fmea中prn潛在的失效模式及后果分析（FMEA）二

　2.8失效模式出現(xiàn)可能性大小的評估――頻度（O）
　　某種失效模式可能產(chǎn)生，也可能不產(chǎn)生，究竟產(chǎn)生的可能性有多大？對出現(xiàn)可能性大的，當(dāng)然要格外引起重視，說明其風(fēng)險大。
　　在QS9000的DFMEA手冊中，引入了從1－10的所謂的頻度（O），英文Occurrence。表中的頻度估計是跟隨著原因／機理，相對于一個原因／機理，有一個頻度。注意的是，這里講的頻度是指由于該原因／機理而產(chǎn)生的失效模式出現(xiàn)的可能性。
　　fmea中prn潛在的失效模式及后果分析（FMEA）二，下表是手冊中推薦的頻度數(shù)估計參考表
　　頻度的估計可以參考以下資料：
　　l類似零件或子系統(tǒng)的維修資料；
　　l設(shè)計的零件與過去零件的差別；
　　l使用條件有否變化；
　　l有關(guān)新設(shè)計或修改設(shè)計的工程分析資料。
　　2.9現(xiàn)行的設(shè)計控制
　　對潛在的失效模式及其起因，重要的是采取預(yù)防措施。以防止這些失效模式成為事實。為此，我們要首先對目前已經(jīng)用于相同或相似設(shè)計中的控制方法進行分析，評估這些方法的有效性及其風(fēng)險。我們也可以把設(shè)計控制比喻成預(yù)防潛在失效變成現(xiàn)實或減少其出現(xiàn)可能性的防線。
　　典型的設(shè)計控制有：工程計算、材料試驗、設(shè)計評審、臺架試驗、可行性評審、各種設(shè)計驗證方法，樣件制造與試驗、道試驗、車隊試驗，等等。
　　我們可以把設(shè)計控制按優(yōu)先采用的順序，分成三種，或者形象地比喻為三道防線。
　　優(yōu)先采用的第一種方法，即第一道防線是：防止失效模式的原因／機理發(fā)生，或減少它出現(xiàn)的可能性。例如，通過工程分析，使零件具備充分的合理的強度、剛度、壽命等；通過材料試驗與分析，使材料具有良好的耐腐蝕性；通過實體仿真，模擬制造和裝配過程，觀察分析是否存在可能的失效，等等。
　　第二種方法，即第二道防線是：在只知失效模式，而對造成該失效模式的原因／機理不清的情況下，找出造成該失效模式的潛在原因／機理。例如，通過臺架試驗找出造成齒輪表面損壞的原因，找出發(fā)動機早期磨損的原因，等等；通過試驗設(shè)計等方法找出各種因素變差對系統(tǒng)變差的影響，從而找出防止失效的優(yōu)化方案等。
　　第三種設(shè)計控制，即第三道防線是：在不清潛在的失效模式情況下，找出可能的失效模式。最典型的這類方法是汽車的整車道試驗。道試驗對于產(chǎn)品設(shè)計的最后驗證是十分重要的，但由于其粗糙性與綜合性，依靠它進行設(shè)計控制的風(fēng)險是很大的。
　　綜上所述，應(yīng)優(yōu)先采用第一種方法，其次是第二種方法，第三種方法只能做為最后一道防線。當(dāng)然，沒有任何設(shè)計控制，設(shè)計將具有很大盲目性，風(fēng)險極大。
　　從時間角度考慮，設(shè)計控制采取的越早越好。這將有利于失效的早期識別和預(yù)防，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，降低風(fēng)險。
　　需要加以強調(diào)的是，用于制造、裝配過程的檢驗和試驗不能視為設(shè)計控制。
　　2.10設(shè)計控制方法有效性的評估――探測度（D）
　　所謂探測度是指所采用的第2種設(shè)計控制方法能探測出潛在失效模式的原因／機理，或且，采用第3種設(shè)計控制方法探測出潛在的失效模式的有效性。D是英文Detection字首。
　　探測度也是用1~10分來評估。下表列出QS9000FMEA手冊中推薦的探測度打分表。
　　評估探測度時，首先確定現(xiàn)有的設(shè)計控制是否能用來檢出失效模式的原因／機理。如果可以，它將可能減少失效模式出現(xiàn)的可能性，亦即將降低頻度。如果現(xiàn)有的設(shè)計控制不能用來檢出失效模式的原因，則應(yīng)評價其檢出失效模式的有效性，或且，根本沒有設(shè)計控制。
　　試驗條件的正確選擇，增加試驗樣品的數(shù)量，能提高設(shè)計控制方法的有效性。
　　以下我們舉兩個例子。
　　例一，擬采用試驗臺試驗來找出失效模式的原因，試驗條件與現(xiàn)有零件的試驗條件相似，該試驗對現(xiàn)有零件是有效的。而該零件與現(xiàn)有零件只有小修改。試驗樣品的數(shù)量為40。經(jīng)小組分析，探測度為3。
　　例二，某一零件的設(shè)計有明顯的改變。采用的設(shè)計控制方法是：4輛汽車各裝1個樣件進行道耐久性試驗。經(jīng)小組評估，探測度為6。
　　2.11潛在失效的風(fēng)險評估――風(fēng)險順序數(shù)
　　失效模式的潛在后果嚴(yán)重度S，失效模式的可能頻度O，設(shè)計控制方法對檢出失效模式及其原因的探測度D，聯(lián)合構(gòu)成潛在失效模式對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的風(fēng)險。聯(lián)合上述三個評估分?jǐn)?shù)的常用方法是，將它們連乘，得到所謂的風(fēng)險順序數(shù)。當(dāng)S＝10，O＝10，D＝10時，PRN＝1000；當(dāng)S＝1，O＝1，D＝1時，RPN＝1。顯然，RPN越大，意味著設(shè)計的風(fēng)險越大，越需要采取措施。
　　究竟RPN降到多少，該失效模式的風(fēng)險是可以接受的？這要根據(jù)企業(yè)的經(jīng)驗來確定。例如，據(jù)資料介紹，有的企業(yè)將RPN劃成三個線：紅線――RPN為125（相當(dāng)于5＊5＊5），風(fēng)險嚴(yán)重；黃線――RPN為64（相當(dāng)于4＊4＊4），風(fēng)險較大；綠線――RPN為27（相當(dāng)于3＊3＊3），風(fēng)險較小�？晒﹨⒖�。
　　RPN值的大小，也為我們確定了解決問題的優(yōu)先順序提供參考。當(dāng)RPN相近的情況下，應(yīng)優(yōu)先注意S大的失效模式，以及S和O都較大的失效模式。S大的失效模式，哪怕出現(xiàn)的概率很小，一旦發(fā)生，后果就很嚴(yán)重，因此，始終要引起重視。
　　根據(jù)對失效模式風(fēng)險評估結(jié)果，經(jīng)過小組討論，決定是否要采取措施，采取哪些措施。
　　我們所指的措施是針對產(chǎn)品設(shè)計的措施。產(chǎn)品設(shè)計的FMEA中的措施不應(yīng)包括在制造、裝配過程的措施，更不能依賴過程檢驗的強化措施。
　　采取措施的目標(biāo)是降低潛在失效風(fēng)險，即降低失效模式的嚴(yán)重度（S）、頻度（O）和探測度（D）。
　　降低嚴(yán)重度S，只有通過修改設(shè)計，使失效模式改變或不出現(xiàn)。例如：改變水箱支架結(jié)構(gòu)的聯(lián)接方式，大大降低支架的應(yīng)力，使之?dāng)嗔咽�效不會產(chǎn)生。
　　降低頻度O，也只有通過修改設(shè)計消除失效原因或減少其原因發(fā)生。如改進材料的規(guī)范，通過有限元分析改進結(jié)構(gòu)，改進表面處理提高耐腐蝕性，等。
　　要降低探測度D，應(yīng)采取更有效的設(shè)計控制方法，由第三種控制方法改變?yōu)榈诙�種控制方法，由第二、三種方法改變?yōu)榈谝环N控制方法。如除道試驗外，增加臺架試驗，增加材料試驗，采取試驗設(shè)計方法找出各設(shè)計因素變差的影響與優(yōu)化方案，增加試驗的樣本數(shù)和試驗周期等等。
　　2.13對被采用的措施的評價
　　當(dāng)措施被實施并驗證后，小組將最終確定采取的設(shè)計措施(設(shè)計改進和新的控制措施)。然后對之進行新的風(fēng)險評估，即估計采取新措施后的S、O和D，并計算RPN。如果風(fēng)險評估結(jié)果仍末達到預(yù)期效果，小組將進入新的一輪措施的研究――驗證――評估，一直到可接受為止。
　　措施的落實是十分重要的，任何措施都應(yīng)有具體的負責(zé)人和的完成日期，小組和主管設(shè)計的人員要對此負責(zé)到底。
　　DFMEA還應(yīng)該是一種動態(tài)文件，它應(yīng)體現(xiàn)最新的設(shè)計思想，包括投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題而采取的設(shè)計修改而進行新的FMEA。
　　第3章制造與裝配過程的潛在FMEA（PFMEA）
　　PFMEA原則上是在設(shè)計能夠滿足顧客需要的前提下，對過程中的潛在失效模式進行分析。也就是說，DFMEA的工作不包含在PFMEA中。但是，由于設(shè)計中可制造性和裝配性設(shè)計的缺陷可能造成過程潛大失效模式的發(fā)生。因此，PFMEA有可能成為設(shè)計FMEA中對可制造性和裝配性問題的補充，應(yīng)該反饋到DFMEA中去。
　　PFMEA的準(zhǔn)備工作可以包括：
　　①建立小組
　�、诒匾�的資料，如：
　　l過程流程圖，
　　l過程特性矩陣表，
　　l現(xiàn)有的類似的過程FMEA資料，
　　l現(xiàn)有的類似的過程FMA資料，
　　l特殊過程特性明細表，
　　l工程規(guī)范。
　　表格表頭各項內(nèi)容的含義也與DFMEA大體相同。需要說明的是，所謂關(guān)鍵日期是指初次完成PFME日期，該日期的限期是正式生產(chǎn)之前。
　　以下對表格中各欄目的含義、考慮方法及填寫內(nèi)容作介紹。
　　3.2過程的功能與要求
　　所謂過程的功能，是指該過程或工序的目的是什么？例如車削軸的外徑，將A零件焊接到B零件上，裝配某總成，淬火處理，等等。
　　如果過程涉及到數(shù)個操作（如總成裝配），應(yīng)分別把這些工序作為的過程列出。如中間軸裝入變速箱箱體，把變速箱蓋裝上變速箱箱體，等。
　　fmea中prn3.3潛在的失效模式
　　所謂的潛在的過程失效模式是指，過程不能達到過程功能要求或過程設(shè)計意圖的問題的表現(xiàn)形式。一般情況下，它是指按的操作規(guī)范進行操作時的潛在失效問題，但由于過程設(shè)計中對技術(shù)與體力的能力考慮不足而造成的失效，或容易產(chǎn)生誤操作的問題也是潛在失效模式考慮的范圍。
　　失效模式有兩種類型：
　　I型：不能完成的功能，如零件超差，錯裝。
　　II型：產(chǎn)生了非期望功能，如加工過程使操作者或機器受到、損壞，產(chǎn)生有害氣體、過大的噪聲、振動，過高的溫度、粉塵、刺限的光線，等等。
　　對有非期望功能發(fā)生的情況下，應(yīng)檢查在功能欄中是否對非期望功能的限值已列出。
　　在考慮過程潛在失效模式時，我們常常使用“零件為什么會被拒收？”的思考方法。例如焊接過程零件被拒收可能因為“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件變形”，等等，那么，這些就是潛在的失效模式。又例如，一個箱體與箱蓋裝配后被拒收的潛在原因是：“不密封”、“漏裝零件”、“未注潤滑劑”等。
　　對于試驗、檢驗過程可能的失效模式有兩種：接受不合格的零件和拒收合格的零件。
　　零件被拒收，既要考慮最終顧客不接受，也要考慮下一道工序及下游工序不接受的問題。如鑄件的偏差使機械加工產(chǎn)生不合格，使動平衡量過大等。這里，我們同樣可以運用如下的原理：上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式可能是上游工序失效模式的后果。
　　在產(chǎn)品設(shè)計FMEA中已經(jīng)分析的失效模式原則上不需在PFMEA中重復(fù)。但由于產(chǎn)品設(shè)計中對制造性與裝配性考慮的不夠充分，對制造裝配過程容易產(chǎn)生誤操作的防錯措施考慮的不夠充分，而可能造成過程失效模式可以列出。
　　下面舉出一些過程失效模式的例子，供參考：零件變形，鉆孔偏心，鑄件氣孔，鑄件壁厚不均，鑄件金屬不足，鑄件組織疏松，鍛件裂紋，淬透層厚度不足，零件表面硬度不適宜（過硬或過軟），零件表面光潔度低，外觀粗糙，零件，零件丟失，零件表面碰傷，零件落地，零件腐蝕，總成泄漏，零件有毛刺，定位錯誤，少裝零件，緊固不足，調(diào)整不正確，工具在零件表面留下刻痕，涂漆表面淚點，涂漆表面不清潔，未焊透，焊穿，焊接后變形，焊縫外觀差，注塑不充足，注塑件外觀差，注塑件尺寸偏差，電斷，短。
　　由于設(shè)備、工裝設(shè)計中的問題而引起制造、裝配過程的失效原則上也應(yīng)包括在PFMEA中。也可以由設(shè)備、工裝的FMEA來實施。在QS9000的工具與裝備補充手冊中了有關(guān)的要求。
　　3.4潛在的失效后果
　　潛在的失效后果是指該失效模式可能帶來的對顧客的影響。顧客的影響。顧客是廣義的，包括最終顧客、直接顧客（下一道工序），中間顧客（下游工序）。失效模式的后果還包括對過程本身有關(guān)組成的影響（如對操作者與設(shè)備，對的影響）。
　　描述失效的后果，盡可能采用表達顧客關(guān)注和感受的詞匯。如：操作者眼睛受，零件破損將機器損壞，外觀不良，無法裝配，等等。對最終顧客的影響應(yīng)使用與產(chǎn)品的性能有關(guān)的術(shù)語來描述，如噪聲、振動、工作不正常、停止工作、工作不穩(wěn)定、操作力過大、異味、性能衰退、外觀不良、褪色，等等。
　　對下一道工序或下游工序的后果應(yīng)使用過程、工序的性能術(shù)語來描述，如無法緊固，無法加工，無法裝配，無法對中，無法焊接，無法平衡，危害操作人，損壞設(shè)備等等。
　　3.5嚴(yán)重度(S)――后果嚴(yán)重性的評估
　　嚴(yán)重度是指失效后果的嚴(yán)重程度。嚴(yán)重度采用10分制進行打分。下表為QS9000推薦的打分表。
　　當(dāng)一個失效模式有若干可能的后果，嚴(yán)重度將列出危害程度最大的那個后果的嚴(yán)重度分?jǐn)?shù)。
　　3.6失效模式重要性等級
　　這里指的是被顧客(如三大汽車公司)定義的特殊特性。如果該失效模式所涉及的過程特性屬于特殊特性（如關(guān)鍵特性、主要特性、重要特性等），要用相應(yīng)的符號在欄目中標(biāo)出。詳見DFMEA相關(guān)內(nèi)容中的說明。同樣，PFMEA也是識別與確定特殊特性的重要工具。
　　3.7潛在的失效原因／機理
　　所謂的失效原因／機理是失效模式發(fā)生的原因，這些原因的消除，可以使失效模式得到糾正或控制。
　　一個失效模式可能只有一個可能的原因，也能有若干個可能的原因，都應(yīng)該考慮到。
　　在考慮失效原因時，首先考慮的是輸入本過程的零件／材料是正確的情況下可能的原因是什么？然后，再考慮由于輸入資源的不正確的情況下可能的原因是什么？
　　記�。荷弦坏拦ば虻氖�效模式可能是下一道工序的失效原因；下一道工序的失效模式可能是上一道工序失效模式的后果。
　　誤操作（人的誤操作，機器的誤操作）是失效模式的可能原因之一。
　　下面列舉一些典型的過程失效原因：
　　測量數(shù)據(jù)不正確，焊接電流不適合，加熱時間過長，加熱溫度過高或不足，通風(fēng)不足，潤滑不足，零件丟失，刀具調(diào)整錯誤，刀具易磨損，擰緊力矩過大或過小，機床轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，定位錯誤，定位肖易磨損，噴咀堵塞，材料過硬或過軟，板材厚度變差過大，毛坯組織疏松與氣孔等等。
　　分析失效原因的辦法，應(yīng)使用現(xiàn)有類似過程的失效分析資料，同時應(yīng)用工序上下的關(guān)系，應(yīng)用“五個為什么？”方法，應(yīng)用圖、排列圖等方法。復(fù)雜的多因素問題還可以采用正交試驗方法，找出引起失效的主要因素。
　　3.8失效模式出現(xiàn)可能性大小的評估――頻度（O）
　　頻度是指由某一原因使失效模式發(fā)生的可能性大小的評估。頻度采用10分制。QS9000的打分表如下：
　　頻度評估的依據(jù)主要參考已有過程或類似過程的統(tǒng)計資料，如過程的CPK值，PPM值，故障率等。對于無歷史資料參考的過程，根據(jù)小組的經(jīng)驗，工程判斷來估計。
　　3.9現(xiàn)行的過程控制
　　所謂現(xiàn)行的過程控制是指目前采用的防止失效模式及其原因發(fā)生，或降低其發(fā)生的可能性，或在過程中查出這些失效模式以采取措施防止不合格品產(chǎn)生或流入下游工序的措施。
　　過程控制方法，同設(shè)計控制方法一樣，有三種不同深度的方法，或稱三道防線。
　　第一種方法：防止失效原因／機理的發(fā)生，或減少其發(fā)生的可能性。如采取有效的防錯設(shè)計，防止錯裝、漏裝發(fā)生（錯裝、漏裝情況下，過程不能進行）。
　　第二種控制方法是找出失效的原因／機理，從而找出糾正措施。例如，通過初始過程能力研究，找出變差的特殊原因，從而采取措施，使過程受控。利用排列圖法，找出造成缺陷與拒收的主要原因，次要原因，采取措施。
　　第三種控制方法是查明失效模式。例如利用產(chǎn)品的最終檢驗（抽樣檢驗或100％檢驗）查出缺陷（即失效模式），再采取糾正措施。
　　優(yōu)先采用的控制方法是第一種，其次是第二種，最后是第三種。當(dāng)然最差的是沒有任何過程控制。
　　依靠檢驗，剔除不合格品，或?qū)Σ缓细衿凡扇》倒さ倪^程控制方法是一種事后措施，它承認(rèn)會產(chǎn)生不合格，也就是承認(rèn)浪費。抽樣檢驗還相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險。從這點考慮，在過程中控制措施采取的越早越好。
　　3.10過程控制方法有效性的評估――探測度（D）
　　探測度是指零件在離開該制造工序或裝配工序之前，采用上述的第二種控制方法找出失效模式原因／機理，和第三種控制方法找出失效模式的可能性大小。換句話說：假設(shè)發(fā)生了某一失效模式（缺陷），在該失效（缺陷）零件離開該過程之前，現(xiàn)行的過程控制方法發(fā)現(xiàn)出該失效模式，它發(fā)送到下一道工序，這種失效模式在過程繼續(xù)發(fā)展的能力，定義做探測度。
　　隨機抽查，很容易讓個別缺陷遺漏過去，這種方法不能改善探測度。以統(tǒng)計原理的抽樣檢測則是有效改善探測度的措施，增加樣本容量和抽樣頻率都有助于改善探測度。但要注意，要區(qū)別頻度和探測度的概念，頻度低并不等于探測度低。
　　探測度也是采用10分制來評估，分?jǐn)?shù)越高，表明過程控制方法有效性越差。QS9000采用的評分表如下：
　　在我們還沒有十分有效的第1，2種控制方法的情況下，有時要采用100％檢驗的辦法。但是這種方法不但成本高，而且也不一定是絕對把握的。它會受到測量系統(tǒng)變差的影響。100％目視檢查法還受到人的判斷能力的影響，以及失效模式性質(zhì)是否易于用目視方法發(fā)現(xiàn)。因此也不能認(rèn)為100％檢查就具有高的探測度。
　　3.11潛在失效模式的綜合風(fēng)險評估――風(fēng)險順序數(shù)RPN
　　風(fēng)險順序數(shù)是S、O、D的綜合。在QS9000FMEA手冊中，采用RPN=SOD的連乘計算方法。RPN在1～1000之間。RPN越高，意味著風(fēng)險越大，它可以提供我們對問題的輕重緩急進行排序，對RPN大的失效模式優(yōu)先采取糾正措施，以減少它的風(fēng)險。
　　記�。涸谝话銓嵺`中，不管RPN的結(jié)果如何，當(dāng)嚴(yán)重度S高時，就應(yīng)該特別加以注意。
　　RPN值的經(jīng)驗界限，將根據(jù)企業(yè)的經(jīng)驗來判斷。可參看DFMEA中相應(yīng)的敘述。
　　當(dāng)失效模式的PRN估計完成后，則應(yīng)按其大小次序以及失效模式的嚴(yán)重度來考慮糾正措施，以降低S、O和D。
　　降低S，只有通過修改設(shè)計（包括產(chǎn)品設(shè)計與過程設(shè)計）才能實現(xiàn)。例如，改變復(fù)雜鑄件的設(shè)計與鑄造過程，消除鑄造中的某種失效模式。
　　為減少O，也需要改進產(chǎn)品與過程的設(shè)計。例如采取防錯設(shè)計，減少誤操作的可能性。采取統(tǒng)計過程控制（SPC）預(yù)防失效的發(fā)生。
　　為減少D，仍然需要改進過程或設(shè)計。
　　當(dāng)失效模式的原因不清楚時，應(yīng)采用試驗設(shè)計，圖等方法，找到失效模式的原因，從而采取針對失效模式原因的控制措施。
　　采用統(tǒng)計過程控制（SPC），把重點放在預(yù)防失效的發(fā)生，而不是放在產(chǎn)生缺陷后將之檢測出來。
　　提高檢測力度，雖然能一定程度降低O，但一般說來是不經(jīng)濟的，效果較差的控制方法。100％檢驗的有效性也要具體分析，一般只能作為臨時性的措施。應(yīng)避免采用隨機抽樣和100％檢驗方法。
　　PFMEA的重點放在過程設(shè)計本身，不要過多依賴于產(chǎn)品設(shè)計的修改來解決問題。但是，也要考慮產(chǎn)品設(shè)計中有關(guān)可制造性與裝配性問題，降低過程變差對產(chǎn)品特性的性。依靠同步技術(shù)和小組的努力，使產(chǎn)品設(shè)計與過程設(shè)計最好的協(xié)調(diào)，降低成本，滿足顧客的需要與期望。
　　對所的措施應(yīng)落實責(zé)任和實施日期。
　　3.13對被采用的措施的評價
　　在對所的措施實施后，小組將根據(jù)實施的結(jié)果，確定應(yīng)采用的旨在降低S、O、D的措施。并將之記錄下來，重新評估S、O、D和計算RPN。
　　如果滿足要求，則應(yīng)將采用的措施反映到質(zhì)量控制計劃及有關(guān)的文件中。如果仍未滿足要求，則要考慮新的一輪措施，重復(fù)上述步驟，直到可接受為止。
　　措施的落實是重要的。DFMEA是一個動態(tài)文件，隨著設(shè)計的修改和過程的完善，PFMEA也要進行不斷的修訂與完善。它應(yīng)體現(xiàn)最新設(shè)計及改進措施的情況，包括產(chǎn)品正式投產(chǎn)之后的改進活動。