FMEAFMEA潜在失效模式分析

1、FMEA潜在失效模式分析培训教材1講授內容一.FMEA根本概念二.FMEA之演變三.國際間採用FMEA之狀況四.設計FMEA表填寫說明五.製程FMEA表填寫說明六.FMEA結果之應用2FMEA的根本概念1.對失效的產品進行分析,找出零組件之失效模式,鑑定出它的失效原因,研究該項失效模式對系統會產生什麼影響。2.失效分析在找出零組件或系統的潛在弱點,提供設計、製造、品保等單位採取可行之對策。3失效的定義在失效分析中,首先要明確產品的失效是什麼,否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣,一般而言,失效是指：1在規定條件下 (環境、操作、時間 )不能完成既 定功能。2在規定條件下,產品參數值不能維

2、持在規定的上 下限之間。3產品在工作範圍內,導致零組件的破裂、斷裂、 卡死等損壞現象。4FMEA過程順序系統有那功能，特徵，需要條件？會有那些錯誤？發生錯誤會有多慘？那些錯誤是什麼造成的？發生之頻率？有那些預防和檢測？檢測方法能多好程度？我們能做什麼？設計變更過程變更特殊控制改變標準程序或指南5FMEA之功用階段 功用1.發掘所有可能之失效模式2.依固有的技術進行設計變更3.必要之處採用可靠性高之零組件1.明確把握失效原因，並實施適當的改善2.零件安全之寬放確認3.壽命、性能、強度等之確認1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點2.利用FMEA之過程製訂必要之製程標準1.不同之環境產生之失效，以

3、FMEA克服2.不同之使用法產生之失效，以FMEA克服.客戶抱怨階段.設計階段.開發階段製造階段6FMEA之演變1.FMEA之前身為FMECA,係在1950由格魯曼 飛機提出,用在战斗飛機主控系統的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作 業程序,列在其工程手冊中。3.60年代初期,美太空總署將FMECA成功的應用 於太空計畫。美軍同時也開始應用FMECA技術,並 於1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作業程序。4.1980修改為MIL-STD-1629A,延用至今。5.1985由國際電工委員會 (IEC)出版之 FMECA國際標準 (IEC812),即參考M

4、IC-STD-1629A 加以部份修改而成。6、1987年,被我国采用,GB7826-1987；7、90年代,引入汽车、电机、电器等行业,（QS,TS）7FMEA之特徵1.是一項以失效為討論重點的支援性與輔助性的可靠度 技術。2.用表格方式進行工程分析,使產品在設計與製程規劃時 ,早期發現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.FMEA因分析對象不同分成 “設計FMEA 及“製程FMEA ,而MIC-STD-1629A因分析項目缺少現行管制方法,故適 合設計時使用。5.FMEA為歸納法之應用,根據另組件的失效資料,由下而 上推斷系統的失效模式及其效應,是一種

5、向前推演的方 法。8國際間採用FMEA之狀況1.ISO 9004 8.5 節FMEA作為設計審查之要項 ,另FTA亦是。2.CE標誌,以FMEA作為平安分析方法。3.ISO 14000,以FMEA作為重大環境影響面分 析與改進方法。4.QS 9000 以FMEA作為設計與製程失效分析方法。9設計FMEA之目的1.幫助設計需求與設計方案的評估。2.幫助初始設計對製造和裝配的需求。3.在設計發展階段,增加失效模式和系統效應分析的次數。4.提供另一項分析資訊,幫助設計驗證之規劃。5.根據對顧客需求的影響性,列出失效模式的排序,並按序 改善。6.提供一項改善方案,可以減少矯正與追查的活動。7.提供更好

6、的參考資料,協助現場解決問題,評估設計 變更和發展更進一步的設計。10設計FMEA作業流程組成DFMEA小組資料蒐集釐訂DFMEA計畫建立功能方塊圖產品結構樹設計可靠度展開(DQFD)決定分析之項目功能進行DFMEA分析選擇關鍵失效模式矯正預防填寫矯正後風險優先數FTA分析DFMEA報告紀錄保存設計審查選擇關鍵失效模式所有RPN小於規定值？YYNN11設計FMEA表 (2) 系統 FMEA編號： (1) (2) 子系統 頁次： of (2) 零組件： (2) 設計責任： (3) 準備者： (4) 車型年份： (5) 生效日期： FMEA日期 (製訂)(7) (修訂) (7) 核心小組：(8)

7、12設計FMEA表（範例) 系統 FMEA編號： 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 冷凝器 設計責任： 準備者： 車型年份： 嘉年華94 生效日期：85.10.21 FMEA日期 (製訂) 85.8.01(修訂) 核心小組：設計二課成員 13 系統 FMEA編號： 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 22092720 設計責任： 準備者： 車型年份： 運用汽車96 生效日期：85.08 FMEA日期 (製訂) 85.7.15(修訂) 核心小組：如附表 設計FMEA表（範例)14 系統 FMEA編號： 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 主油壓缸 設計

8、責任： 準備者： 車型年份： 生效日期：85.10.1 FMEA日期 (製訂) 85.9.01(修訂) 核心小組：設計系統開發小組 設計FMEA表（範例)15 系統 FMEA編號： 1350 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： PAPER 設計責任： 準備者： 車型年份： 1350電氣膠帶 生效日期：85.10.25 FMEA日期 (製訂) 85.10.10(修訂) 核心小組：如附表 設計FMEA表（範例)16設計FMEA填寫說明(1) FMEA編號：填入FMEA文件編號,以便可以追蹤使用。(2) 系統、子系統及零組件：指示合適的分析等級,並填入系統 、子系統或零件名稱或零件名稱和編號。(

9、3) 設計責任者：填入OEM、部門和小組,也包括供應商名稱。(4) 準備者：填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。 A.系統FMEA範圍： 底盤系統；點火系統；內部系統 B.子系統FMEA範圍 底盤系統之前懸吊系統 C.零件範圍 Strut為前懸吊系統之零件。17設計FMEA填寫說明(5)型號年份：填入想要分析製造的型號年份。(6)生效日期：最初FMEA發佈日期,不能超過開始計畫生產的日期。(7)FMEA日期：填入FMEA最初制訂日期,和最新被修訂日期。(8)核心小組：列出有權限參與或執行這項工作的負責個人和單位。 (建議將所有小組成員名字、單位、電話號號、地址等另行列表)。(9)

10、項目功能：填入要被分析的名稱和編號。利用專用名詞和工程 圖面上顯示的設計等級。於首次正式發行之前,可以使用實驗時 使用的編號。儘可能簡潔地,填入被分析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相關環境的資訊（如：定溫度、壓力、溼度範圍）。如果項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時,則列出所有個別功能。18設計FMEA填寫說明(10)潛在失效模式潛在失效模式是零件、子系統、或系統於符合設計意圖過程中可能失效的種類。潛在失效模式也可能是較高階子系統或系統之失效原因,或較低階零組件的失效效應。列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設失效是將發生的,但不是必須發生的。潛在失效模式僅可能發生於某些

11、作業條件下（如：熱、冷、乾、多灰塵的條件）和在某些使用條件下（如：行駛哩數在平均數以上、高濕度環境,電壓不穩定狀態下）。一般的失效模式包含以下各項,但不限於此：破碎的、變形、鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。19設計FMEA填寫說明(11)潛在失效效應為被客戶查覺在功能特性上失效模式的效應。也就是：失效模式一旦發生時,對系統或設備以及操作時使用的人員所造成的影響。一般在討論失效效應時,先檢討失效發生時對於局部所產生的影響,然後循產品的組合架構層次,逐層分析一直到最高層級人員、裝備所可能造成的影響。例如：由於某個間歇性的系統作業造成某個零組件的破碎,可能造成於組合過程的震動。這個間歇性系統

12、作業降低了系統成效,最後引起客戶不滿意。常見的失效效應包括：須提供非汽車的案例,如：電腦當機、手機電池燒毀、喇叭有雜音等等。20設計FMEA填寫說明(12)嚴重度21設計FMEA填寫說明(13)等級 這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附 加於製程管制的特性（如：關鍵的、主要的、重要的。 任何項目被認為是要求的特殊製程管制,將被以適當的特 徵或符號列入設計FMEA的分等欄位,並將於建議行動欄位被提 出。 每一個於設計FMEA列出的項目,將在製程FMEA的特殊 製程管制中被列出。22設計FMEA填寫說明(14)潛在原因設備失效1.潛在原因2.設備失效錯誤的原物料規格。不適當的的設計壽

13、命假設。潤滑或加油能力缺乏。不適當的維護作業。缺之環境保護。錯誤的算法。超過壓力。生產良率。原物料材質不穩定。磨損。金屬疲勞。裝備欠流暢。腐蝕。23設計FMEA填寫說明 (15)發生度 參考以下各要素,決定發生度等級值(110)： 1.相似零件或子系統的過去服務歷史資料和相關經驗? 2.零件、上一階零件或分系統是否滯銷? 3.上一階零件或分系統改變程度的大小？ 4.零件與上一階零件,根本上是否有差異? 5.零件是否為全新的產品? 6.零件使用條件是否改變? 7.作業環境是否改變? 8.是否運用工程分析去預估,應用此零件之發生度?24設計FMEA填寫說明(15)發生度參考指標：25設計FMEA填

14、寫說明(16)現行設計管制列出利用預防措施、設計驗證確認(DV)、或其它活動,而這些活動是用來確認對失效模式設計適當,和或原因設備均被考慮。目前常用的管制為一些已被使用或正在使用的相同或類似的設計。(如：道路測試、設計審查、數學研究、可行性審查、原型測試、車隊測試等)。有三種設計管制或特徵：(1)預防原因設備,或失效模式效應發生,或降低發 生比率。(2)偵測原因或設備,並提出矯正措施。(3)偵測失效模式。 可能的話,最先使用第(1)種管制；其次,才使用第(2)種管制；最後,才使用第(3)種管制。26設計FMEA填寫說明(17)難檢度查出失效標準：查出可能會因設計管制的缺失等級完全不確定設計管制

15、無法查出潛在原因設備裝置和後面相關的的失效模式；或根本沒設計管制。10非常些微非常些微機會可以查出在潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。9些微些微的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。8非常低的非常低的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。7低的較低的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。6適中的適中的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。5適度高的適度高的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。4高的較高的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。3非常高的非常高的機會可以查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。2幾乎確

16、定設計管制幾乎可以確定查出潛在原因設備裝置和後面相關的失效模式。127設計FMEA填寫說明(18)風險優先數 風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)的乘積。 RPN=(S)(O) (D) 是一項設計風險的指標。當RPN較高時,設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上,會特別注意注意嚴重度較高之失效模式,而不理會RPN之數值。28設計FMEA填寫說明(19)建議措施： 當失效模式依RPN數排列其風險順序時,針對最高等級的影響 和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發 生度、嚴重度、和或難檢度。增加設計驗證或確認措施的結果, 只可降低難檢度的等級。透過設計

17、變更去除或管制某一或多個影響 失效模式的原因 設備,只能降低發生度的等級。只有設計變更能 降低嚴重度等級。可考慮以下的採行措施,但並不限於此：實驗設計 修改測試計畫 修改設計 修改原物料規格29設計FMEA填寫說明(20)負責人與日期：填入建議措施的負責單位或個人,和預定 完成日期。(21)採行措施：完成矯正措施後,填入簡短的執行作業和生效 日期(22)RPN結果：將矯正措施實施後,經鑑定、評估和記錄嚴重 度、發生度、和難檢度的等級結果填入,進一步 的措施只要重覆(19)(22)之步驟即可。30設計FMEA填寫說明追縱確認 設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已十執行或有適當的對策提出。F

18、MEA文件應適時修正並能反應最新的設計等級,和最近有關的措施,包括開始量產後所發生的。設計責任工程師可由以下方法確認所有建議措施已被執行：確認達成設計要求。審查工程圖面和規格。組裝或製造文件編訂確認。審查設計FMEA和管制計劃。 31製程FMEA作業流程組成PFMEA小組資料蒐集釐訂PFMEA計畫解析流程识别过程特性決定需分析之製程功能及需求進行PFMEA分析風險優先數選擇關鍵失效模式矯正預防PFMEA報告所有RPN小於規定值？YN32製程FMEA表項目：(2) 製程責任者： (3)FMEA編號： (1)車型年份：(5) 生效日期： (6) 頁次 of 核心小組： (8) 準備者： FMEA日

19、期(製訂) (7) (修訂) (7) 33製程FMEA表（範例) FMEA編號： ADSD001 頁次： 1 of 1 零組件： ADSD 設計責任： 準備者： 車型年份： BT-5797 生效日期： FMEA日期 (製訂) 85.11.04(修訂) 核心小組：如附表 34製程FMEA表（範例)項目：YOKE KING PIN 製程責任者： FMEA編號： NO.1車型年份：(5) 生效日期：83.05.18 頁次 1 of 1 核心小組： 工程、模具等相關人員 準備者： FMEA日期(製訂) 83.05.18 (修訂)85.10.14 35製程FMEA表（範例3)項目：鉸孔鑽孔、攻牙作業 製

20、程責任者： FMEA編號： 002 車型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 85.09.01 頁次 of 核心小組： 加工課長、工程課長 準備者： FMEA日期(製訂) 85.08.16 (修訂) 36製程FMEA表（範例4)項目：壓鑄作業 製程責任者： FMEA編號： 001 車型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 85.09.01 頁次 1 of 1 核心小組： 壓鑄課長 準備者： FMEA日期(製訂) 85.08.16 (修訂) 37製程FMEA填寫說明(1)FMEA編號：填入FMEA文件編號,以便可以追蹤使用。(2)項目：填入將被分析製程系統

21、、子系統或零件名稱和編號。(3)製程責任者：填入OEM、部門和小組,也包括供應商名稱。(4)準備者：填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。(5)型號年份：填入想要分析設計製造用的型號年份。(6)生效日期：最初FMEA發佈日期,不能超過開始計畫生產日期。(7)FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期,和最新被修訂日期。38製程FMEA填寫說明(8)核心小組：列出有權限參與或執行這項工作的負責個人和單位 。(建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、 地址等另行列表)。(9)製程功能：填入要被分析的製程或作業簡單的敘述(如：車 床、需求鑽孔、焊接、組裝)。敘述儘可能與被 分析的製程或作業

22、目的一致。當製程包含多種作 業(如：組裝),而有不同的潛在失效模式時,要 將不同作業視為不同製程處理。39製程FMEA填寫說明(10)潛在失效模式 為製程可能不符合製程要求或設計意圖。敘述規定作業的不合 格事項。它是一個原因成為下工程的潛在失效模式或被上工程所影 響的潛在失效模式。無論如何,於準備FEMA時,必須假設進料的零 組件或原物料是好的。 列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製程特性,所引起 的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和答复以下問題： 製程或零組件為何不符合規格？ 不考慮工程規格,什麼是客戶(最終使用者、下工程、或服務)所不 滿意的？ 一般的失效模式包含以下各項： 破碎的

23、、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的 安裝、灰塵。 40製程FMEA填寫說明(11)潛在失效效應 被定義為對客戶要求的功能失效模式。客戶指的是：下個作業、 下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛在失效功能都必 須被考慮。 對於最終使用者,失效效應經常被指為：雜音、不規律的動作、 不能操作的、不穩定的、通風不良、外觀不良、粗糙不平的、過度 的費力要求、令人不舒服的氣味、操控性減弱、車輛控制受損。 對於下工程而言,失效效應經常被指為：不能拴緊、不能鑽孔 或攻牙、不能固定、不能磨光、使作業者危險、危害機器、不合適、 不連接、不相配。41製程FMEA填寫說明(12)嚴重度42製程FM

24、EA填寫說明(13)等級 這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附加於製程管制的特殊產品特性(如：關鍵的、主要的、重要的)。如果在製程FMEA被認定等級,通知設計負責工程師,這將影響工程文件相關管制項目的認定。(14)潛在原因設備失效在儘可能的範圍裡,列出所有能想像得到的失效原因：不當的扭力。不適當的焊接。不精確的量具。不當的熱處理。不適當的鑽孔。不適當或沒有潤滑。缺少零件或放錯。43設計FMEA填寫說明(15)發生度：44製程FMEA填寫說明(16)現行製程管制 現行製程管制是敘述管制方法,用來預防可能擴大的失效 模式和偵查出失效模式的發生。這些管制方法可能包括治具的 防誤或SPC

25、或後製程評估。 有三種製程管制可以考慮： (1)預防失效原因或失效模式效應的發生或降低發生比率。 (2)查出失效原因,並提出矯正措施。 (3)查出失效模式。 可能的話,最好先使用第(1)種管制；其次才使用第(2)種 管制；最後,才使用第(3)種管制。45製程FMEA填寫說明(17)難檢度檢查類型：A.防呆；B.標準規格；C.參考用的檢查46(18)風險優先數 風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)的乘積。 RPN=(S)(O) (D) 是一項製程風險的指標。當RPN較高時,設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上,會特別注意注意嚴重度較高之失效模式,而不理會RPN之數值

26、。製程FMEA填寫說明47(19)建議措施： 當失效模式依RPN數排列其風險順序時,針對最高等級的影響 和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發 生度、嚴重度、和或難檢度。可考慮以下的採行措施,但並不限 於此：為了降低發生機率,需要製程或設計變更。 只有設計或製程變更可以降低嚴重等級。 為了增加查出的機率,需要製程或設計變更。通常改進偵查管制 方式,對品質改善是浪費和無效的。增加品質管制檢驗頻率不是 良好的矯正措施。永久改善措施才是必須的。製程FMEA填寫說明48(20)負責人與日期：填入建議措施的負責單位或個人,和預定完成日期。(21)採行措施：完成矯正措施後,填入簡短的執行作業和生效日期。(22)RPN結果：將矯正措施實施後,經鑑定、評估和記錄嚴重度、發生度、 和難檢度的等級結果填入,進一步的措施只要重覆(19)(22)之步 驟即可製程FMEA填寫說明49追縱確認製程責任工程師應負責確負責確認所有的建議措施均已執行或有適當的對策提出。FMEA文件應適時修正並能反