潜在的失效模式及后果分析课件.ppt

1、,潜在的失效模式及后果分析(FMEA),培训师：宋小燕,Failure Mode (cause) Effect Analysis,FMEA 定義及分析方式,FMEA是一種工程技術用以定義、確認及消除在系統上、設計、过程及服務還沒有到達顧客前已知的或潛在的失效、問題等。 FMEA包含了兩種分析方式： 第一: 使用歷史數據，針對相似產品、 服務、 保證數 據、 顧客抱怨、 及其他可取得資訊，加以定義 失效。 第二: 使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工 程等以確認及定義失效。 如果正確及適當地使用，FMEA 方法會使評價行動更準確及更有效率。,良好FMEA之具備事項,FMEA是早期預防失效及

2、錯誤發生的最重要 且最有效的方法之一。 一個良好的FMEA必須具備： 1.確認已知及潛在失效模式 2.確認每一失效模式的效應和原因 3.依據風險優先指數(產品的嚴重度、發生率 及偵測度) 4.提供問題改正行動及跟催,FMEA 之效益,指出設計上可靠性的弱點，提出對策 針對要求規格、環境條件等，利用實驗設計或模擬分析，對不適當的設計，即時加以改善，節省無謂的損失 有效的實施FMEA，可縮短開發時程及開發費用 FMEA發展之初期，以設計技術為考量，但後來的發展，除設計階段使用外，製造工程及檢查工程亦可適用,FMEA展開時機,1.依照FMEA定義，它是一種方法，消除或減少已知或潛在問題， 以強化顧客

3、滿意至最大極限。因此，為了要達成此目的，展開FMEA 的時機必須愈早愈好!縱使相關數據/資訊仍然未知時。 FMEA的口號為:(就你所有，儘全力而為) 2.經由品質機能展開(QFD)已知某些資料時，就應立刻展開FMEA。 3.當設計新的系統，新的設計，新產品，新过程，新的服務時。 4.當現有系統，設計，產品，过程，或服務等不管是何種理由，將要變更時。 5當既有的系統，設計，產品，过程，或服務的條件有新的應用時。 6當既有的系統，設計，產品，过程或服務被考慮要改善時。,FMEA 之因果模式,1.設計不當 2.製造不當 3.使用不當 4.磨耗 5.安裝不正確 6.逐漸老化,1.實體破壞 2.操作中失

4、效 3.功能退化 4.功能不穩定,1.安全失效 2.機能失效 3.控制失效 感覺、外觀,人,機,料,法,環,CAUSE,MODE,EFFECT,过程的潛在 FMEA 是一種分析技術，係由負責过程的工程師或小組使用，在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及其原因/機制均已納入考量並予以處理。过程潛在 FMEA旨在： 鑑別过程的機能和要求 鑑別潛在的產品和过程有關的失效模式 評估失效對顧客的潛在影響 鑑別潛在的製造或組裝過程原因和鑑別过程變數 ( Variables )，並且據以控制降低發生率或失效情況的偵測度。 鑑別过程變數，以著眼於过程控制 列出潛在失效模式之排序，並據以建立考慮採取預防矯

5、正措施的優先順序 將製造或組裝過程的結果予以文件化。,何謂过程 FMEA?,FMEA與控制特性,持續不斷的改善(消除或減少失效、錯誤、成本、不當等)是改善顧客滿意度最重要指標。FMEA中有三項非常重要指標和產品品質/服務關係密切。,第一、危險的(Critical)特性：,這些特性會影響生產的產品/服務是否符合政府法規和安全規定。譬如： 正式法律/規章 工業標準 顧客需要 內部工程需要或主要量測指標（諸如：尺寸、溫度、 壓力、等等）,第二、顯著的(Significant)特性：,顧客及供應商共同制定或顧客指定或設計/过程工程師制定。 諸如：尺寸、速度、溫度、壓力、等等 設計FMEA及过程FMEA

6、的內容必須用於確認重大的產品、过程或服務特性，作為說明最佳設計的方法。所有的重要特性應於可行性研究中就設計好。,第三、主要的（Major）特性：,為量測指標，提供迅速回饋到过程，因此可立即地正確更正品質問題。這種量測指標也提供問題來源及關於品質方面，顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標諸如下列結果： 1.長期信賴性測試 6.外部檢驗檢討及分析 2.內部檢驗及稽核7.保證（里程、壽命）資料分析 3.过程不良品檢討及分析8.供應商審核分析 4.顧客滿意度調查9.顧客抱怨分析 5.產品驗收測試,先期產品品質規劃(APQP)時序圖,概念啟始 認可,1.規劃,計畫 認可,原型試作,量試,2.產品研發

7、,3.过程研發,过程研發/ 驗證,產品研發/ 驗證,計畫/定義 研發立案,生產,生產階段/ 回饋矯正,產品 / 过程 驗收,4.產品/过程驗收,規劃,5.回饋與矯正,量產,DFMEA,PFMEA,FMEA 之展開,“ Before - the - event “，not “ After - the - fact “ 減少產品过程設計開發後期的變更。 FMEA 不僅是簡單的填表工作，而是藉由對 FMEA 之瞭解以消除風險及計劃適當的控制來達到顧客滿意。 記錄全部的過程儘可能,FMEA 作業說明(FMEA分析目的及步驟),目的：FMEA是一種系統方法，使用制式表格及問題解決方 法以確認潛在失效模式

8、及其效應，並評估其嚴重度、發生度、偵測度及目前控制方法，從而計算風險優先指數 (RPN)，最後採取進一步改善方法，如此持續進行，以達防患失效模式及效應發生於未然。 步驟：(一)評定風險 確認潛在失效模式及評估其效應之嚴重度並評估其發生度及偵測度 確認關鍵特性 (二)使用柏拉圖，展開優先順序評估 評估潛在过程設計不良大小 (三)依優先次序採取改善措施 幫助根除（設計變更）產品服務及減少（控制）有問題之產生服務到達顧客之要求 控制含 - P型（預防型）及D型（偵測型）,FMEA 作業說明(FMEA 團隊遴選及流程),FMEA 團隊遴選 *跨部門團隊之組成 *遴選跨層人員(設計工程師、过程工程師、生

9、產管理、品保工程師.等人) *遴選FMEA負責工程師 *灌能以執行改善動作,決定过程或遴選標準过程 *使用方塊圖/流程圖以展示目前或計劃的过程,詳細的原因 - 失效 - 效應 *腦力激盪/確認失效模式 *確認第一層原因(第二層、第三層、第四層等多層原因) *定義失效模式的效應,FMEA 作業說明(FMEA 團隊遴選及流程-續),計算風險 *嚴重度(每程失效模式取最大值) *針對每一失效模式，採用最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率(SxO) *風險優先指數(RPN)為最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率，再乘以最低計分的偵測度 *也可能是較高計分的偵測度(完全視目前控制方法的性質而定) p.s

10、. 目前AIAG FMEA 手冊範例以最高計分的偵測度計算,建立柏拉圖(可運用不同統計技術) *針對嚴重度、發生率及風險優先指數逐一建立柏拉圖 *確認“重要的少數失效模式”,展開建議行動 *專注於少數重要的失效模式,項目 /功能(要求),潛在失效模式,潛在 失效效應,嚴重度,等級,潛在原因/失效機制,發生度,現行設計 (过程)控制,預防,檢測,偵測度,RPN,建議措施,責任與目標完成日期,措施結果,採行措施,嚴重度,難檢度,偵 測度,RPN,潛在失效模式與效應分析作業序列,功能, 特徵或要求為何?,效應為何?,什麼會錯誤? - 無功能 - 部分/過多/ 降低功能 - 間歇功能 - 不預期功能,

11、有多不好?,原因為何?,其發生頻率為何?,如何能預防及發現這種原因及錯誤?,這種方法發現這種問題有多好?,改善風險程度 能夠做什麼? - 設計變更 - 过程變更 - 特別控制 - 標準, 程序書 或指引變更 - 導入防呆措施 - 加強設備保養 - 加強參數控制 - 加強工作技能,FMEA 作業說明(FMEA展開流程),編制过程流程,決定过程功能,決定失效模式,三種評價完成？, （S * O * D ),確認效應,評價嚴重度,確認原因,評價發生度,確認目前控制,評價偵測度,輕重緩急 柏拉圖分析,遴選最重要失效模式,知道如何影響 嚴重度？發生度？偵測度？,收集數據 進行變更 確認改變 執行改變,收

12、集數據 原因順序 影響要因 確認改變,否,是,是,否,更新文件 重訂優先順序,控制計劃為一活的(live)文件，描述與規範如何控制制程。 控制計劃是过程的肇建者，創立过程控制，由反應計劃(Reaction plan)來執行異常管理。控制計劃是構成整體先期品質規劃中最重要的一部份。 在實務運作中，控制計劃敘述在流程中每一階段，如何製造及保證过程及產品可以被控制。應用控制計劃，过程中的作業員能加以觀察並量化任何过程改變，同時也能收集數據導引任何良好过程改變及消除任何不好过程改變。換言之，一種控制計劃，假如適當和廣泛準備得當，應該產生更穩定过程條件並使顧客風險降至最低。,FMEA與控制計劃,FMEA

13、與控制計劃（Control Plan)關係,分析理念,嚴重度,難檢度,过程控制 計劃,失效模式,失效原因,建議措施 （治本）,失效效應,發生率,目前措施 （治標）,过程控制計劃,RPN=MAX.嚴重度(1-10) *MAX.發生率(1-10)*MAX.難檢度(1-10) 嚴重度x發生率 安全/法規,FMEA 作業說明(FMEA表摘要 1/2),FMEA 編號：填入FMEA號碼， 以利追蹤。 項目名稱：填入所欲分析之系統、子系統、或零件。 責任部門：填入負責分析該零件之單位。 填表人：填入負責工程師知姓名、電話及公司名。 車型年份：填入分析之車型年份。 主要日期 Key Date ：填入初次預定

14、完成FMEA日期，此日期不應超過預定的產品開始量產日期以供應商而言，初次 FMEA 之預定日期不應該超過顧客所要求的生產零件及核准過程 (PPAP) 提交日期。 FMEA日期：填入原始完成彙整FMEA日期，與最近修正日期。 核心小組：填入核心小組成員資料。 工程名稱與工程機能：填入分析的項目與功能。 潛在失效模式：列舉所有曾經/潛在發生之異常現象。 潛在失效影響：逐項分析各失效模式一旦發生，對系統、子系統、次过程、零組件、成品、客戶所發生之影響。,FMEA 作業說明(FMEA表摘要 2/2),嚴 重 度：估計故障確實發生時，對客戶、後續製造或組裝廠所造成 的影響之程度。 等級：Critical

15、, key, major, significant 潛在失效原因/機制：逐項分析各個失效模式的發生原因。 过程控制的方式，有以下兩種考量類型： 1 ) 預防 2 ) 檢測 發 生 度：預估失效模式可能發生之程度。 難 檢 度：估計故障確實發生時之檢出能力。 風險優先數：為發生度、嚴重度、偵測度相乘的結果。 建議措施：依RPN評價，須依優先順序採取對策。 建議措施責任：填入對策案之對應人員及目標達成日期。 所採對策：簡述所採處理措施。 對策案評價及追蹤：填入對策案風險優先數評價。,建議的 PFMEA 嚴重度評估標準,建議的PFMEA發生率評價標準,建議的 PFMEA 發生率評估 PpK 值計算範

16、例,以前表 每一仟件有五件可能失效率為例,計算Ppk 值,不良率 = 51000 = 0.005 0.0052 = 0.0025 除2以定超過規格高或低值 使用 “ Z “ 表(SPC Reference Manual p. 147)其相關之 Z 值為 2.81 其對應值為0.0025 Z = (SL x) swhere: x = 平均值SL = 規格值 PpK = min (SL upper x ; x SL lower) 3 s Replace using Z PpK= Z/3 = 2.81/3 = 0.9367 0.94,備註 : 當有效的統計數據可獲得時, 上述 PpK 值可協助FME

17、A小組作為決定發生率等級之指引。上述 PpK 值並不做其他用途.,檢驗類型 : A : 防呆法B : 量具測量 C : 人工檢驗,建議的 PFMEA 偵測度評價標準,过程 FMEA 中對顧客的定義,过程 FMEA 中，對顧客 的定義通常是指最終使用者，但也可能是後續或下游製造或組裝作業、服務作業、或政府法規。,过程 FMEA 之作業考量,过程 FMEA 會假定產品會符合所設計的設計內容。潛在失效模式有可能是因為設計弱點造成，則有可能包含於 PFMEA 中。其效應及避免方法則應涵蓋於 DFMEA 。,过程 FMEA 之作業考量,过程負責工程師應有其方案，哪些文件會於準備 PFMEA 時需用到，應

18、將 FMEA 中那些過程須納入 FMEA，那些不需要列入予以條列。 PFMEA 的作業首先要將過程流程圖完成，並將產品过程特性鑑別出；如果有的話，則應包括相關的 DFMEA 中鑑別出某些產品的效應 ( effects )。,準備 PFMEA 所使用的流程圖應附於該 PFMEA 文件中。,主要日期 Key Date,此日期不應超過預定的產品開始量產日期 附註： 以供應商而言，初次 FMEA 之預定日期不應該超過顧客所要求的生產零件及核准過程 (PPAP) 提交日期。,过程功能要求,小組應審查適切的性能、材料、过程、環境以及安全標準。並儘可能精確地指出此过程或操作程序的目的，包括有關系統、子系統或

19、零組件的設計 ( 衡量表可量測的 ) 資訊。如果特定过程包含多項的操作程序 ( 如：組裝 ) 且有不同的潛在失效模式，最好是把這些操作程序列為單獨的項目分析。,潛在失效模式, 在準備 PFMEA 作業中，會假定進料零件均沒有瑕疵， 除非 FMEA 小組依據歷來的數據顯示進料的品質有缺點，則可納入分析。 彎曲毛邊孔偏位 破裂孔太淺未打孔 搬運損壞髒污孔太深 表面太粗糙變形表面太光滑 開放電路短路未貼標籤,潛在失效效應, 對於顧客的定義，可以是下一個过程，後續的作業或地點，經銷商和或汽車車主。當評估失效潛在效應時，每一個對象均應考慮到。 對於最終使用者而言，其效應以產品或系統性能的觀點而言，如：

20、噪音粗糙 操作不規律作業過多 不舒服的氣味無法操作 操作不良不穩定 作業中斷拉曳 滲漏外觀不良 重工修理車控不良 報廢顧客不滿意 對於下一個过程或後續的作業地點，其效應以过程操作性能的觀點而言，如： 無法繫緊無法契合 無法鑽孔無法連接 無法安裝無法選配 無法裝面板造成過多的工具磨耗 損壞裝備危及作業,嚴重度,嚴重度是針對失效模式有關最嚴重的效應等級。 嚴重度在個別的 FMEA 範圍中為一相對的等級評價。 嚴重度等級指數可藉由對系統，子系統或零組件的設計變更，或过程之重新設計來降低之。 附記： 對評價等級 9 分或 10 分者，建議不修訂其衡量標準；失效模式其嚴重度為 1 分者，則不需要作進一步

21、分析。,等級,本欄亦可用以區分任何特殊產品或过程特性 在过程 FMEA 等級確認後，要通知設計負責工程師，因為這有可能影響到與控制項目有關的工程文件。 特殊的產品或过程特性符號及其使用，係由三大汽車公司政策自訂，本手冊並未予以標準化。,潛在失效原因機制,扭力不當 過度或不足 焊接不當 電流、時間或壓力 量測不精確 熱處理不當 時間或溫度 不當的澆注空氣流通 潤滑不足或未潤滑 零組件遺失或誤置 定位裝置磨損 工具磨損 定位裝置有碎屑 工具損壞 機器設定不當 程式運作不當 使用明確的錯誤或功能失效用語( 如：操作員未安裝封口 ) ；不可使用不明確的用語 (如 ：操作員失誤，機器失效 ) 。,發生率

22、,發生率是特定原因機制可能發生的機率。發生率的評價等級分數有相對的意義，而非絕對值。藉由設計變更或过程變更預防或控制失效原因/機制，是降低發生率的唯一方法。,發生率評價等級分數為 FMEA 作業範圍內的相對評分，並不一定是反映實際可能的發生率。,現行的过程控制,过程控制的方式，有以下兩種考量類型： 1 ) 預防：預防失效的原因機制，或降低發生的機率。 2 ) 檢測：檢測失效的原因機制，或失效模式據以採取矯正措施。 如果可能的話，第一種方式(預防控制)是較好的方式。 本手冊 PFMEA 之过程控制有兩個欄位 ( 意即：分開預防控制及檢測控制 )，以協助小組能迅速以目視區分兩種類型控制方式。 其字首分別以 “ P “ 及 ” D “ 區分。,偵測度,偵測度的評價等級是與所列的过程控制有關。 為了