失效模式及效果分析

失效模式及效果分析FMEA FailureMode EffectsAnalysis FMEA是一種工程技術及方法 用以定義 確認及消除產品在系統 設計 製程及服務 在顧客還沒有察覺以前 可知的 或 潛在的 失效 問題 錯誤等等 簡而言之 就是用工程方法預防失效或錯誤的發生 FMEA的方法是利用歷史數據 針對 相似產品 之設計 製程 可靠度 售後使用及其它可取之資訊 加以定義或預測失效 並擬定預防措施並驗證其達到的效果 什么是FMEA 1 1960年代在阿波羅任務期間首次應用於航天工業 2 1974年海軍用FMEA制定了MIL STD 1629軍事標準 3 1970年代早期到中期 汽車行業受債務成本驅動應用了這種方法 4 目前標準是SAEJ 1739 FMEA歷史 可靠性分析技術系統化工程設計輔助工具利用表格進行工程分析在設計階段早期發現問題及早謀求解決措施根據以往經驗與教訓對一些環節的分析 FMEA作用 使用FMEA並不意味這種方法比其它手法更好 若歷史數據越充足而準確 FMEA才能更有效果 一個良好的FMEA必需具備 1 確認已知及潛在失效模式 2 確認每一失效模式的效應和原因 3 風險優先評估 嚴重度 發生頻率及難檢度 4 提供問題跟催及改正行動 FMEA説明 1 一般的原則 FMEA之使用要越早越好 如此才能消除或減少設計錯誤的發生 2 當設計新的系統 產品 零件 製程 設備時 在作概念設計或草圖時即可開始作FMEA 3 當系統 產品 零件 製程 設備有變更時 4 當現有的系統 產品 零件 製程 設備有新的應用時 5 當現有的系統 產品 零件 製程 設備被考慮要改善時 使用FMEA的5個時機 FMEA種類 1 設計失效模式分析是屬于在概念定義到設計定型整個研究發展過程中的一項實質的設計機能 為求達到其效益 設計FMEA必須配合設計發展之程序反復執行 2 設計FMEA涵蓋內容包括 產品設計FMEA 制造設計即開模或SOP等設計FMEA 3 在設計FMEA中 預估產品在設計上可能發生的缺點 衡量該項缺點可能造成的影響 並擬定為防止或檢測該項目缺點應改善的設計控制 並推動其標準化作業 設計FMEA定義 設計FMEA流程 DFMEA 有助於設計測試和開發程序 從客戶角度評價失效 允許跟蹤和文件化降低風險的措施 將來分析和設計的極好參考 設計FMEA過程的文件化 有助於設計測試和開發程序 從客戶角度評價失效 允許跟蹤和文件化降低風險的措施 將來分析和設計的極好參考 設計FMEA過程的文件化 DFMEA的益處 在規劃設計制造程序時 1 利用FMEA技術分析其制程中每一步驟可能的潛在失效模式及其影響程度2 找出每一失效模式的發生原因與發生機率3 尋求各種可能的方法 以避免失效模式發生或減低其發生率 減輕其影響程序 或提高制程之不良之檢出能力4 以便正式進入生產前就能改善其制造或組裝程序 使制造不良品的機會降低 並提升制造品質 製程FMEA定義 製程FMEA流程 PFMEA 有助於確保產品相關過程失效模式及其后果的說明 識別相關的原因和機理 識別減少或消除失效發生的措施 識別潛在生產或裝配過程的失效原因 識別過程參數 若該參數受控 則可減少失效情況的發生或增加探測性 有助於矯正措施的優先順序安排 過程中的極好參考 過程FMEA文件化 PFMEA的益處 DFMEA 在開發或設計概念形成時 DFMEA在體現設計意圖的同時 還應保證制造或裝配能夠實現設計意圖 主要由負責設計的工程師應用 PFMEA 在開發或可行性階段 在生產制程及工裝的設計之前 主要由負責生產的工程師應用 DFMEA與PFMEA之區別 FMEA總負責人為PDT PMTLeader或QITLeader 因為Leader要對開發案或改善案成敗負責 系統組裝工程師及TEAM負責系統組裝FMEA 並將此給PDT PMT QIT 設計工程師及TEAM負責設計FMEA 並將此給PDT PMT QIT 制程工程師及TEAM負責制程FMEA 並將此給PDT PMT QIT 設備工程師及TEAM負責設備FMEA 並將此給PDT PMT QIT 各段制作FMEA工程師必定是PDT PMT QIT成員 誰負責FMEA FMEATeamMembers 1 決定FMEA對象 2 成立 組成FMEAteammembers 3 收集 準備相似產品之歷史資料 4 列出產品方塊圖或製程流程圖 5 列出Failuremode各種可能情況 6 列出Failuremode對產品 機器之影響 Effect 7 魚骨圖分析造成此Failuremode之可能原因 Cause 8 根據相關產品之歷史資料定義出Severity OccurrenceDetection之等級 9 根據S O D的定義定出每個Failuremode之S O D值 10 列出相似Model目前採行之Action 11 計算出RPN S O D值 12 取RPN值 100 值大小需定義 orTop20 優先採取對策 13 針對RPN值超出上述定之項目提出Action再改善 14 定出Actionitem之owner及完成日期 15 Action切入後檢視其效果及切入時間點 16 重新計算Action後之RPN值 17 若RPN值未達定義要求RPN 100orTop20 回覆到item13重提Action 18 若RPN達到要求完成FMEA表格 FMEA實施步驟 導入時機 FMEA團隊必須包括產品設計及其相關工程人員 FMEA分析重在工程分析 FMEA先期規劃應做好 FMEA建義改善措施必須認真執行 並追蹤改善效果 FMEA導入時機貫穿產品設計 制程設計 FMEA是個循環過程 FMEA結果利用 實施FMEA應注意的問題 避免採用不良率高的設計和制程 集中資源 循序改善產品設計和制程 循環改善 不斷提升設計和制程可靠度改進設計之參考 制程檢驗 測試標準 檢驗程序 檢驗規範等之參考 下次FMEA分析之參考 產品可靠性 制程安全性 環保之評估參考 工程師訓練之參考 FMEA結果應用 嚴重度 S發生率 O難檢度 D風險優先數 RPN S O D 嚴重度 發生率 難檢度 風險優先數 恒量失效的影響程度失效影響 產品或制程的某一失效對產品外觀 結構 功能 性能穩定性 可靠性影響 或對下一個制程 使用者和設備的影響或對最終客戶 政府法規 安全 環保的違及 劃分標準 主觀判定1 幾乎不會有甚麼影響10 會違及安全 法規 嚴重度 Severity 嚴重度分類 嚴重度 S 劃分標准 某一原因而導致失效發生的幾率劃分標準 CPK主觀判定統計資料1 幾乎不會發生10 幾乎肯定會發生 發生率 Occurrence 發生率 O 劃分標準 在現行的控制措施下 偵測失效發生的能力劃分標準 主觀判定統計資料1 有有效手段完全可以檢測出來10 無任何手段可以檢測出來 難檢度 Detection 難檢度 D 劃分標準 1 風險系數RPN排出次序后 先對級數最高的和最關鍵項目采取糾正措施 努力持續減少該值 我們系統文件規定RPN 50 2 在一般實踐中 不管RPN大小如何 當嚴重度 S 高時 就應予特別注意 3 設計 驗証工作只能減少可偵度 要減少嚴重度和出現頻率 只能通過修改設計工藝來消除或控制一個或多個失效模式的起因 機理來實現 4 若失效的模式起因不祥 則建議采用統計實驗設計 DOE 來確定 風險系數RPN評估 DFMEA標準表單 FMEA表單格式及說明 填入FMEA文件的編號 1 7 6 5 4 3 2 10 11 12 13 14 8 9 FMEA表單格式及說明 1 項目 功能 填入被分析項目的名稱和編號 如果該項目有多種功能 且有不同的失效模式 應把所有功能都單獨列出 2 潛在失效模式 對一個特定項目及其功能 列出每一個潛在失效模式 前提是這種失效可能發生 但不一定發生 3 潛在失效后果 潛在失效后果 就是失效模式對系統功能的影響 4 嚴重度 S 5 分級 重要程度 用於對另件 子系統或系統的產品特性分級 關鍵 主要 重要 生點等 6 潛在失效的起因 機理潛在失效起因是指一個設計 工藝薄弱部分的跡象 其作用結果就是失效模式7 頻度 O 8 現行設計 工藝控制 9 探測度 D 10 風險順序數RPN11 建議措施 如果對某一特定原因無建議措施 那麼就在該欄中寫 無 12 責任 對建議措施 把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中13 采取的措施 當實施一項措施后 簡要記載一下具體的措施和生效日期 14 糾正后RPN 範例