1、失效模式及后果分析Failure Mode & Effects Analysis1. 引言2. 設計潛在失效模式及后果分析 DFMEA DFMEA表格3. 過程潛在失效模式及后果分析 PFMEA PFMEA表格4. 怎樣進行FMEA FMEA實施步驟1.引言一、 定義1、 潛在失效模式及后果分析（FMEA）FMEA是一組為達到下列目的而進行的系統化活動:1) 發現并識別產品/過程的失效模式及其可能影響2) 識別能夠消除或減少失效模式發生可能性的措施3) 將上述兩個過程形成書面文件2、 設計潛在失效模式及后果分析（DFMEA）DFMEA是“設計主管工程師/小組”用來保證在最大限度內已充分

2、認識和指明了各種潛在失效模式及相關起因/機理的一種主要技術手段。3、過程潛在失效模式及后果分析（PFMEA）PFMEA是“設計主管工程師/小組”用來保證在最大限度內已充分認識和指明了各種潛在失效模式及相關起因/機理的一種主要技術手段。4、顧客 顧客不僅指最終用戶，還包括與系統、子系統或相關零件的所有人員，如生產、裝配和售后服務人員及車型設計或部件設計工程師或工程師小組。二、 FMEA的價值事先花時間認真實施全面的FMEA工作，能夠方便地對產品或過程進行修改，從而減小風險，FMEA能夠減少或消除因事后更改而帶來更大損失的可能性。FMEA是一個永無止境的交互過程。三、 FMEA成功要素Ø

3、 事前行為Ø 集體協作Ø 動態行為Ø 管理者支持2、設計潛在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis in Design）一、 DFMEA的價值 DFMEA的價值體現在如下方面，并且正是由于這些方面的原因減少了設計過程中設計失效的風險。Ø 有助于設計要求和設計方案的客觀評價Ø 有助于制造和裝配要求的初始設計Ø 提高了設計開發過程中考慮潛在失效模式及其對系統和車輛運行影響的概率Ø 對制定全面、有效的設計實驗計劃和開發程序提供了更多信息Ø 根據對顧客的影

4、響編制失效模式風險順序表，據此建立設計改進和開發試驗的優先控制系統Ø 為確定和跟蹤降低風險措施提供了一個開放的討論形式Ø 為未來分析相關問題、評價設計更改和提高設計水平提供參考二、 群策群力 DFMEA是集體努力的結果，是集體智慧的結晶。在進行DFMEA的最初階段，負責設計的工程師就應直接主動地和所有相關部門聯系，與這些部門的代表組成工作小組，通過集體的努力共同完成DFMEA。這是正確實施DFMEA的組織要求。三、 DFMEA的工作目標 完整地體現設計意圖，發現功能失效的所有潛在模式及其影響，找出導致失效的原因/機理，提出建議措施并根據顧客的影響排列風險順序。四、 DFME

5、A的工作范圍 DFMEA僅考慮如何在設計過程避免失效模式的發生而不考慮制造和裝配過程中可能出現的失效模式。但是，DFMEA必須考慮通過制造和裝配實現設計意圖的問題，即必須考慮制造和裝配過程的技術限制。不要指望通過制造和裝配來消除設計缺陷。五、 DFMEA的時效 進行DFMEA是一種事前行為，DFMEA文件是一種動態文件。在設計概念形成之時或之前就應開始DFMEA的工作，并且在以后開發工作的各個階段根據設計的更改、新技術的應用以及其他信息的修改，直至產品圖紙發布開始準備工裝設備之前結束。六、 技術條件需求進行DFMEA工作，特別是發現失效模式和尋找失效原因/機理，不是憑空想象，它依賴必要的文件和

6、工作人員的知識、技能及其經驗。必要的文件可能包括：² 表明顧客需要和期望的相關文件，如DFQ² 車輛要求文檔² 產品要求和/或制造裝配要求文件² 產品運行不良記錄總而言之，通過必要的文件和工作人員的集體努力，明確對產品特性的要求。期望特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效模式，進而采取糾正措施。七、 DFMEA的工作程序 DFMEA工作應從所分析的系統、子系統和零件的構成框圖開始，其目的是為了明確該框圖所表征系統、子系統和零件的輸入、功能及輸出。該框圖應伴隨FMEA的全過程。然后填寫DFMEA的專用表格，最終形成技術文檔。八、 DFMEA表格的應用 D

7、FMEA表格共有22項，分別表達不同的填寫要求并傳達相干信息，見表1 。1 FMEA編號：用于填寫該FMEA文件的標號，以便追逐查詢。2 系統、子系統或零件的名稱及其編號：用于填寫所分析系統、子系統或零件的分析級別、名稱及編號。3 設計責任人：用于填寫整車廠、部門和小組的名稱，如果知道還應填寫供方名稱。4 編制人：用于填寫編制該FMEA文件責任工程師的姓名、電話及其所屬公司的名稱。5 年型/車型：如果知道，填寫所分析設計項目預期或影響的年型/車型。6 關鍵如期：填寫該FMEA初次預定完成日期，該日期不應超過產品設計發布的計劃日期。7 FMEA日期：填寫編制該FMEA文件初稿的日期以及最新修訂稿

8、的日期。8 核心小組：列出有權確定和/或執行任務責任部門以及個人的名稱、姓名、電話。建議將所有參加人員的姓名、所屬部門、電話、住址記錄在一份表中。9 項目/功能：用于填寫被分析對象的名稱和編號。用該對象圖紙上的名稱及其編號指明設計層次。如果是在初次發布之前，應使用試驗性的編號。要求用簡明的文字描述被分析對象的功能及其工作環境。若該對象具有多項功能且有不同的失效模式，應全部單獨列出。10 潛在失效模式：對一個特定的分析對象的各種功能，應列出每一種功能的每一個失效模式，雖然這種失效模式可能發生但不一定發生。所謂失效模式是指系統、子系統或零件不能實現設計意圖的可能形式。對失效模式的描述應該使用規范化

9、的、專業性的術語。典型的失效模式可以是但不限于下列模式：裂紋、變形、松動、泄露、粘結、短路、氧化等。11 潛在失效后果：根據顧客可能發現或經歷的情況描述失效后果，要清楚的說明該功能是否會影響到安全性或與法規不符，需要利用集體的智慧盡可能地預見失效后果。失效后果可以是但不限于下列模式：噪聲、工作不正常。不良外觀、不穩定、異味等。12 嚴重度S：失效模式發生時失效后果對顧客或系統、子系統以及下序零件影響的嚴重級別。嚴重度進用于失效后果影響程度的評定，要減小嚴重度級別數值的大小只有通過設計來實現。嚴重度的評定推薦準則見表2。13 分級：用于填寫對系統、子系統或零件特性級別如關鍵、重要、主要、重點的表

10、示，如果在這一欄中填有內容，往往預示著相應的工藝過程要給予附加控制。14 失效的潛在起因/機理：用于說明設計缺陷的原因或機理。應盡可能用簡潔完整的文字列出每種失效模式所有可能的失效起因和/或機理。典型的失效起因可能包括但不限于：規定的材料錯誤、設計壽命估計不足、應力過大、計算錯誤等。15 頻度O：用于描述某一特定起因/機理出現的可能性，其意義在于頻度級別的含義而不在于具體的數值。推薦的評定準則見表3。降低頻度數值的唯一途徑是修改設計，避免或降低該起因/機理出現的概論。16 現行設計控制：列出已經用于或正在用于相同或相似設計中的預防措施、設計確認/驗證或其他活動的方法。可考慮的設計方法有三種：&

11、#178; 防止起因/機理或失效模式/后果的出現，或減少其出現的概率。² 查明起因/機理并找出糾正措施。² 查明失效模式優先選用第一種設計控制方法，其次是第二、第三種。17 不易探測度D：指在系統、子系統或系統投產之前用上述第二種控制方法探測失效起因/機理能力的評價指標，或用第三種設計控制方法探測失效模式的評價指標。推薦的評價準則見表4。18 風險順序數：嚴重度、頻度和不易探測度三者數值的乘積，是對設計風險性的度量。PNR=S*O*D應對PNR排序，如果PNR很高，設計人員必須采取措施努力減小該值。在一般實踐中，不論PNR值的高低，當嚴重度數值較高時，就應給予特別的注意。1

12、9 建議措施：按PNR排序的結果，提出建議措施減小風險順序數，如無建議措施則填寫“無”。20 責任：填入負責建議措施驗證執行的組織和個人及預期完成的日期。表1：DFMEA表格潛在失效模式及后果分析 （設計FMEA） FMEA編號： 系統 頁 碼： OF 子系統 設計責任： 編 制 人： 車型年/車輛類型： 關鍵日期： FMEA日 期：（編制） （修訂） 主要參加人： 項目功能潛在的失效模式潛在的失效后果嚴重度數(S)級別潛在的失效起因/機理頻度數(O)現行設計控制不易探測度(D)風險順序數RPN建議措施責任和目標完成情況措施結果采取的措施嚴重度(S)頻度(O)不易探測度(D)RPN表2：嚴重度

13、級別評定推薦準則表推薦的評價準則（設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）后果評定準則：后果的嚴重度嚴重度無警告的嚴重危害這是一種非常嚴重的失效形式，它是沒有任何失效預兆的情況下影響到行車安全或違反了政府的有關章程10有警告的嚴重危害這是一種非常嚴重的失效形式，是在有失效預兆的前提下發生的，影響到行車安全或違反了政府的有關章程9很高車輛（或系統）不能運行，喪失基本功能8高車輛（或系統）能運行，但性能下降，顧客不滿意7中等車輛（或系統）能運行，但舒適性或方便性部件不能工作，顧客感覺不舒服6低車輛（或系統）能運行，但舒適性或方便性項目性能下降，顧客感覺有些不舒

14、服5很低配合、外觀或尖響、喀噠響等項目不符合要求，大多數顧客發現缺陷4輕微配合、外觀或尖響、喀噠響等項目不符合要求，有一半顧客發現缺陷3很輕微配合、外觀或尖響、喀噠響等項目不符合要求，但很少有顧客發現缺陷2無無影響1表3：頻度級別推薦評價準則表推薦的評價準則（設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）失效發生可能性可能的失效率頻度數很高：失效幾乎是不可避免的1/2101/39高：反復發生的失效1/881/207中等：偶爾發生的失效1/8061/40051/20004低：相對很少發生的失效1/1500031/1500002極低：失效不太可能發生1/150000

15、01表4：不易探測度推薦評價準則表推薦的評價準則（設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）探測性評價準則：由設計控制可探測的可能性不易探測度絕對不肯定設計控制將不能和/或不可能找出潛在的原因/機理及后續的失效模式，或根本沒有設計控制10很極少設計控制只有很極少的機會能找出潛在原因/機理及后續的失效模式9極少設計控制只有極少的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式8很少設計控制有很少的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式7少設計控制有較少的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式6中等設計控制有中等的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式5中上設計控

16、制有中上多的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式4多設計控制有較多的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式3很多設計控制有很多的機會能找出潛在原因/機理及后續是失效模式2幾乎肯定設計控制幾乎肯定的能夠找出潛在原因/機理及后續是失效模式13、過程潛在失效模式及后果分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis in Manufacturing and Assembly Processes）一、 PFMEA的價值 PFMEA的價值體現在如下方面，并且正是由于這些方面的原因減少了設計過程中設計失效的風險。Ø 確定與產品相關的過程潛在的失效

17、模式Ø 評價失效對顧客造成的影響Ø 確定制造或裝配過程潛在失效的起因，確定減少失效發生或找出失效條件的過程控制變量Ø 編制潛在失效模式分級表，建立考慮糾正措施的優選體系Ø 編制制造或裝配過程文件二、 群策群力 PFMEA是集體努力的結果，是集體智慧的結晶。在進行PFMEA的最初階段，負責過程的工程師就應直接主動地和所有相關部門聯系，與這些部門的代表組成工作小組，通過集體的努力共同完成PFMEA。這是正確實施PFMEA的組織要求。三、 PFMEA的工作目標 考慮與計劃的制造/裝配過程相關的陳皮設計特性參數，以便最大限度地保證產品能滿足顧客的要求和期望，從而

18、完整地體現過程設計意圖。四、 PFMEA的工作范圍 PFMEA僅考慮如何避免過程失效模式的發生而不是依靠改變產品設計來克服過程中出現的缺陷。在確定了潛在失效模式后，就可以著手采取措施來消除潛在失效模式或不斷減小它們發生的可能性。五、 PFMEA的時效 進行PFMEA是一種事前行為，PFMEA文件是一種動態文件。應在生產工裝準備之前。在過程可行性分析階段或之前開始，而且要考慮以單個零件到總成的所有制造工序設計。六、 技術條件需求進行PFMEA工作，特別是發現失效模式和尋找失效原因/機理，不是憑空想象，它依賴必要的文件和工作人員的知識、技能及其經驗。必要的文件如DFMEA等：總而言之，通過必要的文

19、件和工作人員的集體努力，明確對過程特性的要求。期望特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效模式，進而采取糾正措施。七、 PFMEA的工作程序 PFMEA工作應從整個過程的流程圖/風險評定開始。流程圖確定了與每個過程有關的產品/過程特性參數。如果可能，還應根據相應的PFMEA確定某些產品影響的內容，在此基礎上完成PFMEA表格，最終形成技術文檔八、 PFMEA表格的應用 PFMEA表格共有22項，分別表達不同的填寫要求并傳達相干信息，見表5 。1 FMEA編號：用于填寫該FMEA文件的標號，以便追逐查詢。2 系統、子系統或零件的名稱及其編號：用于填寫所分析系統、子系統或零件的分析級別、名稱及編號

20、。3 設計責任人：用于填寫整車廠、部門和小組的名稱，如果知道還應填寫供方名稱。4 編制人：用于填寫編制該FMEA文件責任工程師的姓名、電話及其所屬公司的名稱。5 年型/車型：如果知道，填寫所分析設計項目預期或影響的年型/車型。6 關鍵如期：填寫該FMEA初次預定完成日期，該日期不應超過產品設計發布的計劃日期。7 FMEA日期：填寫編制該FMEA文件初稿的日期以及最新修訂稿的日期。8 核心小組：列出有權確定和/或執行任務責任部門以及個人的名稱、姓名、電話。建議將所有參加人員的姓名、所屬部門、電話、住址記錄在一份表中。9 過程功能/要求：簡單描述被分析的過程或工序，盡可能簡單的說明該工藝過程或工序

21、的目的。10 潛在失效模式：過程可能發生的不滿足過程要求和/或設計意圖的形式。11 潛在失效后果：失效模式發生時失效后果對顧客的影響程度，應根據顧客可能發現或經歷的情況描述失效后果。12 嚴重度S：失效模式發生時失效后果對顧客影響的嚴重程度的評價指標。嚴重度的評定推薦準則見表6。13 分級：用于填寫對附加過程的系統、子系統或零件的一些特殊特性分級如關鍵、重要、主要、重點的表示，如果在這一欄中填有內容，應通知主管工程師，因為它可能會影響有關確定控制項目表示的工程文件。14 失效的潛在起因/機理：用于說明過程缺陷的原因或機理。應盡可能用簡潔完整的文字列出每種失效模式所有可能的失效起因和/或機理。1

22、5 頻度O：用于描述某一特定起因/機理出現的可能性，其意義在于頻度級別的含義而不在于具體的數值。推薦的評定準則見表7。降低頻度數值的唯一途徑是修改設計，避免或降低該起因/機理出現的概論。16 現行設計控制：列出已經用于或正在用于相同或相似過程中的預防措施、設計確認/驗證或其他活動的方法。可考慮的設計方法有三種：² 防止起因/機理或失效模式/后果的出現，或減少其出現的概率。² 查明起因/機理并找出糾正措施。² 查明失效模式 優先選用第一種設計控制方法，其次是第二、第三種。17 不易探測度D：指在零部件離開制造工序或裝配工位之前用上述第二種控制方法探測失效起因/機理能

23、力的評價指標，或用第三種設計控制方法探測失效模式的評價指標。推薦的評價準則見表8。18 風險順序數：嚴重度、頻度和不易探測度三者數值的乘積，是對設計風險性的度量。 PNR=S*O*D 應對PNR排序，如果PNR很高，設計人員必須采取措施努力減小該值。在一般實踐中，不論PNR值的高低，當嚴重度數值較高時，就應給予特別的注意。19 建議措施：按PNR排序的結果，提出建議措施減小風險順序數，如無建議措施則填寫“無”。20 責任：填入負責建議措施驗證執行的組織和個人及預期完成的日期。21 采取的措施：填入已執行措施及其后果的簡要描述22 糾正后的RPN：填入確定糾正措施后嚴重度、頻度以及不易探測度的估

24、計數值，計算并記錄此時的RPN，所有糾正后的RPN都應復查，而且如認為有必要采取進一步的措施，還應重復1922的步驟。九、 跟蹤過程主管工程師應負責保證所有的建議措施均已實施或妥善落實。FMEA是一個動態文件，應永遠體現最新的工藝水平和最新的技術手段，包括已開始生產后的類似活動。確實做到： 問題明確 措施明確 責任明確表5：PFMEA表格潛在失效模式及后果分析 （過程FMEA） FMEA編號： 頁 碼： OF 項目名稱： 過程責任部門： 編 制 人： 車型年/車輛類型： 關鍵日期： FMEA日 期：（編制） （修訂） 主要參加人： 過程功能功能潛在的失效模式潛在的失效后果嚴重度數(S)級別潛在

25、的失效起因/機理頻度數(O)現行工藝控制不易探測度(D)風險順序數RPN建議措施責任和目標完成情況措施結果采取的措施嚴重度(S)頻度(O)不易探測度(D)RPN表6：嚴重度級別評定推薦準則表推薦的評價準則（過程設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）后果評定準則：后果的嚴重度嚴重度無警告的嚴重危害可能危害機器或裝配操作者，潛在失效模式嚴重影響車輛安全運行和/或包含不符合政府法規項，嚴重度很高，失效發生時無警告10有警告的嚴重危害可能危害機器或裝配操作者，潛在失效模式嚴重影響車輛安全運行和/或包含不符合政府法規項，嚴重度很高，失效發生時有警告9很高生產線嚴重

26、破壞，可能100%的產品報廢，車輛/系統無法運行，喪失基本功能，顧客非常不滿意8高生產線破壞不嚴重，產品需篩選部分（低于100%）報廢，車輛/系統能運行，但性能下降，顧客不滿意7中等生產線破壞不嚴重，部分（低于100%）產品報廢（不篩選），車輛/系統能運行，但舒適性或方便性項目失效，顧客感覺不舒服6低生產線破壞不嚴重，產品需要100%返工，車輛/系統能運行，但有些舒適性或方便性項目性能下降，顧客有些不滿意5很低生產線破壞不嚴重，產品經篩選，部分（低于100%）產品需要返工，裝配或尖響和喀噠響等項目不符合要求，多數顧客發現有缺陷4輕微生產線破壞較輕，部分（低于100%）產品需要在生產線其他工位上

27、返工，裝配或尖響和喀噠響等項目不符合要求，有一半顧客發現有缺陷3很輕微生產線破壞較輕，部分（低于100%）產品需要在生產線原工位上返工，裝配或尖響和喀噠響等項目不符合要求，很少顧客發現有缺陷2無無影響1表7：頻度級別推薦評價準則表推薦的評價準則（設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）失效發生可能性可能的失效率CPK頻度數很高：失效幾乎是不可避免的1/20.33101/30.339高：一般與以前經常發生失效的過程相似的工藝有關1/80.5181/200.677中等：一般與以前時有失效發生，但不占主要比例的過程相類似的工藝有關1/800.8361/4001.

28、0051/20001.174低：很少幾次與相似過程有關的失效1/150001.333很低：很少幾次與幾乎完全相同的過程有關的失效1/1500001.502極低：失效不太可能發生，幾乎完全相同的過程也從未有過失效1/15000001.671表8：不易探測度推薦評價準則表推薦的評價準則（過程設計小組對評定準則和分級規則應意見一致，即使因為個別產品分析做了修改也應一致）探測性評價準則：在下一個或后續工藝前，或零部件離開制造或裝配工位前，利用過程控制方法找出缺陷存在的可能性不易探測度幾乎不可能沒有已知的控制方法能找出失效模式10很微小現行控制方法找出失效模式的可能性很微小9微小現行控制方法找出失效模式

29、的可能性微小8很小現行控制方法找出失效模式的可能性很小7小現行控制方法找出失效模式的可能性小6中等現行控制方法找出失效模式的可能性中等5中上現行控制方法找出失效模式的可能性中等偏上4高現行控制方法找出失效模式的可能性高3很高現行控制方法找出失效模式的可能性很高2幾乎肯定現行控制方法幾乎肯定能找出失效模式，已知相似工藝的可靠探測控制方法14、FMEA實施步驟1 成立小組，制定工作計劃2 選擇某一個工序（步驟）3 列出該工序所有功能（包括輔助功能及對前序的特性保護）以及質量要求4 針對某一功能列出所有可能的失效模式5 針對某一模式列出可能后果并評價嚴重度（S）6 針對同一模式列出所有可能的原因并評

30、價頻度（O）7 列出過程控制方法并評價探測度（D）8 計算 RPN=S*O*D9 選擇降低RPN的措施引言FMEA（失效模式與影響分析） 在設計和制造產品時，通常有三道控制缺陷的防線：避免或消除故障起因、預先確定或檢測故障、減少故障的影響和后果。FMEA正是幫助我們從第一道防線就將缺陷消滅在搖籃之中的有效工具。 FMEA是一種可靠性設計的重要方法。它實際上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影響分析）的組合。它對各種可能的風險進行評價、分析，以便在現有技術的基礎上消除這些風險或將這些風險減小到可接受的水平。及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為”。為達到最佳效益，FMEA必須在故障模式被納入產品之前進行。 FMEA實際是一組系列化的活動，其過程包括：找出產品/過程中潛在的故障模式；根據相應的評價體系對找出的潛在故障模式進行風險量化評估；列出故障起因/機理，尋找預防或改進措施。 由于產品故障可能與設計、制造過程、使用、承包商/供應商以及服務有關，因此FMEA又細分為設計FMEA、過程FMEA、使用FMEA和服務FMEA四類。其中設計FMEA和過程FMEA最為常用。 設計FMEA（也記為d-FMEA）