VDA4.2系统FMEA

批量投产前的质量保证系统FMEA 是D-FMEA和P-FMEA的进一步发展。 揭示了在项目的所有关键部位按项目进度如何通过经验、计算、试验和检验降低已有的风险或将来的风险。 是一种重要的支持跨部门合作的管理方法。 结构化的记录可以被后续活动所使用。系统FMEA FMEA及系统FMEA概述 产品和过程的系统FMEA的基础 实施系统FMEA的五个步骤 系统FMEA的 系统FMEA的组织流程 与其他方法之间的关系系统FMEAFMEA及系统FMEA概述 最初是在美国的航天工业界率先使用。 随着FMEA的成功使用，逐渐被其他行业接受，并在全球推广实施。 美国福特、通用和克莱斯勒三大汽车公司将FMEA纳入QS-9000体系中，逐步成为行业标准。FMEA的发展过程FMEA及系统FMEA概述 提高产品的功能保证和可靠性 降低担保费用与折扣费用 缩短开发过程 减少批量投产时的问题 提高准时供货信誉 实现更经济的生产 改进服务 改善内部信息流系统FMEA的目的FMEA及系统FMEA概述 进行设计FMEA时，只考虑各个构件的缺陷，而没有系统地所有构件之间的功能关系。 进行过程FMEA时，只考虑单个过程潜在的缺陷，没有系统地分析整个生产过程。必要时还需考虑工装设备的设计制造。 进行FMEA分析时只使用FMEA表格，没有关于功能与失效功能之间关系的系统的描述。FMEA方法的进一步发展产品和过程系统FMEA基础 将研究的系统结构化，并分成系统单元，说明各单元间的功能关系。 从已描述的功能中导出每一系统单元的可想象的失效功能（潜在缺陷）。 确定不同系统单元失效功能间的逻辑关系，以便能在系统FMEA中分析潜在的缺陷、缺陷后果和缺陷原因。系统FMEA定义产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA设计FMEA的缺陷分析内容： 构件缺陷 缺陷原因 缺陷后果产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA 系统缺陷 系统缺陷原因 缺陷（在系统中造成的）后果考虑整个产品钳子的失效功能，需要时才考虑到构件的故障类型。产品和过程系统FMEA基础产品系统FMEA有失效功能的整车系统结构产品和过程系统FMEA基础过程系统FMEAP-FMEA研究每道工序中存在的缺陷，在过程系统FMEA中，根据系统单元“人、机、料、法、环”使生产过程结构化，并对生产过程加以描述。每一道工序被理解为系统单元的任务/功能。需要时，将功能研究与缺陷研究延伸到生产设备的设计数据中去。产品和过程系统FMEA基础过程系统FMEA有失效功能的整个过程的系统结构实施系统FMEA的五个步骤第一步第二步第三步第四步第五步准备实施系统FMEA的五个步骤 图纸 实验 产品建议书 质量规定 可比较的系统单元的缺陷表 售后市场经验搜集准备 法律条文 官方规定 安全规章 标准化资料 过程计划 装配计划 检验计划等实施系统FMEA的五个步骤 用系统单元描述系统结构（结构树）是对每个系统单元按其功能及失效功能进行分析的基础。 在一个系统结构中，系统单元按结构设置与排序，体现在总系统中的结构关系。 系统结构的安排是从顶层系统单元到不同的结构层次，进而描述每一系统单元与其他系统单元之间通过交接点形成的联系。 在每个系统单元下设置的结构是独立的分结构。系统结构与系统单元第一步实施系统FMEA的五个步骤系统结构与系统单元第一步实施系统FMEA的五个步骤功能与功能结构系统单元的功能第二步实施系统FMEA的五个步骤功能与功能结构功能结构第二步 可以用功能结构图（功能树/功能网）来描述多个系统单元对某一输出功能的共同作用。 在确定某一系统单元的功能结构时必须考虑相关的输入功能与内部功能。 共同描述一项功能的各个分功能在功能结构中按逻辑关系彼此相连。实施系统FMEA的五个步骤功能与功能结构功能结构第二步实施系统FMEA的五个步骤缺陷分析第三步 所考虑的系统单元的潜在缺陷是指：从已知功能中导出和描述的失效功能，如没有完成功能或功能受到限制。 潜在缺陷原因：下一级系统单元及通过交接点所涉及的系统单元的所有可以想象的失效功能。 潜在缺陷后果：对上一级系统单元及通过交接点所涉及的系统单元所造成的失效功能。实施系统FMEA的五个步骤缺陷分析第三步实施系统FMEA的五个步骤缺陷分析第三步潜在失效后果潜在缺陷潜在缺陷原因实施系统FMEA的五个步骤风险评价第四步风险评价的尺度：风险顺序数RPN要素组成：严重度S用来评价缺陷后果的严重性频度P用来评价缺陷原因发生的概率不可探测度D用来评价缺陷原因、缺陷或缺陷后果发生后被发现的概率RPN＝S×P×D实施系统FMEA的五个步骤风险评价第四步严重度S 根据缺陷后果对整个系统以及外部顾客所产生的影响来确定S值的大小 也可以从内部顾客的观点出发按相似的评价准则确定实施系统FMEA的五个步骤风险评价第四步频度P 应考虑所制订的所有的预防； 可以根据经验值来推测； 如果在一个新系统中包含有已评价的子系统，应根据可能已改变的边界条件来验证评价结果。实施系统FMEA的五个步骤风险评价第四步不可探测度D 应考虑所制订的所有发现缺陷和/或缺陷后果的措施及其有效性； 如果在一个新系统中包含有已评价的子系统，应根据可能已改变的边界条件来验证评价结果； 在原因链/影响链中尽可能早地发现缺陷是有重要意义的。产品系统FMEA评分判据 评分 严重度S 频度P 缺陷率（ppm） 不可探测度D 109 特别严重安全风险，未满足法律要求，整车不能运行 非常高缺陷原因发生的频率很高，不能使用或不合适的设计 500,000100,000 非常低不可能发现已发生的缺陷原因，无或不可能验证设计的可靠性，验证方法不可靠 87 严重整车功能受到很大限制，必须立即强制性送修，重要子系统功能受到限制 高缺陷原因重复发生，有问题的不成熟的设计 50,00010,000 低已发生的缺陷原因的发现率很低，可能无法验证设计的可靠性，验证方法不可靠产品系统FMEA评分判据 评分 严重度S 频度P 缺陷率（ppm） 不可探测度D 654 中等严重整车功能受到限制，不需要立即强制性送修，重要的操纵系统与舒适性系统的功能受到限制 中等缺陷原因偶尔发生，合适的设计，比较成熟 5,0001,000500 中等可能发现已发生的缺陷原因，也许能验证设计的可靠性，验证方法相对不可靠 32 轻微对整车的功能影响较小，必须按计划送修排除，操纵系统与舒适性系统的功能受到限制 低缺陷原因很少发生，可靠的设计 10050 高已发生的缺陷原因被发现的概率很高，通过许多相互独立的试验方法来证明 1 非常轻微对整车的功能影响非常轻微，只有专业人员才能察觉 很低缺陷原因不可能发生 1 很高肯定能发现已发生的缺陷原因过程系统FMEA评分判据 评分 严重度S 频度P 缺陷率（ppm） 不可探测度D 109 特别严重安全风险，未满足法律要求，整车不能运行 非常高缺陷原因发生的频率很高，不能使用或不合适的过程 500,000100,000 非常低不可能发现已发生的缺陷原因，无或不可能检验过程的缺陷原因 87 严重整车功能受到很大限制，必须立即强制性送修，重要子系统功能受到限制 高缺陷原因重复发生，不精确的过程 50,00010,000 低已发生的缺陷原因的发现率很低，可能不被发现，检验不可靠过程系统FMEA评分判据 评分 严重度S 频度P 缺陷率（ppm） 不可探测度D 654 中等严重整车功能受到限制，不需要立即强制性送修，重要的操纵系统与舒适性系统的功能受到限制 中等缺陷原因偶尔发生，不太精确的过程 5,0001,000500 中等可能发现已发生的缺陷原因，检验相对可靠 32 轻微对整车的功能影响较小，必须按计划送修排除，操纵系统与舒适性系统的功能受到限制 低缺陷原因很少发生，精确的过程 10050 高已发生的缺陷原因被发现的概率很高，检验可靠，如多种相互独立的检验 1 非常轻微对整车的功能影响非常轻微，只有专业人员才能察觉 很低缺陷原因不可能发生 1 很高肯定能发现已发生的缺陷原因实施系统FMEA的五个步骤优化第五步 设计更改，以消除缺陷原因或降低缺陷后果的严重度； 提高设计的可靠性，以降低缺陷原因的发生频度； 采用有效的发现缺陷原因的措施（尽可能避免额外的检验）。实施系统FMEA的五个步骤注意事项 提高可靠性或增加发现率的措施确定后，需要重新进行临时的风险分析； 实施规定的措施并验证其有效性后，应通过确定新的RPN值来进行最终的风险评价； 当设计发生重大更改时应按上述五个步骤对涉及的零件重新进行系统FMEA； 把某一RPN值作为控制界限是没有意义的，因为各个系统FMEA的评价标准可能不同。系统FMEA的表格 缺陷可能性及影响分析□产品系统FMEA□过程系统FMEA 编号： 第页共页 类型/型号/生产/批号： 零件号：更改状态： 责任人：公司： 部门：日期 系统编号/系统单元：功能/任务： 零件号：更改状态： 责任人：公司： 部门：日期 潜在缺陷后果 S 潜在缺陷 潜在缺陷原因 预防措施 频度 发现缺陷措施 探测度 RPN 责任人/完成日期系统FMEA的表格 措施跟踪FMEA FMEA编号： 第页共页 类型/型号/生产/批号： 零件号：更改状态： 责任人：公司： 部门：日期 系统编号/系统单元：功能/任务： 零件号：更改状态： 责任人：公司： 部门：日期 潜在缺陷原因及其缺陷与缺陷后果 RPN 预防措施 发现缺陷措施 责任人/完成日期 完成状态(%) 备注/状态 20 40 60 80 100 实施系统FMEA的组织流程在跨部门工作组中制定系统FMEA 可以利用许多人知识和经验； 增加系统FMEA结果的认知度； 促进跨部门的联系和合作； 通过方法专家的支持保证系统化、有效的工作。实施系统FMEA的组织流程系统FMEA工作组的组成项目责任人专业部门方法专家技术专家开发员、设计员、策划员、营销员开发员、设计员、实验师、策划员、生产人员、实验员、工装策划员、检验策划员、工长、工人等实施系统FMEA的组织流程工作组的任务分配专业部门（项目总负责） 决定实施 支持信息的收集 决策采取措施 批准系统FMEA 演示系统FMEA 验证措施的实施实施系统FMEA的组织流程工作组的任务分配系统FMEA项目负责人 参与系统FMEA的准备（限定题目、定义交接点、组建工作组） 参加系统描述、缺陷分析以及优化措施的确定 提供现有过程的经验值 参与措施的选择 演示系统FMEA实施系统FMEA的组织流程工作组的任务分配技术专家 在系统FMEA工作组中说明开发/策划状态 提供现有过程的经验值 参加系统描述、缺陷分析以及优化措施的确定 把已决定的优化措施进一步转化为策划状态实施系统FMEA的组织流程工作组的任务分配方法专家（也可兼为技术专家及负责人） 收集必要的数据材料 准备系统FMEA（限定题目、定义交接点、组建工作组） 引导实施系统描述、缺陷分析、风险评价以及优化措施的确定 需要时做好系统FMEA会议的前导与后续工作 主持系统FMEA小组的工作 评价系统FMEA，建议采取措施 保证FMEA工作的记录存档 在企业内部协调工作与其他方法之间的关系 质量机能展开（QFD） 故障树分析（FTA） 事件流程分析（EA） 统计过程控制（SPC） 价值分析（WA） 实验设计（DoE）定义和阶段产品系统FMEA可制造性研究、QFD项目小组开发的协调产品DOE、同步工程FTA开发和生产策划阶段采购和小批试生产阶段批生产阶段生产策划的协调设计评审过程系统FMEA过程能力调查SPC过程DOE第一步汽车车身传动系统……发动机离合器*传动器传动器壳体……中间轴主轴/从动轴输入轴总成油封*润滑材料*……汽车系统结构（部分）*外协件系统结构与系统单元案例——产品系统FMEA第一步传动器……滚珠轴承轴承座滑动油封传动器壳体……中间轴主轴/从动轴输入轴总成油封*润滑材料*……传动器系统结构系统结构与系统单元轴承座特性轴承座设计数据滑动油封的特性滑动油封设计数据轴承座—曲轴常数齿轮（五档）花键轴截面形状案例——产品系统FMEA第二步汽车保证符合产品建议书要求的无故障/经济行驶车身……传动系统保证汽车的驱动…………发动机……离合器*保证传递/切断发动机与传动器间的驱动功率……传动器保证有利于环境且无故障的运行保证各档位的扭矩变换/转速变换…………汽车系统结构及功能…………………………案例——产品系统FMEA传动器保证有利于环境且无故障的运行保证各档位的扭矩变换/转速变换…………滚珠轴承轴承座滑动油封确保油封上达到油膜结构……传动器壳体……中间轴……主轴/从动轴……输入轴总成通过油封达到符合功能的密封……油封*无渗漏地封闭油室…………滑动油封的特性符合磨损率要求……滑动油封设计数据**直径Rz硬度圆度公差滑动面宽度耐腐性……轴承座—曲轴常数齿轮（五档）花键轴截面形状传动器系统结构及功能案例——产品系统FMEA传动器功能结构[传动器]保证有利于环境且功能可靠的运行[滑动油封]确保油封上达到油膜结构[传动器壳体轴承盖]安装油封[输入轴总成]通过油封达到符合功能的密封[油封*]无渗漏地封闭油室[滑动油封的特性]符合磨损率要求[滑动油封设计数据**]Rz[滑动油封设计数据**]直径滑动面宽度[滑动油封设计数据**]滑动面宽度功能与功能结构第二步案例——产品系统FMEA传动器失效功能结构[传动器]未保证有利于环境且功能可靠的运行[滑动油封]滑动面磨损[传动器壳体]油室未封闭[输入轴总成]通过油封未达到符合功能的密封[油封*]未在静态和动态时无渗漏地封闭油室[传动器壳体轴承盖]未符合功能/无间隙地安装油封[输入轴总成]通过油封未达到无渗漏的密封[滑动油封]未确保油封的油膜结构[滑动油封]未确保油封的油膜结构[离合器*]产生振动案例——产品系统FMEA第三步滑动油封的失效功能结构[滑动油封]滑动面磨损[滑动油封]未确保油封的油膜结构[滑动油封设计数据]直径不符合要求[滑动油封]滑动面腐蚀……[滑动油封设计数据]Rz不符合要求[滑动油封设计数据]硬度不足[滑动油封设计数据]不耐化学腐蚀缺陷分析第三步案例——产品系统FMEA传动器输入轴总成滑动油封设计FMEA（基于组件的系统FMEA）产品系统FMEA 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法保证汽车的前进 无法保证有利于环境且功能可靠的运行 无法通过油封达到符合功能要求的密封 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法保证有利于环境且功能可靠的运行 无法通过油封达到符合功能要求的密封 无法保证油封的油膜结构 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法通过油封达到符合功能要求的密封 无法保证油封的油膜结构 滑动面磨损滑动油封设计FMEA（基于组件的系统FMEA）产品系统FMEA滑动油封特性过程系统FMEA交互 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法通过油封达到符合功能要求的密封 无法保证油封的油膜结构 滑动面磨损 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法保证油封的油膜结构 滑动面磨损 [设计数据]直径不合格Rz不合格硬度不足[磨损过程]产品系统FMEA系统单元“滑动油封特性”过程系统FMEA系统单元“滑动油封磨损过程” 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法保证油封的油膜结构 滑动面磨损 [设计数据]直径不合格Rz不合格硬度不足[磨损过程]滑动油封的粗糙度未按图纸规定加工 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 [总过程]输入轴总成的生产有缺陷[特性]滑动面磨损 滑动油封的粗糙度未按图纸规定加工 磨床砂轮转速范围太低FMEA 潜在缺陷后果 S 潜在缺陷 潜在缺陷原因 预防措施 P 发现缺陷措施 D RPN 人员 系统单元：传动轴总成功能：通过油封达到符合功能要求的密封 不能保证有利于环境且功能可靠的运行[传动器] 不能通过油封达到符合功能要求的密封 滑动面磨损[滑动油封] 开始日期： 专家的技巧 6 振动测量 5 240 设计更改（轴承尺寸） 噪音分析 不能保证传递/切断发动机与传动器间的驱动功率[离合器*] 检查啮合齿形 不能保证油膜结构[滑动油封] 开始日期： 根据DIN确定粗糙度 4 测量 3 96 提示：“磨削”过程FMEA 耐久试验 不能保证汽车的驱动[传动系统] 不能保证符合产品建议书要求的无故障/经济行驶[汽车] 8 产生振动[离合器] 开始日期： 由供方实施产品系统FMEA 4 离合器试验台 6 192 潜在缺陷后果 S 潜在缺陷 潜在缺陷原因 预防措施 P 发现缺陷措施 D RPN 系统单元：滑动油封特性功能：符合磨损率要求 不能保证油膜结构[滑动油封] 滑动面磨损 直径不符合要求[滑动油封设计数据**] 开始日期： 专家的技巧 4 测量控制 1 32 不能通过油封达到无磨损的密封[输入轴总成] 根据DIN设计更改 台架实验 过程系统FMEA* 不能保证有利于环境且功能可靠的运行[传动器] Rz不符合要求[滑动油封设计数据**] 开始日期： 不能保证传递/切断发动机与传动器间的驱动功率[离合器*] 专家的技巧 4 通过试验证明 3 96 根据DIN设计更改 在过程中检查测量技术 过程系统FMEA* 不能保证汽车的驱动[传动系统] 硬度不符合要求[滑动油封设计数据**] 开始日期： 不能保证符合产品建议书要求的无故障/经济行驶[汽车] 8 专家的技巧 通过试验验证 5 160 根据DIN设计更改 过程系统FMEA*第一步输入轴总成生产总过程磨削送料过程……过程滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程总过程结构及所考虑的结构路径系统结构与系统单元案例——过程系统FMEA驱动轴的清洗过程装配送料过程把轴承装到轴上的装配过程调整员操作员磨床环境装配工装配设备轴承油脂装配输出过程第一步滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程分系统结构系统结构与系统单元案例——过程系统FMEA调整员操作员磨床环境夹紧系统驱动系统控制系统机座磨削工装冷却/润滑系统机器的固定基础磨床冷却剂的供给第一步输入轴总成生产总过程磨削送料过程……过程滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程输送链与夹紧系统的交接点系统结构与系统单元案例——过程系统FMEA磨床……夹紧系统驱动系统控制系统机座磨削工装冷却/润滑系统叉车司机堆料员材料输送装置交接点第二步[滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程]按要求磨削滑动油封功能结构功能与功能结构案例——过程系统FMEA[调整员] 为生产过程准备好机器[操作员] 开始磨削过程 监控磨削过程 对过程采取必要的纠正措施 保证所要求的产量[磨床] 使砂轮保持在所要求的速度范围 实施符合规定精磨[环境] 为磨削过程保证一定的环境条件[机床固定基础] 承受磨床的静态力 隔振[磨床冷却液导管] 提供足量的冷却液[驱动系统] 保证驱动转速 提供足够的驱动功率[控制系统] 实施规定加工程序[夹紧系统] 传递夹紧坯件的夹紧力 将工件固定在一定的位置 加工完毕后卸除夹紧力[控制系统] 实施规定的加工程序[磨削工装] 清除磨削 保证X小时的耐用时间[冷却/润滑系统] 给加工位置提供足够的冷却液第三步[滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程]滑动油封的粗糙度未按图纸要求生产失效功能结构缺陷分析案例——过程系统FMEA[调整员] 装入了错误的程序 放入的砂轮太小 未确定工装的磨损[磨床] 磨削速度范围太低 未正确实施精磨生产过程[环境] 磨床受到邻近机床振动的干扰[滚珠轴承的轴承座与油封的滑动面的磨削过程]滑动油封的直径小于图纸要求[输入轴总成生产总过程]输入轴总成制造有缺陷[调整员] 装入了错误的程序[磨床] 精磨时材料进给量太大[驱动系统] 驱动转速太低 驱动功率不够[控制系统] 未按规定执行加工程序[夹紧系统] 工件未正确定位 加工完毕后卸除夹紧力[控制系统] 未按规定执行加工程序[控制系统] 未按规定执行加工程序[机床固定基础] 磨床未与外界充分隔离[**]产品系统FMEA/过程系统FMEA的交互产品系统FMEA……特性……磨削过程过程系统FMEA 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 无法保证油封的油膜结构 滑动面磨损 [设计数据]直径不合格Rz不合格硬度不足[磨损过程] 缺陷后果 缺陷 缺陷原因 [总过程]输入轴总成制造有缺陷[特性]滑动面磨损 滑动油封未按图纸要求加工 磨床磨削速度范围太低第四步风险评价案例——过程系统FMEA第五步过程优化 潜在缺陷后果 S 潜在缺陷 潜在缺陷原因 预防措施 P 发现缺陷措施 D RPN 系统单元：滚珠轴承轴承座和滑动油封的磨削过程功能：按规定（图纸……）磨削滑动油封 输入轴总成制造有缺陷[输入轴总成生产总过程] 8 滑动油封的粗糙度未按图纸要求加工 装入了错误的程序[调整员] 开始日期： 至今未规定 10 光电监控毛坯直径 2 160 更改日期： 按零件号装入程序 2 光电监控毛坯直径 2 32 放入的砂轮太小[调整员] 开始日期： 至今未规定 10 定期手工检查砂轮的直径 4 320 潜在缺陷后果 S 潜在缺陷 潜在缺陷原因 预防措施 P 发现缺陷措施 D RPN 系统单元：滚珠轴承轴承座和滑动油封的磨削过程功能：按规定（图纸……）磨削滑动油封 输入轴总成制造有缺陷[输入轴总成生产总过程] 8 滑动油封的粗糙度未按图纸要求加工 没有确定工装的磨损[调整员] 开始日期： 至今未规定 10 光电监控毛坯直径 2 160 磨削速度范围太低[磨床] 开始日期： 计划使用实践证明良好的驱动单元 2 在线监控转速 2 32 未正确实施精磨生产过程[磨床] 开始日期： 计划好的控制系统已无故障地用于批生产 2 在机床制造商处进行检验运行 3 48 磨床受邻近机器振动的干扰[环境] 开始日期： 至今未规定 10 至今未规定 10 800 更改日期 与基础的设计相符** 5 测量安装基础的振动 1 40