设计FMEA表格的应用

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1、4.1设计 FEMA4.9.1 设计FMEA的质量目标设计 FMEA 质量目标 :1 、设计改进主要目标是设计改进。2、高风险失效模式FMEA 对小组识别的所有高风险失效模式都引起重视，并且有可以实施的 措施计划。对所有其他失效模式也都加以考虑。3、分析/开发 /确认计划这种计划对来自 FMEA 的失效模式均加以考虑。4、接口FMEA 的范围包括框图及分析中综合及衔接各失效模式。5、吸取的教训FMEA 将所有吸取过的重大“教训”（如高的保修费用、招回等）作为失 效模式的输入。6、特殊或关键特性FMEA 可以识别适当的关键特性， 输入到关键特性选择过程以备选择确定。7、时间性FMEA 在“机会之

2、窗”关闭之前完成，此时可以最有效地对产品设计施加影响。8、小组在整个分析过程中， FMEA 小组中有合适的人员参加，并且对 FMEA 方法 接受过充分的培训。适当时，应该有一名促进者。9、文件FMEA 文件根据既定表格完全填写好，包括“采取的措施”以及新的 RPN 值。10、时间的使用FMEA 小组所用的时间，以“尽可能早”为目标，有效、高效地利用时间， 带来增值结果。这还要假设建议措施都按要求进行了识别， 且措施也得到了实施。4.9.2 设计阶段顾客的定义设计潜在FMEA中的“顾客”不仅仅指“最终使用者”，还包括负责整车设 计或更高一层总成设计的工程师 / 设计组以及负责制造、装配和服务的过

3、程工程 师设计组。DFME不是靠过程控制来克服设计中的潜在缺陷， 但是必须从顾客的角度出 发，考虑制造装配过程中技术的体力的限制。例如：必要的拔模（斜度）表面处理的限制 装配空间 /工具的可接近性 钢材淬硬性的限制 公差/过程能力 /性能DFMEA还应该考虑产品维护（服务）及回收的技术/体力的限制，例如：工具的可接近性 诊断能力 材料分类符号（用于回收）4.9.3 设计FMEA的开发DFME工作应从列出设计期望做什么和不期望做什么的清单， 即设计意图开 始。顾客的希望和需求应该包括在内，它们可以通过质量功能展开（ QFD、车 辆要求文件、已知的产品要求和 /或制造/装配/服务/回收要求等来确定

4、。 期望特 性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式，进而采取预防 /纠正措施。DFME应该从所要分析的系统、子系统或零件的框图开始。其目的是为了明 确该框图所表征系统、 子系统或零件的输入、 功能及其输出、 各个项目之间的主 要关系。框图中说明了分析中包括的各个项目之间的主要关系， 并建立了分析的逻辑 顺序。用于DFMEA准备工作中的所有这种框图的复制件应伴随 FMEA的全过程。4.10 过程 FMEAPFMEA 的价值体现在如下五个方面，并且正是由于这五个方面的原因减少 了过程失效的风险：确定过程功能和要求 ; 确定与产品和过程相关的潜在失效模式 ; 评价潜在失效对顾客的产生的影响 ;

5、确定制造或装配过程潜在失效的起因 ,确定减少失效发生或找出失效条 件的过程控制变量 ;编制潜在失效模式分级表 ,建立考虑纠正措施的优选体系 ; 记录制造或装配过程的结果4.10.1 过程FMEA质量目标过程 FMEA 质量目标：1 、过程改进FMEA 推动过程改进作为主要目标，重点在防错方法。2、高风险失效模式FMEA 对小组识别的所有高风险失效模式都引起重视。 并有可实施的措施计 划。对所有其他失效模式也都加以考虑。3、控制计划 试生产和生产控制计划对来自过程 FMEA 的失效模式加以考虑。4、综合FMEA 与过程流程图和过程控制计划相结合并且相互一致。如果有设计FMEA 作为分析的一部分可

6、以提供， 则过程 FMEA 也要考虑设计 FMEA 。5、FMEA 将所吸取的教训有吸取过的重大 “教训”（如高的保修费用、 招回、不合格品、 顾客抱怨等） 作为失效模式的输入。6、特殊或关键特性如果符合公司的方针且适用的话， FMEA 将识别适当的关键特性， 输入到关 键特性选择过程以备选择确定。7、时间性FMEA 在“机会之窗” 关闭之前完成， 此时可以最高效地对产品或过程设计 施加影响。8、小组整个分析过程中， FMEA 小组中有合适的人员参加，且对 FMEA 方法接受 过充分的培训。适当时，应有一名促进者。9、文件FMEA 文件根据既定表格完全填写好，包括“采取的措施”以及新的 RPN

7、 值。10、时间的使用FMEA 小组所用的时间，以“尽可能早”为目标，有效、高效地利用时间， 带来增值结果。这还要假设建议措施都按要求进行了识别， 且措施也得到了实施。4.10.2 设计FMEA表格的应用为了便于潜在失效模式及其后果分析的文件化，我们参照QS9000制定了DFMEA勺表格。DFMEA表格中共有22项，分别表达不同的填写要求并传达相关的 信息。见表 2-1 。（1）FMEA编号：用于填写该FMEA文件的编号，以便追踪查询。（2）系统、子系统或零件的名称及其编号：注明适当的分析级别并填入 被分析的系统、子系统或部件的名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、子系统或部件

8、的组成。戈扮系 统、子系统和部件的实际界限是任意的并且必须由FMEA、组来确定。a、系统FMEA的范围一个系统可以看作是由各个子系统组成的。 这些子系统往往是由不同的小组 设计的。发动机的系统FMEA包括下列系统：进排气系统、润滑系统、冷却系统 起动系统、齿轮系统、电喷系统，曲柄连杆机构、配气机构。因此，系统 FMEA 的焦点是要确保组成系统的各子系统间的所有接口和交互作用以及该系统与车 辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。b、系统FMEA的范围一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是 底盘系统的一个组成部分。因此，子系统 FMEA勺焦点就是确保组成子系统的各 个部件间

9、的所有的接口和交互作用都要覆盖。c、零部件FMEA勺范围部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的 FMEA例如，螺杆是前 悬挂（底盘系统的一个子系统）的一个部件。（3）设计责任人：用于填写设计部门和小组的名称，如果知道，还应填 入供方名称。（4）编制人：用于填写负责编制该FMEA文件的工程师的姓名、电话及其 所属公司的名称。（5）年型/车型：填入预期的车型 ,它们将使用和 /或受到所分析的设计的 影响（ 如果知道的话 ） 。(6) sms- FME 卷舟3M也aB#L w斗Mm枣斗程Bs。子策统亂样I KM7幅QfflMLjlj紺皙jfl合 一4-型年/车辆类型枷附亦灾盘挾式妣后果分析

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12、录在一 份表中。（9）项目/ 功能：用于填写被分析对象的名称和编号。用该对象工程图纸 上标明的名称及其编号 , 并指明设计层次 （水平） 。如果是在初次发布（如在概念 阶段）之前，应使用试验性的编号。 要求用简明的文字描述被分析对象的功能及 其工作环境 （例如, 温度、压力、湿度范围、设计寿命 ） 。若该对象具有多项功能 且有不同的失效模式，应把所有功能全部单独列出。（10）潜在失效模式：所谓潜在失效模式是指系统、子系统或零件不能实 现设计意图的可能形式。 它可能引起更高一级子系统、 系统的潜在失效模式 （是 起因），也可能是低一级的零部件潜在失效模式的影响后果。对一个特定的分析对象的各种功能

13、， 应列出每一种功能的每一个潜在失效模 式。这里假定这种失效模式可能发生，但并不一定发生。可以将以往TG（运行不良）的评审、问题报告和小组的集思广益作为出发 点。只可能在特定运行环境条件下（例如，热、冷、干燥、灰尘等）以及特定的 使用条件下（例如，超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等）发生的潜在 失效模式也应当考虑。对失效模式的描述应该使用规范化的、 专业性的术语， 不必与顾客察觉到的 现象相同。我们根据嘉陵从事摩托车行业 20 多年的经验，总结出在发动机中典 型的失效模式如下：a、损坏型失效模式：裂痕、裂纹、破裂、断裂、碎裂、开裂、弯坏、扭坏、变形过大、塑性变形、卡死、烤蚀、点蚀、烧蚀、

14、击穿、蠕变、剥落、短 路、开路、短路、错位、压痕、粘结等。b、退还型失效模式：老化、变色、变质、表面保护层剥落、侵蚀、腐蚀、正常磨损、积碳、发卡等。c、松脱型失效模式：松动、脱落、脱焊等。d、失调型失效模式：间隙不适、流量不当、压力不当、电压不符、电 流偏值、行程失调、间隙过大或过小等。e、阻漏型失效模式：不畅、堵塞、气阻、漏油、漏水、漏气、漏风、漏电、漏雨、渗水、渗油等。f 、 功能型失效模式：功能失效、性能不稳、性能下降、性能失效、起 动困难、干涉、卡滞、离合器分离不彻底、离合器脱不开、刚性啮合、打滑、信 号不足、信号间断、无信号、失调、抖动、漂移、接触不良、公害超标、异响、 过热等。g、

15、 其他失效模式：润滑不良、尾气排放超标、断水、缺油、噪声振动 大等。可以是但不限于下列模式：裂纹、变形、松动、泄漏、粘结、短路、氧化、 断裂、不传递扭矩、 打滑、无支撑、支撑不足、刚性啮合、脱离太快、 信号不足、 信号间断、无信号等。(11) 潜在失效后果：潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功 能的影响。要根据顾客可能发现或经历的情况描述失效的后果， 要记住此处的顾客可能 是内部顾客， 也可能是外部最终顾客。 如果失效模式可能影响到安全性或与法规 不符，要清楚地予以说明。 失效的后果应该依据所分析的具体系统、 子系统或零 部件来说明。 还应记住不同级别系统、 子系统和零部件之间还存在着

16、系统层次上 的关系。例如， 一个零件的断裂可能引起总成的振动， 从而导致系统间歇性地运 行。这种间歇性的运行会引起性能下降，最终导致顾客不满意。所以，需要利用 集体的智慧尽可能地预见失效后果。典型的失效后果可能是但不限于如下情况：噪声、粗糙、工作不正常、不起 作用、不良外观、不稳定、异味、工作减弱、间歇运行、热衰变、泄漏、不符合 法规等。(12) 严重度(S):严重度是潜在失效模式发生时，对顾客或系统、子系统以及相关零部件影响后果的严重程度的评价指标。严重度是FMEA范围内的相对定级。要减小严重度级别数值的大小， 只有通过修改设计来实现。 严重度级别的 评定的推荐准则见表 2-2 。不推荐修改

17、确定为 9 和 10的严重度数值。严重度数 值定级为 1 的失效模式不应该进行进一步的分析。 严重度的数值范围是 1 至 10 设计小组对评价准则和分级规则应意见一致。(13) 级别:本栏目用于对那些可能需要附加的设计或过程控制的系统、 子系统及零件的产品特殊特性的分级(例如，关键、重要、主要、重点)。本栏目还可以用于突出高优先度的失效模式。(14) 失效的潜在起因 / 机理:潜在失效起因是指一个设计的薄弱环节，其 作用结果就是失效模式。 在尽可能广的范围内列出每个失效模式的所有可以想到 的失效起因和或机理。 应尽可能简明扼要、 完整地列出每种失效模式所有可能 的失效起因和 / 或机理，以有助

18、于采取适当的纠正措施。典型的失效起因可能包括但不限于：规定的材料不对、设计寿命估计不当、 应力过大、润滑不足、维修保养说明不当、环境保护不够、计算错误等、过热、 规定的公差不当等。典型的机理可能包括但不限于：屈服、疲劳、材料不稳定、蠕变、磨损和腐 蚀等。(15) 频度(0):频度是指某一特定失效起因或机理(已经列于前一栏目中) 在设计寿命内出现的可能性。频度级别数仅具有相对意义，是 FMEA范围内的相 对级别，它不一定反映实际出现的可能性。推荐的评价准则见表 2-3。通过设计 更改来消除或控制一个或更多个失效起因或机理是降低频度数的唯一途径。潜在失效起因机理出现频度的评估分为 1 到 10 级

19、。在确定这个估计值时， 需要考虑下列问题:类似零部件或子系统的维修档案及维修服务经验？ 零部件是沿用先前水平的零部件或子系统，还是与其相似的？相对先前水平的零部件、子系统或系统所作的变化有多显著？零部件是否与原来的有根本不同？ 零部件是否是全新的？ 零部件的用途有无变化？ 有哪些环境变化？ 针对该用途是否作了工程分析来估计其预期的频度数？是否采取了预防性控制措施？(16) 现行设计控制:列出已经完成或承诺要完成的预防措施、设计确认 /验证或其它活动 ,这些活动将保证该设计对于所考虑的失效模式和/ 或机理来说是适当的。现行的控制方法是指已经用于或正在用于相同或相似设计中的那些方 法(例如，道路试

20、验、设计评审、失效安全特性安全阀、计算研究、试验 室试验、可行性评审、样件试验和使用试验等)。小组应该一直致力于设计控制 的改进:例如，在试验室创立新的系统试验或创立新的系统模拟计算方法等。可考虑两种类型的设计控制：预防：防止失效的起因 / 机理或失效模式 / 后果的出现，或减少其出现的 概率。探测：在项目投产以前，探测出失效的起因 / 机理或失效模式。如果可能，最好的途径是先采用预防控制。 假如预防性控制被融入设计意图 并成为其一部分， 它可能会影响最初的频度定级。 探测度的最初定级将以探测失 效起因/ 机理或探测失效模式的设计控制为基础。对于设计控制，本手册中的设计 FMEA表中设有两栏(

21、即单独的预防控制栏 和探测控制栏) ，以帮助小组清楚地区分这两种类型的设计控制。 这可迅速而直 观地确定这两种设计控制均已得到考虑。最好采用这样的两栏表格。注：在这里的示例中， 小组没有确定任何预防控制。 这可能是因为同样或类 似的设计没有应用过预防控制。设计控制如果使用单栏表格， 应使用下列前缀。 在所列的每一个预防控制前 加上一个字母“ P。在所列的每一个探测控制前加上一个字母“ D。一旦确定了设计控制，评审所有的预防措施以决定是否有需要变化的频度 数。(17) 探测度(D):探测度是与设计控制中所列的探测性控制相关联的定级 数。探测度是一个在某一 FMEA范围内的相对级别。为了获得一个较

22、低的定级， 通常计划的设计控制(如确认和 / 或验证活动)必须予以改进。推荐的评价准则 见表 2-4。探测度的数值范围是 1 至 10。(18) 风险顺序数(RPN):风险顺序数是严重度(S)、频度数(0)和不易探测 度数(D)三者数值的乘积，是对设计风险性的度量。RPN=(S) X (0) X (D)RPN的取值范围是1至1000。应对RPN排序。如果RPNf艮高，设计人员必须 采取措施努力减小该值。在一般的实践中，不论RPNfi的高低，当严重度数较高 时，就应给予特别的注意。(19) 建议措施：当失效模式按 RPN排出次序后，应首先对级数最高的、 最关键的项目采取纠正措施。 任何建议措施的

23、目的都是为了减小出现频次、 严重 度及不易探测度中的任何一个或所有的数值。在一般的实践中，不论RPN值的高低，当严重度数是9或10时，必须予以 特别注意，以确保现行的设计控制或预防 / 纠正措施针对了这种风险。在所有的 已经确定潜在失效模式的后果可能会给最终用户造成危害的情况下， 都应该考虑 预防/ 纠正措施，以便通过消除、 减弱或控制起因来避免失效模式的产生。在对严重度值为 9 或 10的项目给予特别关注之后，小组再考虑其他的失效 模式，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。应考虑但不局限于下列措施： 修改设计几何尺寸和 / 或公差； 修改材料性能要求 实验设计（特别是在多个影响因素或

24、有相互作用的情况下）或其他问题 解决技术；修改试验计划。 建议措施的主要目的是通过改进设计来降低风险，提高顾客满意度。增加设计验证工作只能减小不易探测度数， 这种工程措施是不太希望采用 的。要减小出现频度数只能通过修改设计来消除或控制一个或多个失效模式的起 因机理来实现。只有修改设计才能使严重度数减小。如果对某一特定的失效模式 /起因/ 控制的组合，如果工程评价认为无需采用 建议措施，则在本栏填写“无”。（20）对建议措施的责任：填入对每一项建议措施负责的组织和个人及预 计完成的日期。（21）采取的措施： 当实施一项措施后 ,填入实际措施的简要说明以及生效 日期。（22）措施的结果：当明确了纠正措施后 , 估算并记录纠正后的严重度、出 现频度以及不易探测度的估计数值，计算并记录此时的 RPN如果没有采取什么 纠正措施，将“纠正后的RPN栏及对应的取值栏空白即可。所有纠正后的定级都应进行评审， 而且如认为有必要采取进一步的措施， 还应重复进行分析