FEMA：潛在的失效模式及影響分析解析

潛在的失效模式及影響分析

〔FMEA第三版〕

編寫：Lifegame10/19/20231前言1986年1月28日美國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)在執(zhí)行51—L任務(wù)時(shí)，放射后一分鐘突然爆炸，一個(gè)女教師在內(nèi)的7名宇航員身亡。調(diào)查結(jié)果是一個(gè)價(jià)值幾美分的O型密封圈損壞而引起。2023年美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)，在返回途中爆炸。又一次7名宇航員身亡。2023年日本三菱公司帕捷洛—130在我國(guó)發(fā)生多起車毀人亡事故。均由于油管裂開，不得不召回。2023年德國(guó)奔馳面包車，由于油管堵塞，不得不召回。10/19/20232目的：

覺察、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)/過程中潛在的失效模式及影響;找到能夠避開或削減這些潛在失效發(fā)生的措施;書面總結(jié)上述過程。對(duì)設(shè)計(jì)/過程完善，確保顧客滿足。

10/19/20233進(jìn)展歷史：首次正式應(yīng)用FMEA技術(shù)是20世紀(jì)60年月中期航天工業(yè)的一項(xiàng)革新。形式：設(shè)計(jì)的潛在的失效模式及影響分析〔DFMEA〕;過程的潛在的失效模式及影響分析〔PFMEA〕.※對(duì)象：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程;過程設(shè)計(jì)過程.證明：航空航天工業(yè);汽車行業(yè).10/19/20234時(shí)機(jī)：

新設(shè)計(jì)、新技術(shù)或新過程；對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或過程的修改〔已有FMEA〕；將現(xiàn)有的設(shè)計(jì)或過程用于新的環(huán)境、場(chǎng)所或應(yīng)用〔已有FMEA〕。10/19/20235改版內(nèi)容嚴(yán)峻度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，頻度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，探測(cè)度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)做了調(diào)整。一些部份的描述及說明做了調(diào)整。10/19/20236FMEA的實(shí)施留意事項(xiàng)由于不斷追求產(chǎn)品質(zhì)量是一個(gè)企業(yè)不行推卸的責(zé)任，所以應(yīng)用FMEA技術(shù)來識(shí)別并消退潛在隱患有著舉足輕重的作用。對(duì)車輛回收的爭(zhēng)論結(jié)果說明，全面實(shí)施FMEA能夠避開許多大事的發(fā)生。雖然FMEA的預(yù)備工作中，每項(xiàng)職責(zé)都必須明確到個(gè)人，但是要完成FMEA還得依靠集體協(xié)作，必須綜合每個(gè)人的才智。例如，需要有設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后效勞、質(zhì)量及牢靠性等各方面的專業(yè)人才。10/19/20237FMEA的實(shí)施留意事項(xiàng)準(zhǔn)時(shí)性是成功實(shí)施FMEA的最重要因素之一，它是一個(gè)“事前的行為”，而不是“事后的行為”，為到達(dá)最正確效益，F(xiàn)MEA必須在設(shè)計(jì)或過程失效模式被無意納入設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前進(jìn)展。事前花時(shí)間很好地進(jìn)展綜合的FMEA分析，能夠簡(jiǎn)潔、低本錢地對(duì)產(chǎn)品或過程進(jìn)展修改，從而減輕事后修改的危機(jī)。FMEA能夠削減或消退因修改而帶來更大損失的時(shí)機(jī)。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用FMEA是一個(gè)相互作用的過程，永無止境。10/19/20238FMEA的實(shí)施留意事項(xiàng)不適合將一個(gè)小組的FMEA分?jǐn)?shù)和其他組的FMEA分?jǐn)?shù)進(jìn)展比較，由于即使用設(shè)計(jì)或過程是一樣的，但由于每個(gè)個(gè)的狀況不一樣所以打出來的分?jǐn)?shù)也會(huì)不一樣。對(duì)FMEA的文件比照FMEA的目標(biāo)來進(jìn)行評(píng)審(review)是被推舉的，包含治理評(píng)審。建立FMEA失效模式庫。10/19/20239現(xiàn)行預(yù)計(jì)的過程可能產(chǎn)生的失效模式分析分析對(duì)顧客或下工序的影響那些緣由可能造成這個(gè)失效模式實(shí)行可行的對(duì)策評(píng)審、驗(yàn)證并將更改參與到其它文件10/19/202310顧客的定義設(shè)計(jì)FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是更高一級(jí)工程師及負(fù)責(zé)生產(chǎn)、裝配和效勞活動(dòng)的工程師，或政府法規(guī)。過程FMEA中“顧客”的定義，一般是指“最終使用者”，但也可以是后序工序、修理工序或政府法規(guī)。10/19/202311下工序OEM使用者都是FMEA所要考慮的對(duì)象但最主要的是針對(duì)使用者可能產(chǎn)生的失效模式使用者下工序上工程設(shè)計(jì)過程10/19/202312小組責(zé)任工程師：產(chǎn)品工程師，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、效勞均生疏的人員擔(dān)當(dāng)；成員視狀況可包括〔但不限于〕裝配、制造、設(shè)計(jì)、分析/試驗(yàn)、牢靠性、材料、質(zhì)量、效勞和供方等參與。10/19/202313設(shè)計(jì)FMEA10/19/202314設(shè)計(jì)FMEA作用：

有助于對(duì)設(shè)計(jì)要求的評(píng)估及對(duì)設(shè)計(jì)方案的相互權(quán)衡。有助于對(duì)制造和裝配要求的最初設(shè)計(jì)。提高對(duì)系統(tǒng)和車輛運(yùn)行影響的可能。對(duì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)準(zhǔn)備和開發(fā)工程供給更多的信息。有助于建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先把握系統(tǒng)。為推舉降低風(fēng)險(xiǎn)的措施供給一個(gè)公開的爭(zhēng)論形式。為將來的分析爭(zhēng)論現(xiàn)場(chǎng)狀況，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計(jì)，供給參考?！?0/19/202315時(shí)間要求：

在一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前開頭。在產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)階段，發(fā)生更改或獲得更多的信息時(shí)，持續(xù)予以更新。在產(chǎn)品加工圖樣完工之前全部完成。10/19/202316考慮因素：與上一層部件的裝配關(guān)系；產(chǎn)品與零部件的裝配關(guān)系；特殊特性；材料/外協(xié)件/標(biāo)準(zhǔn)件；可修理性；回收；搬運(yùn)；可制造性〔可適當(dāng)考慮，此項(xiàng)主要在過程FMEA中考慮〕10/19/202317定義：潛在失效模式:指過程可能發(fā)生的不滿足過程要求或設(shè)計(jì)意圖的形式,是對(duì)某具體工序不符合要求的描述.潛在失效影響:指失效模式對(duì)顧客的影響(顧客可以是下一道工序,后續(xù)工序或工位、代理商).嚴(yán)峻度(S):潛在失效模式對(duì)顧客的影響影響的嚴(yán)峻程度的評(píng)價(jià)指標(biāo).頻度(O):指具體的失效起因/機(jī)理在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)發(fā)生的頻率.探測(cè)度(D):用現(xiàn)行把握方法找出失效模式可能發(fā)生的概率.10/19/202318定義：

風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)RPN=S×O×D風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)〔RPN〕規(guī)定：一般工廠應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。10/19/202319嚴(yán)峻度(S)推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表10/19/202320關(guān)于嚴(yán)峻度〔S〕說明：嚴(yán)峻度〔S〕一般不變。嚴(yán)峻度〔S〕≥8以上，無論RPN大小如何。應(yīng)引起關(guān)切。嚴(yán)峻度為1時(shí)，不應(yīng)進(jìn)展進(jìn)一步分析。10/19/202321發(fā)生頻度〔O〕推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表：10/19/202322探測(cè)度〔D〕推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表10/19/202323對(duì)FMEA的幾點(diǎn)要求：

FMEA只要寫作業(yè)指導(dǎo)書，不用寫程序。對(duì)部件進(jìn)展“FMEA框圖/環(huán)境極限條件”分析.〔附錄A〕通過工程小組〔多功能小組〕作FMEA。DFMEA是動(dòng)態(tài)文件，在產(chǎn)品加工圖樣完成前全部完畢。跟蹤：用“FMEA檢查表”檢查DFMEA的結(jié)果。DFMEA不是靠過程把握來抑制潛在的缺陷，但要考慮過程中力氣的限制，如：必要的拔?！残倍取?；要求的外表處理；裝配空間/工具可接近；要求的鋼材硬度；過程力氣?！?0/19/202324DFMEA框圖/環(huán)境極限條件〔1〕

系統(tǒng)名稱：車型年：FMEA識(shí)別名：工作環(huán)境極限條件：1．溫度：2．濕度：3．外部材料：4．可燃性〔靠近的熱源是什么？〕：5．抗腐蝕性：6．沖擊：7．振動(dòng)：8．其他：9.設(shè)計(jì)框圖例子10/19/202325DFMEA框圖/環(huán)境極限條件〔2〕

2341455開關(guān)開/關(guān)C燈罩A燈泡總成D＋極板E

電池B－極板F連接方法：不連接〔滑動(dòng)協(xié)作〕鉚接螺紋連接卡扣裝接壓緊裝置設(shè)計(jì)框圖實(shí)例10/19/202326

附表的幾點(diǎn)說明〔1〕

關(guān)鍵日期：DFMEA——在制造樣件以前完成。設(shè)計(jì)責(zé)任：整車廠(OEM)、部門和小組，還包括供方名稱。工程/功能：工程的名稱和編號(hào)。假設(shè)一個(gè)工程有多種功能，有不同的失效模式，應(yīng)把全部的功能都單獨(dú)列出。設(shè)計(jì)潛在失效模式：要留意針對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)、強(qiáng)度、剛度、試驗(yàn)〔振動(dòng)、破壞、裂紋、變形、松動(dòng)、泄漏、粘結(jié)、防腐、電路〔電器〕、氧化、斷裂…〕、設(shè)計(jì)工裝……“設(shè)計(jì)潛在失效影響”應(yīng)依據(jù)可能覺察或經(jīng)受的狀況描述?！补こ绦〗M發(fā)揮集體才智〕分級(jí)〔重要程度〕：關(guān)鍵、重要、一般。潛在失效的起因/機(jī)理：設(shè)計(jì)薄弱局部的跡象，要盡可能的范圍廣：典型的失效起因：材料不對(duì)、設(shè)計(jì)壽命估量不當(dāng)、應(yīng)力過大、潤(rùn)滑缺乏、修理保養(yǎng)不夠、計(jì)算錯(cuò)誤…典型的失效機(jī)理：屈服、疲乏、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損、腐蝕…10/19/202327FMEA編號(hào)：填入fmea文件編號(hào),以便可以追蹤使用。制成fmea表編號(hào)如下:編號(hào)XXXX–XXXXXXXX-XX年月代號(hào)

(如：0406；04年6月)零件代號(hào)版本號(hào)10/19/202328項(xiàng)目填入將被分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零件名稱和編號(hào)；10/19/202329設(shè)計(jì)責(zé)任填入整車廠(OEM)、部門和小組,假設(shè)知道也包括供給商名稱整車廠GM(通用汽車)FORD(福特汽車)BENZ-CHRYSLER(奔馳─克萊斯勒)VW(群眾汽車)TOYOTA(豐田)10/19/202330編制者填入負(fù)責(zé)編制FMEA工作的工程師姓名、及所在公司名稱。姓名：XXX部門：XXX：XXX公司名稱：XXX10/19/202331車型年/工程填入所分析的設(shè)計(jì)將要應(yīng)用和/或影響的車型年/工程(假設(shè)的話)。什么牌子什么車型什知年份10/19/202332關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過生產(chǎn)設(shè)計(jì)公布日期。備注：在此例的供給商，初始FMEA的最終完成日必須不超過產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成日期。關(guān)鍵日期產(chǎn)品圖紙公布日期10/19/202333FMEA日期填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期。第一版其次版第三版原始稿日期最新修訂日期10/19/202334核心小組:列出有權(quán)限參與或執(zhí)行這項(xiàng)工作負(fù)責(zé)人姓名和單位(建義將全部小組成員名字、單位、號(hào)碼、地址等另行列表)。10/19/202335工程/功能填入被分析工程的名稱和其它相關(guān)信息。用完可能簡(jiǎn)明的文字來說明被分析工程滿足設(shè)計(jì)意圖的功能,如:溫度、濕度、壓力、壽命、外觀、尺寸、功能、性能、牢靠性等；如該工程有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把全部的功能單獨(dú)列出。

10/19/202336潛在失效模式所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會(huì)未到達(dá)或不能實(shí)現(xiàn)工程/功能欄中所描述的預(yù)期功能的狀況。對(duì)于特定的工程及其功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：裂紋、變形、松動(dòng)、泄漏、粘結(jié)、氧化、斷裂、不傳輸扭矩、打滑、無支撐、支撐缺乏、剛性嚙合、脫離太快、信號(hào)缺乏、信號(hào)連續(xù)、無信號(hào)等。10/19/202337失效模式：盡可能的思考，在這臺(tái)汽車上會(huì)出現(xiàn)那些的故障呢？沒有剎車、空調(diào)不冷、照明不亮等等。10/19/202338潛在失效的影響潛在失效影響定義為顧客受到的失效模式對(duì)功能的影響。描述時(shí)應(yīng)盡可能從零件到部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)。典型的失效影響可能是；噪音、粗糙、工作不正常、不起作用、外觀不良、異味、不穩(wěn)定、工作減弱、運(yùn)行間歇、熱衰變、泄漏、不符合法規(guī)。10/19/202339嚴(yán)峻度嚴(yán)峻度是給失效模式最嚴(yán)峻的影響影響的級(jí)別；嚴(yán)峻度數(shù)值只有通過轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)；嚴(yán)峻度的評(píng)定準(zhǔn)則見下表；嚴(yán)峻度為9、10時(shí)應(yīng)制訂措施；嚴(yán)峻度為1時(shí)不應(yīng)進(jìn)展后序分析。10/19/202340嚴(yán)峻度(S)推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表10/19/202341級(jí)別：對(duì)需要附加過程把握的零件或子系統(tǒng)的特殊過程特性進(jìn)展分級(jí)(如關(guān)鍵、主要、重要、重點(diǎn)等),假設(shè)確定了級(jí)別應(yīng)通知設(shè)計(jì)工程師檢查文件標(biāo)識(shí).特殊特性標(biāo)識(shí)〔顧客規(guī)定的標(biāo)識(shí)或組織自定標(biāo)識(shí)〕。10/19/202342失效的潛在起因/機(jī)理所謂失效的潛在起因是指設(shè)計(jì)薄弱局部的跡象，其結(jié)果就是失效模式。盡可能列出每一失效模式的每一個(gè)潛在的起因/機(jī)理?？赡苁?；規(guī)定的材料不正確、設(shè)計(jì)壽命設(shè)想缺乏等。10/19/202343頻度〔O〕頻度是指某一特定的起因/機(jī)理在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)消逝的可能性?？梢罁?jù)下表確定頻度值?？蓞⒄誇MEA庫判定頻度值。應(yīng)考慮修理的閱歷；零件變化狀況；用途變化狀況；環(huán)境變化狀況。10/19/202344頻度〔O〕推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表：10/19/202345Ppk換算10/19/202346現(xiàn)行設(shè)計(jì)把握列出已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證或其它活動(dòng)，并且確保設(shè)計(jì)對(duì)于所考慮的失效模式和/或起因/機(jī)理是足夠的。措施可能是設(shè)計(jì)評(píng)審、失效與安全設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)爭(zhēng)論、臺(tái)架/試驗(yàn)室試驗(yàn)、可性行評(píng)審、樣件試驗(yàn)、道路試驗(yàn)、車隊(duì)試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬等。設(shè)計(jì)把握分為兩類：設(shè)計(jì)把握預(yù)防、設(shè)計(jì)把握探測(cè)。10/19/202347探測(cè)度探測(cè)度是與設(shè)計(jì)把握中所列的最正確探測(cè)把握相關(guān)聯(lián)的定級(jí)數(shù)探測(cè)度數(shù)值確定見下表10/19/202348探測(cè)度〔D〕推舉評(píng)價(jià)準(zhǔn)則表10/19/202349風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)是嚴(yán)峻度數(shù)(S)、頻度數(shù)(O)和探測(cè)數(shù)(D)的乘積，見公式。

RPN=(S)×(O)×(D)風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)作為(S)×(O)×(D)的積，是對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)性的度量。風(fēng)險(xiǎn)挨次數(shù)應(yīng)當(dāng)用于對(duì)過程中那些擔(dān)憂事項(xiàng)進(jìn)展排序。RPN取值在1-1000之間。。一般工廠應(yīng)規(guī)定RPN=80或100要制定改進(jìn)措施。安全件應(yīng)規(guī)定RPN=60要制定改進(jìn)措施。10/19/202350建議的措施應(yīng)首先對(duì)高嚴(yán)峻度高RPN值的工程實(shí)行措施；挨次一般為；嚴(yán)峻度為9和10的工程，RPN值大的工程；實(shí)行措施應(yīng)先考慮嚴(yán)峻度，其次頻度，再次探測(cè)度；可能的方法有：修改設(shè)計(jì)幾何尺寸/公差、修改材料標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、修改試驗(yàn)準(zhǔn)備。10/19/202351建議措施的責(zé)任填入每一項(xiàng)建議措施的責(zé)任組織的名稱和個(gè)人的姓名以及目標(biāo)完成日期實(shí)行的措施在措施實(shí)施之后，填入實(shí)際措施的簡(jiǎn)要說明以及生效日期。10/19/202352措施的結(jié)果記錄實(shí)行措施的后的RPN值；評(píng)審定級(jí)數(shù)值；評(píng)價(jià)進(jìn)一步實(shí)行措施的必要性；10/19/202353跟蹤措施保證設(shè)計(jì)要求得到實(shí)現(xiàn)；評(píng)審工程圖樣和標(biāo)準(zhǔn)；確認(rèn)這些已反映在裝配/生產(chǎn)文件之中；評(píng)審過程FMEA和把握準(zhǔn)備。10/19/202354過程FMEA

10/19/202355PFMEA作用：

確定與產(chǎn)品相關(guān)的過程潛在失效模式；評(píng)價(jià)失效對(duì)顧客的潛在影響;確定過程時(shí)失效的緣由，確定削減失效發(fā)生或找出失效的條件的過程變量；編制潛在失效模式分級(jí)表，然后建立訂正措施優(yōu)選體系;將制造或裝配過程的結(jié)果編制成文件.10/19/202356關(guān)鍵日期填入初次FMEA預(yù)定完成的日期，該日期不應(yīng)超過準(zhǔn)備的投入生產(chǎn)日期。備注：在此例的供給商，初始FMEA的最終完成日必須不超過PPAP提交日期。關(guān)鍵日期PPAP提交日期10/19/202357過程功能/要求填入被分析過程的名稱和工序的簡(jiǎn)要說明。用完可能簡(jiǎn)明的文字來說明被分析過程或工序的目的；如該過程有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把全部的功能單獨(dú)列出。

10/19/202358潛在失效模式所謂潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)有可能會(huì)未到達(dá)或不能實(shí)現(xiàn)過程/功能欄中所描述的過程功能或設(shè)計(jì)意圖的狀況。對(duì)于特定的過程及其功能，列出每一個(gè)潛在的失效模式。要考慮非正常使用條件下的失效模式。典型的失效模式如：彎曲、毛刺、孔錯(cuò)位、斷裂、開孔太深、漏開孔、變形、開路、貼錯(cuò)標(biāo)簽等。10/19/20235