非期望功能,如:类失效,指的是产生了有害的非期望功能,如:噪声、振动、电磁干扰、有害排放等等。10潜在失效模式:潜在失效模式:10潜在失效模式(示例):潜在失效模式(示例):项目项目功能功能要求要求失效模式失效模式盘式刹车系统按要求刹车(考虑环境条件如湿、干等)在干沥青路面上以规定的距离和力刹车车辆不能停止车辆超过规定的距离刹车用超过XX的力刹车在没有系统指令的情况下允许车辆无阻碍的运行在没有指令的情况下启动,车辆运动部分受阻在没有指令的情况下启动,车辆不能动刹车转子使力从刹车垫转到车轴上在车轴上产生规定的扭矩抗力扭矩抗力不足表格说明表
23、格说明11潜在失效后果:潜在失效后果:指失效模式对系统功能的影响,就如顾客感受的一样。指失效模式对系统功能的影响,就如顾客感受的一样。根据(内、外)顾客可能发现或经历的情况描述根据(内、外)顾客可能发现或经历的情况描述 失效后果失效后果(许多失效模式有不止一种后果)(许多失效模式有不止一种后果)明确说明是否会影响到明确说明是否会影响到安全性安全性或与或与法规法规不符不符 必须考虑系统、子系统和零部件之间存在的相互必须考虑系统、子系统和零部件之间存在的相互 影响作用影响作用(连锁反应)(连锁反应)表格说明表格说明12严重度数(严重度数(S)指潜在失效模式发生时对下序零件、子系指潜在失效模式发生时
24、对下序零件、子系统、统、系统或顾客影响的严重程度。系统或顾客影响的严重程度。严重度仅适用于严重度仅适用于后果后果严重度级别数值的减少只能严重度级别数值的减少只能通过通过修改设计修改设计来实现来实现可自定评分表可自定评分表推荐的DFMEA严重度评价准则后果评定准则:后果的严重度严重度无警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式,它是在没有任何失效预兆的情况下影响到行车安全或不符合政府的法规。10有警告的严重危害这是一种非常严重的失效形式,是在具有失效预兆的前提下所发生的,影响到行车安全和/或不符合政府的法规。9很高项目不能运行(丧失基本功能)8高项目可运行,但性能下降,顾客非常不满意7中等项目可运
25、行,但舒适性/方便性项目不能运行,顾客不满意6低项目可运行,但舒适性/方便性项目的性能下降,顾客有些不满意。5很低配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。大多数顾客(75%以上)能感觉到有缺陷。4轻微配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。50%的顾客能感觉到有缺陷。3很轻微配合和精加工/尖响和卡嗒响等项目不舒服。有辨识能力的顾客(25%以下)能感觉到缺陷。2无无可辨别的后果。113级别(重要程度)级别(重要程度)表格说明表格说明用于对零件、子系统或系统的产品特性分级用于对零件、子系统或系统的产品特性分级 (例如:关键、主要、重要和重点)用适当的字母或符号在用适当的字母或符号在DFMEA中注明
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