FMEA简介和应用

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八、预防与不易探测度的概念：
8．1 預防
8．1．1 预防潜在失效模式以免发生
8．1．2 强调避免原因发生，提早探测
8．2 不易探测度
8．2．1 识别或探测已发生的失效
8．2．2 重点在于对已出现的失效的识别技巧或探测方法
8．2．3 不易探测度的有怀疑是重要问题
8．2．4 记住—要探测的问题已经存在并且此项不符的成本已经发生，有人要承担责任FMEA是一种预防方法也是一种不易探测度的方法。它是两种概念的结合体，以便使产品在整个生命周期中运作更好。

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九、FMEA的实施：
　　由于不断追求产品质量是一个企业不可推卸的责任，所以应用FMEA技术来识别并消除在隐患有着举足轻重的作用。对车辆回收的研究结果表明，全面实施FMEA能够避免许多事件的发生。虽然FMEA的准备工作中，每项职责都必须明确到个人，但是要完成FMEA还得依靠集体协作，必须综合每个人的智慧。例如：需要有设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等各方面的专业人才。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在设计或过程失效模式被无意地纳入设计产品之前进行。事先花时间很好地进行综合的FMEA分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会。适当地应用FMEA是一个相互作用的过程，永无止境。

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　　　FMEA（失效模式与影响分析）
　　在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。
　　 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。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。
　　 FMEA实际是一组系列化的活动，其过程包括：找出产品/过程中潜在的故障模式；根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行风险量化评估；列出故障起因/机理，寻找预防或改进措施。
　　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又细分为设计FMEA、过程FMEA、使用FMEA和服务FMEA四类。其中设计FMEA和过程FMEA最为常用。
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。

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　　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。
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。

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　　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。
FMEA技术的应用发展十分迅速。50年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析，到了60年代中期，FMEA技术正式用于航天工业（Apollo计划）。1976年，美国国防部颁布了FMEA的军用标准，但仅限于设计方面。70年代末，FMEA技术开始进入汽车工业和医疗设备工业。80年代初，进入微电子工业。80年代中期，汽车工业开始应用过程FMEA确认其制造过程。到了1988年，美国联邦航空局发布咨询通报要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA。1991年，ISO-9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计。1994年，FMEA又成为QS-9000的认证要求。目前，FMEA已在工程实践中形成了一套科学而完整的分析方法。

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FMEA是工程师的专利吗?
　辽宁有位老先生,退休以后喜欢上了演讲,于是他自己为自己争取了很多机会到各个企业和公司去演讲,向人宣传和精神文明有关的思想, 在一个演讲中他说:”我也想要钱,我可以有很多种选择,包括去偷,去抢,我可能要被抓,犯法,就要被判刑,我不敢,但是,在法制面前,不敢不也是一种觉悟吗?他在讲什么?他这就是在做FMEA, 多少人想创业,但是看这存折上的血汗钱,反复盘算,失败了会怎么样?这也是在做FMEA.
　 FMEA 根本不是什么特殊的高深莫测的东西,它甚至可以说是人思考一件事的时候最基本的几种方法之一,有时候是一种本能.FMEA在工程上的应用并不是教会所有人什么是FMEA,建造一套模型和格式出来, 而是怎么样让它在工程上发挥作用,它除了让潜在失效或失败更清晰地展现在面前之外,也是把风险量化评估的工具, 有一点需要说明的是,虽然在普遍使用的FMEA分析格式中有一项是失效原因,但并不是说FMEA是失效原因分析的工具,而是相反,那些失效原因是被引用的,既定的确凿成因,是用来个别潜在失效模式的定义做证明的.普遍接受,FMEA是一种预防工具,预防是预防某种以知状态的发生,而FMEA 并非一种探测未知领域的工具,所以讲,FMEA是一种动态的方法,需要不断地扩充新的经验,那经验是用其他方法获得的对未知领域的认知,扩充的FMEA的分析库中去.
　说到这里,你也许觉得,是啊,它的思想本身是一种再普通不过的东西,人人都会那样去考虑的,不是,当附加一些限制条件或外界影响因素的时候, 人就不一定会那样思考了,会选择其他的思维方式.
　如果一个疑难问题摆在面前,而项目进度压得实在是紧的时候,或者只有有限的待选对象时,比如一个关键零部件的选型,那么可能会直接选择实验比较法.而不再对零件或其装配过程进行FMEA.
　 FMEA做出的潜在失效模式分析并不是靠拍脑袋,而是每一项都要有公认的经验,公理,被证明的事实等确凿的证据做基础,不是假想出来的.也不是无限扩大的,比如在为向玻璃杯里倒水这个过程做一个FMEA时,就不能把水会把玻璃杯融化成液态玻璃做为一种潜在失效模式.由此可以看到, 与此相对的假设证明法,逻辑推理法,发散思维,统计分析,这些思维方法是和FMEA并存的其他基本思维方法.
　在风险意识方面,用FMEA方式去思考其实是人的一种本能,要求人用这种方式去思考其实是无须培训的,前面举出的那些并存的其他思维方式倒是需要培训的,更高级的思维方式,我们在进行FMEA的培训和推行时,需要考虑的是什么样的限制条件或外界影响可以让人不去用FMEA方式思考.时间限制,就是因素之一,时间不允许进行FMEA式的思考.
　强制命令执行---如果人必须按照强制命令去执行,那就不再需要进行FMEA式思考, 不过在这一点上,倒是可以抬一抬杠, 那也是进行了FMEA, 因为如果不执行,潜在就是会受处罚,或死.麻木----已经麻木不仁的人不会进行FMEA的思考。
　无知和愚昧-----既无可作为基础的常识经验或公理定理,也无任何信息收集和统计分析技能的人,无从进行FMEA思考.目的不良-----目的是搞破坏或者与整体利益为敌的人不会进行FMEA思考.一件全新的没被认知的事物摆在眼前时, 人也不会进行FMEA思考,而转用其他探求方式.需要让失效发生以考察其模式和机理的情况,比如破坏性实验, 那本身的考察方式不是FMEA. FMEA既然不是某种专家的专利,那就可以在更广泛的群体中发挥作用,做到人人有预防和风险意识.要做到人人有预防和风险意识,就要在培训中针对上面的几点限制和影响因素采取一些办法.
　对于时间限制,强制命令,麻木和无知这几种因素,我们以生产线上的一条线为例来说明,每一步操作都被规定了时间,操作员是动作机器,没时间去思考,作业指导书就是强制命令,做得久了简单动作成了习惯,再加上疲劳,在操作的同时思想是处于麻木状态,本身很多操作员连最基本的物理化学机械电子知识都没有,那也就是无知.这种情况是现实的存在,如果对这几个因素针锋相对地去消除,是要花费漫长的时间,付出大量的成本,往往最后还是徒劳的.
  在专家(工程人员)做过程FMEA的时候,从一开始就把这些因素考虑进去,并把总体的过程FMEA做成一种实际上可分解的模式,然后依照一定的层次分解到每一个步骤的操作员都能掌握的程度,然后在分解到的最小有效部分对员工进行培训,就能达到在那些限制条件下能容许的程度,培养那种程度上员工的思考方式.我们实际进行了一个试验,本来四个检验员坐成并排,对成品电路板进行检验,每个人检验的任务都是一样的,只是数量的分配,我们按照计划把四个人的检验内容分开,把潜在的不良和造成的影响以及机理用她们能理解的方式进行培训,比如第一个人, 让她负责检查板上所有曾在内部外部被发现过不良的IC类器件的焊接质量,并对这类器件的不良对她培训,第二个人,负责检查连接器和分立元件,第三个人负责检查手焊件,第四个负责SMT电阻电容类的焊接质量.四个人之间是流水作业关系,每一块板都经过了四道检验工序.这样分工只是搭了个架子,流水作业提高了效率,她们每个人都有了空余时间能对自己的检验对象进行思考,思考的方向工程师把不断更新的不良模式和效果增加进对她们的培训中.这个方法的效果是,整条线所有产品在客户方出现的不良在一个月内从2000PPM 降到1000PPM, 第二个月从1000PPM降到240PPM, 第三个月的结果还没出来,根据内部数据分析(也是完全基于过程FMEA的失效预测方式),可以预计这个月能降到120PPM以下.更有意思的是,我们发现,这样经过两个月的训练,检验员的检验技能到了出神入化的程度, 元件脚假焊本来是检验的死角,视觉检查难以发现从而成为固有的泄露,如今那些检验员已经能多用心而少用眼去发现,也就是用方向法去找问题,培训时告诉她的潜在失效多发位置,已经精确到哪一个IC的哪一个脚,再要求她们对板上同类IC进行同等的关注,我们再也不担心假焊成为老大难了, 虽然公司不做设计,但是我们利用来进行分解的FMEA其实是把DFMEA和PFMEA放到一起的,连电路板上的原始焊盘的设计都考虑进去了,哪个元件的焊盘设计没有考虑到过程因素,从而会导致高的焊接失效,我们都要对检验员进行培训.这种从上到下的FMEA方式,就起到了如此显著的效果.
　检验员并不知道我们一方面在利用FMEA的结果对她们进行培训,也不知道我们在培养她们进行FMEA式的思考方式.在这件事情上面,我们是把FMEA当做了管理工具. 当然,任何事情都可以举一反三,FMEA完全可以被灵活地运用于各种场合,实现不同的用途,上面的例子里,通常情况下检验并不被认为是预防措施,但是稍微转转念头想想,那也是预防不良品到客户手里去这件事啊.
　各种改善报告中,大家最讨厌的两条:加强检验,培训员工.那要看怎么加强,怎么检验.处处都是招儿,太极和少林也罢,武当和西洋拳击也罢,哪个练到火侯,都一样打人.
　我们尝到甜头之后,决定把FMEA进一步进行扩展并进行到底, 新开发的用途是,任何新产品进厂,只要提供一片样本, 24小时内FMEA和针对制程的PPM预测,以及针对这一预测的控制计划和持续改善计划送到客户手里,这就叫核心竞争力.我们还要让FMEA深入人心,连最基层的操作员都能掌握,让它成为企业文化.
　质量就是竞争力这句话面前,我们绝不敢掉以轻心,否则就没单,在顾客面前,不敢,不就是一种觉悟吗?

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　　　　　　　　　　　　　　FMEA and FMECA
   故障模式及影响分析(FMEA) 和故障模式影响及危害性分析(FMECA) 是确定某个产品或工艺的潜在故障模式、评定这些故障模式所带来的风险、根据影响的重要程度予以分类并且制定和实施各种改进和补偿措施的设计方法。尽管目的、术语和其他具体细节可以广泛根据典型( 例如，FMEA过程, FMEA设计,等等 ),但是基本的分析方法是很相似的。本文简要的陈述了FMEA / FMECA 的分析技术和需求。
FMEA / FMECA 概述
一般来说， FMEA / FMECA 需要确定以下基本信息:
对象
功能
故障模式
故障影响
故障原因
当前控制
补偿措施
加上其他相关细节
大多数这类分析也包括评定这些故障所带来的风险的危害性分析方法 。两种常用的方法如下：
风险优先数(RPNs)
危害性分析 (FMEA with Criticality Analysis = FMECA)

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FMEA 或 FMECA的基本分析程序
执行 FMEA/FMECA分析的基本步骤包括 :
集合队伍
建立分析程序
收集和回顾相关信息
确定所分析的产品或工艺
确定所分析的产品或工艺的功能、故障模式、故障影响，故障原因和控制等
估计故障模式所带来的风险
故障影响的分类并且制定改进措施
执行改进措施并且重新评估风险
分类，回顾并且合适的修正分析方法

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风险评估方法
一个典型的FMEA方法在分析过程中加入了一些评估潜在的故障所带来的风险的方法。有两种最常用的方法，风险优先数法和危害性分析，如下所示。
风险优先数法
用风险优先数法(RPN)来估计风险，分析者必须:
确定每个故障影响的严酷度等级
确定每个故障原因的发生概率等级
确定每个故障原因的检测难度等级 (也就是 ,在到达最终用户或消费者之前，检测产品发生故障的可能性 )
通过产品的3个等级来计算 RPN :
RPN = Severity(严酷度) x Occurrence(发生率) x Detection(检测率)
RPN能用来比较各种分析结果并且可以对故障影响进行分类。

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危害性分析
美国军标MIL-STD-1629A 描述了两种危害性分析的类型：定量分析方法和定性分析方法。 用定量危害性分析 方法，分析者必须:
在一个给定的工作时间内，确定每个产品的可靠度/不可靠度。
确定产品的每个潜在故障模式的频数比。
确定每个故障模式发生时导致严酷度等级的最终影响的条件概率。
Calculate通过得到产品的3个因素来计算每个潜在故障模式的危害度。
Mode Criticality(模式危害度) = Item Unreliability(产品不可靠度) x Mode Ratio of Unreliability(故障模式频数比) x Probability of Loss(故障影响概率)
通过每个故障模式的危害度之和来计算产品的危害度。
Item Criticality = SUM of Mode Criticalities
用定性危害度分析 方法分析，分析者必须:
确定潜在故障影响的严酷度等级。
Rate确定每个潜在的故障模式的发生概率等级。
通过危害性矩阵图(水平轴为严酷度，纵轴为发生概率)来比较故障模式。