潜在失效模式及效应分析
(FMEA)
编制:王传友
冠智达顾问
课程内容




FMEA的基本概念 FMEA的特点 FMEA的实施时机 FMEA的实施手法 FMEA在APQP中的运用 DFMEA PFMEA
FMEA的基本概念

FMEA是“Failure Mode Effects Analysis”的縮 寫，一般稱為「失效模式與效應分析」。 FMEA係一種預防技術，它是一項系統化的活動； 工程人員自概念設計階段開始，就透過嚴密的 分析作業；列出及評估系統內潛在的失效模式 和可能造成的效應並及時採取矯正措施，使設 計、生產、製造、組裝等作業得以注意改善， 並使產品逐漸朝向最佳化設計的目標。
DFMEA 表格填写
PFMEA
负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术， 用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起 因/机理已得到充分的考虑和论述。 ������ ������ 1) 顾客 ������ 最终使用者 ������ 下游工序（制造、装配、维修） ������ 政府法规 ������ 2) 小组的努力 ������ 设计工程师需要联络其他相关部门的相关人员。 ������ 设计、装配、制造、材料、质量、服务和供方 ������
可探测度(D)
探测性
很高：现行控制几乎肯定能探测出 高：现行控制可探测出的可能性很高 中等：现行控制大概能探测到 小：现行控制很难探测到 很小：现行控制大概探测不到 现行控制绝对探测不到
不易探测度数
1-2 3-4 5-6 7-8 9 10
DFMEA workshop

D-FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始； 框图描述了所分析对象的各项目之间的主要关系、逻辑顺序、功能、及其 输入和输出。

保修信息。 顾客抱怨、退货资料。 纠正和预防措施。 类似产品的设计FMEA APQP第一阶段输出，即第二阶段输入和 任何其它相应输入。




DFMEA输出
设计FMEA的输出

潜在设计失效模式。 潜在关键设计要求。


设计问题：曾经受到制造和装配作业挑战的设计问题。
新设计要求：尚无制造或组装作业的经验。 设计验证计划和报告(DVP&R) 改进设计，或更改原有设计。
2
灯泡 总成 D
3 4
灯罩 A
1 5
电池 B
4 5
极板 E +
DFMEA workshop
Beta公司要求为其即将上市的Beta 2005设计一车内悬 挂饰件。要求为：
1) 一有Beta公司车标的10cm×6cm×2cm的塑胶板。 2) 粘贴在车厢顶部的挂钩������ 3) 一条长7cm的锦丝线用于连接挂钩和塑胶板。
发生频度(O)
发生可能性 几乎不可能 非常轻 很轻 轻 低 中 中高 高 很高 几乎一定 频度数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 可能失效率 <=0.010/千辆/项 0.1/千辆/项 0.5/千辆/项 1/千辆/项 2/千辆/项 5/千辆/项 10/千辆/项 20/千辆/项 50/千辆/项 >=100/千辆/项 可能失效率 1 in 1,500,000 1 in 150,000 1 in 15,000 1 in 2,000 1 in 400 1 in 80 1 in 20 1 in 8 1 in 3 1 in 3
FMEA在APQP中的运用
在APQP策划中,多功能小組活動應該包括： 特殊特性的開發和最終確定(見附錄C)； 失效模式及后果分析的開發和評審； 制定措施，優先減少風險大的潛在的失效模式； 控制計劃的制定與評審。 FMEA在APQP五个阶段中是如何运用?
DFMEA
跨功能小组在开展设计FMEA时，应参考以下文件和资料：
【化學類失效模式】
退化、剝落、腐蝕、變色、固化、污染、化學性過 熱、沸騰等。
DFMEA 影响度解析
1）影響解析乃針對各個失效模式，考慮系統之製造階 段或使用階段(啟動、停止、部份負荷、滿載運轉等) 狀況下得機能、狀態或進行評估。
（2）利用可靠性方塊圖來檢討失效的影響範圍
（3）對相關系統或大眾、環境的影響進行解析 （4）最終影響中，有可能會出現系統的多重失效
【機械類失效模式】
磨耗、腐蝕、變形、龜裂、破損、脫落、燒損、洩漏、 彎曲、凝固、變色、異常音、振動、動作不良、鬆動、 咬住、位置偏離、傷、機械性的過熱、機械方面的性 能壽命等。
DFMEA 列举失效模式
【電氣類失效模式】
開路、短路、接觸不良、電氣性過熱、漂移、異常 因、燒損、斷線、絕緣性降低、動作不良、異物、 凝固、污損、雜訊、壽命終結
2. 製作製程的可靠性 方塊圖
PFMEA 的制做流程

3. 列舉失效模式
4. 影響度解析 5. 風險優先度評估 6. 擴展到各種對策
PFMEA 严重度评级表
影响 判定准则：影响的严重度 无警告的 可能危害机器或装配操作者。潜在失效模式严重影响车辆安全运行和 /或 严重危害 包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时无警告 有警告的 可能危害机器或装配操作者。潜在失效模式严重影响车辆安全运行和 /或 严重危险 包含不符合政府法规项，严重程度很高。失效发生时有警告 很高 生产线严重破坏，可能 100% 的产品得报废，车辆系统无法运行， 丧失基本功能， 顾客非常不满。 高 生产线破坏不严重，产品需筛选部分 (低于10 0% )报废， 车辆能运行， 但性能下降， 顾客不满意。 中等 生产线破坏不严重，部分 (低于 100% )产品报废 (不筛选)，车辆/ 系统能运 行 ，但舒适性或方便性项目失效，顾客感觉不舒适。 低 生产线破坏不严重，产品需要 100% 返工， 车辆或 系统能 运行，但有些舒适性或方便性项目性能下降，顾客有些不满意。 很低 生产线破坏不严重，产品经筛选，部分 (少于10 0% )需要返 工， 装配和涂装或尖响和咔搭响等项目不符合要求， 多数顾 客发现有缺陷。 轻微 生产线破坏较轻，部分 (少于 100% )需要在生产线上其它工位返工，装配 和涂装或尖响和咔搭响等项目不符合要求，有一半顾客发现有缺陷。 很轻微 生产线破坏轻微，部分 (少于 100% )产品需要在生产线上原工位返工，装 配和涂装或尖响和咔搭响等项目不符合要求，很少顾客发现有缺陷。 无 没有影响 严重 度数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1



事件发生前”的措施，而不是“事实出 现 后”的演练。 是一种系统活动 动态的及时反映最新的工艺 团队的参与 永不停止的持续改进
FMEA实施目的及效益
一般而言，FMEA的具體目的有下列數項：



1.發現、評價產品 / 製程中潛在的失效 及其效應。 2.找到能夠避免或減少這些潛在失效發 生的措施。 3.總結上述的過程並予以文件化。
PFMEA 的输入
特性矩阵
· 以往SPC记录
· 保修信息 · 顾客抱怨和产品退回数据资料 · 纠正或预防措施 · 过程流程图、现场布置图、操作描述
· 系统和/或设计FMEA
· 类似产品和过程的PFMEA
PFMEA 的制做流程
1. 解析製造流程的各個製程
（1）加工工程流程的確認 （ 2）各工程的機能分析水準 （3）加工製程的明確化
DFMEA 致命度评估

RPN=S.O.D
嚴重度評級
后果 无警告的 严重危害 有警告的 严重危害 很高 高 中等 低 很低 轻微 很轻微 无 评定准则：后果的严重度 这是一种非常严重的失效形式，它是在没有任何失效预兆 的影响到行车安全或违反了政府有关法规 这是一种非常严重的失效形式，是在具有失效预兆的前提 下发生的，并影响到行车安全或违反了政府的有关法规 车辆(或系统)不能运行，丧失基本功能 车辆(或系统)能运行,但性能下降,顾客 不满意 车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性部件不能工作， 顾客 感觉不舒服 车辆(或系统)能运行，但舒适性或方便性项目性能下降， 顾客 感觉有些不舒服 配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，大多数顾 客 发现有缺陷(大于 75%) 配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，有一半顾 客 发现有缺陷(50%) 配合、外观或尖响、卡嗒响等项目不符合要求，但很少有 顾客 发现有缺陷(小于 25%) 无影响 1 2 3 4 5 8 7 6 9 严重度 10
FMEA的产生



1.1950年格魯曼（Grumman）公司因飛機的 推動方式由螺旋槳進步到噴射引擎；操控系統 也由鋼索改為油壓或電器裝置，為防範飛機飛 行時，該等裝置故障而開發了FMEA。 2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的 作業程序，列在其工程手冊中。 3.1960年代初期，美國航空暨太空總署 （NASA）實施阿波羅（Apollo）計劃時，將可 靠性及安全管理列為合約中的重要條款，並要 求合約對象實施FMEA。
FMEA的产生

7.1993年，美國品質管制學會（ASQC） 和汽車工業行動集團（AIAG）整合三大 汽車廠（Ford，Chrysler，GM）的FMEA 指南，發行了FMEA參考手冊(第一版)。 8.1995年2月QS 9000 FMEA參考手冊發 行第二版，再於2001年7月發行第三版。

FMEA的特点



DFMEA
对于D-FMEA，“顾客”为：

国家法律、法规 (如，安全、排放、噪音) 最终使用者， 车型设计工程师/小组， 总成、部件、零件制造和装配过程设计工程师/小组 总成、部件、零件制造和装配过程




DFMEA的流程
依據國際電工委員會(IEC)所制定的FMEA規範，設計FMEA的實施 程序如下圖示：
【實施程序】
理解解析对象
作可靠性方块图
列举失效模式