新版FMEA案例分享：智能手机塑料后盖注塑成型PFMEA分析 - FMEA软件-CoreFMEA
性价比高、易于上手的FMEA软件: CoreFMEA
本文以“智能手机塑料后盖注塑成型过程”为实际案例，系统展示 AIAG & VDA FMEA 七步法的完整应用流程，涵盖从结构分析、功能网构建、失效链识别到风险评估与优化措施制定的全过程。通过清晰的三级结构分解（过程项→工序步骤→工作要素），建立功能与失效之间的映射关系，精准识别关键失效点，并基于S/O/D评分确定优先改进项（AP=H），提出可落地的优化方案，为企业提升制造过程稳健性、预防质量风险提供标准化方法和实践参考。
注塑成型过程如何进行过程 FMEA 七步法分析？ FMEA软件CoreFMEA 以一个智能手机塑料后盖注塑成型过程为例，抛砖引玉。
第一步：规划与准备（Planning and Preparation）
本FMEA项目旨在系统识别和评估智能手机塑料后盖在注塑成型制造过程中可能存在的风险。分析范围限定于注塑成型工序本身，不包括模具设计、原材料来料检验或后续装配过程。假设产品设计（如结构、壁厚、拔模角等）已正确，仅聚焦于制造过程。
项目信息：
- 过程项：智能手机塑料后盖注塑成型
- 团队：工艺工程师、注塑班长、质量工程师、设备维护、FMEA协调员
- 目标：确保后盖满足尺寸、外观、强度和装配要求，降低批量缺陷风险
- 边界：从原料干燥开始，至注塑完成、脱模、下线为止
- 顾客要求来源：产品规格书、外观标准、尺寸图纸、材料规范（如PC/ABS）、行业标准（如IPC、ISO 9001）
- 工具软件：使用 CoreFMEA 软件提升FMEA工作效率，并输出设备清单、控制计划、自动识别特殊特性。
第二步：结构分析（Structure Analysis）
分析思路与关键要点
- 高层级结构（过程项）：即整个制造过程的名称——“智能手机塑料后盖注塑成型”。
- 中间层级结构（工序步骤）：将整个过程分解为关键的工艺阶段，遵循典型的注塑流程：原料准备 → 注塑成型 → 冷却定型 → 脱模取件 → 下线检查。
- 低层级结构（工作要素）：在每个工序步骤中，识别影响过程的关键间接要素（不包括来料塑料粒子本身）：
- [人员]：操作员、工艺员
- [设备]：干燥机、注塑机、模具、机械手、温控系统
- [辅料]：脱模剂、润滑油
- [环境]：车间温湿度
关键原则：
结构分析结果汇总表
| 较高层级结构（过程项） | 中间层级结构（工序步骤） | 较低层级结构（工作要素） |
|---|---|---|
| 智能手机塑料后盖注塑成型 | 原料准备 | [人员] 操作员 |
| [设备] 干燥机 | ||
| [环境] 车间温湿度 | ||
| 注塑成型 | [人员] 操作员 | |
| [设备] 注塑机 | ||
| [设备] 模具 | ||
| [辅料] 脱模剂 | ||
| 冷却定型 | [设备] 模具水路系统 | |
| [环境] 车间温度 | ||
| 脱模取件 | [人员] 操作员 | |
| [设备] 机械手 | ||
| [设备] 模具顶针系统 | ||
| 下线检查 | [人员] 检查员 | |
| [设备] 光学检测仪 |
说明：此表为后续分析的骨架，每一行代表一个分析路径。中间层级结构（工序步骤）是关注的焦点！
第三步：功能分析（Function Analysis）
功能分析原则
- 高层级功能：来自客户/产品要求，是整个过程应达成的最终结果。
- 中间层级功能：每个工序步骤的核心功能，直接关联产品特性的形成。
- 低层级功能：支撑中间功能实现的要素功能，需具体、可操作。
功能描述格式：动词 + 名词，避免模糊词汇（如“良好”、“正常”）。
功能分析结果表（在结构分析表基础上扩展）
| 高层级结构 | 中间层级结构 | 低层级结构 | 高层级功能 | 中间层级功能 | 低层级功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| 智能手机塑料后盖注塑成型 | 原料准备 | [人员] 操作员 | 确保塑料粒子含水率 ≤ 0.02% | 将PC/ABS粒子干燥至含水率 ≤ 0.02% | 按SOP设置干燥参数并启动干燥机 |
| [设备] 干燥机 | 将空气加热至80°C±5°C并循环干燥4小时 | ||||
| [环境] 车间温湿度 | 维持车间湿度 ≤ 60% RH | ||||
| 注塑成型 | [人员] 操作员 | 实现完整填充、无短射、无飞边 | 控制注塑参数实现完整填充 | 监控注塑压力并调整至90MPa±5MPa | |
| [设备] 注塑机 | 注射熔融塑料至模腔（温度260°C±10°C，压力90MPa±5MPa） | ||||
| [设备] 模具 | 提供精确型腔以成型后盖外形 | ||||
| [辅料] 脱模剂 | 在模腔表面形成均匀隔离膜 | ||||
| 冷却定型 | [设备] 模具水路系统 | 保证产品尺寸稳定、无翘曲 | 冷却模腔至60°C±5°C，定型产品 | 循环冷却水（流量≥15L/min，温度25°C±2°C） | |
| [环境] 车间温度 | 维持车间温度23°C±3°C | ||||
| 脱模取件 | [人员] 操作员 | 无损伤取件、无变形 | 安全顶出并取出成品 | 监控顶针速度并设定为50mm/s±5mm/s | |
| [设备] 机械手 | 夹持后盖并平稳移出模具 | ||||
| [设备] 模具顶针系统 | 以50mm/s±5mm/s速度顶出产品 | ||||
| 下线检查 | [人员] 检查员 | 识别并剔除缺陷品 | 目视检查外观缺陷 | 依据限度样件判定划伤、黑点等缺陷 | |
| [设备] 光学检测仪 | 自动检测表面划伤（灵敏度≤0.1mm） |
功能网逻辑关系：
- 高层级功能“确保含水率≤0.02%” → 由“干燥至含水率≤0.02%”实现
- “干燥至含水率≤0.02%” → 依赖“操作员设参数”、“干燥机加热”、“环境湿度控制”
- 同理，其他功能逐级支撑，形成完整功能链。
第四步：失效分析（Failure Analysis）
失效分析原则
- 第七列：失效影响（高层级功能失效）→ 从客户/产品角度描述后果
- 第八列：失效模式（中间层级功能失效）→ 技术性描述，非现象
- 第九列：失效原因（低层级功能失效）→ 根本原因，聚焦人员、设备、辅料、环境
失效链逻辑：失效原因 → 引起 → 失效模式 → 导致 → 失效影响
失效分析结果表（在功能分析表基础上扩展）
| ... | 高层级功能 | 中间层级功能 | 低层级功能 | 失效影响 | 失效模式 | 失效原因 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 确保塑料粒子含水率 ≤ 0.02% | 将PC/ABS粒子干燥至含水率 ≤ 0.02% | 按SOP设置干燥参数并启动干燥机 | 后盖出现银纹、气泡、强度下降 | 干燥不充分（含水率 > 0.02%） | 操作员未按SOP设置干燥时间 | |
| 将空气加热至80°C±5°C并循环干燥4小时 | 干燥机加热元件故障，温度仅达60°C | |||||
| 维持车间湿度 ≤ 60% RH | 车间除湿系统失效，湿度达80% RH | |||||
| 实现完整填充、无短射、无飞边 | 控制注塑参数实现完整填充 | 监控注塑压力并调整至90MPa±5MPa | 后盖短射（缺料）、装配间隙大 | 注塑压力不足（<85MPa） | 操作员未及时调整压力补偿 | |
| 注射熔融塑料至模腔（温度260°C±10°C，压力90MPa±5MPa） | 注塑机油压系统泄漏，压力下降 | |||||
| 提供精确型腔以成型后盖外形 | 模具分型面磨损，导致飞边 | |||||
| 在模腔表面形成均匀隔离膜 | 脱模剂喷涂过量，导致表面油斑 | |||||
| 保证产品尺寸稳定、无翘曲 | 冷却模腔至60°C±5°C，定型产品 | 循环冷却水（流量≥15L/min，温度25°C±2°C） | 后盖翘曲、装配段差超差 | 冷却不均匀（局部温度 > 65°C） | 模具水路堵塞，流量仅8L/min | |
| 维持车间温度23°C±3°C | 车间空调故障，温度升至30°C | |||||
| 无损伤取件、无变形 | 安全顶出并取出成品 | 监控顶针速度并设定为50mm/s±5mm/s | 后盖边缘破裂、顶针印过深 | 顶出速度过快（>55mm/s） | 操作员误设顶针速度为70mm/s | |
| 夹持后盖并平稳移出模具 | 机械手夹持力过大，导致压痕 | |||||
| 以50mm/s±5mm/s速度顶出产品 | 顶针回位弹簧断裂，顶出不平稳 | |||||
| 识别并剔除缺陷品 | 目视检查外观缺陷 | 依据限度样件判定划伤、黑点等缺陷 | 缺陷品流入客户端，客户投诉 | 外观缺陷未检出 | 检查员疲劳，漏检划伤 | |
| 自动检测表面划伤（灵敏度≤0.1mm） | 光学检测仪镜头污损，灵敏度下降至0.3mm |
说明：每一行构成一个完整的失效链。例如：
- 失效原因：“干燥机加热元件故障” → 导致 → 失效模式：“干燥不充分” → 引起 → 失效影响：“后盖出现银纹、气泡”
第五步：风险评估（Risk Assessment）
评估标准（依据AIAG & VDA手册）
- 严重度（S）：1-10分，10分为最高（安全/法规失效）
- 发生度（O）：1-10分，10分为最高（几乎必然发生）
- 探测度（D）：1-10分，10分为最低（几乎无法探测）
- AP（Action Priority）：根据S、O、D查表得AP（H-高、M-中、L-低）
风险评估结果表（在失效分析表基础上扩展）
| ... | 失效影响 | 失效模式 | 失效原因 | S | 探测控制措施 | 预防控制措施 | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 后盖出现银纹、气泡、强度下降 | 干燥不充分（含水率 > 0.02%） | 操作员未按SOP设置干燥时间 | 7 | 每批首件进行含水率测试（D=4） | SOP培训+干燥机参数锁定（O=4） | H | |
| 干燥机加热元件故障，温度仅达60°C | 7 | 预防性维护计划（每月检查加热元件）（D=5） | 设备TPM点检+温度报警（O=3） | M | |||
| 车间除湿系统失效，湿度达80% RH | 7 | 车间湿度实时监控（D=3） | 除湿系统双备份（O=2） | L | |||
| 后盖短射（缺料）、装配间隙大 | 注塑压力不足（<85MPa） | 操作员未及时调整压力补偿 | 8 | 注塑机压力实时监控与报警（D=3） | 参数自动补偿系统（O=4） | H | |
| 注塑机油压系统泄漏，压力下降 | 8 | 压力传感器实时监控（D=3） | 每周油路检查（O=3） | M | |||
| 模具分型面磨损，导致飞边 | 6 | 每班首件外观检查（D=4） | 模具定期抛光与维护（O=4） | M | |||
| 脱模剂喷涂过量，导致表面油斑 | 5 | 下线目视检查（D=5） | 自动喷涂+定量控制（O=3） | M | |||
| 后盖翘曲、装配段差超差 | 冷却不均匀（局部温度 > 65°C） | 模具水路堵塞，流量仅8L/min | 8 | 模具温度红外检测（D=5） | 水路定期清洗（O=4） | H | |
| 车间空调故障，温度升至30°C | 8 | 环境温度监控（D=3） | 空调冗余设计（O=2） | L | |||
| 后盖边缘破裂、顶针印过深 | 顶出速度过快（>55mm/s） | 操作员误设顶针速度为70mm/s | 7 | 首件检查顶针印深度（D=5） | 参数密码保护（O=4） | H | |
| 机械手夹持力过大，导致压痕 | 6 | 下线检查（D=5） | 夹持力传感器+自动调节（O=3） | M | |||
| 顶针回位弹簧断裂，顶出不平稳 | 7 | 每班检查顶针动作（D=4） | 模具定期更换弹簧（O=3） | M | |||
| 缺陷品流入客户端，客户投诉 | 外观缺陷未检出 | 检查员疲劳，漏检划伤 | 8 | 二次抽检（D=6） | 轮班制+防疲劳提醒（O=6） | H | |
| 光学检测仪镜头污损，灵敏度下降至0.3mm | 8 | 每季度校准检测仪（D=4） | 镜头自动清洁+防护罩（O=3） | L |
AP=H 的行：共 5 行，必须高优先级进行优化。
第六步：优化（Optimization）
优化策略
- 对AP=H的失效链，增强预防（降低O）和探测（降低D）
- 不改变 S（严重度由设计决定）
- 更新 O、D 后重新计算 AP
优化措施与结果
| 原行内容（失效原因） | 原O | 原D | 原AP | 优化措施 | 新O | 新D | 新AP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 操作员未按SOP设置干燥时间 | 4 | 4 | H | 增加：干燥机参数密码锁定，非授权无法修改 | 2 | 4 | M |
| 操作员未及时调整压力补偿 | 4 | 3 | H | 增加：注塑压力自动闭环控制，无需人工干预 | 1 | 3 | L |
| 模具水路堵塞，流量仅8L/min | 4 | 5 | H | 增加：安装水路流量实时监控与报警系统 | 4 | 3 | M |
| 操作员误设顶针速度为70mm/s | 4 | 5 | H | 增加：顶针速度参数密码保护+操作前二次确认 | 2 | 5 | M |
| 检查员疲劳，漏检划伤 | 6 | 6 | H | 增加：引入机器视觉检测系统替代人工目检 | 1 | 6 | L |
优化后结果：
- 所有原AP=H的项目均已降至 M 或 L，风险显著降低。
- 关键优化：引入自动化控制（压力、参数锁定）和机器视觉检测，减少人为失误。
第七步：结果文件化（Documentation）
将上述六步分析结果系统化整理为正式的 过程FMEA（PFMEA）报告，包括：
- FMEA编号、项目名称、团队、日期
- 完整的结构、功能、失效、风险分析表（含优化前后对比）
- 措施实施计划与责任人
- 更新后的控制计划（Control Plan）
- 经验教训总结（如：自动化是降低人为失误的关键）
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