aaf.FMEA培训-FMEA失效模式与后果分析

1、 FMEA失效模式與后果分析Failure Mode and Effects AnalysisISO/TS16949系列 教 材什 麼是是FMEA“早知道道就不會會”早知道作作好防防震設計計就不會造造成大大樓倒塌塌早知道改改進電電力輸配配設計就就不會會 造成成全台大大停電早知道不不濫墾墾濫伐就就不不會造造成土石石流早知道作作好排排水系統統就就不會會 造成成淹大水水有些早早知道是是必需需的!有有些些就不会是不允許許發生的的核能電廠廠、水庫庫、衛星星、飛機機.有效運用用FMEA可減少事事後追悔悔什 麼是是FMEA“我先所以以沒有”我先看看了氣象象預報所所以沒沒有淋淋成落湯湯雞我先評評估金融融大樓高

2、高度所所以沒有有 影響響飛安我先設設計電腦腦防火牆牆 所以以沒有被被黑客客入侵有些我先是必需的的!有有些些所以沒有有是預期可可避免的的核能電廠廠、水庫庫、衛星星、飛機機.有效運用用FMEA可強化事事先預防防FMEA目的、范围与与分类1FMEA的的目的：预估可能能出现的的缺点,及早加加以排除除,并将将不可避避免之缺缺点的影影响降至至最低,以期产产品不致致失效或或出现不不宜送交交客户之之缺点。2FMEA的的范围：适用于新新产品开开发量产产前、材材料变更更时、过过程设备备、模、治具变变更或购购置时、工艺变变更时。3FMEA的的分类：FMEA分为DFMEA和PFMEA；DFMEA是以以系统（成品）、子

3、系系统（半半成品）或零部部件（原原材料）为分析析对象，PFMEA是是以加工工工艺过过程的每每一道工工序为分分析对象象。FMEA的演进史史1.FMEA之前身為為FMECA,係在1950由格魯曼曼飛機提提出,用在飛機機主控系系統的失失效分析析.2.波音與馬馬丁公司司在1957年正式編編訂FMEA的作業程程序,列在其工工程手冊冊中.3.60年代初期期,美太空總總署將FMECA成功的應應用于太太空計畫.美軍同時也也開始應應用FMECA技術,並于1974年出版MIL-STD-1629FMECA作業程序序.4.1980修改為MIL-STD-1629A,延用至今今.5.1985由國際電電工委員員會（IEC）

4、出版之FMECA國際標準(IEC812）,即參考MIL-STD-1629A加以部份份修改而成.FMEA的小组组1.小组组包括设设计/装装配/生生产/采采购/品品管/生生管/物物控/技技术等部部门的代代表，组组长可以以轮流由由各部门门代表担担任。2.小组组可以随随时加入入其他人人员（包包括客户户代表/公司最最高主管管）。3.小组组必须设设立一名名文书（秘书）负责完完成各种种报告/会议记记录。4 .小小组开会会时可以以由组长长决定参参加人员员。设计FMEA工工作步骤骤建立设计失误资料库产品结构图或关系框图产品使用条件/可靠性及寿命等要求针对每一物料分析其失效模式失效分级/优先排列提出纠正措施/编写

5、文件 过程FMEA工工作步骤骤过程次品品资料库库生产流程程图判断高/中/低低风险（出现不不合格品品的危险险度）针对高风风险工序序做失效模式式及后果果分析提出纠正正措施（选用）追踪措施施结果潜在失效效起因/处理1失效效（次品品）出现现的原因因（成因因/起因因）。2每个个失效模模式的原原因可能能有几个个。3设计计FMEA可以以把过程程控制不不当作为为失效原原因因，但但过程FMEA不可以以用设计计不当作作为原因因。4失效效原因是是6M1E出现现问题。5不能能用工人人工作出出现失误误作为原原因。6失效效原因必必须具体体。S/O/D/RPN1 严严重度（S）是是对失效效所引起起的后果果作出评评分,愈严严

6、重愈高高分；最最高/低低分是10分/1分。2 后后果是以以影响外外部客户户/内部部客户（下工序序）及产品表表现作为为依据，同时可可以再分分级，如如关键/主主要/重重要等等等。3严严重度的的描述：对外部客客户客户退退货/客客户不满满意/客客户订单单取消/损害客客户（不不安全）。对下工序序危危害操作作者/无无法安装装（使用用）。产品表现现寿寿命下降降/性能能不稳定定等。S/O/D/RPN4频度度（O）是失效效模式的的某个原原因的出出现频率估算算，而不不是失效效模式出出现的频频率。5频度度愈高，分数愈愈大，最最高分数数为10分。6频度度不考虑虑再分级级，因在在严重性性考虑时时已分级。7难检检度（D）

7、是找找出失效效原因的的可能性性。S/O/D/RPN8可能能性愈高高表示很很容易找找出，可可能性愈愈低表示示很难找出，愈愈难评分分愈高，最高/低是10分/1分，RPN风险顺序数数是：RPN=SOD最高101010=1000最低111=19每项项失效原原因是否否有现行行控制方方法，控控制方法法是：阻止失失效原因因出现/减少出出现，如如保养/SPC查明起起因，如如过程监监控查明失失效模式式（次品品），如如百分百百检查10如如果RPN是高高的话，表示现现有的控控制方法法要改变变.建议议1建议议可能是是-改变控控制方法法（此工工序）-改变控控制方法法（上工工序）-改变工工具/夹夹具-改变过过程参数数等等

8、2改变变控制方方法只可可以减低低（O）或/和和（D），不能减低低（S）3减低低（S）只可以以由改变变设计或或改变工工序流程程才可以实实现4建议议填写在在FMEA表并并以作业业批示书书确认追踪踪1追踪踪是由指指派人员员负责，确认新新控制方方法已实施施及效果果。2追踪踪结果填填FMEA表再再评定O/D因为S不变看看看RPN是否否下调。3如新新措施无无效，可可以再用用纠正行行动程序序进行分析析和得出出更新建建议，此此更新建建议不用填回回FMEA表。設計FMEA表填寫說明明(1)FMEA編號:填填入FMEA文件編號號,以便便查询。(2)系系統、子系統統及零組組件:指指示合適適的分析析等級,並填入入系統

9、、子系統或或零組件件名稱和和編號。(3)設設計責責任:填入OEM、部門和小小組,也也包括供供應廠商商名稱。(4)编编制人人:填入入準備FMEA責任工程程師的姓姓名、電電話、公公司。(5)年年型/车型:填入将将使用或或正被分分析的“设计”所影响响的年型型及车型。(6)关关键日日期:最最初FMEA 预定定完成日期,不不能超過過開始計計划生產的日期期。(7)FMEA日期:填填入FMEA最初制定定日期和和最新修修訂日期期。設計FMEA填寫說明明(8)核核心小組組:列出出負責執執行這項項工作的的個人和和單位。(建議議將所有有小組成成員名字字、單位位、電話話號碼、地址等等另行列列表)(9)項項目/功功能填

10、入要被被分析项项目的名名稱和編編號（型型号）,利用專專用名詞和工程程圖面上上顯示的的設計等等級，於於首次正正式發行行之前,可以使用用實驗時時使用的的編號。儘可能能簡潔地地,填入入被分析項目的的功能使使之符合合設計意意圖。包包括這個個系統作作業相關環境的的資訊(如:定溫度度、壓力力、濕度度範圍) 。如如果項目包含含一個以以上有不不同潛在在失效模模式功能能時,則列出出所有個別別功能。設計FMEA填寫說明明(10)潛在失失效模式式潛在失效效模式是是零件、子系統或或系統於於符合設設計意圖圖過程中中可能失失效的種種類。潛在失效效模式也也可能是是較高階階子系統統或系統統之失效效原因,或較低低階零組組件的失

11、失效后果果。列出特別別項目和和功能的的每一潛潛在失效效模式。假設失效效是將發發生的,但不是是必須發發生的。潛在失效效模式僅僅可能發發生於某某些操作作條件下下 (如如:熱熱、冷、乾、多灰塵的的條件)和和在某些些使用條條件下( 如:行駛哩哩數在平平均數以以上、粗糙不平平的地形形、僅在市區區行駛)。典型的失效模模式包含含下列各各項,但但不限於於此:破破碎的、變形、鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化化、龜裂等。設計FMEA填寫說明明(11)潛在的的失效后后果即在功能能特性上上失效模模式的后后果。也也就是:失效模模式一旦旦發生時時,對系系統或設設備以及及操作使使用的人人員所造造成的后后果。一一般在討討論失

12、效效后果時時,先檢檢討失效效發生時時對於局局部所產產生的影影響,然後循循產品的的組合架架構層次次 ,逐逐層分析析一直到到最高層層級人員員、裝備備所可能能造成的的影響。例如:由於某某個間歇歇性的系系統作業業造成某某個零件件的破碎碎,可能能造成於於組合過過程的震震動。這這個間歇歇性系統統作業降降低了系系統功效效,最終終引起客客戶不滿滿意。常常見的失失效后果果包括:噪音、漏氣、操作費費力、電電動窗不不作用、煞車不不靈、跳跳動、亂亂檔、冷冷卻不夠夠、車輛輛性能退退化、產產生臭氣氣、外觀觀不良等等。設計FMEA填寫說明明（12）严重度度(Severity)严严重度是是对下个个零组件件子系系统系系统或顾顾

13、客所发发生的潜潜在失效效后果的的严重性性进行评评估。严严重性仅仅适用于于效果。严重性性等级指指数的减减低只能能透过设设计更改改才能够够生效。严重性性应该在在1至10的等等级上估估计。設計FMEA填寫說明明后果评定准则： 后果 的 严 重 度等级危险无警讯潜在的故障模式如果会毫无警讯的影响到汽车的安全操作和或不符合政府的有关规定则属于高度危险10危险有警讯潜在的故障模式如果会在有警讯的情况下影响到汽车的安全操作和或不符合政府的有关规定则属于非常危险9很高汽车零组件无法操作但是不影响主要功能8高汽车零组件还能运作但是功能降低导致顾客不满7中等汽车零组件还能运作但是舒适便利的项目无法运作让顾客感到不

14、舒服6低汽车零组件以及舒适便利的项目都能运作但是表现降低让顾客感到有些不满意5很低完工安装发出异音项目不合格而且大部份的顾客都注意到4轻微完工安装出异音项目不合格而且一般顾客都注意到3很轻微完工安装发出异音项目不合格但很少有顾客发现有缺陷2无无影响1設計FMEA填寫說明明(13) 分级级本栏栏目可用用于对需需要额外外制程控控制的零零组件、子系统统或系统统的任何何特别产产品特性性(如临界的的关键键的主主要的重要的的)进行行分类。任何需需要特殊殊过程控控制的对对象应用用适当的的字母或或符号在在设计FMEA表格中中的“级级别”栏栏中注明明，并应应在“建建议措施施”栏中中记录。設計FMEA填寫說明明(

15、14) 潛在在失效的起起因/机理失效的潜潜在原因因被定义义为指明明一种设设计弱点点其后后果是失失效模式式。典型的失失效模式式可以包包括但但不限于于规定的的材料不不对设计计寿命估估计不当当过载（压力过过大）不足足的润滑滑能力不完备备的保养养说明环境境保护不不够计算错错误典型失效效后果可可以包括括但不不限于塑性差差(yield)、疲劳(Fatigue)、 材料料不稳定定、蜕变变(creep)、磨磨损、腐蚀等等。設計FMEA填寫說明明(15)發生度度又叫频度度（Occurrence）频度是一一特定原原因或结结构将会会发生的的可能性性（发生生不良的的机率）。发生生可能性性有其含含义但不不一定是是个数值

16、值。透过过设计更更改来取取消或控控制一个个或多个个失效模模式的原原因或结结构是使使发生等等级下降降的唯一一方法。設計FMEA填寫說明明设计FMEA频频度建议议的评价价准则失 效 发生的可能性可能失效的机率等级极高失效几乎不可避免1/21/3109高一再重复失效1/81/2087中等偶而发生失效1/801/4001/2,000654低相对较少失效1/15,0001/1,500,00032极低不太可能出现失效1/1,500,0001設計FMEA填寫說明明(16)現行設設計控制制列出預防防措施、設計驗驗證/確確認(DV)或其它活活動，而而這些活活動是用用來確保保對失效效模式和和起因/机理之之一設計計

17、充分性性。目前前常用的的控制方方法(如如:道路路试验、設計评评审、台台架/试试验室试试验、可可行性评评审、样样件測試試、車隊隊測試等等)。有有三種設設計控制制方法去去考虑:(1)預預防原因因/机理理，或失失效模式式/后果果發生，或降低發生度度 。(2)查查明起因因/机理理，並提提出矯正正措施（如SPC）。(3)查查明失效效模式（次品），如百百分百检检查。可能的話話，最先先使用第第(1)种方法法；其次次，才使使用第(2)种种方法；最後，才使用用第(3)种控控制方法法。設計FMEA填寫說明明（17）难检度度(Detection)难检度（D）是是对第二二种现行行设计控控制能力力的评估估目的的是为了了

18、测出一一个潜在在的原因因与结构构(设计计弱点)或者者是对第第三类现现行设计计控制之之能力的的评估目的是是发现随随后失效效模式在零组组件、子子系统或或系统投投入生产产之前。取得较较低的等等级规规划好的的设计控控制(如如预防防措施确认和和(或)验证行行动应从从总体上上加以改改进。设计FMEA难难检度建建议的评评定准则则难检度评价准则：由设计控制可探测的可能性等级绝对不确定设计控制不会且/或不能检测潜在原因/失效机制和后绩的失效模式或者根本没有设计控制10极稀少设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续失效模式的机率极其稀少9稀少设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率稀少8极低设计控制检测

19、出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率极低7低设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率低6中等设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率中等5略高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率尚可4高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率高3极高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率极高2几乎肯定设计控制一定可以检测出潜在原因/失效机制和后续失效模式1設計FMEA填寫說明明(18)风险顺顺序数（Risk Priority Number）风险顺序序数（RPN）是嚴重度度(S)、發生度(O)、和難檢度度(D)的乘積。RPN=(S)(O) (

20、D)它是一項設設計風險險的指標標。當RPN較高時，設計小小組應提提出矯正正措施來來降低RPN值值。一般實實務上，會特別別注意嚴嚴重度（S）較高之失失效模式式，而不不理會RPN之數值。設計FMEA填寫說明明(19)建議措措施：當失效模模式依RPN數排列其其風險順順序時，針對最最高級的的影響和和關鍵項項目提出出矯正措措施。任任何建議議措施的的目的是是要減少少任何發發生度、嚴重度度和難檢檢度。增增加設計計驗證或或確認只只可降低低難檢度度的等級級；透過過設計變變更去除除或控制某一个或多個影影響失效效模式的的起因/机理，只能降降低發生生度的等等級；只只有設計計變更才能降低嚴嚴重度等等級。可可以考慮慮下列

21、的的措施，但並不不限於此此：實驗設設計（DOE）修改設計計修改測測試計划修改原原物料規規格如果对一一特定原原因没有有建议措措施，请请在本栏栏中填入入“无”来表示示。設計FMEA填寫說明明(20)责任及及目标完完成日期期：填入入建議措措施的負負責單位位或個人人，和預預计完成成日期。(21)采取的的措施：简要记记载执行行状况，并记下下生效日日期。(22)纠正后后的RPN：將矯正正措施實實施後，經鑑定定、評估估和記錄錄嚴重度度、發生生度和難難檢度的的等級結結果填入入并计算算和记录录新的RPN结结果。如如没有采采取任何何措施请空出出措施施结果的的PRN这一一栏及相相关的等等级栏目目。所有有新的措施结结

22、果的PRN都应该该加以检检讨進進一步的的措施只只要重覆覆(19)(22)之步驟驟即可。設計FMEA填寫說明明追縱確認認：設計責任任工程師師應負責責確認所所有的建建議措施施均已執行或有有適當的的對策提提出。FMEA文件應適適時修正正並能反映最最新的設設計等，和最近近有關的的措施，包括開開始量產後所所發生的的。設計責任任工程師師可由下下列方法法確認所所有建議議措施已被執行行：確認達達成設計計要求。審查工工程圖面面和規格格。确认已已整合到到装配/製造文文件中。審查制制程FMEA和控制計計畫。設計FMEA之效益1.幫助助設計需需求與設設計方案案的評估估。2.幫助助初始設設計對製製造和裝裝配的需需求。3

23、.在設設計發展展階段，增加失失效模式式和系統統后果分分析的次次數。4.提供供额外讯讯息，有有助于全全面的設設計测试试及开发发之規劃劃。5.根據據對顧客客需求的的影響性性，列出出失效模模式的排排序，並並按排序改善善。6.提供供一項改改善方案案，可以以減少矯矯正與追追查的活活動。7.提供供更好的的參考資資料，協協助現場場解決問問題，評評估設計計變更和开发发先期設設計。製程FMEA表填寫說明明（参考设设计FMEA）(1)FMEA編號：填填入FMEA文件編號號，以便便可以追追蹤使用用。(2)項項目目：填填入將被被分析的的系統、子系統統或零件件名稱和編號號。(3)製製程責任任者：填填入OEM、部門和小小

24、組，也也可包括括供應商名稱。(4)编编制制者者：填入入準備FMEA責任工程程師的姓姓名、電電話號碼、公公司名称称。(5)車車型年年份：填填入想要要分析設設計製製造用的的車型年年份。(6)关关键日期期 ：最最初FMEA發佈日期期，不能能超過開開始計畫畫生產日期期。(7)FMEA日期：填填入最初初FMEA完成日期期和最新新被修訂訂日期。製程FMEA表填寫說明明(8)核核心小組組：列出出有權限限參與或或執行這這項工作作的負責責人和單單位。(建議將將所有小小組成員員名字、單位、電話號號碼、地地址等另另行列表表)。(9)製製程功能能/要求求：簡單單的敘述述被分析析的製程程或作業業 (如如：車床床、鑽孔孔

25、、焊接接、組裝裝)。敘敘述儘可可能说明明被分析析的製程程或作業業的目的的。當製製程包含含多種作作業(如如：組裝裝)，而而有不同同的潛在在失效模模式時，要將不不同作業業視為不不同製程程處理。(10)潛在的的失效模模式是指製程程可能不不符合製製程要求求或設計計意圖。敘述規規定作業業的不合合格事項項。它可可能是下下工程的的潛在失失效模式式或被上上工程所所影響的的潛在失失效模式式。無論論如何，於準備備FMEA時，必須須假設進進料的零零組件或或原物料料是好的的。列出每一一個特殊殊作業零零件、分分系統、系統或或製程特特性，所所引起的的潛在失失效模式式。製程程工程師師或小組組要提出出和回答答下列問問題：製程

26、或或零組件件為何不不符合規規格？不考慮慮工程規規格，什什麼是客客戶(最最終使用用者、下下工程、或服務務)所不不滿意的的？一般的失失效模式式包含下下列各項項：断裂、變變形、彎彎曲、毛毛刺、短路、工工具磨損損、不正正確的安安裝、灰灰塵等。製程FMEA表填寫說明明(11)潛在失失效后果果是指失效效模式对对客户的的影响。客戶指指的是：下個作作業、下下工程或或地點、經銷商商或車主。每一個個潛在失失效功能能都必須須被考慮慮。對於最終終使用者者，失效效后果經經常被指指為：雜雜音、不不規律的的動作、不能操操作、不不穩定、通風不不良、外外觀不良良、粗粗糙不平平的、過過度的費費力要求求、令人人不舒服服的氣味味、操

27、控控性減弱弱、車輛輛控制减弱。對於下工工程而言言，失效效后果經經常被指指為：不不能緊固、不能鑽鑽孔或攻攻牙、不不能固定定、不能能磨光、危害操作者者、损坏设备备、不合適適、不連連接、不不相配等。製程FMEA表填寫說明明製程FMEA表填寫說明明（12）严重度度（S）严重度是是潜在失失效模式式对顾客客的影响响后果（列在前前面的栏栏目）的的严重程程度的评评价指标标。严重重度仅适适用于失失效的后后果。如如果受失失效模式式影响的的顾客是是主机厂厂或产品品使用者者，严重重度的评评价可能能超出了了本过程程工程师师/小组组的经验验或知识识范围。在这种种情况，应与设设计FMEA、设计工工程师和和/或后后续制造造或

28、主机机厂的过过程工程程师进行行协商、讨论。严重度度评估分分为“1”和“10”级。(13)等級這個欄位位用來區區分任何何對零件件、子系系統、或或系統將將要求附附加於製製程控制制的特殊殊產品特特性(如如：關鍵鍵的、主主要的、重要的的)。如如果在製製程FMEA被認定等等級，通通知設計計負責工工程師，這將影影響工程程文件相相關控制制項目的的認定。(14)潛在失失效起因因/机理理在儘可能能的範圍圍裡，列列出所有有能想像像到的失失效原因因：不當的的扭力不適當當的鑽孔孔不適當當的焊接接不適當當或沒有有潤滑不精確確的量具具缺少零零件或放放錯不當的的熱處理理製程FMEA表填寫說明明製程FMEA表填寫說明明（15

29、）频度（O）频度是指指具体的的失效起起因/机机理（列列于前一一栏目中）发生生的频率率。频度度的分级级数着重重在其含含义而不是数数值。可以分“1”到到“10”级来来估计频频度的大大小，只只有导致相应失失效模式式的发生生，才能能考虑频频度分级级。找出失效效的方式式、手段段在此不不予考虑虑。为保证一一致性，应采用用下面的的频度分分级规则则。“可能的的失效率率”是根根据过程程实施中中预计发发生的失效来确确定的。推荐的频频度评价价准则失效发生的可能性可能的失效率Cpk频度数很高，失效几乎是不可避免的1/20.33101/30.339高：一般与以前经常发生失效的过程相似的工艺有关1/80.5181/200

30、.677中等：一般与以前时有失效发生，但不占主要比例的过程相类似的工艺有关1/800.8361/4001.0051/20001.174低：很少几次与相似过程有关的失效1/150001.333很低：很少几次与几乎完全相同的过程有关的失效1/1500001.502极低：失效不大可能发生。几乎完全相同的过程也未有过失效1/15000001.671(16)現行製製程控制制現行製程程控制是是敘述控控制方法法，用來來預防可可能擴大大的失效效模式和和偵查出出失效模模式的發發生。這這些控制制方法可可能包括括治具的的防誤或或SPC或後製程程評估。有三種製製程控制制可以考考慮：(1)阻止失效模式式/后果果的發生生

31、，或降降低發生生比率。(2)查查出失效效原因，並提出出矯正措措施。(3)查查出失效效模式（全检）。可能的話話，最好好先使用用第(1)種控控制；其其次才使使用第(2)種種控制；最後，才使用用第(3)種控控制。製程FMEA表填寫說明明製程FMEA表填寫說明明(17)不易探探测度(D)不易探测测度(难难检度)是指在在零部件件离开制制造工序序装配工工位之前前,列于于第16栏中的的第二种种现行控控制方法法找出失失效起因因/机理理过程缺缺陷的可可能性的的评价指指标；或或者用第第三种过过程控制制方法找找出后续续发生的的失效模模式的可可能性的的评价指指标。评评价指标标分“1”到“10”级。假假设失效效已发生生，然后后评价“所有现现行过程程控制方方法”阻阻止有该该失效模模式或缺缺陷的部部件发送送出去的的能力。不要擅擅自推断断：因为为频度低低，不易易探测度度数也低低（比如如使用“控制图图”时）。一定定要评价价过程控控制方法法找出不不易发生生的失效效模式的的能力或或阻止它它们的进进一步蔓蔓延。(18)风险顺顺序数（RPN）风险顺序序数是嚴嚴重度(S)、频度(O)、和難檢度度(D)的乘積。RPN=(S)(O) (D)是一項製製程風險險的指標標。當RPN較高時，功能小小組應提出矯矯正措施施來降低低RPN數。一般般實務上上，會特特別注意嚴重重度（S）較高之失失效模式式，而不不理會RPN之數值。製程FMEA