FMEA——潜在失效模式与后果分析详解-质量工具-QPDCA质量论坛

发表于 2012-10-21 14:50:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。由于产品故障可能与设计、制造过程、使用、承包商/供应商以及服务有

关，因此FMEA又细分为：

DFMEA：设计FMEA　　PFMEA：过程FMEA　　EFMEA：设备FMEA　　SFMEA：体系FMEA
其中计FMEA和过程FMEA最为常用。
一、DFMEA：设计FMEA　　
设计FMEA（也记为d-FMEA）应在一个设计概念形成之时或之前开始，并且在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时及时不断地修改，并在图样加工完成之前结束。其评价与分析的对象是最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。需要注意的是，d-FMEA在体现设计意图的同时还应保证制造或装配能够实现设计意图。因此，虽然d-FMEA不是靠过程控制来克服设计中的缺陷，但其可以考虑制造/装配过程中技术的/客观的限制，从而为过程控制提供了良好的基础。进行d-FMEA有助于：
　　· 设计要求与设计方案的相互权衡；
　　· 制造与装配要求的最初设计；
　　· 提高在设计/开发过程中考虑潜在故障模式及其对系统和产品影响的可能性；
　　· 为制定全面、有效的设计试验计划和开发项目提供更多的信息；
　　· 建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统；
　　· 为将来分析研究现场情况、评价设计的更改以及开发更先进的设计提供参考。
二、PFMEA：过程FMEA　　
过程FMEA（也记为p-FMEA）应在生产工装准备之前、在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造过程。其评价与分析的对象是所有新的部件/过程、更改过的部件/过程及应用或环境有变化的原有部件/过程。需要注意的是，虽然p-FMEA不是靠改变产品设计来克服过程缺陷，但它要考虑与计划的装配过程有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品满足用户的要求和期望。
　　p-FMEA一般包括下述内容：
　　· 确定与产品相关的过程潜在故障模式；
　　· 评价故障对用户的潜在影响；
　　· 确定潜在制造或装配过程的故障起因，确定减少故障发生或找出故障条件的过程控制变量；
　　· 编制潜在故障模式分级表，建立纠正措施的优选体系；
　　· 将制造或装配过程文件化。
三、EFMEA：设备FMEA

　　EFMEA (Equipment Failure Mode and Effect Analyse) (设备失效模式及效果分析)
　　1．来源
　　由质量工具之FMEA引用、改编所得。
　　2．用途
　　可结合TPM并融合于TPM之中，亦可独立实行。
　　3.　作用采用EFMEA可以：
　　1）用来确定设备潜在的失效模式及原因，使设备故障在发生之前就得到预测，从源头阻止设备发生故障；
　　2）可以作为设备预防保养的标准之一；
　　3）可以作为人员培训之用；
　　4）指导日常工作。
　　4.方法
　　通过对设备失效严重度（S）、发生率（O）和探测度（D）进行评价，计算出RPN值（风险优先度，RPN=O×D×S）。
　　严重度S是评估可能的失效模式对于设备的影响，10为最严重，1为没有影响；发生率O是特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率，如果为10，则表示几乎肯定要发生，如果为1，则表示基本不发生。
　　探测度D是评估设备故障检测失效模式的几率，如果为10表示不能检测，如果为1则表示可以被有效的探测到。RPN最坏的情况是1000，最好的情况是1。根据RPN值的高低确定项目，推荐出负责的方案以及完成日期，这些推荐方案的最终目的是降低一个或多个等级。对一些严重问题虽然RPN值较小但同样考虑拯救方案，如：一个可能的失效模式影响具有风险等级9或10；一个可能的失效模式/原因事件发生以及严重程度很高。
　　5.注意点
　　1）需要对每一设备或类似设备都要进行评价；
　　2）需要不断更新。
　　6.设备失效模式
　　20世纪60年代以前，人们普遍认为，大部分设备及组件，随着时间的推移，在一个相对稳定的时期之后，失效的概率变大。图1描述了这种故障模式为“A型”，显示故障随时间变化的的可能性。奇怪的是，航空和军工行业广泛研究发现，与时间有关的故障占所有故障的20%。这包括类型，A，B和C的故障模式。设备或组件的本质上是随机的失效模式反而更加突出，占大约80%的故障。这些类型包括：D，E和F。所有故障模式类型可归纳如下：
　　模式A: 当设备或组件接近预期的工作年龄，经过一段随机的故障，失效的可能性大幅增加。
模式B: 俗称“浴盘曲线”，这种失效的模式与电子设备尤其相关。初期，有较高失效的可能性，但这种概率逐渐减小，进入平缓期，直到设备或组件的寿命快结束时，故障概率变大。
　　模式C: 这种模式显示随时间增长设备或组件失效的可能性。这种模式可能是持续的疲劳所致。
　　模式D: 除最初的磨合期，在此期间，失效的概率相对较低。这表明设备或组件的失效可能性在寿命期内是相同的。
　　模式E: 设备或组件的失效可能性在寿命期内是相同的。与时间无关。

　　模式F: 相比较“浴盘曲线”，该模式初期故障率较高。之后与其它两种随机模式相同。

四、SFMEA：体系FMEA　　
System Failure Mode and Effects Analysis，简称SFMEA
　　1、解释一：国内常称SFMEA为“软件FEMA”，即“软件失效模式和影响分析”
　　对软件可靠性分析，特别是软件失效模式和影响分析(SFMEA）方法的技术特点、适应性进行了分析；并阐述了软件可靠性测试和软件可靠性管理的主要内容.
　　但这种解释是国人自创的啦，美国版FMEA根本没有把软件FMEA从FMEA中独立出来，故软件部分按照DFMEA执行！
　　2、解释二：德国的FMEA标准。
　　FMEA不同国家有不同的版本（如日本、德国、美国等），国内常用美国版的FMEA，其分为DFMEA和PFMEA。
　　DFMEA/PFMEA这个是美国三大汽车公司版本；

　　SFMEA是德国QMC－VDA版本，包括了产品系统和过程系统！

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