FMEA详细解说与导入步骤.ppt

2020 1 10 1 失效模式與效應分析 FMEA 2020 1 10 2 我們將學到 如何創建FMEA及相關行動計畫FMEA流程如何與流程圖相連接失效模式 起因和後果之間的關係不同類型FMEA 2020 1 10 3 課程大綱 發展沿革概述FMEA應用FMEA準備階段失效風險分析RPN的分級PFMEA實施步驟FMEA報告標準格式常見製程失效原因祝各位同仁今天 旅途 愉快 FMEA的發展沿革 是評估設計可靠度之一種方法 在1950年由美國之 UM 公司針對新型噴射戰鬥機時 為了評估飛機操作系統某一元件之失效分析所採用之解析方法 1957年Boeing飛機公司與Martin公司正式將FMEA列入工程指導手冊 在同時期 美國NASA與軍方也開始應用FMEA技術 並於1974年訂定MIL STD 1629FMEA應用程序 1993年 美國汽車工業為連貫設計 開發和製造的程序 整合各汽車公司FMEA應用程序 三大汽車公司委託ASQC整合SAE J 1739 潛在失效模式與效應分析參考手冊 我國在1970年左右引進 用於航空及汽車工業 2020 1 10 4 三個基本觀念 FMA FEA CriticalityAnalysis CorrectiveAction強調事前預防動態文件 2020 1 10 5 概述 2020 1 10 6 How 認識產品及製程的潛在失效模式 評估產品及製程的失效之影響 消除或減少潛在失效發生的改善措施 確認其成效 失效模式與效應分析 FailureMode EffectAnalysis What 是一種系統化之工程設計輔助工具 協助工程師進行新產品新技術開發及工程分析 Purpose 在工程設計時早期發現潛在缺陷及其影響程度 以及時謀求解決之道 Effect 避免失效之發生或降低其發生時產生之影響 提高系統之可靠度 根據美國汽車工業小組的調查報告 客戶滿意的品質槓桿研究 指出 在產品推出到市場的過程中 愈早投入品質預防的努力 愈能令客戶滿意 品質回收的利益亦愈大 2020 1 10 7 品質預防 客戶滿意 產品設計開發階段 製程開發階段 生產組裝階段 銷售階段 售後服務階段 客訴處理階段 100 10 1 1 2 1 20 失敗成本 低 高 預防 改善與災害控制 2020 1 10 8 商品企劃 產品設計 試作 準備 生產 銷售 售後服務 市場撤退 預防 FMEAD P 改善 8DQIT QCC 災害控制 失敗成本 低 高 的要點是事前改善措施而不是事後矯正行動 在產品設計及製程規劃時成功地應用FMEA可以減少工程變更或容易執行變更 更可將潛在的問題事先預防 是不良預防的分析工具 是一種有條理的程序 系統化的分析技術 可藉由一張包含所有的失效模式的表 說明失效模式 失效原因與影響性 並以數據來表示風險的大小 並採取預防改善措施 2020 1 10 9 品質槓桿 產品設計及製程規劃 量產及客戶端 事前改善措施 事後矯正行動 FMEA 8D 提前發現潛在性問題 事後發生信賴性問題 FMEA的類別 2020 1 10 10 系統 System SFMEA設計 Design DFMEA製程 Process PFMEA機器 Machine MFMEA設備 Equipment EFMEA維護 Service SEFMEA TypesofFMEA 工厂端Focus在PFMEA和部分產品的DFMEA 製程的FMEA PFMEA 確認製造和裝配的失效原因與製程變異 找出管制及改善方法 確認製程潛在的失效模式及影響 改善順序的依據 包含 設備 機器 工具 工作站 生產線 製程 治具 2020 1 10 11 設計的FMEA DFMEA 幫助選擇高可靠度和高安全性零件 徹底瞭解各階層機構 組件 零件之功能 設計初期階段了解製造和裝配的需求 改善設計的弱點 改善順序的依據 提供分析資訊 進行設計驗證與設計審查 評估設計變更和新設計的必要性 包含 主系統 次 子 系統 零件 組件 機構 2020 1 10 12 誰來作FMEA 如何組小組 為防止分析時的偏差 各個層面的代表 每個功能單位要有 專業技術和管理人員都應有 集思廣益 DFMEA R D TE QE ME 材料工程師 QA PEPFMEA PE ME TE QA IE 2020 1 10 13 應用FMEA的時機 新設計或工程更改新製程或製程變更或製程轉移新方法導入新設備導入應用及生產環境變動材料更改 2020 1 10 14 準備階段 1 確認產品的可靠度要求及目標 2 掌握系統 次系統的構造 列出產品所有的機構組件零件 製程 事務流程所有的步驟 3 決定失效風險分析 RPN 水準 4 準備失效模式分析表 2020 1 10 15 Remark 時間計劃的整合 絕大部份進行此類分析的人員 都有原本的任務 一方面要能進行日常工作 另一方面要能完成分析工作 因此時間的妥善安排是非常重要的 失效風險分析 以數據評估失效模式風險 風險關鍵指數 RPN RiskPriorityNumber 風險關鍵指數由下列組成S 嚴重度P 發生率D 偵測度 2020 1 10 16 RPN風險率的構成 2020 1 10 17 效應 影響 嚴重度S 發生率P 偵測度D 控制 原因 失效模式 現象 2020 1 10 18 PFMEA風險的評估與改善評估 失效模式 原因分析 影響分析 管制方式 制程管制難易度 發生機率 失效嚴重度 RPN 風險關鍵指數 製程條件 D P S 改變製程管制方式 改變製程條件 2020 1 10 19 DFMEA風險的評估與改善評估 失效模式 原因分析 影響分析 管制方式 設計管制難易度 發生機率 失效嚴重度 RPN 風險關鍵指數 D P S 改善設計管制 修改設計 重新設計 RPN的分級 5分級或10分級 等級SPD極低沒有非常低易 早發現低輕微低低中重要的中中高高高高極高嚴重 致命非常高難 晚發現 2020 1 10 20 1 對SPD每一個項目必須先定義出自己的等級2 SPD的尺度可以不同3 SPD的分級比率應用必須持續 一致4 SPD的分級必須在構成要素展開之前被界定清楚5 SPD的分級必須隨著FMEA的結果一起發表 失效嚴重度 S Seriousness 指失效模式發生時引發其對零件本身或對其他零件 次系統 主系統的特性 功能 可靠度的影響程度 乃至對顧客 內外部 安全性 經濟性及環境的衝擊程度 一般而言 DFMEA小組要降低失效嚴重度只能藉助系統重新設計來改善 PFMEA小組要降低失效嚴重度仍應與DFMEA小組協助改善 2020 1 10 21 失效發生率 P Probability 指失效模式發生的原因造成失效發生的機率 發生率的判定著重於經驗及歷史數據發生的程度 不在於精確的數值 一般而言 DFMEA小組要降低失效發生率常利用設計修改 eg 材料 零組件 來排除失效的原因 PFMEA小組應針對影響失效控制參數進行改善 檢測度 D Detect 指零件 組件 機構裝置或系統投產前現行控制方法偵測發生失效的原因或失效模式的評價指標 DFMEA小組要降低檢測度 常改變設計測試方式 驗證方式 實驗計畫或強化設計審查 PFMEA小組要降低檢測度 改善檢驗對象 方式 方法與頻率 2020 1 10 22 失效嚴重度 S Seriousness 2020 1 10 23 失效發生率 P Probability 2020 1 10 24 檢測度 D Detect 如何進行FMEA PFMEA 2020 1 10 25 PFMEA實施步驟 列出產品製程所有的步驟製程展開要求功能敘述 確認輸入輸出關係失效模式 現象 敘述失效的效應 影響 失效的原因調查與記述現行的管制方式風險關鍵指數 RPN 評估擬定高風險率項目之改善措施改善與追蹤 修訂FMEA表 2020 1 10 26 腦力激盪法 BS法 腦力激盪法由美國人奧斯本1939發展出來 對於激勵人們引發思考是一項很有效的方法 它重視的是構想的產生及多樣化 使得各種富有創意的構想都能在自由 開放 相互溝通交流的情形下產生 是美國人最常用的技法 德國人普及率最高的工具 不作任何好壞的評價 自由奔放 大膽提出各種奇發突想 愈多愈好 搭便車 2020 1 10 27 Step1製程展開 1 製程展開 2 找出關鍵工程 工序 決定重要管制製程 3 找出製程與產品品質特性之關係 將各製程之品質保證上之確認重點明化 表1 2製程展開表 2020 1 10 28 2020 1 10 29 Step2功能敘述必須執行作業 工程的目的 以一種簡明的 精密的和容易了解的方法來敘述 使任何人均能了解 Step3失效的模式 現象 功能變異或喪失 O I 設備 作業不能發揮原先預定功能或意圖的事項 過去之異常 故障情報 列舉因使用 環境條件之不良事件 可能的製程失效模式例子 反向 錫裂 錫洞 漏件 OPEN SHORT 零件破損 CASE刮傷 LABEL歪斜 輸出線材破 高翹 錯件 沾錫渣等 2020 1 10 30 項目 功能1 請填寫進行分析中製程設計之項目名稱及詳細功能 2 應該力求精確描述製程欲達成的結果 潛在失效模式 PotentialFailureModel 1 指製造過程有可能未能達到或完成該製造過程的設計目的 2 對於特定項目item及其功能functional 列出每一個潛在失效模式 它有可能以前類似情形 類似產品設計或類似製程 因此建議以往錯誤案件 包括研究開發過程的失敗經驗 製程失敗經驗 市場客訴 進行研究收集分析整理 3 也有可能未曾發生 但是評估有可能發生 也必須要進行評估 可以透過小組的 腦力激盪 進行小組審查 例如 零件偏移 斷線 短路 線路太細 2020 1 10 31 範例 Step4失效的效應填寫 影響S 一個部位產生故障 都可能會連鎖地造成其他影響 因此對在構造 功能上相鄰接之系統的影響要能清析的記錄 才能正確分析失效模式 失效的模式發生的結果在系統 產品 製程或設備上各種影響必須被考慮局部的 Local 零件組件 系統單獨發生失效不會影響其它的組件 例 一些外觀性不良 或LED燈不亮不致影響整套系統操作 故屬局部影響效應整體的 Global 會影響其它零件 組件 次系統 系統功能 甚至系統最終的功能 例 P SNOP BRO將使系統之功能無法正常運行 當機或損毀 屬整體影響效應其他 作業人員 使用者 設備 建築物 2020 1 10 32 2020 1 10 33 潛在失效效應 PotentialEffect s ofFailure1 潛在失效效應就是潛在失效模式產生的一項或是多項的影響 Impact 2 失效模式產生的的影響 其嚴重程度應該是根據顧客在該功能使用下 要求使用功能之重要性或安全性給予不同的嚴重等級或評分 3 客戶包括內部顧客及下製程對於上製程或設計結構下 造成的生產的不順暢 不穩定或功能上的缺失 4 這些影響的嚴重情況評點 可以根據以往錯誤案件 包括研究開發過程的失敗經驗 製程失敗經驗 客訴 造成損失或傷害的情況 QFD也是資料提供之一 加以收集進行分析 給予失效評分 例如 ORT實驗中NOP 或Vibration實驗過程中螺絲鬆脫 DPS 450DB系列 DPS 500EB系列機種客訴D2 D802 issue 2020 1 10 34 範例 Step5失效原因分析 將故障發生的原因記錄在表中 這些原因的剖析必須由小組來討論確定 集思廣益獲得最適當的原因 質問為何發生失效的真正原因狀況描述 4W1H 原因分析 可能 重要 主因 設計的原因零件選擇不當導致匹配性不良 設計margin 電壓 電流stress的計算錯誤 材料規格錯誤 Layout安規距離不夠等 製程的原因IE排程不良 作業不良 TE治具誤測 等 管理的原因標示不當 等 使用的原因操作錯誤 環境差異 干擾 等 保養的原因保養作業不當 保養不落實 等 2020 1 10 35 2020 1 10 36 潛在原因 失效機制 PotentialCause s Mechanism s ofFailure1 潛在原因 失效機制 即發生潛在失效模式的原因 2 一個失效模式可以有多數個潛在原因 失效機制 必須儘可能的進行探討及原因分析3 發生度 率 則是指造成潛在失效模式的發生的原因機會 率 例如 CASE組裝設計上有過度干涉現象例如 作業員未戴靜電環作業致材料被靜電打死 材料過期例如 設備未定時保養和校正線路變更未作Verify 2020 1 10 37 範例 失效原因 魚骨圖分析找真因 設計的原因零件選擇不當導致匹配性不良 設計margin 電壓 電流stress的計算錯誤 材料規格錯誤 Layout安規距離不夠等 未考慮物理 化學變化 未考慮使用環境影響 製程的原因4M1EMachine例 設備 模具 線上偵測sensor故障Men例 新手認知與學習不足Material例 供應零件及原物料暇庛Method例 組合扭力不當Environment例 生產線振動 灰塵 潮濕 電磁場干擾 2020 1 10 38 2020 1 10 39 原因分析 FishBone 必要時以簡單案例演練 Step6原因發生度填寫 將故障發生的原因記錄在表中 根据歷史資料或成員的經驗 通過多數表決方法決定發生度 2020 1 10 40 2020 1 10 41 Step7現行的設計 製程管制 CurrentProcess DesignControls 1 PFMEA 列出現行製程分析中之預防措施 一般指製程檢驗 工程檢查 DFMEA現行設計分析中 有關DFMEA在此處為設計確認 設計驗證或其他活動 安全係數考量 數學模擬分析 2 預防 預防潛在失效之起因 或降低失效機制 所採行之預防性措施 3 偵測 在 設計階段 正式量產前 DFMEA分析以任何解析方式或物理方法 查出失效或失效模式之起因 而針對PFMEA 應該以任何4M1E解析方式及量測方面的合理分析 4 偵測度 設計階段之分析及驗證出設計錯誤的能力 製程階段則利用檢查 抽樣 保養 可以檢查出錯誤的能力例如 FQC抽驗 U chart 進料檢查 1PC外觀尺寸檢查加嚴抽驗 增加測試ITEM進行sorting 加BURN IN等 2020 1 10 42 範例 現行的管制方式現存管制發生失效的原因或企圖發現失效的原因的方法 包括制度面和手法面 製程面相關規格的指導書SPC管制圖製程能力研究 Ca CP CPK 外觀檢查進料的抽樣計劃SQA承認生產驗證 QCChart Audit 治具的再現性與再生性研究 MSA 管理面作業員教育訓練 2020 1 10 43 Step8製程偵測度填寫 三現主義 現場 現物 現況 暸解製程偵測能力 對應已經定義的打分原則定義偵測度 2020 1 10 44 Step9風險率的衡量 風險關鍵指數RPN RPN SxPxD1 五分級當P或D是4或5時 矯正措施必須能降到3或更低2 當S是5時 P或D必須是2或更低 2020 1 10 45 擬定高風險率項目之改善措施實施改善措施改善與追蹤 修訂FMEA表 2020 1 10 46 Step10建議措施 責任人 完成日前1 當相對較高的RPN 應該列為要求進行改善之優先考慮2 任何建議措 施矯正措施 的意圖是要減少RPN中的嚴重度 S 發生率 P 和提升偵測度 D 3 建議修改方向 製程 防呆措施檢驗水準及驗收水準設備模具保養週期線上檢查設計 設計 材料選定公差設計考慮零件間搭配問題 交叉料 線路或Layout修改 可藉由模擬 進行環境應力實驗DesignverificationTaguchi Noisedesign 2020 1 10 47 範例 2020 1 10 48 Step10措施實際執行Step11對策措施執行后 經過followup 嚴重度 發生度 偵測度的填寫Step12 RPN的計算 Step13 沒有達標部分重新提出對策 2020 1 10 49 範例 FMEA報告標準格式 RPN評分等級標準IE流程圖FMEA分析過程 2020 1 10 50 FMEA報告標準格式 RPN評分等級標準 2020 1 10 51 FMEA報告標準格式 IE流程圖 2020 1 10 52 2020 1 10 53 2020 1 10 54 範例 常見製程失效的原因 4M1E 電壓不穩髒污不適當之組裝扭力不當 條件設定不正確工具損壞軸承磨耗搬運不當防護措施不當冷卻不足 熱處理收縮不當量測 人員疏失 2020 1 10 55 PFMEA常犯的錯誤一般在PFMEA嚴重度是不能改變的 卻在PFMEA中改善除