FMEA--观念理解.ppt

1、FMEA基础知识简介,Failure Mode and Effect Analysis,课程内容,何为FMEA失效模式与效应分析 FMEA起源与发展 FMEA在质量系统上的意义与范畴 一般执行FMEA分析方法 如何执行FMEA FMEA流程展开 执行FMEA最大的困难点 结语,何為FMEA失效模式與效應分析,Failure Mode and Effect Analysis,什么是FMA？什么是FMEA？,FMA-失效模式分析： 关键词: 失效-已实际发生 100%既成事实 集中于: 诊断-处理已知问题 FMA在生产或检验范围内实施 FMEA-潜在失效模式及后果分析 关键词: 失效-尚未发生 可

2、能会发生 集中于: 预防可能问题 FMEA在设计、生产或其他范围内实施,何为FMEA失效模式与效应分析,FMEA失效模式与效应分析（Failure Mode and Effects Analysis），又称为FMECA失效模式、效应与关键性分析 （Failure Mode, Effects and Criticality Analysis），是 一种系统化之工程设计辅助工具，主要利用表格方式协助 工程师进行工程分析，使其在产品设计与制程规划时早期 发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免 失效之发生或降低其发生时产生之影响。 由于FMEA的效益非常显著，因此不论在航天工业、国防 工业

3、、交通运输业、电子制造业或服务业等，都在FMEA 之应用范畴中。过去许多的报导与发表案例，都可显示 FMEA卓越的功效。,何谓FMEA失效模式与效应分析,何為FMEA失效模式與效應分析,客戶滿意的品質槓桿,FMEA定义,FMEA是一种结构化、预防性的可靠度分析技术， 其目的是用以确立可能的失效模式，探讨失效发生 的原因，并采行预防性措施及谋求改进的对策，以 提高产品之可靠度。 FMEA是一种有条理的程序，可以使用一张表格， 将所有失效以数据方式来呈现优先等级数据，并定 义预防措施。 FMEA是一有系統的跨功能小組進行的事先預防活動,FMEA起源與發展,Failure Mode and Effe

4、ct Analysis,起始,1950,1957,1970,1980,1985,1993,1998,FMEA起源与发展,FMEA在品質系統上的意義與範疇,Failure Mode and Effect Analysis,FMEA于质量系统上的意义,FMEA範疇,可靠度预估,可靠度成长,设计FMEA,制造FMEA,客服FMEA,维修FMEA,可靠度试验,可靠度配置,FMEA为可靠度工程的一环，辅助取得可靠度之信息，包括失效模式、寿 命预估等。可区分为设计FMEA、制造FMEA、维修FMEA、客服FMEA等 ，其中以设计FMEA与制造FMEA为主，这两者也是许多客户诉求的重点,推行FMEA之目的,

5、辅助设计与制程人员深入探讨产品各层级可能发生之失效模式，发掘设计或制程上的弱点，累积经验，早期发现失效原因及采取因应之道,作为产品测试规划之执行，以及失效分析与改正所需参考资料，用以研订失效准则，协助失效分析及改正作业，并可作为可靠度分析之参考资料,设计初期即考虑制造与组装的需求，并提供健全的失效信息基础，作为建立测试标准、质量管制程序、制程检验、标准操作程序及标准检验程序等检试与管制规范之参考,作为维护分析作业之参考资料，据以决定产品操作之限制并订定避免导致失效之操作条件，亦可作为售后服务规划、维修保养手册编订及备份料件筹补等作业之输入资料,帮助操作人员之训练，使其能在短期间学到正确找出失效

6、原因的方法及采取有效的矫正措施,公司人员异动时，新人到任后很快能进入状况且对累积的经验及技术能制度化的保存,FMEA能为公司带来何种效益,有系统、有条理的知识管理：设计技术、制程技术 利用风险指标高低筛选优先处理之问题，可达到20/80效益 跨功能、跨部门的横向整合管道：FMEA小组 经验移植最快速的方法：大量数据库查询 获得百倍预防效益：早期投入改善成本最低，效益最大 协助成功推行6：Define（定义）与Measure（测量）阶段 获得客户的亲赖：大厂客户,一般執行FMEA分析方法,Failure Mode and Effect Analysis,一般执行FMEA分析方法,一般常用的FME

7、A形式,如何執行FMEA,Failure Mode and Effect Analysis,如何推行FMEA,1、导入FMEA先期规划 选择推行产品 组成FMEA团队 定义客户（使用者） 教育训练 收集资料 设立FMEA数据库系统,2、订定FMEA执行方案（控制程序）,3、执行与不断维护FMEA,导入FMEA之先期规划,一、选择推行产品：,可根据产品复杂程度之状况，由公司政策规划选择导入FMEA之产品，并由高阶主管宣示推行之决心，产品优先选择之建议原则： 1. 系统复杂性高之产品 2. 可能为害人体生命之产品 3. 发生不良事故后处理费用非常高之产品 4. 良率一直无法提升之产品 5. 推行Q

8、S9000或TS16949之产品 6. 客户要求推行之产品 上述之选择原则仅为建议，实际上仍必须视公司推行之决心与企图而定，尤其有些短期即需完成研发之产品，很多高阶主管认为研发时间都已经不够时，很容易忽略了执行FMEA的重要性，其实事前小小的预防动作，所可能带来的效益，可能难以想象。,导入FMEA之先期规划,二、组成FMEA团队：,FMEA之完成，必须结合产品开发、设计、测试、制程、客服 等相关人员，提出各领域之专业意见，共同完成FMEA表格之 制作，因此在产品项目成立时，即可拟定FMEA项目小组，并 视不同阶段由不同单位主导：,FMEA项目小组包括： 设计工程人员RD单位 品管工程人员QC单

9、位 品保工程人员 QA单位 制程工程人员ME单位 工艺工程人员PE 客户服务工程师 CQE,导入FMEA之先期规划,设计阶段由设计单位主导DFMEA之进行，制造阶段由生产单位主 导PFMEA之进行，没有必要要求每个项目小组人员参加会议，但 是必须提出各阶段之FMEA意见，以免内容失之偏颇。,在拟定小组成员时，所有的小组成员必须体认到以下两点：,在设计FMEA中不必要包含在制造或组装中可能产生之潜 在失效模式，但也可含在其中。,在进行设计FMEA时，不可倚靠制程管制来克服设计之弱 点，而应将制造/组装程序之技衔/实体限制纳入考量。 例： 必须之模具草图 表面精度之限制 组装空间/加工之进出路径

10、钢材硬度之限制 制程能力/效能,导入FMEA之先期规划,二、组成FMEA团队：,导入FMEA之先期规划,三、理清使用者：,一但确定导入的产品，就必须先思考有哪些产品使用者。产品使用者非单只最终的使用者，应包含所有产品开发流程所能接触到的相关人员，如设计工程师、测试工程师、制程工程师、组装工程师、维护工程师等，在填写FMEA表格时应该时时想到下工序即客户，在设想失效状况时，除了考量最终客户的感受外，还需考量下一阶段工程人员的感受，将每个阶段的使用者列出后，可协助执行者的分析规划。 例如在设计的过程当中，即需设想制造组装时所可能遭遇到的问题，不可倚靠制程管制来克服设计之弱点，而应将制造组装程序之技

11、衔实体限制纳入考量。机构工程师在设计螺丝孔的位置时，除了根据客户认定的美观、设计结构的应力与承重之外，还需考量组装者组装的便利，以上三者所可能发生的失效模式，皆可列在表格中进行分析，并及早采取预防改善的措施。,导入FMEA之先期规划,四、搜集资料：,有关产品设计方面的资料：了解所欲分析之产品的功能、工作原理、运行及工作程序、结构形式、其组成的零组件特性 、 材质等。,有关制造工艺方面的资料：了解产品加工过程、组装过程、方法、检验及测试方式等。,有关使用维修方面的贷料：了解产品的使用、操作过程、工作条件、操作人员情况、完成每项维修工作所需时间、维修纪录（失效纪录、维修方法、维修时间、工时、成本）

12、等。,有关环境方面的资料：了解产品的规定使用条件、实际工作环境条件、与其它系统之间的界面关系、人机界面等。,导入FMEA之先期规划,资料搜集完毕后，即针对现有之资料进行进一步之分析： 1. 定义制造流程：涵盖加工、组装及检验等，可以站别来定义 2. 产品特性分析：分析产品（零件、组件）之特性因子，与可 能之制程做对照，做成矩阵表 3. 制程特性分析：分析每一制造流程之输入输出项目，找出 影响产品特性之内部因子（如螺丝扭力）， 外部因子（如材质特性、环境效应）等,导入FMEA之先期规划,五、建立FMEA数据库系统：,FMEA最有价值之运用方式为事前之预防，因此建立一套快速而有效的数据库系统，可加

13、速工程师进行事前之预防与预测工作：,快速取得有用资源：根据产品功能别、失效项目别等，开发快速的搜寻引擎系统 。,跨单位平台沟通：藉由开放式之数据库系统，让各相关单位可随时提出失效模式相互讨论，以确定最后之给分。,反馈设计准则或制造流程：将改善成果显著之成效，反馈至设计准则或制造流程，以进一步进行标准化作业。,订定FMEA执行方案,规定使用的表格、所要分析的最低设计层次、编码系统、失效 定义、确认使用共同FMEA资料的各个部门、时程等。,表格形式：在FMEA作业中，表格为记录分析结果的主要工具。 编码系统：编码系统对于失效分析资料的搜寻极具价值，应注意所使用之 编码系统要与其它工程或管理规定中使

14、用之编码系统一致。 失效定义：应先定义产品之规格与失效条件。 成果整合：可靠度工作计划、维护度工作计划、系统安全工作计划、后勤 支援分析工作计划等等对FMEA作业或分析结果的需求应加以 整合。 时程：掌握FMEA时机通常是决定执行FMEA是否有效的关键，将各阶段 FMEA报告完成的时间订在设计审查点之前，以便能配合计划的设 计审查作业时程。,FMEA流程展開,Failure Mode and Effect Analysis,FMEA流程圖,分析現行管制方法,決定關鍵性失效模式,撰寫報告,改 善 無 效 或 有 限,FMEA表格介紹,FMEA展开项目,FMEA CodeFMEA编码 Result

15、结果 Item/Function Process/Requirement功能项目/制程需求 Potential Failure Mode潜在失效模式 Potential Effect(s) of Failure潜在失效效应 Severity严重度 Classification类别 Potential Cause(s)/Mechanism(s) of Failure潜在失效原因 Occurrence发生率 Current Prevent/Detect Design/Process Control现行预防/检测设计 /制程管制 Detection难检度 RPN风险指标 Recommended Ac

16、tion建议改善措施 Responsibility责任单位 Target Completion Date目标完成日期 Action Results措施执行结果,FMEA展开步骤,步骤1：确定功能项目/制程需求(Item/Function Process/Requirement) 注意事项： 简要说明符合设计目的应有的功能与制程或作业的目的 需有命名法则与编码原则 当其功能或制程目的不只一个时，应个别列出,步骤2：定义潜在失效模式(Potential Failure Mode) 注意事项： 失效模式是指零件、组件、产品可能之失效方式，导致无法 满足预定之设计目的 潜在失效模式可能是导致更高阶的组

17、件、产品的失效模式， 也可能引发较低阶的零件失效效应 进行PFMEA时，应先假设输入的零件/材料均为正确 失效模式可能只在某些操作条件下发生，在分析时应加以考虑 分析零组件被剔退的原因： 制造 组装 接收 测试,FMEA展开步骤,以下列出常见之失效模式归类（59种）：,磨耗/用坏(Worn Out)，破碎(Broken)，倒塌(Collapsed)，龟裂/破坏 (Crack/Fractured)，撕裂/撕破/割裂(Ripped/Torn/Cut)，破裂(Ruptured)，疲劳 (Fatigue)，破损(Frayed)，缺口(Breach)，凹痕(Dented)，斑点(Pitted)，条纹 (

18、Stripped)，擦伤(Chafed)，抓痕(Scored)，挫曲(Buckled)，变形(Deformed)， 弯曲(Bent)，歪曲(Warped)，实体移位(Physical Displacement)，抓住(Seized)， 粘着(Sticking)，束缚(Binding)，振动(Vibration)，松动(Loose)，扭曲/失真 (Distorted)，不正(Misalign)，阻塞(Clogged)，堵塞(Jammed)，烧燬(Burned)， 过热(Overheated)，泄漏(Leaking)，污染(Contaminated)，润滑丧失 (Loss of Lubricati

19、on)，腐蚀(Corroded)，恶化(Deteriorated)，退化(Degraded)， 开路(Opened)，卡住打开(Stuck Open)，短路(Shorted)，卡住关闭(Stuck Closed) ，过弧(Arcing)，噪音/噪声(Noisy)，漂移(Drift)，不稳定(Unstable)，超出规格 (Out of Specification)，超出公差(Out of Tolerance)，变弱(Weak)，失调 (Out of Adjustment)，无运动(No Movement)，不操作(No Operation)，工艺 (Workmanship)，不定的(Errat

20、ic)，错误反应(False Response)，不正常流动 (Improper Flow)，不正常时序(Improper Timing)，诱发的(Induced)，间歇性 (Intermittent)，其他(Other)，未知(Unknown),FMEA展开步骤,步骤3：确定潜在失效效应(Potential Effect(s) of Failure) 注意事项： 失效效应是失效模式发生，对较高层次组件、系统功能、顾客 与政府法规所可能造成的影响。一个失效模式可能会造成多个 失效效应 需根据顾客可能发现或经历的状况来描述失效效应 顾客可以是内部顾客，指下一个操作、下游操作/位置，也可 以是最终

21、顾客 一般可能发生的失效效应如下：(不侷限于此) 噪音粗糙/凹凸不平 操作异常无法操作 外观不良漏气 不稳定耗电,步骤4：决定严重度等级(Sev) 注意事项： 严重度为失效效应的严重程度指标，以评点方式表示，范围 1 10等级 进行分析时，应针对每一个效应作评分，再从中找出最高点数 填入栏位内 降低严重度的方法唯有透过产品设计或流程设计改善,DFMEA 严重度评估准则,FMEA展开步骤,DFMEA 嚴重度評估準則,FMEA展開步驟,PFMEA 嚴重度評估準則,FMEA展開步驟,PFMEA 嚴重度評估準則,FMEA展開步驟,FMEA展开步骤,步骤5：对于特殊设计或制程进行分类(Classific

22、ation) 注意事项： 对需要附加制程控制的零件、子系统或系统的特殊设计与制程 特性进行分类，如电子、机械、软件、制程、材料、其他名称 等。或是对需要特别处理、管制或检验之产品进行特性分类， 如危险、关键、主要、重要等。 只要是在制程FMEA中被认定需要特别之制程管制项目，都应 正式通知负责设计之工程师，因为可能会影响到工程文件中有 关管制项目的认定,步骤6：分析潜在失效原因(Potential Cause(s)/Mechanism(s) of Failure) 注意事项： 针对每一个失效效应，尽可能列出想象的到的失效原因 分析出一失效原因为失效效应的唯一原因，FMEA的思考程序 才算完成。

23、 找出最主要的原因与最容易控制的原因，例如使用实验设计法 失效原因需详细说明，以便这些原因为目标进行适当的补救措 施,FMEA展开步骤,注意事项： 一般的失效原因如下：(不侷限于此) 不适当的扭力 - 过大或过小 设计公差过小/过大 材料规格错误 焊接不当 - 电流、时间、电压不正确 量具不准确 热处理不正确 - 时间、温度 浇口/通气口不正确 润滑不当或无润滑 零件漏装或安装位置错误,步骤6：计算发生率(Occ) 注意事项： 特定失效原因预期可能发生的机率 评点等级在 1 10级，数值只是表示相对发生频率高低，而非 真正的发生频率 可从任何类似的制程历史数据获取统计值，来进行主观评点,FME

24、A展開步驟,FMEA發生率評估準則,FMEA展開步驟,发生率评估准则,步骤7：详细描述现行设计或制程管制 (Current Prevent/Detect Design/Process Control) 注意事项： 描述失效模式发生时可能的范围，或当失效模式发生时，目前 之侦测方法或即将用于此管制或类似管制者 现行制程管制措施可能是制程上的管制，也可能是制程后的评 估 设计管制方法可能是Design Guide、设计验证或其他可靠度方 法。,FMEA展开步骤,步骤8：计算难检度(Det) 注意事项： 以评点方式，评估潜在失效原因之侦测能力，或另件在离开制 程或组装站前，检测初期失效模式发生的能力

25、，评点等级在 1 10级 不可因失效模式之发生率低，而自行假设其难检度等级也低， 以统计为基础的抽样检验，才是控制侦测能力的正确方法,FMEA展開步驟,DFMEA难检度评估准则,FMEA展開步驟,PFMEA难检度评估准则,FMEA展開步驟,PFMEA难检度评估准则,FMEA展开步骤,步骤9：计算关键指数 RPN = (S) (O) (D) 注意事项： 关键指数 RPN = 严重度 发生率 难检度 RPN数值范围应该在 1 1000之间 数值用于设计重点之排序，例如以柏拉图的方式 FMEA小组应该对数值偏高之项目透过改进措施降低RPN值 一般而言，无论RPN数值如何，当严重度评点很高时，都必须 加以特别注意,步骤10：策划建议改善措施(Recommended Actions) 注意事项： 对RPN值高于设定值之重点项目，策划改善措施 若失效原因尚未厘清前，建议改善措施要靠统计的