生产安全与风险评价课程报告

课程名称____《生产安全与风险评价》__

题目名称  酒精厂的FMEA分析           

学生学院__ 机电       ____________

专业班级___工业二班_            ______

学    号__3112000635_          ___

学生姓名___胡俊威_      ____________

指导教师______周剑锋________

2015 年  5  月 15日

 一、基本资料：

1.酒精厂基本资料：酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的，我国对于世界制酒业有许多重大贡献。近年来，我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高，新工艺新设备新菌种不断涌现，酒精产量有了较大增长，质量稳定提高；在节约代用，降低消耗，降低成本，提劳动生产率，提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面，都取得了很大成绩。目前，我国大多数酒精厂已经采用了连续蒸煮糖化的工艺流程，全面实了淀粉质原料生产酒精的连续化。我国酒精生产以发酵法占绝对优势，而且80%左右的酒精都是用淀粉质原料生产。第一，工厂在居民区的下风点，河流的上游。厂区附近，没有细菌、病源、化学废物有机废料等传染源。“三废”治理和综合利用符合要求。第二，靠近茅台集团新大道交通干线，与交通干道有一定的距离。茅台机场在建设中，所  以 厂区的交通优势很好。第三，厂区选在当地最高洪水位上方。厂址的地质条件合发酵工厂设计的要求，耐力在20吨/平方米以上。厂区有一定的坡度，便于排水。并且征用地上居住的居民很少，搬迁工作简单；建筑土方可以就地处理，减少建设资金的投入。第四，靠近厂址外有电源和热源。

2.产品性质：酒精的化学名称叫乙醇，为一种无色透明并且具有特殊芳香味和强烈刺激味的液体，是一种良好的有机溶剂。酒精及其副产品在化学工业、食品工业（如防腐剂）、国防工业（如无烟火药）、农牧业（如杀虫剂、饲料）和交通运输业（如燃料）、医疗卫生事业（如消毒剂）和科研（如脱水剂）等方面有广泛的用途。用食用酒精制造各种配制酒、勾兑白酒，强化葡萄酒以及用以酿制食醋、各种酒精性饮料和作为食品添加剂。通常酒精按照杂志含量不同划分为：无水酒精、试剂酒精、食用酒精、医药酒精以及工业酒精这几类。酒精厂的酒精原料为甘薯，以其作为原料的原因是甘薯经过切丝晒干后易于保存，且其淀粉含量非常多，易于大量种植且单位亩产量大。辅料主要有酶制剂、活性干酵母、尿素、纯碱、硫酸等。酒酒精的化学名称叫乙醇，为一种无色透明并且具有特殊芳香味强烈刺激味的液体，是一种良好的有机溶剂。酒精及其副产品在化学工业、食品工业（如防腐剂）、国防工业（如无烟火药）、农牧业（如杀虫剂、饲料）和交通运输业（如燃料）、医卫生事业（如消毒剂）和科研（如脱水剂）等方面有广泛的用途。用食用酒精制造各种配制酒、勾兑白酒，强化葡萄酒以及用以酿制食醋、各种酒精性饮料和作为食品添加剂。

 生产的酒精产品（共计7种）①99.95°无水酒精，用于精细化工业、药业等

 ②99.8 °通用酒精，用于纺织、制药业等

 ③99.5 °燃料酒精，它含杂质（甲醇等）

 ④96 °食用酒精

 ⑤95.5°优质酒精用于酒业

 ⑥95°普通酒精其中含有甲醇、正丙醇等杂质并高于

 ⑦99.5 °中的杂质95°工业酒精，甲醇含量4000—5000ppm

3.生产流程：连续蒸煮，液化糖化，露天大罐连续发酵，六塔差压蒸馏。

4.生产设施：蒸煮房，糖化锅，发酵车间，蒸馏塔，萃取塔，闪馏塔等，原料仓库。

二，根据酒精厂情况做出系统分析图：

三，找出可能的故障失效模式：

  在厂内环境制造酒精的地方分为四个部分，其中有蒸煮房，糖化锅，以及六座进行差压蒸馏的塔，发酵车间还有原料仓库。我们一一做出分析，并找出存在的故障失效模式。

  第一，蒸煮房主要进行蒸煮粉碎后的原料蒸煮时加水制成粉浆，并加入α—淀粉酶，然后进行低温蒸煮，第一、第二维持罐的温度分别最后醪液进入薄板换热器，降温到糖化温度。此工序涉及高温加工，第一，可能会出现蒸煮设备的破裂或这封口不严；第二，可能出现温度失去控制。

 第二个工序是在糖化房进行的糖化工序，糖化是利用酶将淀粉降解成可用发酵性糖，双流液糖化工艺是在两个糖化锅内进行，第一部分醪液用的糖化剂是总量的2/3，另一部分则是1/3，前一部分糖化醪送往发酵槽组的第一只发酵罐（首罐），后一部分糖化醪送往第二只发酵罐。这个工序需要做冷却处理，所在着降温系统失调或者温度显示器故障，达不到要冷却的温度，使流入糖化锅的温度过高。

第三个工序是在发酵车间进行的发酵工序，发酵的环境条件都比较温和，设备也不会出现机械故障，所以不用分析。

第四个是蒸馏工艺，主要是发酵成熟醪经预热器（70℃）进入醪塔第二十层塔板，醪塔负压运行，其塔顶酒精蒸汽，直接进入设在醪塔的浓缩段，从浓缩段塔顶引出的酒精蒸汽（酒精浓度约为经冷凝器冷凝后，冷凝液一部分回流，一部分直接进入水萃取塔第30层塔板；没有被冷凝的气体进入二氧化碳洗涤塔，洗涤后的不凝气体通过真空泵排除。水萃取塔常压操作，用一次蒸汽直接加热。塔釜酒精浓度在15%左右，塔顶酒精蒸汽的酒精浓度可达35%左右。水萃取塔的蒸馏质量是提高成品酒精质量的关键环节。经水萃取塔蒸馏的低浓度酒精从精馏塔第15层塔板进入精馏塔，再次除杂、浓缩、使精馏塔塔顶酒精浓度可达96%左右。从精馏塔引出的96%的酒精进入托甲醛塔中部，进行再次清除甲醛及其他残留的头级杂质。脱甲醛塔由水萃取塔塔顶酒精蒸汽通过再沸器间接加热。脱甲醇塔负压运行，从塔釜引出脱甲醛的优质食用酒精。该工序比较可能出现的是发酵罐出现缺口导致乙醇泄漏。

  最后一个是储存的步骤，酒精瓶储存过程中搬运可能会出现瓶子破裂，酒精渗出。仓库堆放的甘薯干也可能会接触火源燃烧而引起火灾。

故障影响以及严重程度分析：

 在蒸煮房发生的故障可能有：1、蒸煮设备的破裂或这封口不严，此类故障会造成蒸气泄漏，灼伤工人，危险程度小，发生的概率为10的负三次方；2、温度失去控制，这类故障会造成设备过热，烧坏设备或人员触电烧伤或者引起火灾。危险程度中等，而概率为10的负三次方。

 在糖化房发生的故障可能有：冷却不足或者温度传感器失灵，导致糖液的温度降不下来，导致设备过热损坏或者失灵，工作人员因为糖液温度过高而烫伤。危险程度小，概率为10的负四次方。

 在蒸馏工艺发生的故障有：发酵罐出现缺口导致乙醇泄漏,此类故障会造成乙醇在常压下泄漏会形成液池，遇明火会发生火灾，池火灾的主要破坏是热辐射。如果热辐射作用在设备上，设备内部压力迅速升高，可能会造成设备或者容器的破裂；如果热辐射作用于人员，将会造成人员烧伤以及死亡。造成蒸汽云爆炸的后果非常严重。所以危险程度大，概率为10的负五次方。

 在储存过程发生的故障有：1、酒精瓶储存过程中搬运可能会出现瓶子破裂，酒精渗出，此类故障会造成酒精的泄漏，不过范围不大，遇到明火会造成火灾。危险程度大，发生概率为10的负四次方。2、酒精与甘薯干混合储存而且酒精瓶破裂，若酒精接触到明火，并烧到了旁边摆放的甘薯干，那么此类故障将会导致巨大的火灾，后果不堪设想，危险程度大，发生的概率为10的负四次方。

最后我们根据上面综合情况的分析，做出了如下的酒精厂的FMEA分析表：

 

第二篇：DFMEA

第三版前言

FMEA第三版(QS-9000)戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方使用的参考手册，将其作为指南，在进行设计FMEA和过程FMEA开发中提供帮助。本参考手册旨在澄清与FMEA开发相关的技术问题。

本参考手册考手册与供方质量要求特别工作组的约定相一致，即将戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方使用的参考手册、程序、报告格式及技术术语标准化。因此，FMEA第三版是为供方提供指南而编写的。手册中未规定要求，而是对覆盖设计阶段或过程分析阶段进行FMEA时通常出现的各种情形提供了通用性指南。

本手册在技术上等效于SAE J1739关于设计FMEA和过程FMEA的标准，但不包括设备FMEA的应用。对设备FMEA感兴趣者可以参考SAE J1739的有关示例。

供方质量要求特别工作组感谢以下各位及其所在的公司。在FMEA手册第三版或以前各版的编写过程中，他们倾注了大量的时间和精力。

第三版

Kevin A. Lange - 戴姆勒克莱斯勒

Steven C. Leggett - 通用

Beth Baker – AIAG

以前各版

Howard Riley - 戴姆勒克莱斯勒 Mark T. Wrobbel - 戴姆勒克莱斯勒 George R. Baumgartner - 福特 Rebecca French - 通用 Lawrence R. Mccullen - 通用 Mary Ann Raymond - Bosch Robert A. May – Goodyear William Ireland –Kelsey-Hayes Tripp Martin – Peterson Spring

此外，供方质量要求特别工作组还要感谢以下SAE J1739工作组的各位，他们在此版手册的技术变更和改进方面提供的大力支持。

William D. Carlson -戴姆勒克莱斯勒

Glen R. Vallance -福特

Carl S. Carlson -通用

本手册的版权归戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有。如需更多数量，可通过电话248-358-3003与位于Michigan,Southfield的AIAG联系。允许戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司的供应链组织复制本手册中使用的表格。

目 录

页 码

概要 1 概述 1 什么是FMEA 1 手册格式 1 FMEA的实施 2 跟踪 4

设计FMEA

简介 顾客的定义 小组的努力

设计FMEA的开发

1）FMEA编号

2）系统、子系统或零部件的名称及编号

3）设计责任

4）编制者

5）车型年/项目

6）关键日期

7）FMEA日期

8）核心小组

9）项目/功能

10）潜在失效模式

11）潜在失效的后果

12）严重度(S)

推荐的DFMEA严重度评价准则

13）级别

14）失效的潜在起因/机理

15）频度(O)

推荐的DFMEA频度评价准则

16）现行设计控制

17）探测度(D)

推荐的DFMEA探测度评价准则

18）风险顺序数(RPN) 19建议的措施 20建议的措施的责任

21）采取的措施

22）措施的结果 跟踪措施 7 9 9 9 10 13 13 13 13 13 13 13 15 15 15 17 17 19 19 19 21 23 23 25 27 27 29 29 31 31 31

目 录 – 续

过程FMEA 33 简介 35

顾客的定义 35 小组的努力 35

过程FMEA的开发 37

1）FMEA编号 37

2）项目 39

3）过程责任 39

4）编制者

5）车型年/项目

6）关键日期 39

7）FMEA日期

8）核心小组

9）过程功能/要求

10）潜在失效模式

11）潜在失效的后果

12）严重度(S)

推荐的DFMEA严重度评价准则

13）级别 45

14）失效的潜在起因/机理

15）频度(O)

推荐的DFMEA频度评价准则

16）现行设计控制

17）探测度(D)

推荐的DFMEA探测度评价准则

18）风险顺序数(RPN) 19建议的措施 20建议的措施的责任

21）采取的措施

22）措施的结果 跟踪措施

附 录

A 设计FMEA质量目标

B 过程FMEA质量目标

C 设计FMEA的框图示例

D 设计FMEA的标准表格(控制栏1栏和2栏) E 设计FMEA示例 F 系统FMEA G 过程FMEA的标准表格(控制栏1栏和2栏) H 过程FMEA示例 I 带有Ppk值的频度评价准则 39 39 39 39 39 39 41 41 43 45 47 47 49 51 53 53 55 57 57 57 57 59 60 61 62 64 65 68 70 71

概 要

概述 本手册介绍了潜在失效模式及后果分析(FMEA)这一专题， 给出了应用FMEA技术的通用指南。

什么是FMEA

手册格式

FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是： (a) 认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的 后果； (b) 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施； (c) 将全部过程形成文件。 FMEA是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客 满意这一过程的补充。 所有的FMEA都关注设计，无论是产品设计或者过程设计。 本参考文件介绍了两种类型的FMEA：设计FMEA和过程 FMEA。 采用QS-9000或其等效文件的公司的供方应使用本手册。 FMEA小组可以使用手册中给出的指南，但要以对于给定

情况最有效的方式使用。

1

FMEA的实施 由于一般的工业倾向是要尽可能持续地改进产品和过程

的质量，所以将FMEA作为专门的技术应用以识别并帮

助最大程度地减少潜在的隐患一直是最重要的。对车辆

召回的研究结果表明，FMEA项目的全面实施可能会防

止很多召回事件的发生。

成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性。其含

义是指“事件发生前”的措施，而不是“事实出现后”

的演练。为实现最大价值，FMEA必须在产品或过程失

效模式被纳入到产品或过程之前进行。事先花时间很好

地完成FMEA分析，能够最容易、低成本地对产品或过

程进行更改，从而最可能会带来更大隐患的预防/矫正

性更改的机会。应在所有FMEA小组间提倡交流和协作。

图1描述了进行FMEA的顺序。这并不是简单地填写一

下表格，而是要理解FMEA的过程，以便消除风险并策

划适宜的控制方法以确保顾客满意。

在进行FMEA时有三种基本的情形，每一种都其不同的范

围或关注焦点：

情形1：新设计、新技术或新过程。FMEA的范围是全部设

计、技术或过程。

情形2：对现有设计或过程的修改(假设对现有设计或过程

已有FMEA)。FMEA的范围应集中于对设计或过程的修改、

由于修改可能产生的相互影响以及现场的历史情况。

情形3：对现有设计或过程用于新的环境、场所或应用

(假设对现有设计或过程已有FMEA)。FMEA的范围是新环境

或场所对现有设计或过程的影响。

虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的

输入应是小组的努力。小组应由知识丰富的人员组成(如设

计、分析/试验、制造、装配、服务、回收、质量及可靠性

等方面有丰富经验的工程师)。FMEA由责任单位的工程师开

始启动，责任单位可能是原设备制造厂(OEM，即生产最终产

品)、供方或分承包方。

即使产品/过程看起来完全相同，将一个小组FMEA的评分

2

结果与另一个小组FMEA的评分结果进行比较也是不适宜

的，因为每个小组的环境是不同的，因而各自的评分必然是

不同的(也就是说，评分是带有主观性的)。

建议根据FMEA的质量目标(见附录A附录B)对FMEA文件进

行评审，包括管理评审。

跟踪 采取有效的预防/矫正措施并对这些措施加以适当的跟踪，

对这方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到 所有受影响的部门。一个经过彻底思考、周密开发的FMEA， 如果没有积极有效的预防/矫正措施，其价值将是非常有限 的。 责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的 强调。FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施，包括开始生产以后发生的。 责任工程师有几种方法来确保建议的措施得到实施，包括但 不限于以下几种： a. 对设计、过程及图样进行评审，以确保建议的措施得到实施， b. 确认更改已纳入到设计/装配制造文件， c. 对设计/过程FMEA、FMEA的特殊应用以及控制计划进行评审。 4

DFMEA

设 计 中 的

潜 在 失 效 模 式 和 后 果 分 析

7

简介

顾客的定义

小组的努力

设计FMEA是由负责设计的工程师/小组主要采用的一种分析技 术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机 理已得到充分的考虑和说明。对最终的项目以及与之相关的每个 系统、子系统和部件都应进行评估。FMEA以最严密的方式总结 了设计一个部件，子系统或系统时小组的设计思想(其中包括根据 以往的经验可能会出错的一些项目的分析)。这种系统的方法体现 了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程，并使之规 范化和文件化。 设计FMEA为设计过程提供支持，它以如下的方式降低失效(包括 产生不期望的结果)的风险： 过程中得到考虑的可能性； 的排序清单，从而为设计改进、开发和确认试验/分析建立一套 优先控制系统； 提供参考(如获得的教训)。 设计FMEA中“顾客”的定义，不仅仅是“最终使用者”，而且也包括负责整车或更高一层总成设计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。 在最初的设计FMEA过程中，希望负责设计的工程师能够多直接地、主动地联系所有有关部门的代表。这些专长和责任领域应包括(但 9 ·为客观地评价设计，包括功能要求及设计方案，提供帮助； ·评价为生产、装配、服务和回收要求所做的初步设计； ·提高潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响已在设计和开发·为完整和有效的设计、开发和确认项目的策划提供更多的信息； ·根据潜在失效模式后果对“顾客”的影响，开发潜在失效模式 ·为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式； ·为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计

不限于)装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服

务和供方以及负责更高或更低一层次的总成或系统、子系统或部件

的设计领域。FMEA应成为促进各相关部门之间相互交换意见的一

种催化剂，从而推进小组协作的工作方式。

除非负责的工程师有FMEA和团队工作推进经验，否则，有一位

有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。

设计FMEA是一份动态的文件，应：

·在一个设计概念最终形成之时或之前开始；

·在产品开发的各个阶段，发生更改或获得更多的信息时，持续予

以更新；

·在产品加工图样完工之前全部完成。

考虑到制造/装配需求已经包容在内，设计FMEA针对设计意图并

且假定该设计将按此意图进行生产/装配。制造或装配过程中可能

发生的潜在失效模式和/或其原因/机理不需、但也可能包括在设计

FMEA当中。当这些未包含在设计FMEA当中时，它们的识别、

后果及控制应包括在过程FMEA当中。

设计FMEA不依靠过程控制来克服潜在的设计缺陷，但是它的确

要考虑制造/装配过程的技术/身体的限制，例如：

·必要的拔模(斜度)

·表面处理的限制

·装配空间/工具的可接近性

·钢材淬硬性的限制

·公差/过程能力/性能

设计FMEA还应考虑产品维护(服务)及回收的技术/身体的限制，

例如：

·工具的可接近性

·诊断能力

·材料分类符号(用于回收)

设计FMEA的开发

负责设计的工程师掌握一些有益于设计FMEA准备工作的文件是

有帮助的。设计FMEA从列出设计期望做什么和不期望做什么的

清单，即设计意图开始。顾客的希望和需求┅可通过质量功能展开

10

(QFD)、车辆要求文件、已知的产品要求和/或制造/装配/服务/回收

要求等确定，应包括在内。期望特性定义的越明确就越容易识别潜

在的失效模式，以便采取预防/矫正措施。

设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框图开始。

附录C给出了框图的一个示例。框图还可以指示信息、能源、力、

流体等的流程。其目的是要确向方框交付的内容(输入)，方框中完

成的过程(功能)以及由方框所交付的内容(输出)。

框图说明了分析中的各项目之间的主要关系，并建立了分析的逻辑

顺序。在 FMEA准备工作中所有的框图的复制件应伴随FMEA过

程。

为了便于潜在的失效模式及其影响后果分析的文件化，附录D给

出了设计FMEA的空白表。

11

1）FMEA编号 填入FMEA 文件编号，以便查询。

2）系统、子系统 注明适当的分析级别并填入被分析的系统、子系统或部件 或零部件的名称 名称及编号。FMEA小组必须为他们特定的活动确定系统、 及编号 子系统和部件的组成。划分实际界限系统、子系统或部件的

实际界限是任意的并且必须由FMEA小组确定。下面给出了

一些说明，具体示例见附录F.

3）设计责任

4）编制者

5）车型年/项目

6）关键日期

7）FMEA日期

系统FMEA的范围 一个系统可以看是由各个子系统组成的。这些子系统往往是由不同的小组设计的。一些典型的系统FMEA可能包括下列系统：底盘系统、传动系统、内饰系统等。因此，系统FMEA的焦点是要确保组成系统的各子统间的所有接口和交互作用以及该系统与车辆其他系统和顾客的接口都要覆盖。 子系统FMEA的范围 一个子系统FMEA通常是一个大系统的一个组成部分。例如，前悬挂系统是底盘系统的一个组成部分。因此，子系统 FMEA的焦点就是确保组成子系统的各个部件间的所有接口和交互作用都要覆盖。 部件FMEA的范围 部件FMEA通常是一个以子系统的组成部分为焦点的FMEA，例如，螺杆是前悬挂(底盘系统的一个子系统)的一个部件。 填入整车厂、部门和小组。如适用，还包括供方的名称。 填入负责编制FMEA的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。 填入所分析的设计将要应用和/或影响的车型年/项目(如已知的话)。 填入初次FMEA应完成的时间，该日期不应超过计划的生产设计发布日期。 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期。 13

8）核心小组 列出有权确定和/或执行任务的责任部门的名称和个人的姓

名(建议所有参加人员的姓名、部门、电话、地址等都应记

录在一张分发表上)。

9）项目/功能 填入被分析项目的名称和其他相关信息(如编号、零件级别

等)。利用工程图纸上标明的名称并指明设计水平。在初次

发布(如在概念阶段)前，应使用试验性编号。

用尽可能简明的文字来说明的名称被分析项目满足设计意

10）潜在失效模式

EMC/RFI

图的功能，包括该系统运行环境(规定温度、压力、湿度范围、设计寿命)相关的信息(度量/测量变量)。如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功能单独列出。 所谓潜在失效模式是指部件、子系统或系统有可能会未达到或不能实现项目/功能栏中所描述的预期功能的情况(如预期功能失效)。这种潜在的失效模式可能会是更高一级的子系统或系统的潜在失效模式的起因或者是更低一级的部件的潜在失效模式的影响后果。 对于特定的项目及功能，列出每一个潜在的效模式。前提是这种失效可能发生，但不一定发生。推荐对以往TGW(运行出错)研究、疑虑、报告和小组头脑风暴结果的回顾作为起点。 只可能出现在特定的运行条件下(如热、冷、干燥、粉尘等)和特定的使用条件下(如超过平均里程、不平的路面、仅在城市内行驶等)的潜在失效模式应予以考虑。 典型的失效模式可包括，但不限于： 裂纹 变形 松动 泄漏 粘结 氧化 断裂 不传输扭矩 打滑(不能承受全部扭矩) 无支撑(结构的) 支撑不足(结构的) 刚性啮合 脱离太快 信号不足 信号间断 无信号 漂移 注：潜在失效模式应以规范化或技术术语描述，不必与顾客察觉的现象相同。 15

11）潜在失效的后果 潜在失效的后果定义为顾客感受到的失效模式对功能的影响。

要根据顾客可能发现或经历的情况来描述失效的后果，要记住

顾客既可能是内部的顾客也可能是最终用户。如果失效模式可

能影响安全性或对法规的符合性，要清楚地予以说明。

12）严重度(S)失效的后果应按照所分析的具体的系统、子系统或部件来说明。还应记住不同级别的部件、子系统和系统之间存在着一种系统层次上的关系。例如，一个零件可能会断裂，这种会引起总成的振动、从而导致一个系统间歇性运行。系统的间歇性运行可能会造成性能的下降并最终导致顾客的不满。分析的意图就是在小组所有拥有的知识层次上，尽可能地预测到失效的后果。 典型的失效后果可能是但不限于以下情况： 噪音 粗糙 工作不正常 不起作用 外观不良 异味 不稳定 工作减弱 运行间歇 热衰变 泄漏 不符合法规 严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。严重度

是单一的FMEA范围内的相对定级结果。严重度数值的降低只

有通过改变设计才能够实现。严重度应以表2为导则进行估

算。

推荐的评价准则

小组应对评定准则和分级规定达成一致意见，尽管个别产品分

析可做修改。(见表2)

注：不推荐修改确定为9和10的严重度数值。严重度数值定

级为1的失效模式不应进行一步的分析。

注：有时，高的严重度定级可以通过修改设计、使之补偿或减

轻突然爆胎的严重度，“安全带”可以减轻车辆碰撞程度。

17

13）级别 本栏目可用于对那些可能需要附加的设计或过程控制的部件、子系

统的产品特殊性的分级(如关键、主要、重要、重点)。

本栏目可用于突出高优先度的失效模式，以便在小组认为有所帮助

时或部门管理者要求时进行工程评价。

产品或过程特殊特性符号及其使用服从于特定的公司规定，在本文

件中不予以标准化。

14）失效的 所谓失效的潜在起因是指设计薄弱部分的迹象，其结果就是失

潜在起 效模式。

因/机理

尽可能地列出每一失效模式的每一个潜在起因和/或失效机理。起因/

机理应尽可能简明而全面地列出，以便有针性地采取补救的努力。

19

15）频度(O)

典型的失效起因可包括但不限于： 规定的材料不正确 设计寿命设想不足 应力过大 润滑能力不足 维护说明书不充分 算法不正确 维护说明书不当 软件规范不当 表面精加工规范不当 行程规范不足 规定的摩擦材料不当 过热 规定的公差不当 典型的失效机理包括但不限于： 屈服 化学氧化 疲劳 电移 材料不稳定性 蠕变 磨损 腐蚀 频度是指某一特定的起因/机理在设计寿命内出现的可能性。描述出现的可能性的级别数具有相对意义，而不是绝对的数值。通过设计变更或设计过程变更(如设计检查表、设计评审、设计导则)来预防或控制失效模式的起因/机理是可能影响频度数降低的唯一的途径。 潜在失效起因/机理出现频度的评估分为1到10级。在确定此值时，需考虑以下问题： ·类似的部件、子系统或系统的维修史/现场经验如何？ · 部件是沿用先前水平的部件、子系统或系统还是与其相类似？ ·相对于先前水平的部件、子系统或系统变化有多显著？ ·部件是否与先前水平的部件有着根本的不同？ ·部件是否是全新的？ ·部件的用途是否有所变化？ ·环境有何变化？ ·针对该用途，是否采用了工程分析(如可靠性)来估计其预期 的可比较的频度数？ ·是否采取了预防性控制措施？ 21

应采用一致的频度分级规则，以保持连续性。频度数是FMEA范

围内的相对级别，它不一定反映实际出现的可能性。

推荐的评价准则

小组应对相互一致的评定准则和定级对个别产品分析可作调整。

(见表3)。频度应采用表3做导则来进行估算：

注：级数1专用于“极低：失效不太可能发生”的情况。

16）现行设计控制 列出已经完成或承诺要完成的预防措施、设计确认/验证(DV)

或其它活动，并且这些活动将确保设计对于所考虑的失效模式

和/或起因/机理是足够的。现行控制是指已被或正在被同样或

类似的所采用的那些措施(如设计评审，失效与安全设计减压

阀，数学研究，台架/试验室试验，可行性评审，样件试验，

道路试验，车队试验)。小组应一直致力于设计控制的改进；

例如，在实验室创立新的系统试验或创立新的系统模型化运算

方法等。

要考虑两种类型的设计控制：

预防：防止失效的起因/机理或失效模式出现，或者降低其

出现的几率。

探测：在项目投产之前，通过分析方法或物理方法，探测出

失效的起因/机理或者失效模式。

23

如果可能，最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被融

17）探测度

入设计意图并成为其一部分，它可能会影响最初的频度定级。探 测度的最初定级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计 控制为基础。 对于设计控制，本手册中的设计FMEA表中设有两栏(即单独的预 防控制栏和探测控制栏)，以帮助小组清楚地区分这两种类型的 设计控制。这可迅速而直观地确定这两种设计控制均已得到考 虑。最好采用这样的两栏表格。 注：在这里的示例中，小组没有确定任何预防控制。这可能是因 为同样或类似的设计没有应用过预防控制。 设计控制如果使用单栏表格，应使用下列前缀。在所列的每一个 预防控制前加上一个字母“P”。在所列的每一个探测控制前加上 一个字母“D”。 一旦确定了设计控制，评审所有的预防措施以决定是否有需要变 化的频度数。 探测度是与设计控制中所列的最佳探测控制相关联的定级数。探度测度是一个在某一FMEA范围内的相对级别。为了获得一个较低的定级，通常计划的设计控制(如确认和/或验证活动)必须予以改进。 小组应对相互一致的评定准则和定级方法达成一致意见，尽管对 个别产品分析可作调整。 在设计开发过程中，最好是尽早采用探测控制。 注：在确定了探测度级别之后，小组应评审频度数定级并确保频度数定级仍是适宜的。探测度应用表4为估算导则。 注：级数1专用于“几乎肯定”的情况。 25

18）风险顺序数 风险顺序数是严重度(S)、频度(O)和探测度(D)的乘积。

(RPN)

RPN=(S)× (O)× (D)

在单一FMEA范围内，此值(1-1000)可用于设计中所担心的事

项的排序。

19)建议的措施 应首先针对高严重度，高RPN值和小组指定的其它项目进行预

防/矫正措施的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下

顺序降低其风险级别：严重度，频度和探测度。

一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，

必须予以特别注意，以确保现行的设计控制或预防/矫正措施

针对了这种风险。在所有的已确定潜在失效模式的后果可能会

给最终用户造成危害的情况下，都应考虑预防/矫正措施，以

便通过消除，减弱或控制起因来避免失效模式的产生。

27

20）建议措施

的责任

21）采取的措施

22）措施的结果

在对严重度值为9或10的项目给予特别关注之后，小组再考虑其它的失效模式，其意图在于降低严重度，其次频度，再次探测度。 应考虑但不限于以下措施： ·修改设计几何尺寸和/公差 ·修改材料规范 ·试验设计(尤其是存在多重或相互作用的起因时或其它解决问题的技术，和) ·修改试验计划 建议措施的主要目的是通过改进设计，降低风险，提高顾客满意度。 只有设计更改才能导致严重度的降低。只有通过设计更改消除或控制失效模式的一个或多个起因/机理才能有效地降低频度。增加设计确认/验证措施将仅能导致探测度值的降低。由于增加设计确认/验证不是针失效模式的严重度和频度的，所以，该种工程措施是不太期望采用的。 对于一个特定的失效模式/起因/控制的组合，如果工程评价认为无需采用建议措施，则应在本栏内注明“无”。 填入每一项建议措施的责任组织的名称和个人的姓名以及目 标完成日期。 在措施实施之后，填入实际措施的简要说明以及生效日期。 在确定了预防/矫正措施之后，估计并记录严重度、频度和测度值的结果。计算并记录RPN的结果。如果没有采取任何措施，将相关栏空白即可。 所有修改了的定级数值应进行评审。如果认为有必要采取进一步措施的话，重复该项分析。焦点永远是持续改进。 29

跟踪措施

负责设计的工程师应负责保证所有的建议措施已被实施或已

妥善落实。FMEA是一个动态文件，它不仅应体现最新的设计

水平，而且还应体现最新相关措施，包括开始生产后所发生的

措施。

负责设计的工程师可采用几种方式来保证所关注的问题得到

明确并且所建议的措施得到实施。这些方式包括但不限于以下

内容：

·保证设计要求得到实现

·评审工程图样和规范

·确认这些已反映在装配/生产文件之中

·评审过程FMEA和控制计划

31

附录 A 设 计 FMEA 质 量 目 标

注：优先考虑特定的项目要求

1.设计改进 FMEA推动设计改进为主要目标。

2.高风险失效模式 FMEA对小组识别的所有高风险失效模式都引起重视，

3.A/D/V或DVP&R计划

4.接口 FMEA

5.吸取的教训 FMEA

6.特殊或关键特性

7.时间性 FMEA

8.小组

9.文件 FMEA

10.时间的使用 FMEA

并有可实施的措施计划。对所有其他失效模式也都加以考虑。 分析/开发/确认(A/D/V)和或设计验证计划和报告 (DVP&R)对来自FMEA的失效模式均加以考虑。 的范围包括框图及分析中综合及衔接失效模式。 将所有吸取过的重大的“教训”(如高的修费用以及召回等)作为识别失效模式的输入。 如果符合公司的方针且适用的话，FMEA将识别适当的 关键特性，输入到关键特性选择过程以备选择确定。 在“机会之窗”关闭之前完成，此时可以最高效 地对产品设计施加影响。 整个分析过程中，FMEA小组中有合适的人员参加，且 对FMEA方法接受过充分的培训。适当时，应有一名促 进者。 文件根据本手册完全填写好，包括“采取的措施”以及新的RPN值。 小组所用的时间，以“尽可能早”为目标，有效、高效地利用时间，带来增值结果。这还要假设建议措施都按要求进行了明确，且措施也得到了实施。 59

附录 C 设 计 FMEA 的框图示例

失效模式及后果分析(FMEA)

框图/环境极限条件

系统名称： 闪光灯

车型年： 19xx年新产品

FMEA识别号： XXXI 110D001

工作环境极限条件

温度：-20~ 160 耐腐蚀性：试验规范B 振动： 不适用

冲击：6英尺下落 外部物质： 灰尘 湿度：0~100%RH

可燃性：(靠近热源的部件是什么？)

其他：

符号及字母说明：

字母=零件 =附着的/相连的 -----=界面，不相连

数字=连接方法

=不属于此FMEA

下述示例是一个关系框图。FMEA小组也可用其他形式的框图阐明他们分析中考虑的项目。

部件： A 灯罩 B 电池 C 开/关 开关 D 灯泡总成就 E 电极 F 弹簧 连接方法：1. 不连接 2.铆接 3.螺纹连接 4.卡扣连接 5.压紧装接

61

附录F 系 统 FMEA

帮助示意系统、子系统和部件FMEA的含义，以下提供两示例，如图F1(关

于接口和交互作用)和图F2(关于项目、功能和失效模式)。

例1：接口和交互作用

图F1 接口和交互作用

FMEA小组负责确定相关FMEA的范围。图F1的示例表明小组已确定了在进行系统FMEA时必须考虑的子系统A/B/C和D,以及在完成系统FMEA必须考虑构成该系统一部分的外围环境。

接口 子系统之间通过接口直接连接。

图F1示意了子系统之间的接口，子系统A与系统B接触(连接)，B与C

接触，C与D接触，A与D，且B与D接触.环境也与图F1中列出的每

一个子系统相连接，这就要求在进行FMEA时要对“环境接口”加以考

虑。

注：每一个子系统FMEA都应将其接口包括在其各自的子系统FMEA分析

中。

交互作用 一个子系统的变化可能会引起另一个子系统的变化。

在图F1中，任何接口系统间都可能发生交互作用(例如，子系统A加热， 65

会导致子系统D和子系统B通过各自的接口也获得热量，而且子系统A

还向环境释放热量)。交互作用还可能通过“环境”的传递发生在“非

接触”子系统之间(例如，如果环境湿度很大，子系统A和 C是不同的

金属，由非金属组成的子系统B隔开，由于环境的湿度，子系统A和C

之间仍然会发生电解反应)。因此，非接触子系统之间的交互作用在预

测上会相对难一些，但却很重要，应加以考虑。

示例2：项目、功能和失效模式

图F2(见下页)描述了以“树形排列”方式展示项目、功能和失效模式的一种方法，或以帮助小组直观地分析系统、子系统和部件。在系统等级上的描述比子系统和部件等级的描述更趋于一般性(对部件的描述通常是具体的)。

“树形排列”对系统、子系统和部件作下安排：

项目

设计目标(对设计目标的描述通常是有帮助的)

-功能1

潜在失效模式A

潜在失效模式B

等等

-功能2

潜在失效模式A

潜在失效模式B

等等

-等等

66

术 语

控制计划(Control Plan) 控制计划提供过程监视和控制方法，用于对特性的

控制。

设计意图(Design Intent) 对给定的部件/子系统/系统，对希望它做什么或不

希望做什么的描述。

设计寿命(Design Life) 设计所预期的能完成其要求的时间间隔(如周期、

时间、里程等)。

设计确认/验证(DV) 保证设计能满足其要求的一种程序。

实验设计(DOE) 用最少的试验/实验确定影响均值和变差的因素的

方法。

防错(Error/Mistake Proofing)每一个OEM都可能对防错有其独特的定义。关于适

当的定义，可与OEM联系。(使用过程或设计特征

来防止制造不合格品)

特性(Feature) 一种可测量的产品特性(如半径、硬度)或一种可测

量的过程特性(如安装力、温度)。

排列图(Pareto) 可以帮助解决问题的一种简单工具，它包括排列所

有潜在有问题的方面。

过程(Process) 生产一个指定产品或提供服务的人员、机器和备、

原材料、方法和环境的组合。

过程更改(Process change) 在过程概念上的更改，是指能够改变过程能力以满

足设计要求或产品的耐久性。

质量功能展开(QFD) 在产品开发和生产的每一阶段，将顾客要求转化成

适当的技术要求的一种结构化的方法。

根本原因(Root Cause) 根本原因是指引起根源性不合格的原因，是要求进

行更改以取得永久性预防/矫正措施的项目。

过程特殊特性(Special 过程特殊特性(如关键、主要、重要、重点)是一种

过程特性，其变差必须控制在某目标值内，从而保

证在制造和装配过程中，过程或产品特殊特性的变

差能保持在目标值内。

Processe Characteristic)

产品特殊特性(Special 产品特殊特性(如关键、主要、重要、重点)是这样

一种产品特性：对合理预测的变差，会明显影响产

品安全性或政府标准或法规的一致性，或者会显著

Product Characteristic) 影响顾客对产品的满意程度。

车辆召回(Vehicle Campaign) 召回车辆以进行返工或安全检查。

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附录I

推荐的带有Ppk值的PFMEA频度评价准则

计算范例 由