FMEA培訓專業(yè)知識講座

FMEA培訓資料Mar,20231第1頁本次課程目標通過本次學習，我們要掌握：什么是FMEA及其作用；如何開展FMEA活動。2第2頁目錄本次課程目標第一階段：FMEA概述第二階段：FMEA應(yīng)用第三階段：小組實戰(zhàn)演練第四階段：理論考試3第3頁FMEA概述概念簡述FMEA是“FailureModeandEffectAnalysis”縮寫，即“故障模式和影響分析”是一項事前預防分析伎倆。工程技術(shù)人員自設(shè)計籌劃階段開始，通過嚴密分析，列出及評定系統(tǒng)內(nèi)潛在失效模式和也許造成后果，使設(shè)計、組裝等作業(yè)時留意改善，通過各階段連續(xù)評定、分析及改善，使產(chǎn)品逐漸趨于最佳。4第4頁FMEA概述FMEA歷史及現(xiàn)狀20世紀50年代，美國格魯曼公司開發(fā)了FMEA，用于飛機制造業(yè)發(fā)動機故障防備，取得最佳成果。20世紀60年代美國航空及太空總署（NASA）實行阿波羅登月計劃時，在協(xié)議中明確要求實行FMEA。FMEA現(xiàn)已被廣泛利用于飛機制造、汽車制造等多種領(lǐng)域。硬盤制造商Seagate應(yīng)用FMEA也比較早。5第5頁FMEA概述FMEA分析對象產(chǎn)品；設(shè)備；制造過程；設(shè)備維護作業(yè)等。設(shè)計FMEA時，面臨客戶有：最后顧客服務(wù)人員生產(chǎn)與裝配人員等6第6頁FMEA概述FMEA作用當組成系統(tǒng)基本零件或構(gòu)件發(fā)生失效時，上層子系統(tǒng)或系統(tǒng)會受到影響。通過FMEA能夠分析出系統(tǒng)中可靠性、維護性、安全性等所受影響，并確定也許造成重大失效或損失零件或構(gòu)件。通過FMEA分析能夠確定故障原因，并通過采取對策來消除故障原因，減少故障影響。FMEA通過致命度和風險評定，將失效主要度加以量化，從而指明了改善優(yōu)先次序。根據(jù)FMEA分析成果，能夠比較容易地進行與品質(zhì)、可靠性、維護性、安全性等有關(guān)設(shè)計、制造或系統(tǒng)上改善，使目標系統(tǒng)有關(guān)品質(zhì)、技術(shù)參數(shù)和可靠性得到提升。7第7頁FMEA概述FMEA目標明確主要故障模式通過FMEA分析能夠確定對系統(tǒng)有重大影響故障模式，從而為改善提供了根據(jù)，并預防事故主發(fā)生。明確潛在故障或老化故障通過FMEA分析能夠幫助我們確定尚未發(fā)覺或未覺察潛在故障模式或老化、磨損、人為疏漏等。避免制造過程出現(xiàn)變更、延遲等所造成損失通過FMEA能夠提醒有關(guān)人員重新分析材料、零件、組成件，以確保系統(tǒng)可靠性，從而避免由于故障而引發(fā)制造過程延遲、變更等。8第8頁FMEA概述FMEA目標（續(xù)）明確品質(zhì)管理存在問題通過FMEA能夠確定品質(zhì)管理、檢查、制造階段也許問題點，F(xiàn)MEA成果可作為改善對象加入作業(yè)過程、測試過程、檢查標準等之中，從而有助于問題預防。指出維護性設(shè)計上問題點通過FMEA，能夠確定設(shè)備主要故障，并可據(jù)此確定是否需增加防錯裝置，同步可檢討其維護方式、保養(yǎng)周期等內(nèi)容。產(chǎn)品安全面應(yīng)用設(shè)備故障模式中常包括由于操作辦法錯誤或因保養(yǎng)操作不當、人為疏忽等所造成故障。利用FMEA辦法重新檢討操作說明書，能夠明確產(chǎn)品安全面問題點，為防備操作失誤取得第一手資料。設(shè)計評審：FMEA成果可作為設(shè)計評審輸入，以確定設(shè)計方面是否存在重大問題。9第9頁FMEA概述“系統(tǒng)”概念系統(tǒng)。系統(tǒng)是指具有所有功能并可達成要求任務(wù)產(chǎn)品，如汽車、輪船、飛機等能夠稱為機械系統(tǒng)：電腦、衛(wèi)星、移動電話等可稱為電子系統(tǒng)。子系統(tǒng)。子系統(tǒng)是系統(tǒng)組成部分，能達成系統(tǒng)部分功能，如汽車動力子系統(tǒng)、電腦顯示子系統(tǒng)等。組成件。組成件是組成子系統(tǒng)和系統(tǒng)單元，可分為功能件、組件和零件。功能件。功能件由零件組成，有獨立功能，如汽車電瓶、手機電池等。組件。組件是兩個以上零件組合品，如汽車輪胎上軸承。零件。零件是在非破壞條件下無法再分單品，如汽車上一種螺絲、墊片等。以上概念在FMEA分析中會常用到。10第10頁FMEA概述FMEA分析層次FMEA是一種確定系統(tǒng)或裝置等故障原因辦法，當組成系統(tǒng)子系統(tǒng)或組成件發(fā)生故障時，F(xiàn)MEA可用來分析該故障對系統(tǒng)造成影響，并確定造成重大影響組成件。確定分析層次對FMEA分析至關(guān)主要，下列圖表達了FMEA分析層次11第11頁FMEA概述FMEA表格組成FMEA是對組成件本身或組成件設(shè)計、制造、組裝、使用過程中故障模式（FailureMode）做影響分析（EffectsAnalysis）辦法，它通過FMEA表格進行分析。并無人強制要求標準FMEA表應(yīng)當是什么樣子，各個公司FMEA表也都有自已特點，但總體包括主要項目是同樣。通過FMEA表格如下：組成件功能故障模式故障原因故障影響檢查措施發(fā)生頻率風險度對策12第12頁FMEA概述上表中各項意義如下：組成件：即構(gòu)成產(chǎn)品（系統(tǒng)）最低層次，如零件、組件等。填寫“組成件”欄時，須確保各組成件層次相同，如第一種組成件為“車左門”，第二個組成件不能為“螺絲”，由于二者不層次不一樣。功能：構(gòu)成件功能。故障模式：構(gòu)成件故障現(xiàn)象、類別。故障原因：組成件發(fā)生故障原因可分二大類：一類為組成件本身固有特性發(fā)生變化：一類為外來原因造成。一般都有幾個原因，針對不一樣原因，能夠有不一樣發(fā)生頻度。故障影響：構(gòu)成件發(fā)生特定故障時，對上層子系統(tǒng)或系統(tǒng)所造成影響，可同步考慮故障對安全性、可靠性、環(huán)境等造成影響。13第13頁FMEA概述上表中各項意義如下（續(xù)）：

檢查辦法：目前所采取針對該故障檢查辦法。發(fā)生頻度：特定故障模式發(fā)生也許性及頻率。風險度：評估出特定故障模式發(fā)生頻度、影響程度和檢出辦法后所求得值。通過風險度評定能夠確定改善優(yōu)先次序。對策：針對特定故障模式所采取對應(yīng)措施。確定對策時需綜合考慮效果、所需成本、風險、時間等原因。對策措施也許包括方面有：（1）為減少特定故障模式發(fā)生頻度而采取對策。（2）為減少特定故障影響而采取對策。14第14頁FMEA概述何時需要進行FMEA分析標準上，F(xiàn)MEA辦法可用于任何階段可靠性分析和品質(zhì)管理改善，尤其適用于下列情況：為了縮短制造準備工作所需時間，消除反復性過程不良。新產(chǎn)品設(shè)計時，充足列舉也許問題點，為后續(xù)設(shè)計做好輔墊。在產(chǎn)品品質(zhì)計劃制定時。產(chǎn)品在客戶處多發(fā)缺陷/故障，而在我司末發(fā)覺時。15第15頁FMEA概述進行FMEA顯著特點：FMEA必須由團體進行，以確保其有效。通過集體智慧去處理問題。Team-work16第16頁FMEA概述設(shè)計開發(fā)階段FMEA表(DFMEA)在產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)階段實行FMEA目標是確定與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)可靠性與安全性等問題點，為了能確定主要故障模式，一般采取“致命度”評定而非“風險度”評定。1．“致命度”與“風險度”差異“致命度”與“風險度”是兩個不一樣概念?！帮L險度”包括了對故障檢出也許性評定，而“致命度”未包括對檢出可通用性評定。公式如下：致命度＝故障發(fā)生頻度X故障影響度風險度＝故障發(fā)生頻度X故障影響度X檢出也許性產(chǎn)品設(shè)計階段主要考慮故障發(fā)生頻度及其對系統(tǒng)、使用者和環(huán)境影響，檢出也許性更多在工藝設(shè)計時考慮，因而設(shè)計階段FMEA采取“致命度”來評價某種特定故障破壞力。17第17頁FMEA概述設(shè)計開發(fā)階段FMEA表2．設(shè)計階段FMEA應(yīng)用目標：（1）在新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，確定對品質(zhì)、可靠性、維護性、安全性和環(huán)境所造成問題特定故障模式。（2）通過預先指出問題點并檢討對策，可通過改善縮短開發(fā)周期，節(jié)省開發(fā)成本。（3）通過設(shè)計FMEA，能夠確定在產(chǎn)品制造、使用各階段與可靠性、安全性有關(guān)故障模式，方便有針對性地采取預防和維護措施。（4）通過設(shè)計FMEA，能夠確定影響產(chǎn)品壽命關(guān)鍵故障原因。（5）確定新增產(chǎn)品功能時也許出現(xiàn)主要故障及原因。（6）在設(shè)計系統(tǒng)可靠性測試計劃時，確定故障模式及原因。（7）設(shè)計評審時進行檢討和制定對應(yīng)改善對策。18第18頁FMEA概述設(shè)計開發(fā)階段FMEA表3．設(shè)計開發(fā)階段FMEA表格式例子：19第19頁FMEA概述制造過程FMEA表格制造過程FMEA一般用“風險度”指標來評定特定故障模式影響，由于制造階段要求雖然發(fā)生故障或缺陷，也應(yīng)有辦法檢出它，使之不致流至客戶處；或在客戶使用時，提供合適使用及維護操作指導。注意，在設(shè)計開發(fā)階段FMEA中，這個指標是由“致命度”來替代。1．制造過程FMEA應(yīng)用目標：（1）使新生產(chǎn)線能盡快穩(wěn)定生產(chǎn)，將也許問題盡也許所有消除掉，以提升品質(zhì)和效率。（2）利用現(xiàn)有生產(chǎn)線制造新產(chǎn)品時，使檢查工位設(shè)置趨于最佳。（3）縮短制造、加工時間。20第20頁FMEA概述（4）確定新設(shè)備、新工藝問題點，并給予消除。（5）確定需通過試驗設(shè)計深入確認制程和組成件。（6）提升生產(chǎn)、測試設(shè)備可靠性和效率。（7）避免作業(yè)員人為疏漏。2．制造過程FMEA表格式舉例說明如下：21第21頁課后作業(yè)理解“系統(tǒng)”有關(guān)概念。理解FMEA表中各項含義。22第22頁目錄本次課程目標第一階段：FMEA概述第二階段：FMEA應(yīng)用第三階段：小組實戰(zhàn)演練第四階段：理論考試23第23頁FMEA應(yīng)用FMEA分析步驟FMEA基本分析步驟如圖所示:確認分析對象制作可靠性方框圖列舉故障模式影響度分析致命度/風險度評定對策24第24頁FMEA應(yīng)用確認分析對象在進行FMEA分析時，對分析對象有全面而深入理解是十分必要:由于FMEA基礎(chǔ)是列舉故障模式，假如對分析對象缺乏系統(tǒng)、深入理解，列舉出故障模式要么漏洞百出，要么不倫不類，對改善并無多大幫助;例如讓一種從未見過筆記本電腦人列舉筆記本電腦使用中故障模式，一定列不全。另外，在確認分析對象也許故障模式時，需理解其工作條件、環(huán)境、負荷等情況，假如僅以最標準操作條件來確認分析對象也許故障模式，也許得到不完全成果;如影碟機設(shè)計人員在作設(shè)計FMEA分析時只考慮室溫下工作情況，而未考慮在極端溫度濕度環(huán)境下工作情況，也許設(shè)計出一臺沒有實用價值影碟機。25第25頁FMEA應(yīng)用確認分析對象為了使FMEA分析能真正發(fā)揮其應(yīng)有作用，分析人員在對分析對象實行FMEA分析前，可按下列各項對分析對象作一全面理解與思考:規(guī)格。即產(chǎn)品用途、規(guī)格參數(shù)、壽命、限制條件等。使用條件（1）環(huán)境條件。包括使用、保存、啟動、停機時溫度、濕度、噪音、射線、振動、壓力等。（2）使用條件。包括啟動和停頓次數(shù)、啟動時間，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間、操作步驟，操作者水準等。可靠性、維護性。包括利用率、可靠性、維護性、保養(yǎng)和操作人員技術(shù)水平等。維護計劃。包括定期保養(yǎng)、故障診斷、維護計劃、維護作業(yè)時間等。文獻和資料。包括系統(tǒng)圖、構(gòu)造圖、動作次序、操作指導書、故障排除等。類似系統(tǒng)調(diào)查。通過對功能、性能、用途、使用條件等方面相類似系統(tǒng)之特性、故障及對策調(diào)查，加深對該系統(tǒng)結(jié)識。法律上要求。產(chǎn)品使用、制造等過程中產(chǎn)生法律上限制26第26頁FMEA應(yīng)用小互動：如何確認分析對象？以臺式電腦為例27第27頁FMEA應(yīng)用制作可靠性方框圖在對分析對象系統(tǒng)有全面結(jié)識后，能夠進入正式FMEA分析階段，F(xiàn)MEA表分析首要欄是確定“組成件”，如下列圖所示。這里“組成件”是指組成系統(tǒng)單元，即功能件、組件和零件等，隨分析對象不一樣，“組成件”也許被“過程”/“工序”所替代。組成件層次在確定“組成件”時，為了不致引發(fā)混亂，要求各個“組成件”層次是相同，舉個例子，對筆記本電腦這一系統(tǒng)而言，“鍵盤”和“顯示屏”是同一層次組成件，“鍵盤”與“緊固螺絲”不是同一層次組成件。如何才能確保所確定組成件處于同一層次呢？可靠性方框圖能夠處理這一問題。組成件故障模式故障原因故障影響檢查措施發(fā)生頻率致命度/風險度對策首先確定組成件28第28頁FMEA應(yīng)用制作可靠性方框圖（流程圖）可靠性方框圖是將系統(tǒng)組成要素根據(jù)功能來逐層表達，從系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組成件、組件、零件各層來表達系統(tǒng)功能要素框圖。它能夠表達子系統(tǒng)或組成件在功能上關(guān)系，因而可確定組成件分析層次，利用可靠性方框圖也能夠追溯系統(tǒng)功能方面故障。可靠性方框圖制作辦法(1)在功能方塊中只寫入一種功能。(2)子系統(tǒng)或組成件功能方塊，盡可能放在相同分析層次上。(3)如單一功能方塊連續(xù)時，以串聯(lián)方式表達這些方塊。(4)如功能之間存在反復性時，以并聯(lián)式方式表達這些方塊。(5)確定分析層次，以可指明故障模式層次為主。29第29頁FMEA應(yīng)用制作可靠性方框圖（流程圖）系統(tǒng)可靠性方框圖例以波峰焊接過程為例，其可靠性方框圖如下列圖所示:功能分析層次原因30第30頁FMEA應(yīng)用小互動：如何制作可靠性方框圖（流程圖）？31第31頁FMEA應(yīng)用列舉故障模式故障模式是發(fā)生在組成件或子系統(tǒng)上故障狀態(tài)或故障現(xiàn)象，尤其是可感知現(xiàn)象或特性變化.可根據(jù)其特性分為機械故障類故障、電氣類故障、化學類故障等。在確認組成件處于同一層次后，列舉故障模式便成為至關(guān)主要一件事。故障模式處于FMEA表格第二欄，如下列圖所示：組成件故障模式故障原因故障影響檢查措施發(fā)生頻率致命度/風險度對策32第32頁FMEA應(yīng)用列舉故障模式在FMEA分析中，列舉故障模式精確完備是否，直接關(guān)系到分析成果精確度，進而影響到改善效果好壞；在初始階段就盡也許全面地列出各類故障模式對FMEA來說至關(guān)主要。33第33頁FMEA應(yīng)用故障模式列舉辦法在列舉故障模式時，有某些詳細技術(shù)和辦法可供參照，對常見辦法說明如下。腦力激蕩法能量流法能量流法尤其適用于系統(tǒng)工作時存在能量傳遞場所，以自行車為例，動力傳動一般模式為：踏板踏板支架中軸大鏈輪鏈條飛輪后軸后輪前輪通過能量流，能夠分析能量傳遞零件或組件，對這些零件故障種類而言列舉就相對容易，再補充上遺漏零件或組件即可。借鑒法技術(shù)資料審核從系統(tǒng)整個生命周期分析故障模式34第34頁FMEA應(yīng)用小互動：如何列舉故障模式？35第35頁FMEA應(yīng)用缺陷影響分析FMEA分析目標確定各類也許故障及其所產(chǎn)生影響，并最終通過改善伎倆消除這些故障及其影響。在確定了缺陷模式后，接下來需考慮缺陷影響。缺陷影響處于FMEA表格第三欄，如下列圖所示：36第36頁FMEA應(yīng)用缺陷影響分析故障影響范圍各類故障模式影響大小各不相同，故障模式影響范圍可歸類總結(jié)如下表：從表能夠看出，不一樣故障模式，其影響（即危害性）是不一樣。37第37頁FMEA應(yīng)用故障影響種類故障影響有大有小，千差萬別，但可歸類為下列幾條：1．功能、性能方面2．可靠性、維護性方面3．安全面4．經(jīng)濟性方面5．操作性方面6．修復性方面7．環(huán)境方面8．公共安全面9．廢棄方面38第38頁FMEA應(yīng)用故障影響分析時注意點（1）在影響分析時需考慮系統(tǒng)生命周期各個階段，如設(shè)計、制造、測試、運輸、調(diào)試、使用條件（如啟動、停頓、標準負載，滿載）等。（2）可利用可靠性方框圖來分析故障影響范圍。（3）必須考慮故障模式對公眾、環(huán)境等影響。（4）在特定故障模式對系統(tǒng)最后影響中，須考慮也許多類故障。（5）故障影響須是相對精確，不可捕風捉影，無限擴大。39第39頁FMEA應(yīng)用小互動：接著上一種互動，請列舉影響分析。40第40頁FMEA應(yīng)用故障致命度/風險度評定FMEA分析中，每種故障模式“破壞力”是通過致命度/風險度指標來評定，根據(jù)致命度/風險度數(shù)值大小，能夠確定各個故障模式主要度測序。故障致命度評定公式（常用于設(shè)計階段）致命度＝故障發(fā)生頻度X故障影響度＝故障發(fā)生頻度X（子系統(tǒng)影響＋系統(tǒng)影響＋安全性影響＋經(jīng)濟性影響＋環(huán)境影響）其中，故障發(fā)生頻度和故障影響度利用評分表來評定（如下表）。41第41頁FMEA應(yīng)用故障致命度/風險度評定故障發(fā)生頻度及故障影響度評定表制作注意點（針對故障致命度）：（1）在制作評定表時盡也許減少評定人員之間差異。（2）評定表中盡也許加入已有故障，以使分析人員有對比性、可操作性。（3）評定表可隨時修改，加入在實際分析中發(fā)覺問題或故障模式。42第42頁FMEA應(yīng)用故障致命度/風險度評定風險度表達為RPN(RiskPriorityNumber)，是與致命度相同一種評定故障“破壞力”指標，在某些階段FMEA中會用風險度指標來替代致命度指標，例如制造、生產(chǎn)階段。風險度指標公式如下：風險度(RPN)＝故障影響度(S)X發(fā)生頻度(O)X故障檢出也許性(D)43第43頁FMEA應(yīng)用故障致命度/風險度評定有關(guān)制造流程風險度評定標準請參照附件：44第44頁FMEA應(yīng)用對策檢討分析故障模式目標是采取對應(yīng)對策消除故障現(xiàn)象及故障原因，由于經(jīng)濟性考慮，對每個故障模式都采取對策也許不實現(xiàn)，因此按照致命度等級來進行對策，是比較經(jīng)濟可行做法。一般通過FMEA分析所確定故障模式及原因很多，針對多大范圍故障采取措施比較合適呢？一般應(yīng)針對致命度排在前10%-20%故障模式一般占致命度80%以上，屬于“關(guān)鍵少數(shù)”故障。對故障模式采取對策辦法一般有兩個：一種是不問原因，靠檢查伎倆檢出故障；另一種是消除故障原因，使故障屢次產(chǎn)生。相比之下，后一種對策效果更加好，成本更低。45第45頁FMEA應(yīng)用故障發(fā)生階段、發(fā)生原因和檢查辦法前面討論了FMEA基于項目組成件、故障模式、故障影響、致命度及對策，在實際進行FMEA分析時，為了分析愈加方便和可靠，在FMEA表格中能夠加入故障發(fā)生階段、發(fā)生原因和檢查辦法幾項，如下表所示：故障發(fā)生階段指是故障也許發(fā)生階段。故障發(fā)生原因：各類故障模式原因千差萬別，歸結(jié)起來可分二大類：一類為組成件本身固有特性發(fā)生變化：一類為外來原因造成，組成件故障模式故障發(fā)生階段故障原因故障影響檢查措施發(fā)生頻率致命度/風險度對策46第46頁FMEA應(yīng)用故障發(fā)生階段、發(fā)生原因和檢查辦法故障檢查辦法（也叫控制辦法）能否檢查發(fā)覺故障對消除故障影響十分主要，檢查辦法和檢查裝置如能在FMEA分析時給予檢討，將非常有利用故障防備。一般指是現(xiàn)行檢查辦法或控制辦法。包括預防措施、系統(tǒng)偵測等。47第47頁FMEA應(yīng)用小互動：如何分析故障原因？48第48頁總結(jié)--FMEA辦法實行重點在實行FMEA分時，針對各個項目有其實行重點，本節(jié)將對各項目標實行重點作簡要總結(jié)。1．組成件在填寫FMEA表組成件欄時，可采取可靠性方框圖使分析層次保持一致。2．故障模式通過腦力激蕩法、比較法、資料分析法、能量流法等辦法盡也許詳盡地羅列所有也許故障故障模式。3．故障影響故障影響分析可按自上而下方式進行。分析時不只考慮故障對系統(tǒng)本身影響，并且需考慮該故障模式對使用者安全、公眾生活、操作環(huán)境、使用環(huán)境、經(jīng)濟性綜合影響，在分析故障影響時可根據(jù)影響主要度對不一樣影響進行加權(quán)。4．致命度根椐需要選擇致命度或風險度作為故障破壞力評價指標，在評定致命度/風險度時，首先需確定故障發(fā)生概率、故障影響、故障檢出難度方面量化指標，該量化指標精度是致命度評定精確是否基礎(chǔ)。5．對策檢討對策時可從設(shè)計更改、材料更改、品質(zhì)控制、防錯、維護、保養(yǎng)方式變更等方面進行考慮。49第49頁故障模式、原因與影響關(guān)系故障模式（體現(xiàn)）、原因與其影響之間存在著緊密關(guān)系。三者之間互相作用圖如下：50第50頁辨別故障原因與故障模式辦法在進行FMEA分析時，常會遇到難于辨別故障原因情況，即找出了一種故障，不知其究竟是故障體現(xiàn)還是故障原因。這時可用兩種辦法來辨別。1．研究可靠性方框圖，確定分析層次在FMEA分析中，一種故障模式也許是上層系統(tǒng)故障原因，同步又是一層系統(tǒng)成果（即：對于上層系統(tǒng)而言它是原因，對于下層系統(tǒng)而言它是成果），也就是說伴隨觀測角度不一樣，故障性質(zhì)是不一樣。如計算機“電源電路不工作”是一種故障模式，對于上層系統(tǒng)“計算機”而言，它是造成“計算機無法開機”故障原因，同步又是下層系統(tǒng)“穩(wěn)壓模塊燒壞”成果。當分析層次完全