Amef模式和潜在故障的影响分析

历史回顾

AMEF学科是由美国国家航空航天局（NASA）的工程师在美国陆军开发的，被称为MIL-P-1629军事程序，题为“执行模式的程序”失效，影响和临界分析》，于1949年11月9日编写；这被用作评估可靠性并确定设备和系统故障对任务成功与人员或设备安全性的影响的技术。

1988年，国际标准化组织（ISO）发布了有关质量管理和保证的ISO 9000系列标准；该系列的要求导致许多组织开发针对客户需求，要求和期望的质量管理体系，其中QS 9000出现在汽车领域，这是由克莱斯勒公司，福特汽车公司开发的通用汽车公司，以努力标准化供应商质量体系；根据QS 9000标准，汽车供应商必须采用高级产品质量计划（APQP），该计划必须包括设计和过程FMEA，以及控制计划。

随后，在1993年2月，工业汽车行动组织（AIAG）和美国质量控制协会（ASQC）注册了AMEF标准以在行业中实施，这些标准等同于美国汽车协会的技术程序。汽车工程师SAE J-1739。

这些标准在克莱斯勒，福特和通用汽车认可并支持的FMEA手册中提出。本手册为FMEA的准备和执行提供了一般指导。

目前，FMEA已在所有美国汽车公司中广泛使用，并已开始在全球众多公司的各个领域中使用。

什么是AMEF？

潜在故障的模式和效果分析FMEA是一种系统过程，可以在产品或过程的设计中识别出潜在的故障，然后再进行检测，以消除故障或将与之相关的风险降至最低相同。

FMEA可以被视为以系统，全面的方式检测和消除问题的标准化分析方法。

AMEF的主要目标：

•识别和评估与产品设计和制造相关的潜在故障模式和原因

•确定潜在故障对系统性能的影响

•确定可以消除或减少发生故障的机会的措施潜力

•分析系统可靠性

•记录过程

尽管FMEA方法已在汽车工业中广泛使用，但它适用于检测和阻止任何类型的公司的产品和过程的潜在故障原因，无论它们是处于运营状态还是处于运营阶段。草案; 以及它适用于管理和服务系统。

AMEF要求

制作FMEA需要以下条件：

•一支致力于改善设计能力以满足客户需求的团队。

•系统的每个层次的示意图和框图，从子组件到整个系统。

•组件规格，零件清单和设计数据。

•模块，子配件等的功能规格

•制造要求和要使用的过程的详细信息。

•AMEF表格（纸质或电子形式）以及适用于该产品的特殊注意事项列表。

AMEF的好处

消除潜在的故障模式既有短期利益，也有长期利益。

短期：代表节省维修成本，重复测试和停机时间。

从长远来看：由于它与客户对产品的满意度及其对质量的看法有关，因此衡量起来要困难得多。这种看法会影响未来的产品购买，并在建立良好的产品形象方面起决定性作用。

由于以下原因，AMEF支持并加强了设计过程：

•在设计过程中协助选择替代方案

•增加在设计过程中考虑潜在故障模式及其对系统运行的影响的可能性

•提供更多信息以帮助制定认真的测试计划并高效

•制定潜在故障模式的列表，并根据其对客户的可能影响进行排序

•提供开放的文档格式，以建议降低风险的措施来跟踪它们

•检测需要自我纠正特征的故障或受到轻微保护

•确定已知的和潜在的故障模式，否则可能不会引起注意

•检测可能导致某些二级故障的主要故障（通常是最小的）

•为了解系统功能提供新的视角。

AMEF的格式和元素：

为了便于记录潜在故障及其后果的分析，福特公司对执行FMEA的格式进行了标准化：

但是，由于每个公司代表一个特定的案例，因此必须由一支由在设计，制造，组装，服务，质量和可靠性方面具有丰富经验的人员组成的多学科团队来准备。

非常重要的是，即使进行了修改，也要保留以下元素：

标头

•FMEA的类型：如果要执行的FMEA是设计或过程，则必须指定。

•名称/零件号或过程：必须注册正在分析的零件，组件或过程的名称和号码。根据需要使用后缀，更改字母和/或更改报告/更改请求（CR / CR）号。

•设计/制造责任：记录对机械，设备或组装过程负主要责任的运营和制造工厂的名称，以及负责设计所涉及的零部件，组件或系统的区域的名称。

•其他相关领域：列出受影响或涉及组件的设计或功能的任何领域/部门或组织，以及所涉及的其他制造运营或工厂。

•受影响的供应商和工厂：列出与被分析的零部件或组件的设计或制造有关的任何供应商或制造工厂。

•车辆（S）/模型年份（取决于完成的地点）：记录将使用要分析的零件/过程的所有车辆线以及模型年份。

•工程发布日期：指示所涉及零部件或组件的最新工程发布级别和日期。

•关键生产日期：记录适当的生产日期。

•准备者：指出准备AMEF的工程师的姓名，电话号码，地址和公司。

•AMEF日期：输入原始AMEF的开发日期，然后输入AMEF的最新版本的日期。

描述/过程目的

写下对要分析的过程或操作的简单描述，并尽可能简短地指出要分析的过程或操作的目的。

潜在故障模式

它定义为零件或组件如何可能无法满足工程发布要求或特定于流程的要求。列出了针对特定操作的每种潜在故障模式；为了识别所有可能的故障模式，有必要考虑将其归为五类之一：

1.全部故障

2.部分

故障3.间歇

故障4.逐渐故障

5.功能过度

潜在故障的影响

在定义了功能和故障模式之后，FMEA流程的下一步就是确定故障模式的潜在后果。必须通过集思广益来开展这项活动，一旦确定了这些后果，就必须将其作为影响引入模型。

应该假定，每当发生故障模式时都会发生影响。通过识别其他故障模式，采用潜在后果程序记录远程或环境后果，识别程序如下：

•它以故障模型（MF-1）开头，并列出其所有潜在后果

•分离每当发生MF-1时假定为结果的那些后果，这些后果被确定为MF-1后果

•编写模式其余后果的额外失败（如果MF-1发生，可能会导致的后果，取决于发生这种情况的情况）。新的故障模式暗示了异常后果将通过包括其发生的情况而发生。

•每当出现故障模式及其特殊情况时，将单独承担假定的后果；这些应确定为其他故障模式的影响。

严重程度

风险分析的第一步是量化影响的严重性，以1至10的等级进行评估，其中10为最严重。

下表列出了流程和设计的评估标准：

表1.- AMEF设计影响严重性的评估标准和建议的分级系统。

影响	标准：对FMEA影响的严重性	行
危险警报	该事件会影响产品的安全运行或涉及违反政府法规而不会引起警报。	10
有报警危险	该事件会影响产品的安全操作，或涉及不符合政府有关警报的规定。	9
很高	该产品无法使用，并且失去了主要功能。	8
高	该产品可操作，但性能降低	7
中等	该产品是可操作的，但是舒适或便利的物品是不可操作的。	6
低	该产品可在降低的操作水平下使用。	5
非常低	大多数客户注意到这些缺陷。	4
次要	普通客户会注意到这些缺陷。	3
很小	设置，物品和拨浪鼓的末端不一致。要求苛刻的人注意到缺陷。	二
没有	无缺陷	之一

表2-AMEF过程中影响的严重性的评估标准和建议的分级系统。

影响	标准：对FMEA影响的严重性	行
危险，无警报	这可能会危及组件的操作员。该事件会影响产品的操作或违反政府法规的安全违规行为。该事件将发生而不会发出警报。	10
有报警危险	这可能会危及组件的操作员。该事件会影响产品的操作或违反政府法规的安全违规行为。该事件将发生并发出警报。	9
很高	对生产链的重大破坏，可以将100％的产品丢弃。该产品无法使用，并且失去了主要功能。	8
影响	标准：对FMEA影响的严重性	行
高	对生产链的轻微破坏。可以对产品进行分类，并丢弃其中的一部分。该产品可运行，但性能降低。	7
中等	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分可以丢弃（不分类）。该产品是可操作的，但某些舒适/便利项目无法使用。	6
低	中断，对于生产链来说意义不大，可以将100％的产品恢复工作。该产品是可操作的，但是某些舒适/便利项目却降低了性能。	5
非常低	中断对生产链的重要性不大。产品可以分类，一部分可以恢复工作。大多数客户注意到缺陷。	4
次要	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分只能在过时的情况下才能在线恢复工作。一般客户会注意到该缺陷。	3
很小	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分只能在季节内返回在线工作。要求苛刻的客户注意到该缺陷。	二
没有	失败模式无效。	之一

影响	标准：对FMEA影响的严重性	行
高	对生产链的轻微破坏。可以对产品进行分类，并丢弃其中的一部分。该产品可运行，但性能降低。	7
中等	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分可以丢弃（不分类）。该产品是可操作的，但某些舒适/便利项目无法使用。	6
低	中断，对于生产链来说意义不大，可以将100％的产品恢复工作。该产品是可操作的，但是某些舒适/便利项目却降低了性能。	5
非常低	中断对生产链的重要性不大。产品可以分类，一部分可以恢复工作。大多数客户注意到缺陷。	4
次要	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分只能在过时的情况下才能在线恢复工作。一般客户会注意到该缺陷。	3
很小	中断对生产链的重要性不大。产品的一部分只能在季节内返回在线工作。要求苛刻的客户注意到该缺陷。	二
没有	失败模式无效。

特殊功能

AIAG将特殊产品功能定义为特征产品，可以合理地预期其差异可能会严重影响产品的安全性或对政府标准或法规的遵守，或可能会严重影响客户对产品的满意度。

福特汽车公司将特殊功能分为两类：

•关键特性：福特将其定义为影响遵守政府法规或产品安全功能的产品或过程要求，并且需要采取特殊措施或控制。

在FMEA设计中，要考虑电位的关键特性。对于任何严重等级大于或等于9的情况，都存在潜在的关键特征。

在AMEF流程中，它们被称为实际关键特征，严重性为9或10且需要特殊控制以确保检测到的任何特征都是关键特征。

可能具有关键特征的产品或过程要求的示例包括尺寸，规格，测试，组装顺序，工具，接头，扭矩，焊接，连接和组件应用。满足这些要求所需的特殊措施或控制措施可能涉及制造，组装，供应商，运输，监控或检查。

•重要特征：它们需要特殊的控制，因为它们对于提高客户满意度很重要。严重程度在5到8之间，并且分类为大于3的事件表示明显的特征。在FMEA设计中，重要功能是潜在的。在FMEA过程中，如果需要特殊控制来确保检测，则存在实际的重要特征。公司还没有标准化用于分组和表示特殊产品特征的方法。术语和符号会有所不同。

潜在故障的原因

列出影响和严重性后，应确定故障模式的原因。

在设计FMEA中，失败的原因是产生缺陷模式的设计缺陷。对于过程FMEA，原因是根据可以纠正或控制的内容描述的特定错误。

理念

根据发生的原因来评估原因，这被定义为在产品的预期寿命期间特定原因发生并导致故障模式的概率，即，它表示客户体验到效果的可能性很小。故障模式。

通过下表确定发生的值，在获得中间值的情况下，假定为直接上级，并且如果完全未知故障的可能性，则必须假定发生的次数等于10。

表3.-AMEF设计中事件发生的评估标准和建议的分级系统。

事故概率	失败率	行
高高在上：事件几乎是不可避免的	1 in 2³	10
1/3	9
高：重复事件	八分之一	8
20分之一	7
中度：偶发事件	80分之一	6
400分之一	5
2000年的1	4
低：事件相对较少	15,000分之一	3
150,000分之一	二
远程控制：事件难以置信	1,500,000英镑中的1分	之一

表4.-AMEF过程中事件发生的评估标准和建议的分级系统。

事故概率	发生率	峰	行
高高在上：事件几乎是不可避免的	1 in 2³	<0.33	10
1/3	0.33³	9
高-通常与以前失败的类似过程相关	八分之一	0.51³	8
20分之一	0.67³	7
事故概率	发生率	峰	行
中度：通常与以前经历过偶发事件的类似过程相关，但比例不大	80分之一	0.83³	6
400分之一	1.00³	5
2000年的1	1.17³	4
低：孤立的事件与相似的过程相关	15,000分之一	1.33³	3
非常低：只有孤立的事件与几乎相同的过程相关联	150,000分之一	1.50³	二
远程控制：事件难以置信	1,500,000英镑中的1分	1.67³	之一

当前控制

当前控件是对防止故障模式发生或在故障模式确实发生时进行检测的措施的说明。

设计和过程控制根据其用途进行分组：

•类型1：这些控件可防止发生故障的原因或模式，或减少故障的发生

•类型2：这些控件可检测出故障模式的原因并采取纠正措施

•类型3：这些控件可检测模式产品到达客户之前失败

检测

检测是对在零件或组件离开制造或装配位置之前拟议的过程控制（在上一栏中列出）将检测故障模式的可能性的评估。

随机质量控制检查不太可能检测到孤立缺陷的存在，因此不会导致检测程度的明显变化。有效的检测控制是在统计基础上进行的采样。

表5.-用于在FMEA设计中检测事件或故障模式原因的评估标准和建议的分级系统。

检测	标准：设计控制检测的可能性	行
绝对不确定性	设计控制未检测到事件或后续故障模式的潜在原因，因此没有设计控制	10
非常远	设计控制将检测事件或后续故障模式的潜在原因的遥远可能性	9
远程	设计控制检测到事件或后续故障模式的潜在原因的可能性很小	8
非常低	设计控制检测到事故或后续故障模式的潜在原因的可能性非常低	7
低	设计控制检测到事件或后续故障模式的潜在原因的可能性很小	6
中等	设计控件检测到事件或后续故障模式的潜在原因的中等可能性	5
中等偏高	设计控制检测到事件或后续故障模式的潜在原因的可能性为中等	4
高	设计控制检测到事件或后续故障模式的潜在原因的可能性很高	3
很高	设计控制检测到事故或后续故障模式的潜在原因的可能性非常高	二
几乎可以确定	设计控制几乎可以肯定地检测出事故或后续故障模式的潜在原因	之一

表6.-用于在FMEA过程中检测事件或故障模式原因的评估标准和建议的分级系统

检测	标准：设计控制检测的可能性	行
几乎是不可能的	所有可用控件均未检测到事件模式或原因	10
非常远	当前的控件非常有可能检测到故障模式或原因	9
远程	当前的控件极有可能检测到故障模式或原因	8
非常低	当前的控件检测故障模式或原因的可能性非常低	7
低	当前的控件检测故障模式或原因的可能性很小	6
中等	当前的控件具有检测故障模式或原因的中等可能性	5
中等偏高	当前的控件具有较高的检测故障模式或原因的可能性	4
高	当前的控件很可能检测到故障模式或原因	3
很高	当前的控件很有可能检测到故障模式或原因	二
几乎可以确定	电流控制几乎可以肯定地检测出故障的模式或原因。通过类似的过程可以知道可靠的检测控制	之一

美国国家公共电台

•风险优先级数字（NPR）是严重性，发生情况和检测结果的数学乘积，即：

NPR = S * O * D

•此值用于识别最严重的风险，以寻求纠正措施。

建议措施）。

如果NPR规定了故障模式，则应首先针对最高级别的问题，要点和关键项目采取纠正措施。建议采取任何措施的目的是减少发生的程度，严重性和/或检测。如果不建议针对特定原因采取任何措施，则应注明。

如果过程FMEA没有有效和纠正措施，则其价值将有限。所有受影响的活动都有责任执行有效的监视程序，以满足所有建议。

负责区域/个人和完成日期（建议采取的行动）

记录了建议采取措施的区域和人员以及目标完成日期。

采取的行动。

完成某项操作后，请记录当前操作的简短说明以及生效或完成日期。

确定了纠正措施后，所得的Npr会估计发生的程度，严重程度和最终检测结果。计算得出的NPR，这是严重性，发生率和检测值的乘积。

过程工程师负责确保正确实施和监视所有建议的措施。AMEF是一份生动的文档，应始终反映最新的设计水平。

制定AMEF的程序顺序

一旦确定了FMEA的要素，就必须知道应如何执行，即操作必须执行的逻辑顺序。此顺序最好通过以下流程图表示：

应该注意的是，负责执行FMEA的团队必须事先定义好，并且必须事先进行数据收集分析。

FMEA在质量体系中的作用

•预防和解决问题可以被视为任何质量体系的主要目标。

•为了预防问题，质量体系使用质量功能（QFD），故障树分析（FTA），反向故障树分析（RFTA），高级产品质量计划的显示（APQP）和AMEF，后者通过APQP和实验设计（DOE）直接或间接使用，这是预防和解决问题的重要元素；对于后者，质量体系主要使用持续改进，质量操作系统（QOS），八个解决问题的学科（8D）和控制计划，它们的准备工作直接来自AMEF，统计过程控制（SPC）工具以及对通过AMEF建立的特殊特征的考虑。