6SigmaGB教材(FMEA).ppt

1,失效模式與效應分析,(FailureModesandEffectAnalysis),Madeby:Robert,MSIC-GBTrainingmaterial,2,DMAIC-Operational,關鍵流程,製程管制,MSA,能力分析,多變數,DOE,失效模式分析&錯誤防範,流程圖,因果矩陣,Workout/VOC+VOB,3,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA使用的時機,4,FMEA概述與發展,火燒赤壁，為什麼會發生？,曹操為了克服士兵不習水性的弱點，用鐵鏈將船和船捆綁起來，但是沒有預料到敵人進行火攻時帶來的危險，結果,2005年1月杭州婚禮門事件,2005年1月9日下午2時10分左右，杭州石橋鎮新郎周先生迎親的婚車車隊中，一輛本田雅閣突然發生車禍，司機為躲避高速公路上的黃狗導致汽車失控，雅閣車從中斷裂為兩截，車禍造成三死兩傷，成為杭州市2005年的第一起特大交通事故,5,FMEA概述與發展,蝴蝶效應-蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的一只小小的蝴蝶在巴西上空煽動翅膀，可能在一個月後的美國得克薩斯州引起一場風暴，這就是混沌學中著名的“蝴蝶效應”。初始條件的極微小差異，會導致結果的很大不同。對於一個企業來說，研究“蝴蝶效應”具有重要的意義，它可以幫助企業發現許多細微的但卻對企業的發展具有重要影響的問題“蝴蝶效应”在社会学界用来说明：一个坏的微小的机制，如果不加以及时地引导、调节，会给社会带来非常大的危害，戏称为“龙卷风”或“风暴”；一个好的微小的机制，只要正确指引，经过一段时间的努力，将会产生轰动效应，或称为“革命”。未雨綢繆，勝於亡羊補牢!亡羊補牢，勝於亡羊不補牢!打山洞修鐵路!,6,FMEA概述與發展,“早知道就不會”早知道作好防震設計就不會造成大樓倒塌早知道改進電力輸配設計就不會造成因雪災造成07年中國的大面積停電早知道不濫砍濫伐就不會造成泥石流&沙漠早知道天氣這麼差就不會想著回家被堵在半路上了有些早知道是必需的!有些就不會是不允許發生的核電廠、水庫、衛星、飛機、十大召回事件有效運用FMEA可減少事後的追悔,7,FMEA概述與發展,“我先所以沒有”我先看了天氣預報，所以沒有被淋成落湯雞我先裝了防毒軟件，所以沒有使電腦中毒我先。，所以沒有。有些我先是必需的!有些所以沒有是可預期避免的核電廠、水庫、衛星、飛機、十大召回事件有效運用FMEA可減少事後的追悔,8,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA與其它工具的配合,9,FMEA的定義,FMEA是一系統化的評估程序，其目的是：1、識別和評估新產品的設計和制造，或更改現有產品的潛在失效模式和關聯原因；2、確定能排除或減少潛在的失效發生的機率的措施；3、將上述過程文檔化。FMEA的實施要點：應該是“事前”行動，而非“事後工作；FMEA是一個永不停止，相互作用的持續改進的過程。FMEA是Teamwork墨菲定律一個最悲觀的定律，我們在做FMEA時，要有這種精神。例如：如果一個花盆從高處掉下來，在墨菲定律裡，他不是掉在地上，而是掉在某人的頭上,10,FMEA團隊,FMEA團隊要求,设计及制造等相关工作人员团队要求-经验/过去问题的知识，个人的能力与经验转变为公司的无形资产；-有效的团队管理；-对所有活动的观测结果文件化；多方参与应用FMEA的方法有助于理清产品和过程分析和评审的思路,11,FMEA的背景,隨著法律法規對生產廠商的責任要求日趨嚴格，加上市場競爭劇烈，為了降低產品風險，減少浪費縮短周期，優化成本，越來越多的企業意識到事先預防的重要性。20世紀80年代末，汽車工業開始引用了FMEA，並開始要求其供應商同樣的做以通用、福特、克萊斯勒三大汽車公司為首的美國汽車工業行動集團(AIAG)在QS9000供應商質量體系要求中，特別規定了應用FMEA的要求方法)20世紀90年代，電機電器等電子待業陸續將FMEA引入自身的質量保證體系。1993年美汽車工業行動集團組織采用、編制了FMEA參考手冊近來FMEA也用於衛生保健和建築業。,12,FMEA的目的,找出更完整的，控制原因的方法,13,FMEA的優點,失敗危險性的事先預測及通過評價避免不良,系統化的評價流程存在的風險,提高產品的品質，可靠性及安全性,降低產品開發時間和費用,降低產品開發時間和費持續改善的行動及存檔,14,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA使用的時機,15,FMEA的分類,按用途分類，一般分為：DFMEADesignFMEA主要是針對嚴重度的風險改善PFMEAProcessFMEA主要是針對發生度及檢測度的風險改善,16,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA使用的時機,17,FMEA的運用,顾客期望设计的可靠性持续改进，减少制造成本和最大限度减少服务失误通过减少设计和制造过程中的风险可以达到上述目标,减少失效风险,18,FMEA的用途,識別潛在失效模式並評估他們影響的嚴重性識別關鍵特性和重要特性評估潛在的設計和工序的不足幫助工程師聚集於產品和工序問題的消除，並防止問題再次發生減少產品開發時間和成本,19,FMEA的三步驟,針對關鍵因子展開可能的失效風險事項(定義失效模式腦力激蕩)找出可能原因(6M、5Why)目前的控制通過以上得出所有的風險用RPN選出高風險因子采取防呆精神的對策確認對策有效性,20,ProcessFMEA的Form,功能、特征或要求,会有什么问题无功能部分功能功能过强功能降级功能间歇非预期功能,有多糟糕,起因是什么,后果是什么,发生频率如何,怎样预防和探测,该方法在探测时有多好,能做些什么设计更改过程更改特殊控制采用新程序或指南的更改,跟踪评审确认控制计划,21,ProcessFMEA的建立步驟,通過過程圖確定關鍵工序及輸入變量通過C&E矩陣確定關鍵輸入變量(KPIV)確定關鍵輸入變量的潛在失效模式及其影響確定制造或裝配過程中產生失效的潛在根源量化嚴重度、頻度及不可探測度確定過程的預防探測手段，以預防探測失效原因和失效模式采取預防或控制措施，以改進、控制或預防失效原因和失效模式的發生改善後重新量化嚴重度、頻度及不可探測度,22,ProcessFMEA的參考文件,編制PFMEA，小組可應用的數據和參考文件：過程FMEA-AIAG參考手冊特性矩陣以往SPC記錄保修信息顧客抱怨和產品退回數據資料糾正或預防措施過程流程圖、現場佈置圖、操作描述類似產品和過程的PFMEA,23,FMEA專有名詞定義,FailureMode(失效模式)FailureEffect(失效影響)PotentialFailureCause(潛在失效原因)CurrentControls(目前的控制情況)Severity(嚴重度)Occurrence(發生頻率)Detection(探測度)RiskPriorityNumber(RPN)(風險優先次序),24,什麼是失效模式？,FailureMode(失效模式)過程輸入(ProcessInput)的負面描述，即不能滿足所定義的規格或要求一些你不想，或不希望發生的事情卻發生了,25,失效的定义,失效,在规定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。,在规定条件下,产品参数值不能维持在規定的上下限之间,产品在工作范围內,导致零组件的破裂、断裂、卡死、損坏現象,26,什麼是失效影響？,FailureEffect(失效影響)失效影響由於失效模式引起的，導致產品不能滿足顧客需求的狀態或後果，一般而言以外部顧客為主，也可包括內部/下游流程的需求范例,27,什麼是失效影響？,對於最終使用者來說，失效的後果應一律采用產品或系統的性能來描述：噪音粗糙工作不正常間歇性工作異味不能工作工作減弱不穩定洩漏外觀不良返工/返修車輛控制減弱報廢顧客不滿等如果顧客是下一道工序或後續工序/工位，失效的後果應用過程/工序性能來描述，例如：無法緊固不能配合無法鑽孔不能連接無法安裝不匹配無法加工表面引起工裝過度磨損損壞設備危害操作者,28,什麼是潛在失效原因？,原因-引起失效模式發生的流程變異來源。(通常指過程中的因素)-確認原因應該從最嚴重的失效模式著手范例,29,將失效模式與影響相聯繫,失效模式和影響之間的關係,失效模式1,失效模式2,影響1,或,失效模式和影響不是一一對應的關係,失效模式1,失效模式2,影響1,和,失效模式1,和,影響1,影響2,30,現行控制方法(CurrentControls),現行控制方法：目前已經存在的預防及探測手段(有時指驗證方法)現行的過程控制是對盡可能地防止失效模式或其失效原因的發生或者將發生失效模式或其失效原因的控制說明。這些控制可以是諸如防失誤/防錯、統計過程控制(SPC)或過程後的評價，等。評價可以在目標工序或後續工序進行。有兩類過程控制可以考慮：預防：防止失效原因或失效模式出現，或者降低其出現的幾率。探測：探測出失效原因或者失效模式，導致采取糾正措施。如果可能，最好的途徑是先采用預防控制。假如預防性控制被融入過程意圖，並成為其一部份，它可能會影響最初的頻度定級。探測度的最初定級將以探測失效原因或探測失效模式的過程控制為基礎,31,TypesofMeasures打分種類,SEVERITY嚴重度(DFMEA)是指潛在的失效模式發生時，對本系統、下序系統和最終使用者的失效後果的評價一般在PFMEA裡，該系數不會改變OCCURRENCE頻度數(PFMEA)是指某一特定的失效原因出現並導致某特定的失效模式的可能性DETECTION探測度(PFMEA)是指當前或將要用來探測或鑒別失效模式的能力RPN(RiskPriorityNumber)風險順序數RPN=S*O*D,32,嚴重度(Severity),嚴重度是潛在失效模式對顧客影響的嚴重程度評價嚴重度僅針對“影響”。一般只有設計變更才能改變影響的嚴重度嚴重度建立了失效模式與風險等級之間的聯繫，對高嚴重度的關注，起到引導資源作用。嚴重度分為110級，對一個失效模式，可對影響最大的進行打分。對那些超出小組成員經驗和知識的評級，(如當顧客是裝配廠或最終用戶時)，應向設計FMEA人員、設計工程師和顧客咨詢當為內部顧客時，小組應聽取下游作業人員的意見。,33,AIAG*嚴重度指導方針,注：AIAG是美國汽車工業行動集團,34,潛在失效原因PotentialFailureCause,潛在的失效原因所謂的潛在的失效原因是指失效是怎樣發生的，並應依據可以糾正或可以控制的原則予以描述。盡可能性地列出可歸結到每一天失效模式的每一個潛在原起因：如果起因對失效模式來說是唯一的，也就是說如果糾正該起因對該失效模式有直接的影響，那麼這部份FMEA考慮的過程就完成了。但是，失效的許多起因往往並不是相互獨立的，要糾正或控制一個起因，需要考慮諸如試驗設計之類的方法，來明確哪些起因起主要作用，哪些起因最容易得到控制。起因列出的方式應有利於：有的放矢地針對起因采取補救的努力。典型的失效起因可包括但不限於：扭矩不當過大或小焊接不當電流、時間、壓力測量不精確熱處理不當時間、溫度潤滑不足或無潤滑零件漏裝或錯裝磨損的工裝定位器上有碎屑損壞的工裝不正確的機器設置不正確的程序編制,應列出具體的錯誤或故障情況(如操作者未安裝密封件)：不應使用含糊不清的詞語(如操作者錯誤、機器工作不正常等,35,頻度(Occurrence),頻度是指某一特定的失效原因發生的可能性。描述出現的可能性的級別數具有相對意義，而不是絕對的。通過設計更改或過程更改為預防或控制失效模式的起因/機理是可能導致發生頻度數降低的唯一途徑。潛在失效原因發生頻度的評估分了110級。,36,AIAG*發生頻度指導方針,注：AIAG是美國汽車工業行動集團,37,探測度(Detection),探測度是假定失效模式已經發生，然後，評價所有的“現行過程控制”的能力，以防止具有此種失效模式或缺陷的零件被發運出去。不要因為頻度低就自動地假定探測度也低(如當使用控制圖時)。但是，一定要評定探測發生頻度低失效模式的過程控制的能力或者是防止它們在過程中進行一步發展的過程控制的能力與過程控制欄中所列的最佳探測控制相關的定級數。探測度是一個在某一FMEA范圍內的相對級別。為了獲得一個較低的定級，通常計劃的過程控制必須予以改進。如果失效模式發生時，探測出來的比率有所提升，或探測的時間點有所提前，探測度的評分才有可能改善,38,AIAG*探測度指導方針,注：AIAG是美國汽車工業行動集團,39,RPN(風險指數),RPN指數是根據小組對嚴重性、發生率和可測性的估計來計算的RPN=SEV*OCC*DET如果你用110給嚴重性、發生率和可測性打分，最糟的RPN=1000，最好的RPN=1用RPN指數對失效模式或失效原因優先排序，以便於從最高優先級問題開始工作，采取措施降低RPN，不管RPN數值的大小，當失效的嚴重度數高時，就應特別引起重視。,40,ActionPriority(措施優先級別),PRIORITY優先級別,RPNRANGERPN范圍,A,B,C,D,Over200,100199,2699,125,41,ShortcomingsofRPN(RPN的缺點),相同的結果,42,FMEA的現行的過程控制CurrentControlMethods,現行的過程控制是對盡可能地防止失效模式或其起因/機理的發生或者將發生的失效模式或其起因/機理的控制的說明。這些控制可以是諸如防失誤/防錯、統計過程控制(SPC)或過程後的評價等。評價可以在目標工序或後續工序進行。有兩類過程控制可以考慮：預防：防止失效的起因/機理或失效模式出現，或者降低其出現的機率。探測：探測出失效的起因/機理或者失效模式，導致采取糾正措施。如果可能，最好的途徑是先采用預防控制，假如預防性控制被融入過程意圖，並成為其一部份，它可能會影響最初的頻度定級。探測度的最初定級將以探測失效起因/機理或探測失效模式的過程控制為基礎對於過程控制，本手冊中的過程FMEA表中設有兩欄(即單獨的預防控制欄和探測控制欄)一旦確定了過程控制，評審所有的預防措施以決定是否有需要更改的頻度數,43,FMEA的建議措施(RecommendAction),減少或杜絕(失效模式的)出現這類方式從短期看，成本較高，但長期看更經濟更理想包括：產品的重新設計重新設計產品，使不良狀況不可能發生或很難發生過程的重新設計重新設計過程，使不良狀況不可能發生或很難發生，很多情況下需要改變工裝，省卻或簡化過程步驟防錯的檢驗體系在不合格產品產生現場應用某種控制，以探測和根除可能導致不合格生產的原因,44,FMEA的建議措施(RecommendAction),防錯控制常規控制方法終止操作，防止嚴重不合格品的繼續出現常規警告方法通過傳感裝置提醒作業人員異常過程接觸方法以傳感裝置通過對產品形狀或尺寸探測異常例如：只能通過機器或裝置正確上料裝配夾具探測某個零件特性是否表現的傳感器限位開關和停機固定數值的方法以某種運轉、重量等的具體固定數值探測異常情況。運轉步驟方法以檢查的需運轉的偏變差探測異常情況。,45,FMEA的建議措施,確定措施一個創造性過程。小組人員應當不加約束地考慮各種建設性措施。一般來說，一個建議措施應當針對一個失效原因。在措施不確定時，應當通過試驗設計對小組人員提出的各種措施作系統性試驗。應考慮對每一個失效模式作研究，並提出建議性措施，以降低RPN數。任何措施都應當驗證，以確定正確性和有效性,46,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA使用的時機,47,D-FMEA案例,48,D-FMEA案例,49,P-FMEA案例,50,P-FMEA案例,51,課程目錄,FMEA概述與發展FMEA的定義與背景FMEA的分類FMEA的運用FMEA案例分享FMEA使用的時機,52,使用FMEA的時機,1、以“Input”的角度，預防問題2、以“Process”的角度，預防問題(新流程、動作)3、以“Output”廠內的角度，結果式方式切入4、以“Output”廠錢的角度，結果式方式切入,53,FMEA的使用時機,新设计、新技术或新过程,对现有设计或过程的修改,将现有的设计或过程用于新的环境、场所或应用,设计FMEA,过程FMEA,54,控制方法(CurrentControls),系統化的方法/設備來預防或偵測失效模式三種類型的控制方法預防原因及導致失效模式的原因及時偵測到失效模式，在影響發生前采取糾正措施偵測失效模式發生後的影響預防包括防錯、自動控制及建立驗證偵測包括查檢表、檢驗、實驗室測試、訓練、標准SOP及預防性維護等何時流程改善更重要：預防還是查偵？,55,FMEA練習,我們上班都不想遲到，請依此做一個FMEA,56,常用的改善措施分類,57,FMEA实施说明,58,MSIP-FMEA,59,MSIP-FMEA,嚴重度,60,MSIP-FMEA,發生率,61,MSIP-FMEA,偵測度,62,Action,大於等於8,大於等於100,嚴重度,RPN,63,Q&A,64,BackUp,65,设计潜在的失效模式及后果分析,设计FMEA（DFMEA）,66,DFMEA簡介,由“设计主管工程师小组”采用的一种分析技术,在最大范围內保证已充份的考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的后果起因机理,以其最严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，工程师小组的设计思想,在任何设计过程中正常经历的思维过程是一致的，并使之规范化。,67,DFMEA范围,新产品设计阶段设计更改阶段,68,DFMEA的目的,为客观评价设计、包括功能要求及设计方案提供帮助评价对制造、装配、服务、回收要求所作的最初设计提高在设计/开发过程中已考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响的可能性（概率）为全面和有效的设计、开发和确认项目的策划，提供更多的信息。,69,根据潜在失效模式对“顾客”的影响，对其进行排序列表，进而建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统。为推荐和跟踪降低风险的措施提供一个公开的讨论形式为将来分析研究现场情况，评价设计的更改及开发更先进的设计，提供参考。,DFMEA的目的,70,DFMEA顾客的定义,DFMEA“顾客”的定义，不仅仅指“最終使用者”，并且包括车型设计或更高一级装配过程设计的工程师/设计组，以及在生产过程中负责生产、装配和售后服务的工程师。,71,DFMEA集体的努力,在最初的DFMEA中，希望负责设计的工程师能夠直接地、主动地联系所有相关部门的代表。FMEA应成为促进不同部门之间充份交換意見的催化剂，从而提高整高集体的工作水平。,72,在设计概念最终形成之时或之前开始，在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时，应及时、不断地修改最终在产品加工图样完成前全部结束,动态的DFMEA,73,DFMEA在体现设计意图时，还应保证制造和装配能够实现设计意图例如：必要的拔模（斜度）要求的表面处理装配空间/工具可接近要求的钢材强度过程能力/性能,DFMEA的拓展,74,DFMEA的拓展,还要考虑产品维护（服务）及回收的技术/身体的限制便利的维修工具简便的诊断方法材料的分类符号（用于回收）,75,DFMEA的第一步,期望特性的定义越明确，就越容易识别潜在的失效模式,76,DFMEA第二步,系统、子系统和零部件框图。,灯罩A,开/关C,灯泡总成D,极板E,电池B,弹簧F,2,4,3,1,5,5,系统名称：闪光灯工作环境极限条件温度：-20160F耐腐蚀性：规范B冲击：6英尺下落外部物质：灰尘湿度：0100RH可燃性：1.不连接（滑动）2.铆接3.螺纹连接4.卡扣连接5.压紧连接,不属于此FMEA,77,设计FMEA事例,78,项目/功能,列出被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别、设计水平）同简洁的文字说明满足设计意图的功能，包括运行环境（温度、压力、湿度、寿命等），度量/测量变量如项目有多种功能，则分别列出失效模式,79,潜在失效模式,列出所有失效，不一定肯定发生利用经验和头脑风暴在特殊情况下的失效应予以考虑（客户的营销战略、产品定位）失效模式用规范化的技术术语，不必与顾客的感觉现象吻合,80,严重度,81,实效的潜在起因/机理,起因机理,规定材料不正确设计寿命设想不足应力过大润滑能力不足维护说明书不充分算法不正确表面精加工规范不当形成规范不足规定的摩擦材料不当过热公差不当,屈服化学氧化疲劳电移材料不稳定蠕变磨损腐蚀,82,频度,83,探测度,84,建议的措施,修改设计几何尺寸和/或公差修改材料规范试验设计修改试验计划,85,过程潜在的失效模式及后果分析,过程FMEA（PFMEA）,86