fmea(潜在失效模式及後果分析)irda

FMEA失效模式與效應分析0講授內容一·產品風險與可靠度二·FMEA基本的概念三·製程FMEA表填寫說明四·FMEA精義與要項說明五.Homework1一、產品風險與可靠度QualitySystem9000是美國汽車工業的品質管理系統，以持續改善為目標，強調缺點預防，降低品質差異，減少生產線的浪費與廢棄物。QS-9000訂定了美國三大汽車公司，福特，克萊斯勒，通用汽車公司，以及卡車製造業者，和其他相關產業，的品質標準，作為內外服務、零件、材料供應的要求規範。1、什麼是QS-9000？福特Q-101品質管理系統標準通用汽車NAOTargetsforExcellence克萊斯勒供應商品質保證手冊2一、產品風險與可靠度1.面對市場開放與日本車的競爭壓力，美國福特汽車、克萊斯勒、與通用汽車等三大車廠共同主導制訂QS9000品質系統，並結合美國品管學會（ASCQ）與車輛工程學會（SAE），開始研究如何將可靠度之失效預防觀念

工程技術導入車輛業。善用現有之可靠度工程分析工具(如FMEA、FTA等)作為前端工程作業，以提供開發產品過程中之工程決策支援，並發展新的前端工程分析工具。3一、產品風險與可靠度2.QS9000品質系統之各種作業程序與參考手冊，成為美國車輛工業共同之作業準則，並且有成為全世界車輛業共同規範之趨勢。3.工程人員普遍缺乏整體系統開發觀念，前端工程分析作業無法連貫，分析工作變成多餘而無效的，造成許多在研發初期就應該做好預防的工作，卻要等到進入原型生產，才提出修改建議進行矯正如此不僅浪費時間，而且浪費金錢。4.必須要有整體性之規劃，並且循序漸進地逐步改善企業之研發環境。4ISO9000品質系統客戶要求QS9000+IASG生產零件核准程序(PPAP)客戶指定要求品質手冊程序作業指導書其他文件客戶參考手冊APQP&CPFMEAMSASPCQS9000品質系統要求5二、FMEA的基本概念”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全台大停電早知道不濫墾濫伐就不會造成土石流早知道作好橋樑維護就不會造成高屏大橋倒塌有些早知道是必需的!有些就不會是不允許發生的核能電廠、水庫、衛星、飛機…….有效運用FMEA可減少事後追悔6二、FMEA的基本概念”我先……所以沒有”我先看了氣象預報所以沒有淋成落湯雞我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛安我先設計電腦防火牆所以沒有被駭客入侵有些我先是必需的!有些所以沒有是預期可避免的核能電廠、水庫、衛星、飛機…….有效運用FMEA可強化事先預防7二、FMEA的基本概念

1.對產品設計與製程進行失效分析，找出元/組件的失效模式，鑑定出它的失效原因，並評估該項失效模式對系統會產生什麼影響。2.找出元/組件或系統的潛在弱點，提供設計、製造、品保等單位採取可行之對策，及早進行設計與製程研改，強化產品品質。3.書面描述上述分析過程，確保產品品質符合顧客需求。8二、FMEA的基本概念

1.及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一。2.它是“事前的預防”而不是“事後的追悔”。3.事先花時間進行FMEA分析，能夠容易且低成本地對產品設計或製程進行修改，從而減輕事後修改的危機。4.FMEA能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機會，它是一個相互作用的過程，永無止境的改善活動。9二、FMEA的基本概念利用表格方式協助工程師進行工程分析，使其在工程設計早期發現潛在缺陷及其影響程度，及早謀求解決之道，以避免失效之發生或降低其發生時產生之影響。1.失效模式分析(failuremodeanalysis)由下而上分析，即由元件、組件至系統，確定在系統內不同結構層或功能層次的失效模式。2.失效效應分析(failureeffectanalysis)對每一個失效模式，確定其失效對其上一層模組及最終系統的失效影響，了解其組件介面失效關聯性，做為改進行動的依據。3.關鍵性分析(criticalanalysis)對每一個失效模式，依其嚴重等級和發生機率綜合評估並予以分類，以便確定預防或改正措施的內容和優先順序。FMEA內容FMEACA10二、FMEA的基本概念失效的定義根據Collins(1981)的定義「失效為一件裝備，裝備的組件或一件結構發任何形狀、尺度或材料性質的變化，造成這些物品處於無法充分地執行其特定的功能的狀態。」規格：對於系統或裝備的性能或功能範圍，必須驗証時可以量測。

GO/NOGO計數型：較易研判計量型：功能與規格界限不易確定11二、FMEA的基本概念物品直接表現失效的形式如下：1.實體破壞：硬式失效2.操作功能中止3.功能退化4.功能不穩定軟式失效2~4項物品機能因老化(Aging)、退化(Degradation)或不穩定(Unstable)而不能滿足原設定的要求標準，所以失效現象及研判準則必須量化。12二、FMEA的基本概念將失效依照其應用的目的或特性加以分類：1.依失效發生原因分類先天性弱點的失效誤用失效2.依失效發生時間情況分類突發性失效漸次性失效3.依失效範圍程度分類局部性失效全面性失效4.依失效根源分類老化、組件、環境、人員13二、FMEA的基本概念典型車輛工業開發三步驟APQP

Timeline過程流程圖(包含所有流程)設計FMEA(包含所有流程)製程FMEA關鍵特性與失效影響議題(在所有流程)有些要素可能含在過程管制計畫關鍵特性與特性管制議題過程/流程管制計畫(所有主要流程)由APQP程序啟動過程14二、FMEA的基本概念車輛文件發展發展過程流程清單檢查顧客需求將流程清單主要的流程填入FMEA仔細考量什麼是主要的過程運用FMEA思索每一個過程的要素使用RPN指標及相關資訊決定關鍵特性針對關鍵特性發展管制計畫對關鍵特性發展合適的管制機制仔細考量每一階段之管制計畫prototypepre-launchproduction15FMEA之功用階段功用

1.設計階段1.發掘所有可能之失效模式2.依固有的技術進行設計變更3.必要之處，採用可靠性高之零組件2.開發階段1.明確把握失效原因，並實施適當的改善2.零件安全之寬放確認3.壽命、性能、強度等之確認3.製造階段1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點2.利用FMEA之過程製定必要之製程標準4.客戶抱怨階段1.不同環境產生之失效，以FMEA克服2.不同使用法產生之失效，以FMEA克服二、FMEA的基本概念16FMEA之特徵1.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。2.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。3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.QS9000FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA”及“製程FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析項目缺少現行管制方法故適合設計時使用。5.FMEA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法。二、FMEA的基本概念17QS9000設計/製程FMEA表二、FMEA的基本概念36xxPFMEA18三、製程FMEA填寫說明列出製造流程圖與製程條件思考不符合製程條件時之產品現象19三、製程FMEA填寫說明20三、製程FMEA填寫說明(11)潛在失效效應

是指失效模式對客戶的影響。客戶指的是：下一個工作道次、下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛在失效效應都必須被考慮。

對於最終使用者，失效效應應一律用產品或系統的性能來描述如：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、過度的費力要求、令人不舒服的氣味、操控性減弱、車輛控制受損等。

對於下一工作道次而言，失效效應應用工藝/製程特性能來描述如：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、不連接、不相配等。21(12)嚴重度(S)

嚴重度是指潛在失效模式對顧客所造成的失效效應嚴重程度的評估指標，嚴重度僅適用於失效的效應，如果受失效模式影響的顧客是裝配廠或是產品使用者，嚴重度的評估準則可能超出製程工程師/小組的經驗或知識範圍，此時應與設計FMEA團隊進行研討。三、製程FMEA填寫說明22(13)等級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殊產品特性(如：關鍵的、主要的、重要的)。如果在製程FMEA被認定等級，通知設計負責工程師，這將影響工程文件相關管制項目的認定。(14)潛在原因/設備失效在儘可能的範圍裡，列出所有能想像得到的失效原因：

不當的扭力 不適當的鑽孔不適當的焊接不適當或沒有潤滑不精確的量具缺少零件或放錯不當的熱處理三、製程FMEA填寫說明23(15)發生率(O)

發生率是指具體的失效起因/機理發生的頻率，頻率的級數著重在其含義而不是數值。

可以分1～10級來估計頻率的大小。

如果能從類似的製程中獲得數據，那麼可以用統計數據來確定頻率的級數，否則可用表(3)文字敘述方式來評估。

三、製程FMEA填寫說明24(16)現行製程管制現行製程管制是敘述管制方法，用來預防可能擴大的失效模式和偵查出失效模式的發生。這些管制方法可能包括治具的防誤或SPC或後製程評估。有三種製程管制可以考慮：(1)預防原因/設備，或失效模式/效應的發生，或降低發生比率。(2)查出失效原因，並提出矯正措施。(3)查出失效模式。可能的話，最好先使用第(1)種管制；其次才使用第(2)種管制；最後，才使用第(3)種管制。三、製程FMEA填寫說明25(17)偵檢度(D)

是指零組件離開製作道次或裝配之前，用前述第(2)種現行製程管制方法(查出起因或機理，並提出矯正措施)來偵檢潛在失效起因/機理(製程缺陷部份)能力的評估指標或者用第(3)種製程管制方法(查明失效模式)偵檢可發展為後續的失效模式能力的評估指標。評估指標分成1~10級，作業時以假設失效己發生，考量現行所有製程管制方法，阻止有該失效模式或缺陷的組件流出的能力。

以統計原理為基礎的抽樣檢驗是一種有效的偵檢度評估方法

三、製程FMEA填寫說明26(17)偵檢度(D)發現標準:製造或組裝時發現的可能性等級

完全不確定不能發現潛在原因/機理以及併發的失效模式10非常低現行的管制可能會發現潛在原因以及併發的失效模式9低管制缺乏機會發現潛在原因以及併發的失效模式8一般管制將會發現潛在原因以及併發的失效模式7高管制很有機會發現潛在原因以及併發的失效模式6非常高可確定管制將會發現潛在原因以及併發的失效模式54321三、製程FMEA填寫說明27(18)風險優先數風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)的乘積。

RPN=(S)(O)(D)是一項製程風險的指標。當RPN較高時，功能小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上，會特別注意嚴重度較高之失效模式，而不理會RPN之數值。