质量功能展开QFD(Quality Function Deployment)是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法，它体现了以市场为导向，以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。在健壮设计的方法体系中，质量功能展开技术占有举足轻重的地位，它是开展健壮设计的先导步骤，可以确定产品研制的关键环节、关键的零部件和关键工艺，从而为稳定性优化设计的具体实施指出了方向，确定了对象。它使产品的全部研制活动与满足顾客的要求紧密联系，从而增强了产品的市场竞争能力，保证产品开发一次成功。
质量功能展开是一种结构化的方法,用这种方法把顾客要求转化为产品开发和生产的每一阶段适当要求，在TS标准的6.2.2.1产品设计技能,7.3.3.1产品设计输出,改进中的"策划措施,解决问题"均不同程度提到或涉及质量功能展开。
对于特定产品,QFD技术可以用作质量策划过程的一个组成部分,特别是QFD第一阶段--产品策划将根据顾客要求(即顾客呼声)转化为相应的控制特性或设计要求,QFD提供了将通用的顾客要求转化为规定的最终产品和过程控制特性的方法
QFD作用:质量展开--将顾客要求转化为产品设计要求功能展开--将设计要求转化为合适的部件,过程,和生产要求
QFD益处:
增加满足顾客的呼声的保证
减少由于工程知识引起的更改数量
识别相冲突的设计要求
将各种公司的活动集中于以顾客为主的目标上
缩短产品开发周期
减少工程,制造和服务的成本质量功能展开QFD(Quality Function Deployment)是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法，它体现了以市场为导向，以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。在健壮设计的方法体系中，质量功能展开技术占有举足轻重的地位，它是开展健壮设计的先导步骤，可以确定产品研制的关键环节、关键的零部件和关键工艺，从而为稳定性优化设计的具体实施指出了方向，确定了对象。它使产品的全部研制活动与满足顾客的要求紧密联系，从而增强了产品的市场竞争能力，保证产品开发一次成功。
质量功能展开是一种结构化的方法,用这种方法把顾客要求转化为产品开发和生产的每一阶段适当要求，在TS标准的6.2.2.1产品设计技能,7.3.3.1产品设计输出,改进中的"策划措施,解决问题"均不同程度提到或涉及质量功能展开。
对于特定产品,QFD技术可以用作质量策划过程的一个组成部分,特别是QFD第一阶段--产品策划将根据顾客要求(即顾客呼声)转化为相应的控制特性或设计要求,QFD提供了将通用的顾客要求转化为规定的最终产品和过程控制特性的方法
QFD作用:质量展开--将顾客要求转化为产品设计要求功能展开--将设计要求转化为合适的部件,过程,和生产要求
QFD益处:
增加满足顾客的呼声的保证
减少由于工程知识引起的更改数量
识别相冲突的设计要求
将各种公司的活动集中于以顾客为主的目标上
缩短产品开发周期
减少工程,制造和服务的成本

一、QFD法的涵义
　　您的公司在引进一项对于公司的生存和发展至关紧要的新产品或新服务时，是否面临战略性的选择问题?可以设想有一种方法，在您尝试之前就能告诉您该项目的潜在功能，能够帮助你降低从开发设计到正式生产的30%时间，而且能够提高产品质量和降低项目投入成本。这种方法就叫做Quality(质量)、Function(功能)与Development(发展)，简称QFD。
　　传统的生产质量控制是通过对生产的物质性检查--用观察与测试的手段来取得的，这种措施通常也被归于检验质量的方法。QFD方法则帮助公司从检验产品转向检查产品设计的内在质量，因为设计质量是工程质量的基石，所有在设计阶段，QPD早在产品或服务设计成为蓝图之前就已经引进了许多无形的要素，使质量融人生产和服务及其工程的设计之中。
　　简单地说，QPD把客户的要求转换成相应的技术要求，帮助企业的研究小组系统化地达成共识：做什么?什么样的方法最好?怎样用最好的指令去完成工作? 对员工与资源有什么要求?
　二、QFD方法的功效
　　QPD方法具有很强的功效性，具体表现为：
　　1．QFD有助手企业正确把握顾客的需求
　　QFD是一种简单的，合乎逻辑的方法，它包含一套矩阵，这些矩阵有助于确定顾客的需求特征，以便于更好地满足和开拓市场，也有助于决定公司是否有力量成功地开拓这些市场，什么是最低的标准等等。
　　2．QPD有助子优选方案
　　在实施QFD的整个阶段，人人都能按照顾客的要求评价方案。即使在第四阶段，包括生产设备的选用，所有的决定都是以最大程度地满足顾客要求为基础的。当作出一个决定后，该决定必须是有利于顾客的，而不是工程技术部门或生产部门，顾客的观点置于各部门的偏爱之上。QFD方法是建立在产品和服务应该按照顾客要求进行设计的观念基础之上，所以顾客是整个过程中最重要的环节。
　　3．QFD有利子打破组织机构中部门间的功能障碍
　　QFD主要是由不同专业，不同观点的人来实施的，所以它是解决复杂、多方面业务问题的最好方法。但是实施QPD要求有献身和勤奋精神，要有坚强的领导集体和一心一意的成员，QFD要求并勉励使用具有多种专业的小组，从而为打破功能障碍、改善相互交流提供了合理的方法。
　　4．QFD容易激发员工们的工作热情
　　实施QDD，打破了不同部门间的隔阂，会使员工感到心满意足，因为他们更愿意在和谐气氛中工作，而不是在矛盾的气氛中工作。另外，当他们看到成功和高质量的产品，他们感到自豪并愿意献身于公司。
　　5．QFD能够更有效地开发产品，提高产品质量和可倍度，更大地满足顾客
　　为了产品开发而采用QFD的公司已经尝到了甜头，成本削减了50％，开发时间缩短了30％，生产率提高了200％。如，采用Q10的日本本田公司和丰田公司已经能够以每三年半时间投放一项新产品，与此相比，美国汽车公司却需要5年时间才能够把一项新产品推向市场。
　　三、QFD法的运用
　　要使用QFD，首先应该拟定一个QFD模式，该模式主要由以下几个部分组成：
　　　①目标陈述；
　　　②由顾客决定的产品、工序或服务的系列特征；
　　　③顾客竞争性评价；
　　　④实现顾客要求的方式；
　　　⑤技术评价与困难分析；
　　　⑥关系矩阵。
　　这个关系矩阵用来明确产品或服务特性(顾客要求)与实现这个特性方法(方式)之间的关系程度，包括纵列的要求和横列的方式。实施QrD要经过从设计到生产的整个过程，可将这个过程分为四个阶段，即设计、细节、工序和生产。这四个阶段有助于把来自顾客对产品的要求传送到设计小组和生产操作者手中。每个阶段都有一个矩阵，包括纵列的要求和横列的方式，在各个阶段，方式是重要的，它需要新技术，或冒较大的风险才能过渡到下一阶段。具体说来，
　　　①设计。在设计阶段，顾客帮助确定对产品或服务的要求，QFD有助于各研究小组把顾客的需求反映到顾客要求的矩阵中去。
　　　②细节。由第一阶段过渡来的方式成了谊阶段的要求，在此阶段，对生产的产品或服务所必须的细节和各种组成部分得到了确定，该阶段出现的细节同顾客特定的产品要求之间存在最强烈的关系。
　　　③工序。在第三阶段，拟定一个矩阵，说明生产产品所要求的工序，从第二阶段过渡来的方式咸了该阶段矩阵中的要求，该阶段中出现的工序将最佳地实现顾客对产品的特定要求。
　　　④生产。在该阶段，对产品的生产要求形成了，从第三阶段过渡来的方式成为本阶段的要求，这样决定的生产方式将使公司生产出能满足顾客要求的高质量产品。
　　日本企业采用QFD获得了很大的成功。他们在汽车、电子、家电、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备以及农用机械行业广泛使用Q四方法，他们还在零售店的设计、套房布局、游泳池、学校等服务性行业使用QFD方法。
　　日本人一开始就采用QFD来决定什么是真正重要的，他们对公司的产品以及工序设计充满乐观，那就是，他们不断根据顾客要求改进产品和工序，以此降低成本，提高质量。他们的制造工序对不同的设备、操作员、原料都能适应。结果，产品和工序在广泛使用中表现
出色，而且制造产品时所使用的各种部件更相配。
　　QFD将教你学会，如何科学地决定采用什么手段来满足你的顾客对产品与服务的要求，如何认识你和你的竞争对手对客户的依赖关系，如何为达到你的最低要求来建立一整套技术规格，如何提高你的竞争优势等等，让你知道你所拥有的资源能否满足顾客们的特殊质量要求，是企业不可多得的好方法。  





  
   

FMEA（失效模式与影响分析）

Failure Mode and Effects Analysis

潜在失效模式与后果分析

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。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。

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。

   FMEA可以描述为一组系统化的活动,其目的是:

认可并评价产品/过程中的潜在失效以及该失效的后果;

确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施;

将全部过程形成文件.

   无论是产品设计或者是过程设计,FMEA所关注的主要是策划和设计的过程,但随着其使用的场合不同又有不同的区分.常见的FMEA类别有:

DFMEA:设计FMEA

PFMEA:过程FMEA

EFMEA:设备FMEA

SFMEA:体系FMEA

在进行FMEA时有三种基本的情形,每一种都有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和历史情况.

情形3:将现有的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.

█FMEA—8D流程的介绍

  QS9000、ISO/TS16949、ISO9001、TL9000、ISO14001、OHSAS18001等管理体系中都有涉及到“预防措施”；依据“ISO9001：2000质量管理体系—基础和术语”的定义，“预防措施”是指“为消除潜在不合格或其他潜在不期望情况的原因所采取的措施”，或者简单地定义为：采取预防措施是为了防止发生。

在企业实际的管理体系运作中，虽然都会去编制一份有关“预防措施”的形成文件的程序，但真正可以达到预见性地发现较全面的潜在问题通常存在较大难度，也即：这样作业的可操作性不强；取而代之的主要是“纠正措施”；但“纠正措施”与“预防措施”的确是两个不同的概念，“纠正措施”是为了防止同样的问题再次出现所采取的措施。

为能有效地实施“预防措施”，使可能存在的潜在问题无法出现，需要一个从识别问题到控制潜在影响的管理系统，对于这一点，各企业都可能制定各自不同的方法以对应，这些方法也许都是适用的；但这里所要介绍的是一种行之有效且便于操作的制定和实施“预防措施”的方法，即：美国三大车厂（戴姆勒克莱斯特、福特、通用）制定的“潜在失效模式及后果分析”，或简称为FMEA。

FMEA于2002年推出第三版本，该第三版本较第二版本更具备简便的可操作性。FMEA在汽车零组件生产行业已被广泛的应用，同时这也是美国三大车厂对所属供应商的强制性要求之一。

FMEA 事实上就是一套严密的“预防措施”之识别、控制、提高的管理过程；其不仅可在汽车零组件行业可予使用，也可应用于任何期望能严格控制潜在问题出现的行业，尤其是产品（或服务）质量的好坏可能会极大影响到顾客利益的领域；因此，FMEA能在QS9000及ISO/TS16949一类的汽车业质量管理体系中运用，其同样可应用于其他管理体系之中，而且同样可以在企业内部形成一种严密的“预防措施”系统。

执行FMEA，其实并不困难，它是一种分析技术，即：在一张包括诸多要求的表单上进行分析并加以控制和应用便可达成的过程控制；美国三大车厂在《潜在失效模式及后果分析》一书中已有明确给定了这种表单的格式；该表单包含了如下主要内容：

（1）“功能要求”：填写出被分析过程（或工序）的简单说明；

（2）“潜在失效模式”：记录可能会出现的问题点；

（3）“潜在失效后果”：列出上述问题点可能会引发的不良影响；

（4）“严重度”：对上述问题点的不良影响进行评价并赋予分值（得分1~10分），分值愈高则影响愈严重；

（5）“潜在失效起因或机理”：该潜在问题点可能出现的原因或产生机理分析；

（6）“频度”：上述“起因或机理”出现的几率大小（得分1~10分），分值愈高则出现机会愈大；

（7）“现行控制”：列出目前本企业对这一潜在问题点所运用的控制方法；

（8）“探测度”：在采用“现行控制”的方法来控制时，该潜在问题可以被检查出来的难易程序（得分：1~10分），得分愈高则愈难以被检出；

（9）“风险顺序数”：将上述“严重度”、“频度”、“探测度”得分相乘所得出的结果；该数值愈大则这一潜在问题愈严重，愈应及时采取“预防措施”；

（10）“建议措施”：列出对“风险顺序数”较高之潜在问题点所制定的“预防措施”，以防止其发生；

（11）“责任及目标完成日期”：写出实施上述“预防措施”的计划案；

（12）“措施结果”：对上述“预防措施”计划案之实施状况的确认。

从上述内容项目不难看出这已经包含了处理“预防措施”之识别、控制所需的全部基本要求。

由于FMEA是一种“预防措施”，其必然是一种事先的行动；如果把FMEA当作事情发生以后再执行处置的动作，其将无法达到FMEA的真实效果，亦将把这一FMEA演变成“纠正措施”。

汽车行业产品由于存在人身安全风险及车辆召回等危机，不得不严格执行“预防措施”，其最有效的、最全面的方式也就是运用FMEA。

对于其他行业（或其他管理体系）在执行“预防措施”时，如果采用FMEA，同样将会极大降低失败的机会，事实上这亦是“预防措施”的最终目的。当然对于其他行业（或其他管理体系）而言，不一定完全按照美国三大车厂给定的“严重度”、“频度”及“探测度”之评价标准进行评分，完全可以视本企业之实际情况设定一系列类似的评价标准以执行对策作业，且在具体操作手法上也可根据实情采用适合于自身的方式，只要能达到更有效地识别、控制潜在问题的发生即可。

总之，认识、了解FMEA，并予以持续采用，将会极大地强化企业的“预防措施”效果，使“错误”、“失败”出现的可能性达到最小。

FMEA 是由美国三大汽车制造公司（戴姆勒－克莱斯勒、福特、通用）制定并广泛应用于汽车零组件生产行业的可靠性设计分析方法。其工作原理为：（1）明确潜在的失效模式，并对失效所产生的后果进行评分;(2)客观评估各种原因出现的可能性，以及当某种原因出现时企业能检测出该原因发生的可能性;（3）对各种潜在的产品和流程失效进行排序;（4）以消除产品和流程存在的问题为重点，并帮助预防问题的再次发生。

有关FMEA原理的应用主要体现在美国三大汽车制造公司制定的《潜在失效模式和后果分析》表格中。该表的内容包括：

（1）功能要求：填写被分析过程（或工序）的简要说明和工艺描述;

（2）潜在失效模式：记录可能会出现的问题点;

（3）潜在失效后果：推测问题点可能会引发的不良影响;

（4）严重度（S）：评价上述失效后果并赋予分值（1－10分，不良影响愈严重分值愈高）;

（5）潜在失效起因或机理：潜在问题点可能出现的原因或产生机理;

（6）频度（O）：上述潜在失效起因或机理出现的几率（1－10分，出现的几率愈大分值愈高）;

（7）现行控制：列出目前本企业对潜在问题点的控制方法;

（8）探测度（D）：在采用现行的控制方法实施控制时，潜在问题可被查出的难易程度（1－10，查出难度愈大分值愈高）;

（9）风险顺序数（RPN）：严重度、频度、探测度三者得分之积，其数值愈大潜在问题愈严重，愈应及时采取预防措施;

（10）建议措施：列出“风险顺序数”较高的潜在问题点，并制定相应预防措施，以防止潜在问题的发生;

（11）责任及目标完成日期：制定实施预防措施的计划案;

（12）措施结果：对预防措施计划案实施状况的确认。

从上述内容不难看出，FMEA原理的核心是对失效模式的严重度、频度和探测进行风险评估，通过量化指标确定高风险的失效模式，并制定预防措施加以控制，从而将风险完全消除或减小到可接受的水平。因此FMEA原理不仅适用于汽车零配件生产企业的质量管理体系，也可应用于其他类似管理体系。

      D1-第一步骤：建立解决问题小组

　　若问题无法独立解决，通知你认为有关的人员组成团队。团队的成员必需有能力执行，例如调整机器或懂得改变制程条件，或能指挥作筛选等。

　　D2-第二步骤：描述问题

　　向团队说明何时、何地、发生了什么事、严重程度、目前状态、如何紧急处理、以及展示照片和收集到的证物。想象你是FBI的办案人员，将证物、细节描述越清楚，团队解决问题将越快。

　　D3-第三步骤：执行暂时对策

　　若真正原因还未找到，暂时用什么方法可以最快地防止问题？如全检、筛选、将自动改为手动、库存清查等。暂时对策决定后，即立刻交由团队成员带回执行。

　　D4-第四步骤：找出问题真正原因

　　找问题真正原因时，最好不要盲目地动手改变目前的生产状态，先动动脑。您第一件事是要先观察、分析、比较。列出您所知道的所有生产条件（即鱼骨图），逐一观察，看看是否有些条件走样，还是最近有些什么异动？换了夹具吗？换了作业员？换了供应商？换了运输商？修过电源供应器？流程改过？或比较良品与不良品的检查结果，看看那个数据有很大的差？，尺寸？重量？电压值？CPK？耐电压？等等不良的发生，总是有原因，资料分析常常可以看出蛛丝马迹。这样的分析，可以帮助您缩小范围，越来越接近问题核心。当分析完成，列出您认为最有可能的几项，再逐一动手作些调整改变，并且观察那一些改变可使品质回复正常及影响变异的程度，进而找到问题真正的原因。这就是著名田口式方法最简单而实际的运用。

　　D5-第五步骤：选择永久对策

　　找到造成问题的主要原因后，即可开始拟出对策的方法。对策的方法也许有好几种，例如修理或更新模具。试试对可能的选择列出其优缺点，要花多少钱？多少人力？能持续多久？再对可能的方法作一最佳的选择，并且确认这样的对策方法不会产生其它副作用。

　　D6-第六步骤：执行及验证永久对策

　　当永久对策准备妥当，则可开始执行及停止暂时对策。并且对永久对策作一验证，例如观察不良率已由4000PPM降为300PPM，CPK由0.5升为1.8等，下游工段及客户己能完全接受，不再产生问题。

　　D7-第七步骤：防止再发

　　对类似的其它生产，虽然尚未发生问题，亦需作同步改善，防止再发，即我们说的”他石攻错”。同时这样的失效，也应列入下一产品研发段的FMEA中予以验证。

　　D8-第八步骤：团队激励

　　对于努力解决问题之团队予以嘉勉，使其产生工作上的成就感，并极乐意解决下次碰到的问题。无论是产发段发现的问题，或是量产、客诉问题，若公司每年有近百项的工程问题依照8D的方式来解决，对工程人员实力的培养着实可观，成为公司重要的资产，这也是很多公司将8D制式化的原因。

　　8D的运用，其实不只在工程上，您工作上，生活上碰到的很多问题，不妨也用8D的逻辑来思考看看

▆FMEA是一种可靠性设计的重要方法

   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。  

　　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。

　　故障模式、影响、分析模块

　　其核心部分是对特定系统进行分析研究，确定怎样修改系统以提高整体可靠性，避免失效。

　　为了准确计算失效的危害性，在分析时，提供了系统化的处理过程，自动编制FMEA任务，包括确定所有可能失效的零部件及其失效模式，确定每一种失效模式的局部影响、下一级别的影响以及对系统的最终影响，确定失效引起的危害性，确定致命失效模式以消除或减少发生的可能性或剧烈程度。

　　FMEA可完成以下功能：

　　失效模式、影响分析（FMEA）

　　危害性分析（Critically Analysis）

　　功能FMEA（Functional FMEA）

　　破坏模式和影响分析（DMEA）

　　FMEA具有以下特点：

　　丰富的故障模式数据库

　　完善的企业FMEA规范定制功能

　　自动由FMEA生成原始的FTA（故障树）

　　故障树分析（Fault Tree Analysis）模块

　　利用FTA模块，在系统设计过程当中，通过对造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率以计算系统故障概率，采取相应的纠正措施，以提供系统可靠性的一种分析方法。它以图形的方式表明了系统中失效事件和其它事件之间的相互影响，是适用于大型复杂系统安全性与可靠性分析的常用的有效方法。利用FTA，用户可以简单快速地建立故障树，输入有关参数并对系统进行定性分析和定量分析，生成报告，最后打印输出。

　　事件树分析（Event Tree Analysis）模块

　　ETA是一种逻辑的演绎法，它在给定一个初因事件的情况下，分析该初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而定性与定量地评价系统的特性，并帮助分析人员获得正确的决策。

　　ETA不仅适应于多因素，多目标，而且适用于大型的复杂系统。

　　ETA 主要有以下功能

　　非常友好简便的初因事件和事件序列的定义

　　简单快速的事件树中事件序列的概率计算

　　事件树报告的生成

　　ETA 为用户提供的是完全图示化的界面

　　ETA 与其它模块完全集成，如可直接故障树中的门和事件直接联接

　　支持多级分支分类

　　可处理多个事件树

   ▇失效模式与影响分析

  潜在失效模式与后果分析

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。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。

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。

FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，本文中主要讨论工艺FMEA。

1)确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：

需要设计的新系统、产品和工艺；

对现有设计和工艺的改进；

在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；

形成FMEA团队。

理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。

2)记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，

需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。

3) 创建工艺流程图。

工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要

轻易变动。

4)列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：

4.1 对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式.

如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂

(soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。

4.2 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，

例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。

4.3 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因.

例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。

4.4 现有的工艺控制手段是基于目前使用的检测失效模式的方法，来避免一些根本的原因。

例如，现有的焊球工艺控制手段可能是自动光学检测(AOI)，或者对焊膏记录良好的控制过程。

5)对事件发生的频率、严重程度和检测等级进行排序：

5.1 严重程度是评估可能的失效模式对于产品的影响，10为最严重，1为没有影响；

事件发生的频率要记录特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率。

如果为10，则表示几乎肯定要发生，工艺能力为0.33或者ppm大于10000。

5.2 检测等级是评估所提出的工艺控制检测失效模式的几率，列为10表 示不能检测，1表示已经通过目前工艺控

制的缺陷检测。

5.3 计算风险优先数RPN(riskprioritynumber)。

RPN是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积，用来衡量可能的工艺缺陷，以便采取可能的预防措施

减少关键的工艺变化，使工艺更加可靠。对于工艺的矫正首先应集中在那些最受关注和风险程度最高的环节。

RPN最坏的情况是1000，最好的情况是1，确定从何处着手的最好方式是利用RPN的pareto图，筛选那些累积

等级远低于80%的项目。

推荐出负责的方案以及完成日期，这些推荐方案的最终目的是降低一个或多个等级。对一些严重问题要时常

考虑拯救方案，如:

一个产品的失效模式影响具有风险等级9或10；

一个产品失效模式/原因事件发生以及严重程度很高；

一个产品具有很高的RPN值等等。

在所有的拯救措施确和实施后，允许有一个稳定时期，然后还应该对修订的事件发生的频率、严重程度和检测

等级进行重新考虑和排序。

FMEA应用

FMEA实际上意味着是事件发生之前的行为，并非事后补救。

因此要想取得最佳的效果，应该在工艺失效模式在产品中出现之前完成。产品开发的5个阶段包括：

计划和界定、设计和开发、工艺设计、预生产、大批量生产。

作为一家主要的EMS提供商，Flextronics International已经在生产工艺计划和控制中使用了FMEA管理，在产品的

早期引入FMEA管理对于生产高质量的产品，记录并不断改善工艺非常关键。对于该公司多数客户，在完全确定设计和

生产工艺后，产品即被转移到生产中心，这其中所使用的即是FMEA管理模式。

手持产品FMEA分析实例

在该新产品介绍(NPI)发布会举行之后，即可成立一个FMEA团队，包括生产总监、工艺工程师、产品工程师、测试工

程师、质量工程师、材料采购员以及项目经理，质量工程师领导该团队。FMEA首次会议的目标是加强初始生产工艺MPI

(Manufacturing Process Instruction)和测试工艺TPI(Test Process Instruction)中的质量控制点同时团队

也对产品有更深入的了解，一般首次会议期间和之后的主要任务包括：

1．工艺和生产工程师一步一步地介绍工艺流程图，每一步的工艺功能和要求都需要界定。

2．团队一起讨论并列出所有可能的失效模式、所有可能的影响、所有可能的原因以及目前每一步的工艺控制，并对这些

因素按RPN进行等级排序。例如，在屏幕印制(screen print)操作中对于错过焊膏的所有可能失效模式，现有的工艺

控制是模板设计SD(Stencil Design)、定期地清洁模板、视觉检测VI(Visual Inspection)、设备预防性维护PM

(Preventive Maintenance)和焊膏粘度检查。工艺工程师将目前所有的控制点包括在初始的MPI中，如模板设计研

究、确定模板清洁、视觉检查的频率以及焊膏控制等。

3. FMEA团队需要有针对性地按照MEA文件中的控制节点对现有的生产线进行审核，对目前的生产线的设置和其他问题进

行综合考虑。如干燥盒的位置，审核小组建议该放在微间距布局设备(Fine-pitch Placementmachine)附近，以方

便对湿度敏感的元器件进行处理。

4. FMEA的后续活动在完成NPI的大致结构之后，可以进行FMEA的后续会议。会议的内容包括把现有的工艺控制和NPI大

致结构的质量报告进行综合考虑，FMEA团队对RPN重新进行等级排序，每一个步骤首先考虑前三个主要缺陷，确定好

推荐的方案、责任和目标完成日期。

对于表面贴装工艺，首要的两个缺陷是焊球缺陷和tombstone缺陷，可将下面的解决方案推荐给工艺工程师：

对于焊球缺陷，检查模板设计(stencildesign)，检查回流轮廓(reflow profile)和回流预防性维护(PM)记录；

检查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)机器的布局(placement)精度.

对于墓石(tombstone)缺陷，检查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)机器的布局(placement)精度；

检查回流方向；研究终端(termination)受污染的可能性。

工艺工程师的研究报告表明，回流温度的急速上升是焊球缺陷的主要原因，终端(termination)受污染是墓石

(tombstone)缺陷的可能原因，因此为下一个设计有效性验证测试结构建立了一个设计实验(DOE)，设计实验表明

一个供应商的元器件出现墓石(tombstone)缺陷的可能性较大，因此对供应商发出进一步调查的矫正要求。

5. 对于产品的设计、应用、环境材料以及生产组装工艺作出的任何更改，在相应的FMEA文件中都必须及时更新。

FMEA更新会议在产品进行批量生产之前是一项日常的活动。

批量生产阶段的FMEA管理

作为一个工艺改进的历史性文件，FMEA被转移到生产现场以准备产品的发布。

FMEA在生产阶段的主要作用是检查FMEA文件，以在大规模生产之前对每一个控制节点进行掌握，同时审查生产线的有

效性，所有在NPI FMEA阶段未受质疑的项目都自然而然地保留到批量生产的现场。

拾取和放置(pick-and-place)机器精度是工艺审核之后的一个主要考虑因素，设备部门必须验证布局机器的Cp/Cpk，

同时进行培训以处理错误印制的电路板。FMEA团队需要密切监视第一次试生产，生产线的质量验证应该与此同时进行。

在试生产之后，FMEA需要举行一个会议核查现有的质量控制与试生产的质量报告，主要解决每一个环节的前面三个问题。

FMEA管理记录的是一个不断努力的过程和连续性的工艺改进，FMEA文件应该总是反映设计的最新状态，包括任何在生产

过程开始后进行的更改。

结语

使用FMEA管理模式在早期确定项目中的风险，可以帮助电子设备制造商提高生产能力和效率，缩短产品的面市时间。

此外通过这种模式也可使各类专家对生产工艺从各个角度进行检测，从而对生产过程进行改进。

所推荐的方案应该是正确的矫正，产生的效益相当可观。为了避免缺陷的产生，需要对工艺和设计进行更改。使用统计

学的方法对生产工艺进行研究，并不断反馈给合适的人员，确保工艺的不断改进并避免缺陷产生。

英文Total Productive Maintenance的缩略语，中文译名叫全面生产维修，又译为全员生产保全。
是以提高设备综合效率为目标，以全系统的预防维修为过程，全体人员参与为基础的设备保养和维修管理体系。

TPM强调五大要素，即：
——TPM致力于设备综合效率最大化的目标；
——TPM在设备一生建立彻底的预防维修体制；
——TPM由各个部门共同推行；
——TPM涉及每个雇员，从最高管理者到现场工人；
——TPM通过动机管理，即自主的小组活动来推进。(PM)

其具体含义有下面4个方面：
　　1.以追求生产系统效率（综合效率）的极限为目标；
　　2.从意识改变到使用各种有效的手段，构筑能防止所有灾害、不良、浪费的体系，最终构成“零”灾害、“零”不良、“零”浪费的体系；
　　3.从生产部门开始实施，逐渐发展到开发、管理等所有部门；
　　4.从最高领导到第一线作业者全员参与。
　　TPM活动由“设备保全”、“质量保全”、“个别改进”、“事务改进”、“环境保全”、“人才培养”这6个方面组成，对企业进行全方位的改进。

1．TPM概念

从理论上讲，TPM是一种维修程序。它与TQM（全员质量管理）有以下几点相似之处：（1）要求将包括高级管理层在内的公司全体人员纳入TPM； （2）要求必须授权公司员工可以自主进行校正作业； （3）要求有一个较长的作业期限，这是因为TPM自身有一个发展过程，贯彻TPM需要约一年甚至更多的时间，而且使公司员工从思想上转变也需要时间。
TPM将维修变成了企业中必不可少的和极其重要的组成部分，维修停机时间也成了工作日计划表中不可缺少的一项，而维修也不再是一项没有效益的作业。在某些情况下可将维修视为整个制造过程的组成部分，而不是简单地在流水线出现故障后进行，其目的是将应急的和计划外的维修最小化。

2．TPM的起源

TPM起源于“全员质量管理（TQM）”。TQM是W·爱德华·德明博士对日本工业产生影响的直接结果。德明博士在二战后不久就到日本开展他的工作。作为一名统计学家，他最初只是负责教授日本人如何在其制造业中运用统计分析。进而如何利用其数据结果，在制造过程中控制产品质量。最初的统计过程及其产生的质量控制原理不久受到日本人职业道德的影响，形成了具有日本特色的工业生存之道，这种新型的制造概念最终形成了众所周知TQM。
当TQM要求将设备维修作为其中一项检验要素时，发现TQM本身似乎并不适合维修环境。这是由于在相当一段时间内，人们重视的是预防性维修（PM）措施，多数工厂也都采用PM，而且，通过采用PM技术制定维修计划以保持设备正常运转的技术业已成熟。然而在需要提高或改进产量时，这种技术时常导致对设备的过度保养。它的指导思想是：“如果有一滴油能好一点，那么有较多的油应该会更好”。这样一来，要提高设备运转速度必然会导致维修作业的增加。
而在通常的维修过程中，很少或根本就不考虑操作人员的作用，维修人员也只是就常用的并不完善的维修手册规定的内容进行培训，并不涉及额外的知识。
通过采用TPM，许多公司很快意识到要想仅仅通过对维修进行规划来满足制造需求是远远不够的。要在遵循TQM原则前提下解决这一问题，需要对最初的TPM技术进行改进，以便将维修纳入到整个质量过程的组成部分之中。
现在，TPM的出处已经明确。TPM最早是在40年前由一位美国制造人员提出的。但最早将TPM技术引入维修领域的是日本的一位汽车电子元件制造商——Nippondenso在20世纪60年代后期实现的。后来，日本工业维修协会干事Seiichi Naka jima对TPM作了界定并目睹了TPM在数百家日本公司中的应用。

3．TPM的应用

在开始应用TPM之前，应首先使全体员工确信公司高级管理层也将参与TPM作业。实施TPM的第一步则是聘请或任命一位TPM协调员，由他负责培训公司全体员工TPM知识，并通过教育和说服工作，使公司员工们笃信TPM不是一个短期作业，不是只需几个月就能完成的事情，而是要在几年甚至更长时间内进行的作业。
一旦TPM协调员认为公司员工已经掌握有关知识并坚信TPM能够带来利益，就可以认为第一批TPM的研究和行动团队已经形成。这些团队通常由那些能对生产中存在问题部位有直接影响的人员组成，包括操作人员、维修人员、值班主管、调度员乃至高层管理员。团队中的每个人都是这一过程的中坚力量，应鼓励它们尽其最大努力以确保每个团队成功地完成任务。通常这些团队的领导一开始应由TPM协调员担当，直到团队的其他成员对TPM过程完全熟悉为止。
行动团队的职责是对问题进行准确定位，细化并启动修复作业程序。对一些团队成员来说，发现问题并启动解决方案一开始可能并不容易，这需要一个过程。尽管在其他车间工作可能有机会了解到不同的工作方法，但团队成员并不需要这样的经验。TPM作业进行的顺利与否，在于团队成员能否经常到其他合作车间，以观察对比采用TPM的方法、技术以及TPM工作。这种对比过程也是进行整体检测技术（称为水准基点）的组成部分，是TPM过程最宝贵的成果之一。 在TPM中，鼓励这些团队从简单问题开始，并保存其工作过程的详细记录。这是因为团队开始工作时的成功通常会加强管理层对团队的认可。而工作程序及其结果的推广是整个TPM过程成功的要决之一。一旦团队成员完全熟悉了TPM过程，并有了一定的解决问题的经验后，就可以尝试解决一些重要的和复杂的问题。

4．案例分析

在一家采用TPM技术的制造公司中，TPM团队在一开始选择了一个冲床作为分析对象，对它进行了深入细致的研究和评估，经过一段较长时间的生产，建立了冲床生产使用和非生产时间的对比记录。一些团队成员发现冲床在几种十分相似状态下的工作效率却相差悬殊。这个发现使他们开始考虑如何才能提高其工作状态。随后不久他们就设计出一套先进的冲床操作程序，它包括为冲床上耗损的零部件清洁、涂漆、调整和更换等维护作业，从而使冲床处于具有世界级水平的制造状态。作为其中的一部分，他们对设备使用和维修人员的培训工作也进行了重新设计，开发了一个由操作人员负责检查的按日维护作业清单，并由工厂代理人协助完成某些阶段的工作。
在对一台设备成功进行TPM后，其案例记录会表明TPM确能大幅提高产品质量，厂方会因而更加支持对下一台设备采用TPM技术，如此下去，就可以把整个生产线的状态提高到世界级水平，公司的生产率也会显著提高。
由上述案例可知：TPM要求将设备的操作人员也当作设备维修中的一项要素，这就是TPM的一种创新。那种“我只负责操作”的观念在这里不再适用了。而例行的日常维修核查、少量的调整作业、润滑以及个别部件的更换工作都成了操作人员的责任。在操作人员的协助下，专业维修人员则主要负责控制设备的过度耗损和主要停机问题。甚至是在不得不聘请外部或工厂内部维修专家的情况下，操作人员也应在维修过程中扮演显著角色。
TPM协调员有几种培训方式。多数与制造业相结合的大型专业组织与私人咨询部、培训组织一样均可提供有关TPM实施的信息。制造工程协会（SME）和生产率报业就是两个例子，他们都提供介绍TPM的磁带、书籍和其它相关教学资料。生产率报业还在美国境内各大城市长期举办有关TPM研讨会，同时也提供工业水准基点的指导和培训工作。

5．TPM效果

成功实施TPM的公司很多，其中包括许多世界驰名公司，如：福特汽车公司、柯达公司、戴纳公司和艾雷·布雷德利公司等。这些公司有关TPM的报告都说明了公司实施TPM后，生产率有显著提高。尤其是柯达公司，它声称自公司采用TPM技术后，获得了500万比1600万的投入产出比。另一家制造公司则称其冲模更换时间从原来的几小时下降到了20分钟。这相当于无需购买就能使用两台甚至更多的、价值上百万美元的设备。德克萨斯州立大学声称通过研究发现，在某些领域采用TPM可以提高其生产率达80%左右。而且这些公司均声称通过TPM可以减少50%甚至更多的设备停机时间，降低备件存货量，提高按时交货率。在许多案例中它还可以大幅减少对外部采办部件、甚至整个生产线的需求.
TPM是全员劳动生产率保持，目的是在各个环节上持续不断地进行改善。

    日本在吸收了欧美最新研究成果的基础上，结合他们自己丰富的管理经验，创建了富有特色的全员生产维修制度TPM（Total Productive Management）。
其主要内容是：
    （1）目标是使设备的总效率最高；
    （2）建议包括设备整个寿命周期的生产维修系统；
    （3）包括与设备有关的部门，如设备规划、使用、维修部门等等；
    （4）从最高管理部门到基层工人全体人员都参加；
    （5）加强思想教育，开展小组自主活动，推进生产维修。
全员生产维修（TPM）
TPM是日求现代设备管理维修制度，它是以达到最高的设备综合效率为目标，确立以设备一生为对象的生产维修全系统，涉及设备的计划、使用、维修等所有部门，从最高领导到第一线工人全员参加，依*开展小组自主活动来推行的生产维修，概括为：T 全员、全系统、全效率，PM -生产维修（包括事后维修、预防维修、改善维修、维修预防）。