FMEA失效模式与效应分析课件

1、Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) 失效模式效應分析及填寫失效模式效應分析及填寫1講授內容講授內容一一.FMEA.FMEA基本概念基本概念二二. .FMEAFMEA之演變之演變三三. .國際間採用國際間採用FMEAFMEA之狀況之狀況四四.FMEA.FMEA表填寫說明表填寫說明五五.FMEA.FMEA結果之應用結果之應用2FMEA的基本概念的基本概念.1.失效分析在找出零組件或系統的失效分析在找出零組件或系統的潛在弱潛在弱 點點，提供設計、製造、品保等單位採取，提供設計、製造、品保等單位採取 可行之對策。可行之對策。2.對失效的產品進行分析對失效的

2、產品進行分析，找出零組件之，找出零組件之 失效模式，鑑定出它的失效原因，研究失效模式，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。該項失效模式對系統會產生什麼影響。發生源流出源3失效的定義失效的定義在失效分析中，在失效分析中，首先要明確產品的失效是什麼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，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，一般而言，失效是指：失效是指：1 1在規定條件下在規定條件下 ( (環境、操作、時間環境、操作、時間 ) )不能完成既不能完成既 定功能。定功能。2 2在規定條件下，產品參數值不能維持在規定的上在規定條件下

3、，產品參數值不能維持在規定的上 下限之間。下限之間。3 3產品在工作範圍內，導致零組件的破裂、斷裂、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。卡死等損壞現象。4FMEA過程順序過程順序.系統有那功能，特徵，需要條件？系統有那功能，特徵，需要條件？會有那些錯誤？會有那些錯誤？發生錯誤會有多慘？發生錯誤會有多慘？那些錯誤是什麼造成的？那些錯誤是什麼造成的？發生之頻率？發生之頻率？有那些預防和檢測？有那些預防和檢測？檢測方法能多好程度？檢測方法能多好程度？我們能做什麼？我們能做什麼？設計變更過程變更設計變更過程變更特殊控制改變標準程序或指南特殊控制改變標準程序或指南5FMEA之功用

4、之功用階段階段 功用功用1.1.發掘所有可能之失效模式發掘所有可能之失效模式2.2.依固有的技術進行設計變更依固有的技術進行設計變更3.3.必要之處採用可靠性高之零組件必要之處採用可靠性高之零組件1.1.明確把握失效原因，並實施適當的改善明確把握失效原因，並實施適當的改善2.2.零件安全之寬放確認零件安全之寬放確認3.3.壽命、性能、強度等之確認壽命、性能、強度等之確認1.1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點活用工程設計，進而改善製程上之弱點2.2.利用利用FMEAFMEA之過程製訂必要之製程標準之過程製訂必要之製程標準1.1.不同之環境產生之失效，以不同之環境產生之失效，以FMEAFMEA

5、克服克服2.2.不同之使用法產生之失效，以不同之使用法產生之失效，以FMEAFMEA克服克服. .客戶抱怨階段客戶抱怨階段. .設計階段設計階段. .開發階段開發階段. .製造階段製造階段發掘確認修定回饋6FMEA之演變之演變.1.FMEA係在係在1950由格魯曼飛機提出，用在飛機主控系統的失效分析。由格魯曼飛機提出，用在飛機主控系統的失效分析。2.60年代初期，美太空總署將年代初期，美太空總署將FMEA成功的應用於太空計畫。成功的應用於太空計畫。 美軍同時也開始應用美軍同時也開始應用FMEA技術，並於技術，並於1974年出版年出版MIC-STD-1629 FMEA作業程序。作業程序。3.19

6、85由國際電工協會由國際電工協會 (IEC)出版之出版之FMECA國際標準國際標準 (IEC812)， 即參考即參考MIC-STD-1629A加以部份修改而成。加以部份修改而成。7FMEA之特徵之特徵1.1.是一項以失效為討論重點的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。支援性與輔助性的可靠度技術。2.2.用表格方式進行工程分析，使產品在設計與製程規劃時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。，早期發現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.3.是一種系統化之工程設計輔助工具。是一種系統化之工程設計輔助工具。4.FMEA4.F

7、MEA因分析對象不同分成因分析對象不同分成 “ “設計設計FMEA” FMEA” 及及“製程製程FMECA”FMECA”。5.FMEA5.FMEA為歸納法之應用，根據零組件的失效資料，由下而為歸納法之應用，根據零組件的失效資料，由下而 上推斷系統的失效模式及其效應，是一種向前推演的方上推斷系統的失效模式及其效應，是一種向前推演的方 法。法。8國際間採用國際間採用FMEA之狀況之狀況.1.ISO 9004 8.5 節節FMEA作為設計審查之要項。作為設計審查之要項。2. CE標誌認證，以標誌認證，以FMEA作為安全分析方法。作為安全分析方法。3.ISO 14000，以，以FMEA作為重大環境影響

8、面分作為重大環境影響面分 析與改進方法。析與改進方法。4.QS 9000 以以FMEA作為設計與製程失效分析方法。作為設計與製程失效分析方法。9FMEA作業流程作業流程組成組成FMEAFMEA小組小組資料蒐集資料蒐集釐訂釐訂FMEAFMEA計畫計畫建立功能方塊圖建立功能方塊圖產品結構樹產品結構樹可靠度展開可靠度展開(QFD)(QFD)決定分析之項目功能決定分析之項目功能進行進行FMEAFMEA分析分析選擇關鍵失效模式選擇關鍵失效模式矯正預防矯正預防填寫矯正後風險優先數填寫矯正後風險優先數FMEAFMEA報告報告紀錄保存紀錄保存設計審查設計審查選擇關鍵失效模式選擇關鍵失效模式所有所有RPNRPN

9、小小於規定值？於規定值？Y YY YN NN N10FMEA表表 (2)(2) 系統系統 FMEAFMEA編號：編號：(1) (1) (2) (2) 子系統子系統 (2)(2) 零組件：零組件： (2) (2) 設計責任：設計責任： (3) (3) 準備者：準備者： (4) (4) 車型年份：車型年份： (5) (5) 生效日期：生效日期： FMEAFMEA日期日期 ( (製訂製訂) )(7) (7) ( (修訂修訂) ) (7) (7) 核心小組：核心小組：(8) (8) 11會有什麼問題?無功能部份功能/功能過強/功能降低功能間歇非預期功能功能、特性或要求是什麼?後果是什麼?有多糟糕?可能

10、起因是什麼?發生的頻率如何?目前的管制方式為何?該方法的檢測能力有多好?能做些什麼?設計更改過程更改特殊控制或規格的更改經由FMEA分析後的風險值有多大?RPN=S*O*DFMEA表各欄位關連性說明表各欄位關連性說明. 12功能方塊圖範例功能方塊圖範例原子筆範例原子筆範例墨水墨水墨水管墨水管筆蕊頭筆蕊頭筆蕊筆蕊筆管筆管尾蓋尾蓋筆前蓋筆前蓋13原子筆功能方塊圖範例原子筆功能方塊圖範例完整功能範圍完整功能範圍 作記號作記號 適合手指運用適合手指運用 顯示資訊顯示資訊墨水管墨水管 儲存墨水儲存墨水 輸送墨水輸送墨水 配合筆蕊頭配合筆蕊頭墨水墨水 作記號作記號 維持順暢維持順暢筆蕊頭筆蕊頭 固定墨汁管

11、固定墨汁管 固定筆蕊心固定筆蕊心 輸送墨水輸送墨水 配合筆管配合筆管筆管筆管 固定筆蕊頭固定筆蕊頭 固定尾蓋固定尾蓋 顯示資訊顯示資訊 適合手指運用適合手指運用尾蓋尾蓋配合筆管配合筆管筆前蓋筆前蓋配合筆管配合筆管配合口袋配合口袋筆蕊筆蕊配合筆蕊頭配合筆蕊頭 輸送墨水輸送墨水 做記號做記號14我司開關圖範例我司開關圖範例15 FMEA初期分析表（範例初期分析表（範例).16設設計計FMEA填寫說明填寫說明(1) FMEA編號：填入編號：填入FMEA文件編號，以便可以追蹤使用。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，並填入系統系統、子系統及零組件：指示合適的分

12、析等級，並填入系統 、子系統或零件名稱或零件名稱和編號。、子系統或零件名稱或零件名稱和編號。(3) 設計責任者：填入設計責任者：填入OEM、部門和小組，也包括供應商名稱。部門和小組，也包括供應商名稱。(4) 準備者：填入準備準備者：填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。責任工程師的姓名、電話號碼、公司。 A.系統系統FMEA範圍：範圍： 底盤系統；點火系統；內部系統底盤系統；點火系統；內部系統 B.子系統子系統FMEA範圍範圍 底盤系統之前懸吊系統底盤系統之前懸吊系統 C.零件範圍零件範圍 Strut為前懸吊系統之零件。為前懸吊系統之零件。17FMEA填寫說明填寫說明(5)型號型號

13、年份：填入想要分析製造的年份：填入想要分析製造的型號型號年份。年份。(6)生效日期：最初生效日期：最初FMEA發佈日期，不能超過開始計畫生產的日期。發佈日期，不能超過開始計畫生產的日期。(7)FMEA日期：填入日期：填入FMEA最初制訂日期，和最新被修訂日期。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。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)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項目功能：填入

14、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。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）。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。別功能。18FMEA填寫說明填寫說明(10)DFMEA潛在失效模式潛

15、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。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。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。列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設失效是將發生假設失效是將發生的，但不是必須發生的。的，但不是必須發生的。一般的失效模式包含下列各項，但不限於此：破碎的、變形、一般的失效模式包含下列各項，但不限於此：破碎的、變形、鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂

16、。鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。19FMEA填寫說明填寫說明.（10）PFMEA失效模式失效模式 為製程可能不符合製程要求或設計意圖。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。響的潛在失效模式。無論如何，於準備無論如何，於準備FEMA時，必須假設進料的零時，必須假設進料的零 組件或原物料是好的。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，所引起列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製程特性，所

17、引起 的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答下列問題：的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答下列問題： 製程或零組件為何不符合規格？製程或零組件為何不符合規格？ 不考慮工程規格，什麼是客戶不考慮工程規格，什麼是客戶(最終使用者、下工程、或服務最終使用者、下工程、或服務)所不所不 滿意的？滿意的？ 【一般的製程失效模式包含下列各項一般的製程失效模式包含下列各項】： 破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的 安裝、灰塵。安裝、灰塵。 20FMEA填寫說明填寫說明(11)DFMEA潛在失效效應潛在失效效應為被客戶查覺在功

18、能特性上失效模式的效應。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，響。一般在討論失效效應時，先先檢討失效發生時對於局部所產生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。這個間業造成某

19、個零組件的破碎，可能造成於組合過程的震動。這個間歇性系統作業降低了系統功效，最後引起客戶不滿意。歇性系統作業降低了系統功效，最後引起客戶不滿意。常見的失效效應包括：常見的失效效應包括：須提供非汽車的案例，如：電腦當機、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。手機電池燒毀、喇叭有雜音等等。21FMEA填寫說明填寫說明(11)PFMEA潛在失效效應潛在失效效應 被定義為對客戶要求的功能失效模式。被定義為對客戶要求的功能失效模式。客戶指的是：客戶指的是：下個作業、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下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛

20、在失效功能都必須被考慮。須被考慮。 對於最終使用者，對於最終使用者，失效效應經常被指為：雜音、不規律的動作、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。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，對於下工程而言，失效效應經常被指為：不能拴緊、不能鑽孔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、或攻牙、不能固定、不能磨光、使作業者危險、危害機器、不

21、合適、不連接、不相配。不連接、不相配。22FMEA填寫說明填寫說明.(12)嚴重度嚴重度23FMEA填寫說明填寫說明(13)分類分類這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附加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、重要的、客戶要求的）於製程管制的特性（如：關鍵的、重要的、客戶要求的）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或符號列入設計FMEA的分等欄位的分等欄位,並將於建議行動欄位被提出。並將於建議行動欄位被提出。每一個於設計每一個於設計FMEA列出的項目，將在製

22、程列出的項目，將在製程FMEA的特殊製程管的特殊製程管制中被列出。制中被列出。關鍵的關鍵的符號以符號以“”表示之；表示之；PPK或或CPK管制管制符號以符號以“”表示之表示之 重要的重要的符號以符號以“”表示之表示之；客戶要求的客戶要求的符號以符號以“”表示之表示之 24FMEA填寫說明填寫說明.(14)潛在原因設備失效潛在原因設備失效1.潛在原因潛在原因2.設備失效設備失效錯誤錯誤的原物料規格。的原物料規格。不適當的的設計壽命假設。不適當的的設計壽命假設。潤滑或加油能力不足。潤滑或加油能力不足。不適當的維護作業。不適當的維護作業。缺乏環境保護。缺乏環境保護。錯誤的算法。錯誤的算法。超過壓力。

23、超過壓力。生產不良。生產不良。原物料材質不穩定。原物料材質不穩定。磨損。磨損。金屬疲勞。金屬疲勞。裝備欠流暢。裝備欠流暢。腐蝕。腐蝕。25FMEA填寫說明填寫說明 (15)發生度發生度 參考下列各要素，參考下列各要素，決定發生度等級值決定發生度等級值(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？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，基本上是否有差異零件與上一階零件，基本上是否有差異? 5.零件是否為全新

24、的產品零件是否為全新的產品? 6.零件使用條件是否改變零件使用條件是否改變? 7.作業環境是否改變作業環境是否改變? 8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發生度是否運用工程分析去預估，應用此零件之發生度?26FMEA填寫說明填寫說明(15)發生度參考指標：發生度參考指標：27FMEA填寫說明填寫說明(16)現行設計管制現行設計管制（預防、偵測）（預防、偵測） 列出利用預防措施、設計驗證確認、或其它活動，而這些活列出利用預防措施、設計驗證確認、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

25、一些已被使用或正在使用的相同或類似的設計。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：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。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。偵測原因或設備，並提出矯正措施。(3)偵測失效模式。偵測失效模式。 可能的話，最先使用第可能的話，最先使用第(1)種管制；其次，才使用第種管制；其次，才使用第(2)種管制；種管制；

26、最後，才使用第最後，才使用第(3)種管制。種管制。28FMEA填寫說明填寫說明.(17)難檢度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

27、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。129FMEA填寫說明填寫說明.(18)風險順序數（RPN） 風險順序數是嚴重度(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。30FMEA填寫說明填寫說明(19)建議措施： 當失效模式依RPN數排列

28、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。31FMEA填寫說明填寫說明(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。32FMEA填寫說明填寫

29、說明追蹤確認追蹤確認 設計、製程責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執行或設計、製程責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執行或有適當的對策提出。有適當的對策提出。FMEA文件應適時修正並能反應最新的設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。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下列方法確認所有建議措施已被執行：設計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施已被執行：確認達成設計要求。確認達成設計要求。審查工程圖面和規格。審查工程圖面和規格。組裝或製造文件編訂確認。組裝或製造文件編訂確認。審查設計審查設計FMEA和管制計劃。和

30、管制計劃。 33設計設計FMEA表（範例表（範例)34製程製程FMEA作業流程作業流程組成組成PFMEA小組小組資料蒐集資料蒐集釐訂釐訂PFMEA計畫計畫建立功能方塊圖建立功能方塊圖製程可靠度展開製程可靠度展開(PQFD)決定需分析之製程功能及需求決定需分析之製程功能及需求進行進行PFMEA分析分析風險優先數風險優先數選擇關鍵失效模式選擇關鍵失效模式矯正預防矯正預防PFMEA報告報告所有所有RPN小小於規定值？於規定值？YN35製程製程FMEA表表（範例（範例)36FMEA結果之應用結果之應用1.在開始新產品或新製程時，參考在開始新產品或新製程時，參考類似產品設計或製程之類似產品設計或製程之FMEA 分析資料，避免採用不良率高之設計或製程，分析資料，避免採用不良率高之設計或製程，在適當程序加入在適當程序加入 檢查點，選