設計失效分析dfmea經(jīng)典案例剖析

1、DFMEA理論與實戰(zhàn),——六步搞定DFMEA表格,綱要 一：重大質(zhì)量問題實例二：DFMEA的重大作用三：DFMEA基本概念相關四：DFMEA表格標準格式五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)六：趣例分享七：豆?jié){機常見失效點分組討論并作DFMEA練習,,一：重大質(zhì)量問題實例,一：重大質(zhì)量問題實例,這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部

2、分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文,如果DFMEA得到有效應用與執(zhí)行：——這些問題都不會發(fā)生或者大部分都不會發(fā)生！,,二：DFMEA的重大作用,二：DFMEA的重大作用,1、 FMEA 是 一種統(tǒng)計工具： * 控制工具： 設計控制 / 生產(chǎn)控制 / 過程控制； * 風險性分析工具； * 管理工具：

3、 識別和評估潛在的失效模式及其影響； 確定能夠消除或減少潛在的失效發(fā)生的改善措施。,二：DFMEA的重大作用,2、FMEA 可幫助我們量化確認： * 哪一種失效會發(fā)生？ Failure mode * 發(fā)生后會造成什么影響？ Effect * 其影響的嚴重性有多大？ Severity * 是哪一種原因?qū)е率В?Cause * 失效發(fā)生概率？

4、 Occurrence * 當前設計控制方法？ Current Design Control Plan * 檢測失效的能力？ Detection * 風險優(yōu)先指數(shù)？ Risk Priority Number (RPN) * 改善方案？ Recommen

5、ded action,FMEA是一種用來評估系統(tǒng)、設計、過程或服務等所有可能會發(fā)生的故障的方法，所以，推行它的理由往往有：產(chǎn)品責任法的要求－－－誰對產(chǎn)品的缺陷而造成的損害負責？ISO/TS 16949 等質(zhì)量體系的要求提高產(chǎn)品或服務的質(zhì)量、可靠性和安全性提高企業(yè)的形象和競爭力減少產(chǎn)品的開發(fā)時間和成本協(xié)助對新的生產(chǎn)和組裝過程進行分析確定和預防故障加強通過團隊合作解決問題的文化形成企業(yè)內(nèi)持續(xù)改進文化的有

6、力工具,3.推行DFMEA的理由,,三：DFMEA基本概念相關,20世紀 60年代，美國宇航界首次研究開發(fā) FMEA；1974年，美國海軍建立第一個 FMEA 標準；1976年，美國國防部首次采用 FMEA 標準；70年代后期，美國汽車工業(yè)開始運用 FMEA；80年代中期，美國汽車工業(yè)將 FMEA 運用于生產(chǎn)過程中；90年代，美國汽車工業(yè)將 FMEA 納入 QS9000 標準；在 TQS9000體系中，是4.20統(tǒng)計技術這個要

7、素中的首要審核項目09年8月，三合一外審正式提出對九陽的“DFMEA”應用要求，對我們目前的FMEA狀況較為不滿；以后可能會作為一個主要內(nèi)容進行審核。,三：DFMEA基本概念相關－FMEA 的開發(fā)與發(fā)展,DFMEA 設計失效模式及后果分析PFMEA 過程失效模式及后果分析SFMEA 服務失效模式及后果分析AFMEA 應用失效模式及后果分析PFMEA 采購失效模式及后果分析SFMEA 子系統(tǒng)失效模式及后

8、果分析MFMEA 機器失效模式及后果分析,三：DFMEA基本概念相關——FMEA的類型,三：DFMEA基本概念相關——定義,DFMEADesign Failure Mode Effect Analysis： 設計失效模式及后果分析失效模式: 指設計（制造）過程無法達到預定或規(guī)定的要求所表現(xiàn)出的特征；如：壞品、不良設備狀況等;后果: 指失效模式對客戶(包括下工序)所造成的影響;,三：DFMEA基本概念相關—

9、—定義,這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文,FMEA 是一種用來確認風險的分析方法，它包含：確認潛在的失效模式并評價其產(chǎn)生的效應；確認失效模式對客戶所產(chǎn)生的影響；確認潛在的產(chǎn)品/過程失效原因；確認現(xiàn)有控制產(chǎn)品/過程失效的方法；確定排除或降低

10、失效改善方案；設計之前預先進行風險分析，確保設計水平。,,四：DFMEA表格標準格式,四：DFMEA標準格式,這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文內(nèi)容部分，這里是正文,,五：DFMEA應用與制作實戰(zhàn),DFMEA一般制作流程：,1．DFMEA的準備工作,a)成立小組（一般

11、以3～4人）可作為多方論證小組中的子組b)資料準備：QFD設計要求可靠性、質(zhì)量目標明確產(chǎn)品的使用環(huán)境類似產(chǎn)品的FMA/FTA資料工程標準特殊特性明細表c)各系統(tǒng)、子系統(tǒng)、各部門邏輯影響關系,明確功能（預期功能） 考慮非預期功能,失效模式是針對功能而言: Ⅰ型失效模式：不能完成規(guī)定的功能 Ⅱ型失效模式：產(chǎn)生了非預期的、有害的 考慮后果：站在用戶將來使用產(chǎn)品的立場: 2.嚴重度分級： a) 確

12、定級別要根據(jù)經(jīng)驗、要小組討論，大家形成共識. b) 對整車的影響，假設零件（分析）裝入整體運行 c) 可依FMEA手冊參考制作自己的FMEA中嚴重度分級，但要遵守大原則：CC（關鍵性特性） 9－10級SC(重要特性) 5－8級 5級以上均要措施對策，5級以下可以考慮。,2．制作DFMEA,,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第1步,——填寫表頭,注意時間是隨時更新的！,五：DFMEA應用與表

13、格制作實戰(zhàn)第2步,——尋找失效點,?確定設計項目/功能?指明潛在失效模式?識別潛在失效的后果?計算后果的嚴重度數(shù)?弄清任何特殊的產(chǎn)品特性,1,2,3,4,5,填入被分析項目的名稱和編號。利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平。在最初發(fā)布之前，應使用試驗性編號用盡可能簡明的方字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能，包括該系統(tǒng)運行的環(huán)境信息（如說明溫度、壓力、濕度范圍）。如果該項目有多種功能，且有不同的失效模式，應把所有

14、功能單獨列出,1,——找失效點之1－確定分析項,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,什么叫失效？,——找失效點之2－失效模式,失效的定義 在失效分析中，首先要明確產(chǎn)品的失效是什么，否則產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析和可靠度評估結(jié)果將不一樣，一般而言，失效是指： a)在規(guī)定條件下（環(huán)境、操作、時間）不能完成既定功能。 b)在規(guī)定條件下，產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的 上下限之間。 c)產(chǎn)品在工作范圍內(nèi)，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現(xiàn)象。

15、,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,是指系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件有可能未達到設計意圖的形式。它可能引起更高一級子系統(tǒng)、系統(tǒng)的潛在失效，也可能是它低一級的零部件潛在失效的影響后果。對一個特定項目及其功能，列出每個潛在失效模式。前提是這種失效可能發(fā)生，但不是一定發(fā)生。可以將以往運行不良的研究、問題報告以及小組的集思廣益的評審作為出發(fā)點。只可能在特定的運行環(huán)境條件下（如熱、冷、干燥、灰塵等）以及特定的使用條件下（如超過平均里程、不平

16、的路段、僅在城市行駛等）發(fā)生的潛在失效模式也應當考慮。（考慮這個例子中的失效模式描述是否妥當？）,2,——找失效點之2－失效模式,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,就是失效模式對系統(tǒng)功能的影響，就如顧客感受的一樣。?要根據(jù)顧客可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況來描述失效的后果，要記住顧客可能是內(nèi)部的顧客，也能是外部最終的顧客。要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或與法規(guī)不符。失效的后果必須依據(jù)分析的具體系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件來說明。還應記住不

17、同級別系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零件之間還存在著系統(tǒng)層次上的關系。比如，一個零件的斷裂可能引起總成的振動，從而導致系統(tǒng)間歇性的運行。這種間歇性的運動會引起性能下降，最終導致顧客的不滿。因此就需要集體的智能盡可能預見失效的后果。?典型的失效后果可能是但不限于下列情況：噪聲、工作不正常、不良外觀、不穩(wěn)定、間歇性工作、粗糙、不起作用、異味、工作減弱等。（本例中描述妥當與否討論？）,3,——找失效點之3－失效后果,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2

18、步,嚴重度是潛在失效模式發(fā)生時對下序零件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)或顧客影響后果的嚴重程度的評價指標。嚴重度僅適用于后果。要減少失效的嚴重度級別數(shù)值，只能通過修改設計來實現(xiàn)，嚴重度的評估分為1到10級，詳見下頁。,4,——找失效點之4－嚴重度,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,——DFMEA嚴重度（S）評價準則,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,級別（重要程度）?本欄目可用于對零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)的產(chǎn)品特性分級（如關鍵、主要、重要、重點

19、等），它們可能需要附加的過程控制。?任何需要特殊過程控制的對象應用適當?shù)淖帜富蚍栐谠O計FMEA表格中的“分級”欄中注明，并應“建議措施”欄中記錄。?每一個在設計FMEA中標明有特殊過程控制要求的對象在過程FMEA當中也應標明那些特殊的過程控制。嚴重度分級： a) 確定級別要根據(jù)經(jīng)驗、要小組討論，大家形成共識. b) 對整車的影響，假設零件（分析）裝入整體運行 c) 可依FMEA手冊參考制作自己的FMEA中嚴重度

20、分級，但要遵守大原則：CC（關鍵性特性）9－10級SC(重要特性) 5－8級 （5級以上均要措施對策，5級以下可以考慮。）,5,——找失效點之5－重要程度分級,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第2步,?所謂潛在失效原因是指一個設計薄弱部分的跡象，其作用結(jié)果就是失效模式。在盡可能廣的范圍內(nèi)，列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和/或機理。盡可能簡明扼要、完整地將起因/機理列出來，使得對相應的起因能采取適當?shù)?/p>

21、糾正措施。?典型的失效起因可能包括但不限于下列情況：規(guī)定的材料不對、設計壽命估計不當、應力過大、潤滑不足、維修保養(yǎng)說明不當、環(huán)境保護不夠、計算錯誤。?典型的失效機理可能包括但不限于：屈服、疲勞、材料不穩(wěn)定性、蠕變、磨損和腐蝕。,——失效原因及發(fā)生的可能性（頻度O）,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第3步,——失效原因及可能性（頻度O）,頻度（O）頻度是指某一特定失效起因或機理（已列于前欄目中）出現(xiàn)的可能性。描述頻度級別數(shù)著重在

22、其含義而不是具體的數(shù)。通過設計更改來消除或控制一個或更多的失效因或機理出現(xiàn)頻度數(shù)的唯一途徑。潛在失效起因/機理出現(xiàn)頻度的評估分為1到10級，在確定這個估計值時，需要考慮下列問題：類似零部件或子系統(tǒng)的維修檔案及維修服務經(jīng)驗？零部件是否為以前使用的的零部件或子系統(tǒng)、還是與其相似？相對先前水平的零部件或子系統(tǒng)所作的變化有多顯著？零部件是否與原來的有根本不同？零部件是否是全新的？零部件的用途有無變化？有哪些環(huán)境改變？針對該用途

23、，是否作了工程分析來估計其預期的可比較的頻度數(shù)？應運用一致的頻度分級規(guī)則，以保證連續(xù)性。所謂的“設計壽命的可能失效率”是根據(jù)零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)在設計的壽命過程中預計發(fā)生的失效（故障）數(shù)確定的。頻度數(shù)的取值與失效率范圍有關，但關不反應實際出現(xiàn)的可能性。,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第3步,——失效原因及可能性（頻度O）,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第3步,——失效原因及可能性（頻度O）,,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第3步

24、,——現(xiàn)行控制及探測度D,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第4步,——現(xiàn)行控制及探測度D,現(xiàn)行設計控制?列出預防措施，設計確認/驗證（DV）或其它活動，這些活動將保證該設計對于所考慮的失效模式和/或機理來說是恰當?shù)摹，F(xiàn)行的控制方法指的是那些已經(jīng)用于或正在用于相同或相似設計中的那些方法（比如道路試驗、設計評審、失效與安全（減壓閥）、計算研究、臺架/試驗室試驗、可行性評審，樣件試驗和使用試驗等）。?有三種設計控制方法可考慮，它們是：（

25、1）防止起因/機理或失效模式/后果的出現(xiàn)，或減少它們出現(xiàn)率；（2）查出起因/機理并導致找到糾正措施；（3）查明失效模式?如有可能應優(yōu)先運用第（1）種控制方法，然后再使用第（2）種，最后是第（3）種控制方法。如果把它們所用作為設計意圖的一部分，則最初的失效頻次等級將受到第（1）種控制方法的影響。如果樣件和車型代表設計意圖，則最初的探測度數(shù)有將取決于第（2）、（3）種現(xiàn)行控制方法。,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第4步,——現(xiàn)行控制

26、及探測度D,探測度（D）?探測度是指在零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)投產(chǎn)之前，用第（2）種現(xiàn)行設計控制方法來探測潛在失效原因/機理（設計薄弱部分）能力的評價指標，或者用第（3）種設計控制方法探測可發(fā)展為后序的失效模式能力的評價指標?？偟膩碇v，為了取得較低的探測度數(shù)，計劃的設計控制（如預防、確認、和/或驗證等活動）需要不斷地改進。,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第4步,——探測度D評分標準,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第4步,——計算RP

27、N,風險順序數(shù)RPN（Rish,Priority Number）= S×O×D S：sereritg (嚴重度) O：occarrence(頻度) D：detection (不易探測度)? RPN=后果的嚴重度X 失效可能性X探測度風險順序數(shù)作為S*O*D的積，是對設計風險性的度量。風險順序數(shù)應當用于

28、對設計中那些擔心事項進行排序（如用比例圖）。RPN取值在1至1000之間，如果風險順序數(shù)很高，設計人員必須采取糾正措施，努力減小該值。在一般實踐中，不管RPN大小如何，當嚴重度（S）高時，就應予特別注意。,頻度:表明潛在的起因?qū)κＪ接绊懙拇笮?，當此原因存在時失效模式發(fā)生的可能性和概率大小。頻度：小組討論，依據(jù)經(jīng)驗和類似產(chǎn)品發(fā)生的經(jīng)驗確定?！艾F(xiàn)行設計控制”措施指類似產(chǎn)品或常規(guī)的?！艾F(xiàn)行設計控制”方法是否有效，用難檢度來測量。,五：

29、DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第5步,——計算RPN,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第5步,——解決問題,?建議改進措施?設計職責分工和擬完成日期?記錄采取的行動?采取措施后重新計算RPN,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)第6步,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)步驟6,——解決問題,?建議措施?當失效模式按RPN排出次序后，應首先對級數(shù)最高的事和最關鍵的項目采取糾正措施。任何建議措施的目的都是為了減小出現(xiàn)頻次、嚴重度及探測

30、度三者中的任何一個或所有的數(shù)值。增加設計確認/驗證工作只能減小探測度。要減小出現(xiàn)頻次數(shù)只能通過修改設計來消除或控制一個或多個失效模式起因/機理來實現(xiàn)。只有修改設計才能使嚴重度數(shù)減小。應考慮但不局限于下列措施：?試驗設計（特別劉在多種因素或相互作用時）；?修改試驗計劃；?修改設計；?修改材料性能要求；?如果對某一特定的原因沒有建議措施則在此欄內(nèi)填寫“無”。,五：DFMEA應用與表格制作實戰(zhàn)步驟6,——解決問題,?責任（對建議