{品质管理FMEA}DFMEA培训讲义
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FMEA管理模式(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式及效应分析)什么是FMEA?FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法.具体来说,通过实行FMEA,可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点,可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式,FMEA是一种实用的解決问题的方法,可适用于许多工程领域,目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA的具体内容FMEA有三种类型,分別是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA,1)确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题,包括下述各个方面:需要设计的新系统、产品和工艺;对现有设计和工艺的改进;在新的应用中或新的环境下,对以前的设计和工艺的保留使用;形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
2)记录FMEA的序号、日期和更改内容,保持FMEA始终是一个根据实际情況变化的实时现场记录,需要强调的是,FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
3)创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定,实施FMEA需要工艺流程图,一般情況下工艺流程图不要轻易变动。
4)列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段:对于工艺流程中的每一项工艺,应确定可能发生的失效模式.如就表面贴装工艺(SMT)而言,涉及的问题可能包括,基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盤图形设计等.对于每一种失效模式,应列出一种或多种可能的失效影响,例如,焊球可能要影响到产品长期的可靠性,因此在可能的影响方面应该注明。
此处是大标题样稿字样十五字以内什么是FMEA?FMEA可以描述为一组系列化的活动,其目的是:1、发现和评价产品/过程中潜在的失效及其失效后果;2、找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施;3、将上述整个过程文件化;它是对设计过程的更完善化,以明确必须做什么样的设计和过程才能满足顾客的需要。
所有FMEA 的重点在于设计,无论是用在设计产品或过程。
●确保所有的潜在风险均已识别,并有应对措施●通过减少临近JOB#1前后的设计或过程sures的更改,有效的节约工程时间Definition Characterization& DevelopmentOptimizationVerification & testing Launch ProductionDefinition Characterization& DevelopmenteasuresNOptimizationVerification & testing Launch Production 顾客导向 设计和过程导向 ● 设计过程一致,并使之规范化、文件化。
● 发现设计过程中的潜在失效及后果,并找到避免或减少这些潜在失效发生的措施。
● 为过程设计和今后开发新产品提供信息 。
FMEA 的适用范围 ● 所有新的总成/部件的设计。
● 原有总成/部件的设计更改FMEA 的职责不可靠产品 卓越产品 灾难 顾客不愿接受的产品●DFMEA小组负责DFMEA分析的实施。
由于尽可能的持续改进产品和过程是企业普遍的趋势,所以使用FMEA 作为专门的技术应用,以识别并帮助减少潜在的隐忧一直是非常重要的。
对于车辆抱怨的研究结果表明,全面实施FMEA能够避免许多抱怨事件的发生。
●适时性是成功实施FMEA的最重要因数之一,它是一个“事发前”的行为,而不是“后见之明”的行动。
为达到最佳效益,FMEA必须在设计或过程失效模式被无意的纳入产品或过程之前进行。
事先花时间适当的完成FMEA分析,能够更容易的、低成本地对产品/过程进行修改,从而减轻事后修改的危机。
FMEA的实施●FMEA能够减少或消除因进行预防/纠正而带来更大损失的机会。
●FMEA小组应该有充分的沟通和整合。
FMEA的实施●虽然在FMEA的编制工作中,必须明确的指派每个人的职责,但是FMEA的输入还是应该依靠小组努力。
小组应该有知识丰富的人员所组成(如:对设计、分析/测试、制造、装配、服务、质量及可靠度等方面的工程技术人员)。
FMEA的跟踪●去比较一个小组的FMEA评价和另一个小组的FMEA 评价是不恰当的,即使该产品/过程出现了相同的情境;由于每个小组的所在环境是独一无二的,因此各自将会有个别的评价(如评价是主观的)。
FMEA的跟踪●采取有效的预防/纠正措施,以及针对这些行动的跟踪是需要的,但不用过分强求。
应该和所有被影响的单位沟通措施行动。
一个彻底周详考虑和充分开发的FMEA如果没有实际且有效的预防/纠正措施,则其价值将有限。
●担当职责的工程师是负责确保所有的建议措施都已经实施或有适当的对策。
●FMEA是一份动态文件,应该始终反映出最终的评估,以及最终的适当措施,包括那些在开始生产之后所发生的措施。
FMEA的跟踪●担当职责的工程师有许多方式来确保那些建议措施被实现,它们包括,但不局限于下列:a.审查设计、过程和图样,以确保建议措施已经被实施;b.确认该项变更编入设计/组装/制造文件中;c.审查设计/过程FMEA、特别的FMEA应用和控制计划;设计FMEA●设计FMEA主要是由设计的工程师/小组采用的一种分析技术,用来保证在可能的范围内已充分地考虑到,并指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。
●应该评估最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。
●FMEA以其最严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时,一个工程师和设计小组的设计思路(包括:根据以往的经验和教训,对可能出现问题项目的分析)。
这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程,并使之规范化、文件化。
设计FMEA●设计FMEA能够透过以下几个方面支援设计过程,以降低失效风险:a.有助于对设计要求和设计方案进行客观的评价;b.有助于对制造和装配要求的最初设计;c.提高在设计/开发过程中,考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行冲击的可能性;d.为全面有效的设计试验和开发项目的规划,提供更多的信息;设计FMEAe.根据潜在失效模式对“顾客”的冲击,对其进行分级列表,进而建立一套设计改进、开发和查证的优先控制系统;f.为建议和跟踪降低风险的措施,提供一个公开的讨论形式;g.为将来分析研究售后市场关切情况、评价设计更改及展开更先进的设计提供参考;●设计FMEA中“顾客”的定义,不仅仅是指“最终使用者”,还包括负责车型设计或更高一级装配过程设计的工程师/小组,以及在生产过程中负责制造、装配和售后服务的工程师。
●FMEA的全面实施要求对所有新的零部件、更改的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行设计FMEA.●FMEA始于负责设计工作的工程师,但对有专有权的设计来说,可能始于其供方。
●在规定条件下(环境、操作、时间),不能完成既定功能。
●产品参数值不能维持在规定的上下限之间。
●产品在规定范围内,导致零部件的破裂、断裂、卡死、损坏现象。
●小组应该包括,但不限于:装配、制造、设计、分析/测试、可靠度、材料、质量、服务和供方,以及负责下一个较高阶或低阶的组装、系统、子系统或零部件的设计部门。
●FMEA应该成为促进相关部门间充分交换意见的催化剂,从而提高整个集体的工作水平。
●除了负责工程师对FMEA具有经验和小组协助之外,在活动中拥有一位有经验的FMEA专家以协助小组是有一定帮助的。
●设计FMEA是一份动态的文件,且应该包括:a.在一个设计概念最终形成之时或之前开始;b.在产品开发各阶段中,当设计有变更或获得信息增加时,要及时、不断地修改;c.在最终产品加工图样完成之前全部结束;d.●考虑到制造/装配的要求是相互关联的,设计FMEA在体现设计意图的同时,还要保证制造/装配能够实现设计意图。
●设计FMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷,但的确要考虑制造/装配过程中技术的/物质的限制。
例如:a.必要的拔模斜度;b.表面处理的限制;c.装配空间/工具可加工性;d.钢材硬度的限制;e.公差/过程能力/性能;前事不忘,后世之师!●着眼于顾客的满意度及防止重复以往的错误●确认以往的问题,来确保现行设计不会重复这些失效模式;●深入了解顾客的使用;●明确顾客的要求及使用寿命;●分析竞争对手产品情况;●确定比较对象;●召回及停运分析;●顾客使用中的失效分析;●试验失效分析;●顾客满意度调查分析;●竞争对手产品质量分析;●评审一切适用的福特产品的召回及停运(如制动油管磨破漏油引起的召回,电器系统的导线损坏具有安全性隐患的召回);●确认一切适用的非福特产品的召回;●确定适用的失效模式及干扰因素;●研究所有适用的数据来源来收集潜在的问题,包括:a.分析保修系统的问题(三保期内);b.8D和6-sigma数据库;c.工厂的产品分解以及返回件数据库;d.试车队数据;e.高低里程上的主要TGW问题;f.评估如何确定适用的失效及相关的干扰因素●确认所有项目中可使用的:a.验证试验中的失败;b.耐久性试验中的失败;c.整车试验中的失败;d.●评估问题以确定适用的失效及与其相关的干扰因素;●考虑到所有影响到顾客的零部件;●确认a.顾客的需求;b.要求最高的顾客及其在使用寿命期内的使用应力;c.●将顾客的需求转换为工程要求;d.●确认将影响到顾客满意度的关键问题;●确认比较基准及竞争对手;●从竞争对手产品中确定最佳产品;●比较产品特性,包括质量、成本、重量及功能;●确定支持产品竞争对手地位的各项指标;●确定主要问题;a.基于顾客使用及需求的设计;b.实际使用的失效;c.召回及停运中的问题;d.试验中的问题;e.与问题相关的新技术;●通过使用预防失效模式中的方法,提出在设计中来解决这些问题的行动计划;●是否已将顾客的要求转换成工程要求;●是否完成了竞争对手的分析;●是否遗漏了一些失效模式;●是否排列出了问题的优先顺序;●排列是否根据现行项目的DFMEA关键和重要特性相一致;●以图形的表示法是团队能将其注意力集中在:a.系统工作之环境;b.定义系统的研究范围;●了解相互之间关系探索系统与其界面系统之间的关系●管理系统工程;确定界面之间拥有权并将相应要求从上到下予以分配能用B—图干什么?●将团队注意力集中在所研究的系统:●帮助团队了解系统与其界面系统之间的相互作用;●管理并构造内部和外部系统间的关系;●确定拥有权并将界面关系要求传递给与之相关的系统;●提供一个与界面分析DFMEA及P-图之连接;建立系统B—图的推荐步骤●团队要对界面的分析,DFMEA和P-图的意图以及它们的细致程度达成一致;●按照从上到下,又粗到细的原则来建立系统B-图;●确定团队所负责的内部系统及其子系统;●确定所有与之接口的外部系统;建立系统B—图的推荐步骤●确定一切关键接口,这些关键接口包括:a.内部系统对外部系统(包括硬件,软件以及其他设备)的接口;b.内部子系统之间的接口;c.●使用直线来定义系统单元之间的联系;d.●在分析中要用不同颜色突出强调单元模块和接口界面(这些需要强调的部分主要指的是与集中失效模式相关联的部分);e.●使用数字表示出各接口线;●画出选择之部件/系统的B-图●20分钟●是否有遗漏的部件?●是否有遗漏的接口界面?●是否考虑到各种接口之间的关系?●系统是否定义的太一般化,范围是否太大了?●是否使用了分层方法来表示一个复杂系统?●分析并管理系统与之邻近系统之间的接口关系;●确定应对接口负责的工程师;●就如何控制这些接口与相邻的系统工程师达成一致;●接口问题导致了近30%的召回;接口的影响—教训●地毯与加速踏板的干涉导致了ford找回近两万辆“野马”车,损失达两百万美元;●稳压器过热导致CD机的一系列问题;●空间类相对位置、位移以及连接;●能量转换类电能、机械能、热能、水能、声能、化学能、电磁能、气动能●信息传递类;电的,数字的,视听的●材料转化类;气、液、固体、微粒子●帮助扑捉及控制系统之间的相互依赖关系;●帮助与接口的拥有者沟通,并达成一致,从而控制这些接口;●发现在设计规范中的不足之处;●提供信息到:a.P-图:输入,功能,错误模式,噪声b.DFMEA: 功能,失效,潜在原因●接口的分析与B-图是否一致?;●有无接口被遗漏了?●有没有与邻近的工程师沟通,并对如何控制接口达成一致?●是否将接口分析的结果输入到P-图之中?●是否有接口的描述过于模糊,不够具体?理想输出功能偏差状态●确定那些能将输入能量最大的转换成理想功能的控制因数;●用直观图形的方法将稠密的思考表现出来;理想功能即为系统设计的主要功能,一般表现为能量、材料、信号或信息的转换与传输输入信号因数一种作为输入的能量,材料和信号,这些输入使系统正常运作偏差状态不希望系统出现的状态,输入能量转换成无用功,这些可导致系统的失效模式,这些误差模式可以是“软失效”(偏离理想功能指标的值,及理想功能的衰退),或“硬”失效(即失去理想功能)控制因数与物理、尺寸、材料特性相关联的设计参数,工程师可以调整这些参数以对应由于干扰因数的出现而导致的失效模式干扰因数能使系统偏离其理想功能,导致误差状态,以致失效模式的一些不可控因数稳健性系统在干扰因数存在的情况下,仍然能够以最小失效模式的状态,使理想功能运作在目标值附近五类干扰因数干扰因数4、外部环境因数天气及路况条件5、内部环境及部件之间的干涉组成单元及系统的相互影响和相互干涉构造P-图●定义输入信号;●定义输出功能函数及其度量;●确认对功能的执行有影响的干扰因数;●确认干扰因数影响下的偏差状态;●确定能被用来卫对干扰因数的控制因数;应予以关注之处●理想功能是否可以度量;●误差状态是否与功能相联系;●是否考虑了所有的五类干扰因数;●设计工程师是否可以改变所选定的控制因数;●系统是否太复杂不能用一个P-图来表示;P-图之应用●用于分析所有会影响到设计稳健性的重要参数;●用于优化设计要求;●输入到稳健性检查表中(Robustness Check List);●与FMEA相联系;功能、误差状态、潜在失效原因●选定产品的一个功能;●画出这个功能的P-图;●20 分钟;●成立DFMEA小组;●确定范围;●功能描述;a.头脑风暴法;b.功能树;●实践练习●分析的界限或程度是否确定包含什么,不包含什么?●不正确的范围会;a.延长分析;b.偏离目标分析;c.错误地识别小组成员;●一旦成立了核心小组。