IQ FMEA-失效模式及影响分析
IQ-FMEA软件介绍 FMEA分析六步法 功能安全 行业应用 培训课程 我们的客户

         APIS IQ-Software是FMEA、功能安全和风险分析领域的专业软件。经过20多年时间检验,IQ-Software是值得信赖的、独一无二的分析工具,全世界已有超过1,500家公司正在使用IQ-Software

 

软件功能

  • 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)

 

软件特点

  • 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

 

FMEA,功能安全和风险分析

         APIS IQ-Software以最优的工作方式帮助您完成风险分析中的各项工作。

  • 功能安全分析:参考IEC 61508,如ISO 26262
  • FMEA
  • 工艺流程图
  • 控制计划
  • DRBFM(丰田汽车)
  • 需求管理

 

第一手资料 – 全球技术支持 

         您可以在FMEA实施过程中,在软件培训、调试,咨询过程中享受我们专业的技术服务。   

                                                                                                                    

APIS IQ-Software 7.0版本按照新版AIAG-VDA标准的六个步骤来进行FMEA分析

第一步:定义范围

         定义范围主要围绕以下5点,简称5T。

  • Team:团队需要谁
  • Timing:每一步工作的时间节点
  • inTent:目的是什么
  • Tool:怎样实施分析
  • Task:要完成哪些工作

         定义范围时最重要的工作就是组织审核所有的设计/过程,最终决定分析哪些设计/过程,描述出FMEA分析中应当包括或不包括哪些设计/过程,目的在于将资源集中在优先级最高的设计/过程上。

第二步:结构树分析

         根据收集的数据信息,对产品、系统、工序等建立相应的结构树。例如:插头的结构分析。

第三步:功能分析

         分析结构树上的每一个结构单元(节点)的功能或要求,若有必要,可建立起功能网分析各功能之间的逻辑关系。例如:定义插头产品中插针的功能要求之一是“以特定调制模式传输信号”,并建立功能网,分析各结构单元功能要求的逻辑关系。

第四步:失效分析

         在功能分析的基础上,对每一个功能建立故障(失效)点,并根据故障产生的原因以及导致的影响和后果,建立故障网。例如:定义上述插针功能的一个故障为“在给定适用条件下传输时,调制信号发生变化”,并分析其产生的原因(见故障网最右侧一级故障点,失效原因),同时分析其导致的影响和后果(见故障网中插针左侧的3级故障点,包含直接后果和间接后果)。

第五步:风险分析

         在故障分析的基础上,对故障原因进行现状措施分析,并评估发生度O值和发现度D值;对故障后果进行严重度S值评估。例如:对于上述故障“在给定适用条件下传输时,调制信号发生变化”(失效模式),其产生的某一原因故障为“涂层材料与基材不匹配”(见故障网的最右侧一级,失效原因),分析其现有措施为“参考以前开发项目的经验”,并评估O=7,D=10;同时分析该故障所导致的后果故障为“驱动控制超出规范”(见故障网的最左侧一级,失效影响),并评估S=9,最后软件自动计算出RPN=630。

第六步:优化

         在现有措施分析的基础上,提出改进措施,并重新评估发生度O值和发现度D值,以降低RPN值。例如:对于上述原因故障“涂层材料与基材不匹配”(见故障网的最右侧一级,失效原因),提出整改措施如“调节涂层”,“测试不同涂层”和“测试涂层原型”等,并重新评估O=3,D=4,从而使最新的RPN=108。

         上述FMEA六步分析法是整个AIAG-VDA FMEA标准的核心,基于所创建的结构树、功能网、故障网、措施分析和改进优化,APIS IQ-Software可以生成各种格式的FMEA表格,如VDA96,AIAG第4版等。

 

         同时,针对PFMEA而言,APIS IQ-Software还可以生产工艺流程图和控制计划。

 

         此外,如果FMEA表格,工艺流程图和控制计划这三大文件中任何一个文件中的任何对象发生更改,其它2个文件里面的相应内容也自动更改,保持文件数据的一致性,不产生冗余工作,避免人为失误。

功能安全分析  IEC 61508/ ISO 26262(适用于IQ Software增强版)

         目前人们越来越重视系统功能安全的定量分析,基于结构树-失效网的分析方法,APIS IQ-Software提供了分析评估和计算的必要准则和标准。

         对于一个系统的重要失效,IQ software计算其标准特征值,如IEC 61508中的PFH值(每小时发生危险失效的概率:系统在高要求或连续运行模式下,某一个安全功能发生失效的平均概率)或SFF值(安全失效分数)。 ——功能安全

         根据风险目录((汽车)安全完整性水平(SIL),安全相关系统的SIL越高,不需执行必须的安全功能的概率就越低)的重要失效分类,及其诊断覆盖率(DC)和失效率(FIT)都可以在属性对话框或对象视窗中进行输入。 ——输入值

 

应用实例

应用1:故障树分析(FTA),具有最小割集,可导出为XLS或XLSX

应用2:基于故障网的计算分析

应用3:基于扩展故障网的计算分析,如机电FMEA的额外分析对象:运行条件、错误探测和错误响应

应用4:在应用3的基础上,考虑时序分析,尤其是容错时间(FTT)。独有的图形编辑器可以有效帮助您处理复杂的问题。

应用1:带有最小割集的故障树分析

         如果定性分析单点故障和重点故障,您可以建立故障树的最小割集。通常会为单点故障和重点故障的外部文件里面的其它内容进行验证分析。分析所需要的数据可以导出成合适的格式(MS Excel)。

 

分析的步骤如下:

  1. 创建FTA
  2. 验证最小割集
  3. 导出XLS/XLSX

 应用2:使用故障网

         计算真实值,并与目标值进行比较。

         定量分析用于计算每一个安全目标是否满足目标值,即要求是否达到。

         就这一点而言,您可以依靠APIS IQ Software建立的故障网。目标值记录在违反安全目标的顶层故障。真实值记录在所有关联的基础故障(故障原因级),此外,诊断覆盖率(DC)也可进行计算。

         至于ISO26262,它又需要分析潜在故障,并根据计算规格记录相应的安全部分。在这一部分,APIS IQ Software支持并促进使用功能关系(功能网)。

         最便利的记录基础故障真实值的方法就是FMEDA表格。您可以直接记录这些值,也可以使用一个分布式模型。

         使用CARM NG服务器,您可以保存用于决定组件FIT的计算公式,如SN29500。然后就能够选择组件类型,并输入必要的工作或使用条件,如温度。使用CARM NG服务器,您可以保存用于决定组件FIT的计算公式,如SN29500。然后就能够选择组件类型,并输入必要的工作或使用条件,如温度。

         在结果文档中,每一个安全目标所必须的所有信息都显示在故障表格中。

创建的步骤如下:

  1. 使用功能网和故障网进行系统结构建模
  2. 确定安全目标,设定相应的控制阀,如SPFM、LFM和PMHF等
  3. 记录FIT值,如在FMEDA表格
  4. 记录DC值
  5. 复核计算基础(FIT和DC),确保完整性
  6. 为每一个安全目标发布故障表

应用3:使用来自机电FMEA中组件的扩展故障网

         对于一些系统而言,把运行条件,错误探测和错误响应整合到故障网中是比较合理的。我们可以通过机电FMEA特征来实现这一功能。

         您可以分配一个诊断覆盖率用于故障探测。

创建步骤如下:

  1. 使用功能网和故障网进行系统结构建模
  2. 为故障网补充错误探测和错误响应
  3. 确定安全目标,设定相应的控制阀,如SPFM、LFM和PMHF等
  4. 记录FIT值,如在FMEDA表格
  5. 记录DC值,最好带有错误探测
  6. 复核计算基础(FIT和DC),确保完整性
  7. 为每一个安全目标发布故障表

应用4:为FTT分析增补故障关系

         为了分析相关的功能性安全问题,您需要检查是否要在给定的容错时间(FTT)内执行错误探测和错误响应。

         通常使用顶层故障的安全目标来定义容错时间的目标值。然后记录错误探测对应的探测时间(FDI)和错误响应对应的反应时间(FRT)。之后IQ Software检查每一个安全目标,查看探测时间和反应时间之和是否在目标值(FTT)以内。

         这种时间特性的分析可以在图形编辑器里进行。一方面它含有适当的显示选项,另一方面,通过支持控制选项,它可提供相应建议列表。

创建的步骤如下:

  1. 使用功能网和故障网进行系统结构建模
  2. 为故障网补充错误探测和错误响应
  3. 确定安全目标,设定相应的控制阀,如SPFM、LFM和PMHF等
  4. 为每一个违反安全目标的问题确定容错时间(FTT)
  5. 为每一个错误探测确定探测时间(FDT),为每一个错误响应确定反应时间(FRT)
  6. 记录FIT值,如在FMEDA表格
  7. 记录DC值,最好带有错误探测
  8. 在图形编辑器中检查时间特征是否满足目标值
  9. 复核计算基础(FIT和DC),确保完整性
  10. 为每一个安全目标发布故障表

         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:列出目前该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。8D与FMEA都是通过制定改善对策提升系统可靠性的方法,两者的区别在于8D是对已经发生的问题的改进,是事后弥补,FMEA着眼于问题发生前,是先发制人。

         DFMEA (Design Failure Mode and Effects Analysis)是在产品设计阶段的潜在失效模式分析,借助于DFMEA方法可以有效识别出产品在设计过程中潜在的风险,通过对存在的风险加以确认和评估,可以及时采取恰当到位的预防和检测措施来完善产品的设计。

         借助于APIS公司开发的IQ软件可以快速有效的帮助用户建立DFMEA。该软件完全适用于Windows环境。在实现可重用存档文件方面该软件也满足了用户所有期望。

         培训针对目标组:涉及来自产品设计、开发和质量保障等相关部门经理、工程师和相关FMEA负责人(IQ-FMEA或IQ-RM的用户)

 

         PFMEA (Process Failure Mode and Effects Analysis)是在产品加工装配阶段的潜在失效模式分析,借助于PFMEA方法可以有效识别出产品在制造装配过程中潜在的风险,通过对存在的风险加以确认和评估,可以及时采取恰当到位的预防和检测措施来完善产品的生产制造过程。

         借助于APIS公司开发的IQ软件可以快速有效的帮助用户建立PFMEA。该软件完全适用于Windows环境。在实现可重用存档文件方面该软件也满足了用户所有期望。

         培训针对目标组:涉及来自产品制造装配、过程计划和质量保障等相关部门经理、工程师及相关FMEA负责人(IQ-RM的用户)

 

成功案例

         沈阳航天三菱发动机、南京高精齿轮制造有限公司、西门子电气、西门子传动、丰田合成、奥托立夫、日用友捷、吉利汽车、大陆汽车、麦格纳、艾尔多汽车动力、上汽集团、采埃孚、英伟达等,包含汽车及零配件、电子、传动、动力等多领域内FMEA咨询培训项目。

培训时间:2天

培训内容:

        一、FMEA方法简介

        二、针对插头的设计作为DFMEA展开分析/针对挂钟的装配作为PFMEA展开分析

  • 如何建立团队、人员以及权限分配
  • 使用结构编辑器进行结构分析
  • 使用功能网编辑器进行功能分析
  • 使用失效网编辑器进行失效分析
  • 如何确认并评价影响
  • 如何确认并评价原因
  • 如何确认并评价风险
  • 基于FMEA表单的措施分析
  • 基于FMEA表单的优化和文档管理
  • 工艺流程图PFD的生成及管理(PFMEA)
  • 控制计划CP的生成及管理(PFMEA)
  • 如何生成图表和报表以显示并公布分析结果
  • 风险评估的风险优先数(RPN)
  • 严重度,发生率,和检测率量表(评估目录简介)
  • 定量和定性分析

          三、结合IQ软件分析

  • 数据架构、文件、项目及结构的简介
  • 数据视图(各种数据编辑器、数据管理器)
  • 数据类型(对象)及变量分析
  • 数据导入和导出
  • 文件克隆及合并
  • 完成期限跟踪
  • 信息的筛选和搜索
  • 其他功能

          四、实际案例分析:定速巡航系统

讲师简介:

谯刚:德国鲁尔波鸿大学博士研究生,曾就职于德国知名工程技术服务公司TEDATA,负责产品品质管理及其相关项目咨询服务,曾获得德国北威州政府推介项目支持。在德国APIS 公司总部接受FMEA 知识的中高级培训,并取得了APIS 专业认证。在国内外,主持并参与了多个FMEA 项目,具有丰富的FMEA 实施经验。

赵阳:新西兰奥克兰大学与上海交通大学联合培养博士研究生,多年从事产品品质管理及其工程技术服务等工作,具有丰富的FMEA 实施经验。

培训地点与费用:

公司地址:上海市浦东新区浦东南路2250号B幢513室

培训费用:DFMEA:3800元/人 /  PFMEA:3800元/人        

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