潜在故障模式分析
故障类型与理象分析
潜在故障模式和影响分析
潜在故障模式和后果分析
什么是FMEA？
FMEA是一套系统化的活动，其目的是:
发现和评估产品/流程中的潜在故障及其后果。
寻找避免或减少这些潜在故障的措施。
书面总结以上过程。
为了保证客户满意，这就是设计流程的完善。
FMEA发展历史
尽管许多工程师和技术人员已经在他们的设计或制造过程中应用了FMEA。但是FMEA技术的第一次正式应用是在20世纪60年代中期航空航天工业的一项创新。
FMEA的实施
因为对产品质量的不断追求是企业义不容辞的责任，所以应用FMEA技术来识别和消除潜在的隐患是非常重要的。汽车回收的研究结果表明，FMEA的全面实施可以避免许多事故的发生。
虽然在FMEA的筹备中，每一项责任都必须明确到个人，但要完成FMEA，必须依靠集体合作，整合大家的智慧。比如需要设计、制造、装配、售后服务、质量、可靠性等方面的专业人才。
及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一种“事前行为”而不是“事后行为”。为了实现最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。
花时间事先做一个全面的FMEA分析可以很容易地和低成本地修改产品或工艺，从而减轻事后修改的危机。
FMEA可以减少或消除修改造成更大损失的机会。
FMEA的恰当运用是一个互动的过程，永无止境。
FMEA设计协会
简介
设计潜在FMEA是“设计工程师/团队”采用的一种早期分析技术，旨在确保各种潜在的失效模式及其相关的原因/机制已被充分考虑并最大程度地指出。
应对最终产品和每个相关系统、子系统和零件进行评估。
在其最严谨的形式中，FMEA总结了一个工程师和设计团队在设计一个组件、子系统或系统时的设计思路(包括根据以往的经验和教训对一些环节的分析)。
这种系统化的方法与一个工程师在任何设计过程中的正常思维过程是一致的，而且是标准化的，有文件记录的。
在设计阶段使用FMEA时，可以采用以下方法来降低产品的失效风险。
这有助于评估设计要求和权衡设计方案。
它有助于制造和装配需求的初始设计。
提高在设计/开发过程中考虑潜在故障模式及其对系统和车辆运行的影响的可能性。
为制定全面有效的设计测试计划和开发项目提供更多信息。
根据潜在失效模式对“顾客”的影响程度，对其进行分类列出，进而建立一套改进设计开发试验的优先控制体系。
为推荐和跟踪风险降低措施提供一个公开的讨论表格。
为今后分析研究现场情况、评估设计变更和开发更先进的设计提供参考。
集体努力
在设计潜在FMEA的最初过程中，希望负责设计的工程师能够直接和积极地联系所有相关部门的代表。这些部门应包括(但不限于):装配、制造、材料、质量、服务和供应商，以及负责下一次装配的设计部门。
FMEA可以成为促进相关部门之间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。
此外，任何(内部或外部)供应商设计项目都应咨询负责设计的相关工程师。
设计FMEA是一个动态文件，应该在设计概念最终形成时或之前开始。而且在产品开发的各个阶段，当获得设计变更或其他信息时，要及时不断地修改，最终在产品加工图样完成之前完成。
考虑到制造/装配的要求是相互关联的，设计FMEA既要体现设计意图，又要保证制造或装配能达到设计意图。制造或装配过程中可能出现的潜在故障模式和/或其原因/机制不需要包含在设计FMEA中。此时，他们的识别、影响和控制由过程FMEA解决。
FMEA的设计不依赖于过程控制来克服设计中的潜在缺陷，但它确实考虑了制造/组装过程中的技术/物理限制，例如
必要斜度
要求的表面处理
装配空间/工具可用
要求的钢硬度
过程能力/性能
FMEA设计的发展
负责设计的工程师有许多准备FMEA设计的文件。
设计FMEA应该从列出设计想做什么和不想做什么开始，比如设计意图。顾客要求(由QFD等活动确定)、车辆要求文件、已知产品要求和制造/装配要求都应结合起来。
预期特性的定义越清晰，就越容易识别潜在的故障模式并采取纠正措施。
FMEA的设计应从要分析的系统、子系统或组件的框图开始。附录A给出了一个框图的例子，它也可以表示信息、能量、力、流体等的流动。其目的是明确框图的(输入)，框图中完成的过程(功能)，以及来自框图的(输出)。
框图说明了分析中包含的项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑顺序。
FMEA进程应随附一份准备FMEA时使用的框图。
目的
在产品设计和开发的初始阶段，分析产品潜在的失效模式和相关原因，提出未来分析阶段的注意事项，建立有效的质量控制计划
定义
失败:
在规定的条件下(环境、操作、时间)无法完成既定的功能。
在规定的条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间。
产品在工作范围内，导致元器件破损、断裂、卡涩等损坏现象。
为了便于分析潜在的故障模式及其后果，设计了一个特殊的表格。
下面介绍本表的具体应用，并在表的相应栏目中标注上述项目的序号。请参见附录B中完整的FMEA设计表格示例:
FMEA数
填写FMEA文件编号以便于查询。
系统、子系统或部件的名称和编号。
设计责任
填写OEM部门和团队，如果知道，包括供应商的名称。
4)编译器
填写负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话号码和公司名称。
年款/车型
填写预期的车型年和车型(如果知道的话),它们将会被所分析的设计使用和/或影响。
关键日期
填写FMEA计划首次完成的日期，该日期不得超过计划生产设计发布的日期。
FMEA日期
填写FMEA初稿的编写日期和最新修订的日期。
核心小组
列出有权决定和/或执行任务的负责部门和个人的姓名(建议在分配表上记录所有参与者的姓名、部门、电话号码和地址)。
项目/功能
填写被分析项目的名称和编号，尽量简洁地填写被分析项目的功能符号和设计意图。包括与该系统操作相关的信息(如温度、压力和湿度范围的描述)。如果项目包含多个具有不同潜在故障模式的功能，列出所有单个功能。
潜在故障模式
是指零件、子系统或系统在符号化设计意图过程中可能失效的类型，也可能是高阶子系统或系统的失效原因，或者是低阶部件的失效效应。
列出特殊项目和功能的每种潜在故障模式。假设故障会发生但不一定会发生，潜在的故障模式可能发生在某些操作条件下(如热、冷、干、灰尘等。)和一定的使用条件。
一般故障模式包括但不限于以下几种:裂纹、变形、松弛、泄漏、粘连、短路、生锈和氧化以及断裂。
潜在的故障后果
以便客户能够意识到故障模式在功能特性上的后果，即故障模式一旦发生对系统或设备以及操作人员的影响。
一般在讨论故障后果时，首先要回顾故障发生时对干部的影响，然后按照产品组合架构的层次，逐层分析最高层的人员和设备可能产生的影响。
常见的故障后果包括:噪音、漏气、操作费力、电动窗无效、制动无效、跳跃、档位错乱、冷却不足、车辆性能下降、产生异味、外观不佳。
严重性
严重度是潜在故障模式发生时，对下一级零件、子系统、系统或客户的后果(在前一栏中列出)的严重程度的评价指标。
严重性仅适用于后果。
为降低失效严重程度，可通过修改设计实现光能，严重程度评估分为1至10级。
等级
此字段用于区分将要求附加到零件、子系统或系统的过程控制的任何特殊产品特性(如关键、主要和次要)。
任何被视为需要特殊过程控制的项目将被列入FMEA设计的分类字段，并带有适当的特征或符号，并将在建议措施字段中提出。
设计FMEA中列出的每个项目都将在FMEA的特殊过程控制中列出。
潜在故障的原因/机制
潜在故障的原因是指设计中薄弱部分的标志，结果是故障模式。
失败的常见原因包括但不限于:
错误的原材料规格。
不适当的设计寿命假设。
超过压力。
润滑或加油能力不足。
维护工作不当。
缺乏环保。
错误的算法。
一般设备故障包括但不限于以下情况
生产效益率低。
金属疲劳。
原材料不稳定。
不流利。
磨损
腐蚀。
频率(0)
频率是指特定故障原因或机制的可能性(在前一栏中列出)
出现的机会:
可能会因为什么原因或者设备发生什么。可能的级别是一个值。由于各种原因或设备，设计变更是唯一可以删除或控制的失效模式。
潜在故障原因/机制发生频率的评估分为1至10。确定该估计值时，需要考虑以下问题:
类似零件或子系统的过去服务信息和相关经验？
前一级的零件或类似零件或子系统是否被污染？
与前一级零件或子系统相比，变化程度如何？
零件和上一年级的零件有区别吗？
零件是全新产品吗？零件的使用条件是否改变？
工作环境变了吗？
工程分析是否用于评估实现和预期发生的比率是否可以比较？
推荐的评估标准
当前设计控制
通过预防、设计验证/确认或其他操作，列出失效模式设计是否适当，和/或考虑的原因/机械和设备。常见控制(如路试、设计审查、计算研究、可行性审查、样品试验等。)是已经或正在使用的相同或相似的设计。
有三种设计控制或功能:
防止原因/机制或失效模式/后果的发生或降低发生率。
找出原因/机理并提出纠正措施。
找出故障模式。
如果可能，最好使用1控制方式；然后使用第二种控制方法；最后，使用第三种控制方法。
难以检测(d)
风险序列号(RPN)
风险序号是严重程度(S)、频率数(0)和难以检测数(D)的乘积。
RPN = (S) ×(0) ×(D)
它是一个设计风险指标，RPN的值在1到1000之间。当RPN较高时，设计团队应提出降低RPN值的纠正措施。在一般实践中，我们不太关注RPN质量的结果，通常在严重程度较高时特别关注。
建议的措施
当根据RPN值按风险顺序对故障模式进行排序时，针对最高级别的影响和关键项目提出纠正措施，任何建议措施的目的是消除任何级别的频率、严重性和/或检测难度。增加设计验证或确认的结果只能降低发现缺陷的水平。通过设计变更消除或控制影响故障模式的一个或多个原因/机制只能降低频率水平。只有设计变更才能降低严重程度。可以考虑以下措施，但不限于此:
实验设计。
修改测试计划。
修改设计。
修改材料性能要求。
责任(针对建议的措施)
填写拟采取措施的责任单位或个人及预定完成日期。
采取的措施
完成纠正措施后，填写一个简短的执行操作或生效日期。
修正的RPN
纠正措施实施后，对严重程度、发生频率和难以检测值的等级结果进行评估，并在识别后进行记录。
跟踪确认:设计工程师负责确认所有建议的措施已经实施或提出了适当的对策。FMEA的相关文件应该能够反映最新的设计水平和最近的相关措施，包括量产后发生的事情。
设计责任工程师可以通过以下方法确认所有建议的措施均已实施。
确认符合设计要求。
审查工程图纸和规范。
装配或制造文件编制确认。
审查过程FMEA和控制计划。
过程FMEA
目的
对失效产品进行分析，找出零部件的失效模式，识别其失效原因，研究这种失效模式对系统的影响。
失效分析找出部件或系统的潜在弱点，为设计、制造、质保等单位提供可行的对策。
简介
过程潜在FMEA是“制造工程师/团队”采用的一种分析技术，以确保潜在的失效模式及其相关后果/机制已被充分考虑并最大程度地指出。在其最严谨的形式中，FMEA总结了工程师/团队在流程设计中的设计思路(包括对一些对象的分析，根据经验和过去的关注点，这些对象可能会失败)。这种系统化的方法与一个工程师在任何制造计划过程中的正常思维过程是一致的，而且是标准化的。
范围
新零件模具的设计阶段。
新零件试模和试生产阶段。
新零件进入预量产阶段。
新客户投诉阶段。
过程潜在FMEA
识别与产品相关的过程的潜在失效模式。
评估失败对客户的潜在影响
确定潜在制造或装配过程故障的原因，并确定过程控制变量以减少故障的发生或找出故障条件。
编制潜在失效模式分类表，然后建立考虑纠正措施的优化体系。
记录制造或装配过程的结果。
客户的定义
过程潜在FMEA中“客户”的定义一般指“最终用户”，但也可以是后续或下一个制造或装配过程和服务工作。
全面实施FMEA后，需要对所有新的组件/流程、变更的组件/流程以及应用或环境发生变化的原始组件/流程进行流程FMEA。工艺FMEA是由负责工艺工程部的工程师制定的。
集体努力
在初始潜在PFMEA中，希望负责过程的工程师能够直接主动联系各相关部门的代表。这些部门包括但不限于:设计、装配、制造、物料、质量、服务、供应商和负责下一次装配的部门。FMEA应该成为促进不同部门之间充分交换意见的催化剂，从而提高整个集体的工作水平。
工艺FMEA是一个动态文件，应在生产工装准备之前、工艺可行性分析阶段或之前开始，并应考虑从单个零件到总成的所有制造工艺。在新车辆或部件项目的制造计划阶段，对新的或修订的工艺的早期审查和分析可以促进潜在工艺问题的预测、解决或监控。
FMEA过程假设设计的产品将满足设计要求。由设计缺陷引起的故障模式不包括在过程FMEA中。通过设计FMEA来解决它们的影响和避免措施。
工艺FMEA不是靠改变产品设计来克服工艺缺陷，而是要考虑与制造商计划的装配工艺相关的产品设计特性参数，以保证产品最大限度地满足顾客的要求和期望。
FMEA还致力于新机器和设备的开发。方法是一样的，但是设计出来的机器设备要作为一个产品来考虑。在确定潜在的失效模式后，我们可以采取纠正措施来消除潜在的失效模式或不断降低其发生的可能性。
过程FMEA的发展
过程FMEA应从整个过程的流程图/风险评估开始(见附录C)。流程图应确定与每个过程相关的产品/过程特性参数。如果可能，受产品影响的内容也应根据相应的设计FMEA来确定。FMEA准备中使用的流程/风险评估图的副本应随FMEA流程一起提交。
为了便于分析潜在故障模式及其后果，并使其成为正式文件，设计了一个标准表，如附录G所示..
下面介绍表格的具体应用。所有项目的序号都标在表格的相应栏里。请参见附录D中完整的FMEA表格示例。
定义
在失效分析中，首先要明确产品的失效是什么，否则产品的数据分析和可靠性评估结果就会不一样。一般来说，失败是指:
在规定的条件下，(环境、操作、时间)不能完成既定的功能。
在规定的条件下，产品参数值不能维持在规定的上下限之间。
产品在工作范围内，导致部件开裂、断裂、卡涩、损坏。
Fmea编号:
填写fmea文件编号，以便跟踪和使用。
过程fmea表编号如下:
编号□□□□□ -□□□
项目编号(从01-09回收)
月
公历年的最后两位数字
项目
填写要分析的系统、子系统或零件的过程名称和编号。
流程责任
填写oem汽车工厂、部门和集团，包括供应商的名称(如果知道的话)。
组织者
填写负责准备FMEA的工程师的姓名、电话号码和公司名称。
年款/车型
填写将被使用和/或受分析过程影响的预期车型年和车型(如果已知)。
关键日期
填写初始fema计划完成的日期，该日期不能超过计划生产开始的日期。
Fmea日期
填写原始fmea完成的日期和最新修订日期。
核心小组
列出有权参与或执行此项工作的部门或个人的名称(建议列出姓名、单位、电话、地址等。所有团队成员分开)。
流程功能/要求
填写要分析的工艺或操作的简单描述(如车削、钻孔、焊接、攻丝、装配等。).描述应尽可能与所分析的过程或操作的目的一致。当流程包含各种操作(如装配)且具有不同的潜在失效模式时，不同的操作应被视为不同的流程。
潜在故障模式
因为该过程可能不满足过程要求或设计意图。描述指定操作的不合格项。它是一种潜在的失败模式，导致下层项目成为上层项目或受上层项目影响。在任何情况下，在准备fmea时，必须假设来料组件或原材料是好的。
列出每个特殊操作部件、子系统、系统或过程特性导致的潜在故障模式。流程工程师或团队应询问并回答以下问题:
为什么流程或组件不符合规范？
不考虑工程规范，客户(最终用户、子项目或服务)对什么不满意？
一般故障模式包括以下几项:弯曲、粘连、毛刺、运输损坏、断裂、变形、脏污、安装调试不当、接地、开路、短路、工具磨损等。
潜在的故障后果
它被定义为客户的功能故障模式。客户指:下一份工作，下一个项目或地点，经销商，或车主。必须考虑每个潜在的故障功能。
对于最终用户来说，故障的后果通常被称为:噪音、动作不规则、不可操作、不稳定、通风不良、外观不佳、粗糙不平、劳动力要求过高、气味不舒服、可操作性减弱、车辆控制受损等。
对于下一个项目来说，失败的后果往往被指为:无法焊接牢固、无法涂胶、无法塑封、难以排列、难以拉直、影响产品性能。
严重性:
等级
潜在故障的原因/机制
尽可能列出所有可能的失败原因:
按钮力度不当-太大，太小。
焊接不当-电流、时间和压力不正确。
不精确的测量工具。
热处理不当-错误的时间和温度。
胶合不当。
组件缺失或安装不正确。
频率(0)
当前过程控制
目前的过程控制是描述制造方法，以防止失效模式可能的扩展，并检测失效模式的发生。这些控制方法可能包括错误预防或spc或熔炼工具的后处理评估。
有三个过程需要考虑:
防止故障原因/机制或故障模式/后果的发生或降低发生率。
找出故障的原因/机理，并提出纠正措施。
找出故障模式。
如果可能，最好使用1控制方式；其次，使用第二种控制方法；最后，使用第三种控制方法。
难以检测(d)
难以检测是指在零件离开制造过程或装配工位之前，通过16栏所列的第二种现有过程控制方法找出失效原因/机理过程缺陷的可能性的评价指标；或者用第三过程控制方法找出后续失效模式可能性的评价指标。
评价指标分为“1”和“10”。
有必要评估过程控制方法找出不易发生的失效模式或防止其进一步扩散的能力。
风险顺序
风险序列号是严重性(S)、频率(O)和不可检测性(D)的乘积。
rpn = (s) × (o)×(d)
它是流程风险的指针。当rpn较高时，职能团队应提出纠正措施来降低rpn值。在一般实践中，无论rpn值如何，都要特别注意严重程度较高的故障模式。
建议的措施
当失效模式按照风险顺序按照rpn数排序时，针对影响最大的级别和关键项目提出纠正措施。任何措施的目的都是为了降低检测的频率、严重性或难度。可以考虑以下措施，但不限于此。
为了降低发生的概率，需要修改工艺和/或设计。
只有设计或工艺的改变才能降低严重性。
为了增加检测(故障)的可能性，有必要修改工艺和/或设计。通常，通过改进调查和控制方法来提高质量是浪费和无效的。增加质量控制检查的频率不是一个好的纠正措施。永久的纠正措施是必要的。
责任(针对建议的措施)
填写拟采取措施的责任单位或个人及预定完成日期。
采取的措施
完成纠正措施后，填写简短的执行操作和生效日期。
修正的RPN
纠正措施实施后，填写简短的执行操作和生效日期。填写频率、严重程度和不可检测性的等级结果，进一步的度量参考重复(19) ~ (21)的步骤。