ProcessFMEA_(失效模式分析).ppt

1、過程失效模式及效應分析Process Failure Mode Effect Analysis (PFMEA),FMEA背景資料,失效模式及后果分析 Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) 60年代中期发展，美国太空总署(NASA)用于阿波罗项目(Apollo Project) 初用于航天工业，核电科技，及后引入汽车工业 现时全球广泛应用,審麼是FMEA,FMEA是一種表格化的系統方法 用以幫助工程師所用的思維過程 以確定失效模式及其影響 “故障模式與影響分析”涉及準確地找到一件產品 一個系統的功能界面 或一個工藝中可能出現的故障 以及它們對質量可能造

2、成的影響,FMEA的目的,故障模式與影響分析是一個提高質量的過程，利用企業員工的知識和創造潛力，來確定設計及過程的關鍵特性與重要特性，並辨認和評估可能的故障及其嚴重程度 在新開發的產品 改型產品 生產和組裝工序 複雜的系統 檢查諸如硬件與軟件之間重要界面在功能上的相互依賴情況 通過改變設計或加強過程控制以減少故障的數量，甚至防止這些故障的出現,FMEA的益處,改進企業產品的質量、可靠性與安全性 改進企業公司的形象與競爭力 幫助增加客戶的滿意程度 降低產品開發時間與成本 書面規定并跟蹤減少風險所索取的措施,时间,客户投诉,制造及装配,设计核准,FMEA,产品策划,设计,制造,应用,预防,寻找 方

3、法 及 解决 问题,成本,1000,100,10,1,各阶段纠正问题的成本,三種FMEA的差異,系統FMEA-早期構思設計階段 分析系統與子系統的潛在失效模式 一個系統與其他系統間的相互作用 系統的單元間的相互作用的分析 設計FMEA-用來在產品交付生產前 重點分析由設計缺陷引起的產品潛在失效模式 過程FMEA-用來分析制造與裝配過程 重點分析由制造或裝配過程缺陷引起的潛在產品失效模式,過程FMEA,幫助分析新的制造與裝配過程 考慮到潛在制造與/或裝配過程失效模式及其影響的可能性 鑒別過程缺陷，集中力量于控制，減少不合格產品或提高對不合格產品檢測的方法 鑒別關鍵特性與重要特性，幫助制訂全面的制

4、造控制計划 建立過程改進措施的優先次序 將過程變更的理由編成文件以指導將來的制造/裝配過程的發展,FMEA的輸出,清單 潛在的失效模式清單 關鍵及重要特性清單 消除產品失效模式原因或減低其發生率的措施清單,FMEA的使用環境,與安全有關的系統，組件或產品特點 會造成嚴重後果或後果代價巨大的潛在故障模式 主要的新產品，新技術，新材料和新工藝 當它們在前階段開發時未有足夠“保障”的情況下 概念或功能上的變化 重新使用過去有問題的組件 使用現有產品方面出現了新情況,誰編制FMEA？,建議釆取工作小組方法來編制FMEA 負責系統、產品或制造/裝配的工程師領導小組 所有受影響的領域有負責設計或過程的工程

5、師代表參加 組員應按需要包括設計、制造、裝配、質量、可靠性、維修、釆購、測試、供應及其他主題的專家 系統、產品與過程設計成熟時，成員會有變動 專賣品設計(黑箱/灰箱)，由供應商負責。企業公司負責設計的機構，批准供應商FMEA的准確性與徹底性,何時開始FMEA？,设计新的系统、产品与过程时 更改现有设计或生产过程时 当设计/过程要用于新用途或新环境时 当完成纠正/预防措施后(例：8D研究) 对于系统FMEA：在系统功能确定后，但在特定硬件确定前 对于设计FMEA：在产品功能确定后，但在设计批准并投产前 对于过程FMEA：当有了产品初步图纸时,系统FMEA 在系统设计成形，各硬件确定時 设计FME

6、A 在产品設計投產時 过程FMEA 在所有作業都經考慮，所有關鍵與重要特性都查出而且控制計划已完成時,何時完成FMEA？,FMEA是一份动态文件(Living Document) 更新条件 凡对产品设计、应用、环境、材料或对产品的制造或装配过程考虑有更改时 在设计或制造/装配过程中发生显著变化时,何時更新FMEA？,系統/子系統/零部件項目名稱：,產品型號：,核心小組：,責任者：,生效日期：,文件編號：,頁碼：,FMEA修訂日期：,FMEA制定日期：,潛在失效模式和效應分析 (FMEA),9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,1,3,2,5,4,8,

7、7a,6,8a,編制人：,7,編制過程FMEA,1系統/子系統/零件項目名稱 2產品型號 3核心小組 4責任者 5生效日期 6編制人 7文件編號 7a頁碼 8FMEA制定日期 8aFMEA修訂日期,9. 過程功能 / 要求,編制過程的流程圖-制造與裝配過程。 以小組的集體知識為基礎。 這個生產過程要做什么？ 其目的是什么？ 其功能是什么？,9. 過程功能 / 要求,填寫過程或操作的簡單說明/目的。如果過程包含許多不同的潛在失效模式的操作，則每一操作分別列出。例如，將多工作機床的每一操作或一台加工設備的順序過程都列出。 操作#20：鑽孔 操作#30：將零件A焊至零件B 操作#40：將零件X裝進部

8、件Y,潛在失潛模式,生產後檢查出良品,客戶不滿意,10. 潛在失潛模式,過程失效模式是零件被拒收的理由 零件特性不符工程規範 過程不能滿足其目的或功能 零件特性是零件的一種特點 如尺寸、大小、形狀、位置、安裝位置、組織、硬度、外觀、塗復、反光性等。 例如工程圖紙上的尺寸，或是在工程技術要求的硬度。,潛在失潛模式分類,一般說，過程失效模式可分類如下： 制造：尺寸的(超公差)，肉眼能看出 裝配：零件遺失、裝配位置不正確 接收/檢查：購入的零件在接收時拒收的原因 試驗/檢查：接受環的零件，拒收發的零件,潛在失潛模式-查閱資料,設計FMEA以鑒別所生產的零件的功能或目的 以前關于類似或代用零件生產過程

9、方面的問題 保証書資料、更改事項報告、以及其他適用的文件 確定所有已知的曾發生的失效模式。 過程流程圖，并問： 零件為什么會在這個過程操作時被拒收？ 零件怎樣會在這個過程操中不符合規範？ 什么是下一個或以后的操作者不能接受的？ 什么是最終的客戶認不是不可接受的？,潛在失潛模式-查閱資料,盡量提出潛在的失效模式，考慮每一過程步驟的輸入輸出 操作時的失效模式可能是一個上游的失效模式的結果 潛在的關鍵特性已在設計FMEA中鑒定出，則也予列上 潛在失效模式應按其嚴重程度排隊，并按下降次序排好 在這一操作時拒收零件原因的說明，應以零件特性的術語來說明，不要填入無關大局的失效模式 零件孔中心錯位 零件松動

10、 零件有毛刺零件漏泄 零件有裂紋零件方向錯誤 零件變形零件有刀痕 零件腐蝕零件有砂眼,11. 潛在失效效應,下游用戶生產過程或最終的客戶那里會注意到或體驗到的后果。對于過程FMEA，下游用戶作業可能包括裝配作業/工廠，或一個維修( 經銷人)作業。 鑒定已知的潛在影響，通過查閱以前的和代用品的： 生產過程FMEA設計FMEA 保証資料回憶錄/ 更新事項報告 其他適用的文件 部件在何處、如何可能失效，下列各項的可能影響： 下一步用戶作業下游程序用戶作業 最終客戶車輛運行 司機安全遵守政府規定 機床/裝備,SAFETY FIRST,潛在失效效應,填入相應說明, 鑒定失效模式對于 下游作業最終客戶車輛

11、性能 司機安全政府規定遵守的車輛安全運行 下一作業：在作業#20不能鑽孔 以后作業：在作業#70不能將部件定向 以后作業：不能將部件裝入高一層次的組件 零件：零件功能部分喪失 車輛：車輛運行受損 客戶：客戶受過大噪聲干擾 政府規定：可能不符F/CMVSS#108,12. 嚴重程度 (S),S: 潛在失效模式影響重性的等級 評價每一影響的嚴重程度 對車輛與最終客戶影響的嚴重程度將表示在該零件的設計FMEA中。 FMEA工作組應在使用該表時對每個影響的嚴重程度的等級取得一致意見。,過程FMEA的严重程度评估表,嚴重程度只適用于對失效模式的影響,只有在下列情況下，FMEA小組方可更改標准欄里的內容以

12、滿足當地的要求。 該表一直要在整個當地工廠使用 任一更改有成文的支持理由 更改經當地企業公司管理部門與質量辦公室批准 未經環境與安全工程-標准部門的事先批准，等級9與10的判別標准不得變更。 供應商可將“車輛”改為“產品”。,13. 特性分類,失效模式/原因組合有嚴重程度等級1時，則可能存在一個關鍵特性，參見第7節，其中說明如何用過程FMEA來幫助鑒別某過程(或產品)特性為關鍵特性，鑒別出一個關鍵過程(或產品)特性時，在本欄中填入一個倒三角符號“”。 當一失效工/原因組合有嚴重程度等級1，而產品影響客戶滿意時，則可能存在一個重要特性，其中說明如何鑒定一個產品或過程特性為重要特性，當鑒別出一個重

13、要特性時，本欄內填寫上字母“SC”。,14. 失效的潛在原因,失效原因是造成制造或裝配缺陷來源 由于制造異常而造成，它可以用校正或控制的過程缺陷來描述 鑒別原因應從嚴重程度等級最高的那些失效模式開始, 工作組應在兩方面處理原因: 1)假定進入一項作業的零件/材料是正確的 2)考慮具有差異的進貨源,1). 假定進入一項作業的零件/材料是正確的,假定零件設計健全, 不會因內在的設計缺陷；或因某種的不適合(供應商、制造與/或裝配上的錯誤)而失效 第一層原因(過程缺陷)：直接原因-直接使失效模式發生 在因果圖中,它是主要”魚骨”上的項目 在故障樹分析(FIA)中, 是在失效模式之下第一個鑒別的原因,分

14、析透徹每一失效模式的潛在原因,查閱以前的過程FMEA，更改事項(CR/CR)報告與其他有關文件，列出所有已知的曆史原因 考慮零件如何會失效(即零件失效模式-零件為什么會在該作業時剔除) 在每一作業中那種過程特性可能引起零件失效模式，諸如設、材料、方法、操作者與環境之類的變異源,考慮以下情況： 失效模式：零件在作業#10 變形 第一層次原因： 爐溫過高 建議的措施可能是增加一個自動爐溫控制器以保持設定的溫度 補救過程措施/ 控制措施-直接針對消除或減少失效模式原因,分析透徹每一失效模式的潛在原因,對于影響等級為9或10的失效模式：鑒別失效根因，有時在第一層次原因之下，可能有不止一個下層的根因-(

15、8D)，因果圖或故障樹分析之類的技術，可能用來幫助確定根因 注：潛在的設計問題要以在過程FMEA過程中鑒別，如果合適，應考慮補救設計措施 設想情況：其中代用材料經批准且符合全部設計規範。然而，如果這種材料用于新的過程，則可能引一種失效模式(例如，在高溫固化作業時變形)，最好找代用材料 FMEA小組里表現為跨功能的特點 潛在問題可以鑒別并在設計FMEA中處理 然而會即直到進行過程FMEA時問題才顯示出來,分析透徹每一失效模式的潛在原因,2). 考慮具有差異的進貨源,差異的進貨源, 例如可以包括外購的零件/材料，或來自以前作業的零件/材料。 查閱上游作業的過程FMEA結果 上游作業的失效模式可是下

16、游作業失效模式的原因 考慮差異考慮差異的進貨源，鑒別那些可能引起失效模式并需要補救措施的變異來源。 以可以修正或控制的過程參數說明原因 不要使用如“操作人員錯誤”、“機床工作不良”或“裝配不當”之類的詞語，這些詞語是含糊的，不是用可以修正或控制的過程特性來被表示的。,原因根究,每一失效模式的原因至少要標明所有“第一層次”原因并分別填入過程FMEA如標明了多種原因 假定1：假定2： 工具深度設定錯誤材料過硬/過軟/過脆 工具磨耗尺寸不合規範 扭短過小表面光潔度不合規範 爐溫過高定位器孔偏高位置 固化時間過短 氣壓過低 運送帶速不穩 供料過快 限位開關偏離中心 洗滌器噴嘴塞,產品FMEA與工藝FM

17、EA的互依賴性,15. 發生頻度 (O),O-是一種對應于現行控制措施下，在某種原因下估計累計失效數次的等級。 估計對第14欄所列的每個第一層次原因的發生率，如果第一層次原因的發生頻度不能估計，則估計每1000件生產零件的累計失效數(CNF/1000)。,Cpk欄假定過程用統計過程控制法來控制 過程控制是穩定的，Cpk值是根據實際過程能力研究的數據為依據 如無這些數據，則用來自類似過程的生產數據 如果沒有現成生產數據并過程穩定，用Ppk數據 假定過程不穩定，時用修理、重新加工與/或報廢數據(廠內指標)，并以該數據與CNF/1000欄相比較 CNF/1000=每生產1000個零件失效累計數,15

18、. 發生頻度 (O),過程FMEA的發生頻度評估表- (O),16. 目前評價/控制措施,目前的控制措施是現有的過程方法或技術 在作業時防止或檢測失效模式或其原因 在制造與裝配廠內在下步作業時檢測失效模式 目前控制措施的鑒別應從嚴重程度與發生頻度等級最高的那些失效模式/原因組合開始 查閱從前的測試報告,更改事項報告、現場報告、與保証書資料,并查閱關于代用過程的FMEA及附錄其他適用的文件,列出用以防止或減少原因發生或檢測類似零件失效模式的以前的控制措施。,16. 目前評價/控制措施,估計檢測水平等級時只考慮那些用于檢測失效模式的控制措施,在估計發生頻度等級時才考慮用來防止或減少失效模式原因發生

19、的控制措施(見第15步)。 (D）或符號標志-檢測失效模式的控制措施可能有好處 (P） -標志防止或減少失效模式原因發生的控制措施或類似符號。 隨機質量控制檢查不大可能測到一個存在的孤立缺陷,因檢測水平等級不產生變化,同樣,在統計基礎上的抽樣可能不是有效的檢測控制而可能得不出對檢測水平等級的改變。,16. 目前評價/控制措施,審查: 碼頭發貨 過程參數/特性 拆卸 核對: 操作者(與SPC同用) 100%自動(測量) 手動/目視 工件夾具(防錯),檢查: 巡徊 過程中 最終(尺寸、功能) 其他: 工程規範測試 裝配檢驗 工具或模具改變后 工程中或作業后 實驗室測試 限位開關 視/聽報警裝置,1

20、7. 檢測水平 (D),檢測水平是對應于現行過程控制措施 在零件離開制造/裝配位置前測出失效模式可能性的等級。 估計第16步所列的每一控制檢出第10欄所列失效模式的能力，假定失效模式已發生。 不得因發生頻度等級低而假定檢測水平等級低,17. 檢測水平 (D),如果100%自動測量列為控制，FMEA工作組應根據下列因素考慮其有效性： 表計的條件 表計的校准 表計測量系統的吳差 表計失效的可能性 表計系統被漏過的可能性,17. 檢測水平 (D),如果列上100%目視檢查工作, 但應根據下列因素考慮其有效性： 100%目視檢查80-100%有效 視當地情況而定 可能看到失效模式的個員數目 失效模式的

21、性質，是明顯的還是模糊的,17. 檢測水平 (D),用過程FMEA的檢測水平評估表來選擇檢測水平等級數只評那些目的在于檢測失效模式的控制措施 如果用控制措施來檢測失效模式的能力未知，或無法估計，則用檢測水平等級為10 當對一個特定的失效模式列出几種控制措施時，對每種控制估計檢測水平等級，選擇最佳(最低)的等級，或者如果所有的控制都用上，則根據疊加的控制措施估計一個綜合的檢測水平等級,FMEA的檢測水平,情況1：檢測能力已知 假設將用一個現行的過程控制來檢測一批150K個零件生產的失效模式，此外，還假設控制將檢查出每一零件有無失效模式，即如發生失效模式，控制肯定會予以檢出，在這一情況，檢測水平等

22、級為1 情況2：檢測情況未知 假設目前控制檢出第10欄中的失效模式的檢測能力未知，則檢測評分為10,過程FMEA的檢測水平評估表-(D),18. 危險優先序數(RPN),風險優先序數(RPN)-嚴重程度X發生頻度X檢測水 RPN= S x O x D 記住RPN數本身無價值無意義，等級與RPN數只應用來將潛在過程弱點排序以便考慮減少危險性與/或使過程更為健全（減少制造與或裝配上的差異）的可能措施。 FMEA小組可能要按嚴重程度等級將潛在失效模式排隊并按嚴重程度，發生頻度等級將失效模式原因組合排隊。 填入、嚴重程度，發生頻度與檢測水平等級之積。,19. 建議的措施,為減少嚴重程度，發生頻度與/或

23、檢測水平等級中的一種或几種而釆取的過程補救措施。 凡遇下列情況應該考慮補救措施： 失效模式影響的嚴重程度等級為9或10 一個失效模式/原因組合的嚴重程度與發生頻度等級之積是高的(根據工作組一致意見) 一個失效模式/原因/現行控制組合的RPN分高(根據工作組一致意見) 當潛在失效模式的影響可能危及裝配或制造人員時，必須釆取糾正措施。,過程措施目的在于依次減少嚴重程度、發生頻度與檢測水平等級。應考慮下列類型的措施：,19. 建議的措施,將所建議的措施最好標以（P）(防止)或（D）(檢測)這些字母表明，給跟蹤這些措施提供了方便。 凡遇失效模式/原因組合的嚴重程度等級7時，過程(與/或設計)措施必須加以考慮，以減少危險性(嚴重程度與/或發生頻度等級)。 利用這些等級，目的在于將危險性降低到對安全行車或遵守政府規定方面有不利影響的條件之下。 如果未建議釆取措施，最好在欄內填“目前無措施”，這樣防止有人把空白項理解為忽略或解決不完全。,20. 責任人及日期,將所建議的措施最好標以（P）(防止)或（D）(檢測)這些字母表明