03814-失效模式与影响分析FMEA.ppt

失效模式與影響分析fmea failure mode and effect analysis 品保課:王曉微 2002年7月 課 程 大 綱 一.可靠度概念 1.何謂品質 2.可靠性發展 3.何謂可靠度 4.產品開發與可靠性 5.實施可靠性解析 二.fmea概念 1.何謂失效模式與影響分析fmea 2.實施fmea手法的概念 3.實施fmea目的與效果 4.實施fmea相關部門 三.設計fmea實施法 四.製程fmea實施法 五.fmea實施表單 1.何謂品質 (1). iso對品質定義(cns z4038) 產品或服務的綜合性特徵與特性, 而具 有滿足顧客明訂的,或潛在的需求的能力. (2). 品質的內涵隨着時代潮流變遷 有使用性 有安全性 可靠性 社會的品質 (3). 工業產品的價值觀念是要求產品具有 達成使用目的之能力 精密性 可靠性 保全性 2. 可靠性的發展 (1)產品複雜與高科技化 (2)事前做好故障防止的工作 (3)1940年代雷達故障, 而1950開始為能徹 底解決問題而開始可靠性研究 (4)美國國防部設立agree(advisory group on reliability of electronic equipments)開發可靠性統計手法 (5)常用可靠性統計手法 a. fmea失效模式與影响分析(failure mode and effect analysis) b. fta失效數分析(fault tree analysis) 3. 何謂可靠度 (1). 工業產品要求公能性與適用性 a. 功能性指使用該產品能精密地達成發 揮其特定功能與性能 b. 實用性指在正確地使用該產品下該產 品能正確地發揮該產品應有功能而不故障, 萬一故障發生也能迅速修護, 前者屬產品可 靠性,後者屬保全性 (2) 可靠性的定義是某條件下該產品或零件 或系統於規定期限內能無故障地發揮其功能 的性質稱之為可靠性,若以概率表示可靠性 的尺度稱可靠度 4. 產品開發與可靠度 (1). 高性能化而產品構造,製造流程複雜化 (2). 一般產品是組合與利用幾種不同的專門 技術,利用系統工程學加以綜合與統一,此專門 技術一般包括如機械, 電機,電子等技術 產品 單純 複雜高性能 構造複雜 易故障 系統大型化 製造 單純 複雜 故障即發性遲發性 (3). 系統可靠性概念 a.系統工程學將複雜產品吾人常冠以系統, 如飛機產品中 分電子系統, 機械系統等以方便分析設計其產品功能,反 之也用來分析可靠性 b.系統之構成 c.系統提供其應有機能, 若不能提供即為故障, 因此 所謂故障是指構成產品中的系統的某項目(如構成零 件)失去其應有全部或局部機能 d.故障發生原因所指系統的某項目可能為 構成品 聯繫不同構成品或系統的連結處 系統 副系統1 副系統2 副系統3 構成品 機能品 準配品 零件 (4) 一般故障都呈現一定模式如變形, 破 裂,短路等, 設計人員可進行物理性分 析,診斷與改善 (5)設計研發人員常致力於機能與性能而 忽視於故障防止 5. 實施可靠性解析 (1). 為實施fmea與fta所需開發上文件 a.可靠性目標文件有四個重點項目 環境與操作之使用條件 規定時間 要求任務機能 可靠性水準 b. 設計文件 c. 可靠性方塊圖或邏輯圖 可 靠 度 概 念 教練飛機 集體推進起落燃料操控電機通訊 螺 旋 槳 引 擎 啟 動 器 氣 化 器 排 氣 器 主 翼 機 身 駕 駛 室 尾 翼 輔 助 翼 前 主 翼 後 主 翼 支 架 外 板 全系統 副 系 統 購 成 品 裝 配 品 (2). 可靠度解析應有技術 a. 固有技術 b. 故障經驗與教訓 c. 統計概率理論 d. 可靠度數據收集與活動 (3). 設計審查(design review)的 重點項目實施可靠度解析 二.fmea概念 1.何謂失效模型與影响分析fmea (1)fmea定義 為能發現設計的不周全, 潛在的缺點,探討構成 產品要素的故障模式及其對系統的 影响,此種解析技法稱為fmea a.是品質的事前管理工具 b.讓顧客安心信賴本公司產品 c.品質技能展開中之一重要步驟 d.電子業,汽車業零組件採購前審查要項之一 (2). fmea實施種類 a. 設計fmea 產品設計完成後作出圖面, 為防止設 計欠陷而實施設計審查,此時以fmea檢討該 產品之可靠性,而事前發現設計上可靠性方 面缺點,以提出補救改正措施或變更設計 b. 製程fmea 製程設計完成後作出文件, 以防止製 程設計欠陷而產生不良品, 故應實施設計審 查, 此時以fmea檢討該製程生產該產品之製 程能力與可能發生不良或安全性問題, 而事 前發現設計上缺失, 以提出補救改正措施或 變更設計 2. 實施fmea手法的概念 設計 產生製程 圖面 潛在 故障 副系統的故 障影响 故障 等級 問題對策案 全系統的故 障影响 指出 可靠性問題 固有 技術 故障 經驗 3. 實施fmea目的與效果 (1). 實施目的與效果 a. 產品開發設計階段或製程設計階段, 籍 由fmea手法事前發現可靠性欠陷, 並給 予有效對策, 做好事前管理 b. 縮短開發時間與削減開發費用, 減少日 後浪費時間於設計變更, 降低失效成本 c. 使新產品新製程順利開發, 並第一次就 把事情做好 d. 让顧客使用者產生安心感, 滿足感而對 產品或製程產生信賴, 並嚴深對公司所 有產品製程的信任與喜愛 (2). 實施fmea功能 a. 預測機能達成度與安全性 b. 作為品質保證的一環而做好產品責任預防 c. 提供應注意重點以作為檢查與試驗計劃 d. 當使用時發生不良故障時提供解析情報 e. 次期產品設計參考 f. 作為產品點檢整備的要點 g. 作為設計審查依據 h. 作為估計保全費的依據 (3). 實施fmea對象 a. 產品設計 產品 系統 機器設備 零件, 材料 b.製程設計 製程不良預防 製程安全 (4). 實施fmea相關部門 a. 進行fmea活動部門通常以小組活動進行 開發部門 設計部門 生產技術部門 b. 協助參與的部門 製造部門 采購部門 業務部門 品管部門 協力廠 三.設計fmea實施法 1.實施fmea事前掌握基本事項:有效實施設 計的fmea必須充分掌握以下基本事項與 準備: (1)明確系統構成與其連接 (2)明確各系統的機能 (3)決定解析水準 (4)準備fmea用紙 2. 實施設計階段fmea步驟 明確任務 決定解析水準 製作可靠性方塊圖 列舉故障模式 選定重要故障分析 列舉推定故障原因 評價故障等級 進行必要設計變更檢討 3.實施設計階段fmea各步驟要點: (1)明確產品對象任務或機能 a.明確產品對象所欲達成任務或機能 b.產品的購成品之所欲達成任務或機能 也需明確 c.可運用設計時的任務描述書 (2)決定解析時分解水準 a.適切分析,通常以副系統.購成品為之 b.當對象是系統時可分解至副系統.構成品 c.當對象是構成品時可分解至裝配品.零組件 (3)製作可靠性方塊圖(或稱機能方塊圖) a.可靠性方塊圖可表示系統.構成品機能間關係,若設計階段 有使用機能系統圖,作為可靠性方塊 b.有效實施fmea作可靠性方圖時必要的,基本上是以機能別 構成,也有以購成品零組件,此時為第一層方塊稱機能方塊, 其次按每一方塊討論其機能之構成,此時之隻方塊稱子機能 方塊 機能別構成 a機能b機能c機能 構成品零組件 a機能b機能c機能 c.可靠性方塊圖中 每一方塊只限一種機能 上層方塊數以36為宜,過多不以解析 運用串聯與並連各機能方塊 電冰箱 冷氣 副系統 送風 副系統 控溫 副系統 儲室 副系統 (4)各方塊圖上列舉故障模式 a.每一機能方塊列舉可能故障模式 檢討試驗中故障事例 客戶使用故障事例 類似產品故障事例 b.實施例 (5)選定重要故障模式 a.從列舉故障模式中找出實施fmea對 象 b.參考技術情報與過去品質反應 c.重視品管與實驗人員意見 d.從故障項目說明對系統的具體影響 而決定 (6)對選定重要故障模式列舉 推定其原因 a.參考抱怨.不良.試驗及相關技術資料 b.此處為技術的發揮,會影響後頭的故 障的你評價與fmea對策 c.列舉推定其原因例 d.記入fmea用紙 (7)評價故障等級 a.故障評分法 cs=(c1*c2*c3*c) 1 cs可稱為風險優先數,依據此時決定故障等級,參考例 b.致命度評分法 ce=f1*f2*f3*f4*f5 c. 致命度解析 適合於電子業,故障評分法評價等級高的 再進行詳細定量評價,但因致度指數 cr= 其中ka與ke是系數,此些待收集 c. 致命度解析 適合於電子業,故障評分法評價等級高的 再進行詳細定量評價,但因致度指數 j cr= ( (* *ka*k*ka*k e e * * g g *t*10*t*10 6 6 )n )n n=1 n=1 其中ka與ke是系數,此些待收集 (8)故障等級高者進行必要設計變更 檢討 a.綜合整理 b.必要時做致命性品目一覽表 c.設計變更檢討 d.呈報fmea結果 四.製程fmea實施法 1.製程fmea使用功能與事前準備 在製程上實施fmea有二大目的 (1)新製程設計弱點挖掘與對策 (2)現有製程不良率降低 是事前管理的重要作法,為使fmea實施有效而事 前充分掌握 (1)製造流程 (2)明確個工程的機能 (3)明確個工程操作標準預期材料與成品規範 2.實施製程fmea步驟 明確製程任務或應改善點 決定解析水準 做製作流程可靠性方塊圖 列舉故障模式 選定重要故障模式 列舉推定故障原因 評價故障等級 進行必要設計變更檢討 3.實施製程階段fmea各步驟要點 (1)明確製程任務或應改善點 a.明確產品對象及其製程所欲達成任務或機能 b.明確本製程的個工程內容並了解其所欲達成任 務或機能 c.可運用qc工程圖 d.有關搬運.保管.熟成等特殊工程 (2)決定解析時分解水準 a.適切分解,識分解對象決定 b.可應用現有流程分析圖之水準 (3)做製程流程可靠性方塊圖 a. 以用現有流程分析圖作為方塊圖基礎, 若有 搬運, 保管, 熟成等作業也應以快表示 b. 每一方塊的機能, 工程參數, 成品規格與公 差應明確 (4) 各方塊圖上列舉故障模式 每一機能方塊列舉可能故障模式 a. 參照類式工程, 機器, 設備之不良模式 b. 檢討因環境因素所造成不良模式 c. 檢討運送,儲存等所造成不良模式 d. 檢討人為因素所造成不良模式 (5) 選定重要故障模式 a. 從列舉故障模式中找出實施fmea對象 b. 參考技術情報與過去品質反應 c. 重視作業者與品管與試驗人員意見 d. 從故障項目說明對系統的具體影响而決定 (6) 對選定重要故障