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2019/8/201失效模式與效應分析(FMEA)2019/8/202我們將學到1.如何創建FMEA及相關行動計畫2.FMEA流程如何與流程圖相連接3.失效模式,起因和後果之間的關係4.不同類型FMEA2019/8/203課程大綱1.發展沿革2.概述3.FMEA應用4.FMEA準備階段5.失效風險分析6.RPN的分級7.PFMEA實施步驟8.FMEA報告標準格式9.常見製程失效原因祝各位同仁今天”旅途”愉快!!!FMEA的發展沿革ＦＭＥＡ是評估設計可靠度之一種方法。在1950年由美國之ＧＲUMＭＡＮ公司針對新型噴射戰鬥機時，為了評估飛機操作系統某一元件之失效分析所採用之解析方法。1957年Boeing飛機公司與Martin公司正式將FMEA列入工程指導手冊。在同時期，美國NASA與軍方也開始應用FMEA技術，並於1974年訂定MIL-STD-1629FMEA應用程序。1993年，美國汽車工業為連貫設計、開發和製造的程序，整合各汽車公司FMEA應用程序，三大汽車公司委託ASQC整合SAE-J-1739（潛在失效模式與效應分析參考手冊）。我國在1970年左右引進，用於航空及汽車工業。2019/8/204三個基本觀念FMAFEACriticalityAnalysisCorrectiveAction強調事前預防動態文件2019/8/205概述2019/8/206How:認識產品及製程的潛在失效模式。評估產品及製程的失效之影響。消除或減少潛在失效發生的改善措施，確認其成效。失效模式與效應分析(FailureMode＆EffectAnalysis):What:是一種系統化之工程設計輔助工具，協助工程師進行新產品新技術開發及工程分析.Purpose:在工程設計時早期發現潛在缺陷及其影響程度,以及時謀求解決之道.Effect:避免失效之發生或降低其發生時產生之影響,提高系統之可靠度。根據美國汽車工業小組的調查報告-『客戶滿意的品質槓桿研究』指出，在產品推出到市場的過程中，愈早投入品質預防的努力，愈能令客戶滿意，品質回收的利益亦愈大。2019/8/207品質預防-客戶滿意產品設計開發階段製程開發階段生產組裝階段銷售階段售後服務階段客訴處理階段1001011/21/20失敗成本低高預防、改善與災害控制2019/8/208商品企劃產品設計、試作準備生產銷售、售後服務市場撤退預防－FMEAD&P改善-8DQIT&QCC災害控制失敗成本低高ＦＭＥＡ的要點是事前改善措施而不是事後矯正行動,在產品設計及製程規劃時成功地應用FMEA可以減少工程變更或容易執行變更，更可將潛在的問題事先預防。ＦＭＥＡ是不良預防的分析工具，是一種有條理的程序、系統化的分析技術,可藉由一張包含所有的失效模式的表，說明失效模式、失效原因與影響性，並以數據來表示風險的大小,並採取預防改善措施。2019/8/209品質槓桿ＦＭＥＡ產品設計及製程規劃量產及客戶端事前改善措施事後矯正行動FMEA8D提前發現潛在性問題事後發生信賴性問題FMEA的類別2019/8/2010系統(System)-SFMEA設計（Design）-DFMEA製程（Process）-PFMEA機器(Machine)-MFMEA設備(Equipment)-EFMEA維護(Service)-SEFMEATypesofFMEA工厂端Focus在PFMEA和部分產品的DFMEA製程的FMEA（PFMEA）確認製造和裝配的失效原因與製程變異，找出管制及改善方法。確認製程潛在的失效模式及影響。改善順序的依據。包含：設備/機器、工具、工作站、生產線、製程、治具。2019/8/2011設計的FMEA（DFMEA）幫助選擇高可靠度和高安全性零件。徹底瞭解各階層機構、組件、零件之功能。設計初期階段了解製造和裝配的需求。改善設計的弱點、改善順序的依據。提供分析資訊，進行設計驗證與設計審查。評估設計變更和新設計的必要性。包含：主系統、次（子）系統、零件/組件/機構2019/8/2012誰來作FMEA？（如何組小組）為防止分析時的偏差,各個層面的代表,每個功能單位要有,專業技術和管理人員都應有,集思廣益.DFMEA:R&D,TE,QE,ME(材料工程師),QA,PEPFMEA:PE,ME,TE,QA,IE…2019/8/2013應用FMEA的時機？新設計或工程更改新製程或製程變更或製程轉移新方法導入新設備導入應用及生產環境變動材料更改2019/8/2014準備階段1.確認產品的可靠度要求及目標。2.掌握系統、次系統的構造(列出產品所有的機構組件零件、製程、事務流程所有的步驟)3.決定失效風險分析（RPN）水準。4.準備失效模式分析表。2019/8/2015Remark:時間計劃的整合-絕大部份進行此類分析的人員，都有原本的任務，一方面要能進行日常工作，另一方面要能完成分析工作，因此時間的妥善安排是非常重要的失效風險分析以數據評估失效模式風險－風險關鍵指數（RPN:RiskPriorityNumber）風險關鍵指數由下列組成S＝嚴重度P＝發生率D＝偵測度2019/8/2016RPN風險率的構成2019/8/2017效應(影響)嚴重度S發生率P偵測度D控制原因失效模式(現象)2019/8/2018PFMEA風險的評估與改善評估失效模式原因分析影響分析管制方式制程管制難易度發生機率失效嚴重度××RPN(風險關鍵指數)製程條件DPS改變製程管制方式改變製程條件2019/8/2019DFMEA風險的評估與改善評估失效模式原因分析影響分析管制方式設計管制難易度發生機率失效嚴重度××RPN(風險關鍵指數)DPS改善設計管制修改設計重新設計RPN的分級（5分級或10分級）等級SPD極低沒有非常低易/早發現低輕微低低中重要的中中高高高高極高嚴重/致命非常高難/晚發現2019/8/20201.對SPD每一個項目必須先定義出自己的等級2.SPD的尺度可以不同3.SPD的分級比率應用必須持續、一致4.SPD的分級必須在構成要素展開之前被界定清楚5.SPD的分級必須隨著FMEA的結果一起發表失效嚴重度(S-SERIOUSNESS)：指失效模式發生時引發其對零件本身或對其他零件、次系統、主系統的特性、功能、可靠度的影響程度，乃至對顧客（內外部）安全性、經濟性及環境的衝擊程度。一般而言，DFMEA小組要降低失效嚴重度只能藉助系統重新設計來改善。PFMEA小組要降低失效嚴重度仍應與DFMEA小組協助改善。2019/8/2021失效發生率(P-Probability)：指失效模式發生的原因造成失效發生的機率。發生率的判定著重於經驗及歷史數據發生的程度，不在於精確的數值。一般而言，DFMEA小組要降低失效發生率常利用設計修改（eg.材料、零組件），來排除失效的原因；PFMEA小組應針對影響失效控制參數進行改善。檢測度(D-Detect)：指零件、組件、機構裝置或系統投產前現行控制方法偵測發生失效的原因或失效模式的評價指標。DFMEA小組要降低檢測度，常改變設計測試方式、驗證方式、實驗計畫或強化設計審查；PFMEA小組要降低檢測度，改善檢驗對象、方式、方法與頻率。2019/8/2022等級設計製程1非常低或沒有沒有衝擊沒有衝擊2很輕微缺陷輕微，極少部分重工，很少顧客發現生產線有輕微缺陷，極少部分重工，很少顧客發現3輕微缺陷輕微，少部分重工，一半顧客發現生產線輕微缺陷，少部分重工，一半顧客發現4很低缺陷不嚴重，部分重工，多數顧客發現生產線不嚴重缺陷，部分重工，多數顧客發現5低缺陷不嚴重，100﹪重工，顧客有些不滿意生產線不嚴重缺陷，100﹪重工，顧客有些不滿意6中等缺陷不嚴重，部分報廢，顧客感覺不好生產線不嚴重缺陷，部分報廢，顧客感覺不好7高缺陷不嚴重，部分報廢，顧客不滿意生產線不嚴重缺陷，部分報廢，顧客不滿意8很高缺陷嚴重，100﹪報廢，顧客非常不滿意生產線嚴重缺陷，100﹪報廢，顧客非常不滿意9有危害危害作業者及使用者安全，不符法規，有發生警告危害作業者及使用者安全，不符法規，有發生警告10嚴重危害嚴重危害作業者及使用者安全，不符法規，無發生警告嚴重危害作業者及使用者安全，不符法規，無發生警告失效嚴重度(S-Seriousness)2019/8/2023等級設計製程10，1/150,000~1/1,500,000Cpk≧1.672極低：失效非常不可能發生1/15,000~1/150,000Cpk≧1.5031/2,000~1/15,000Cpk≧1.334低：失效相對很少發生1/400~1/2,000Cpk≧1.1751/80~1/400Cpk≧1.006中：失效偶爾發生1/20~1/80Cpk≧0.8371/8~1/20Cpk≧0.678高：失效反覆發生1/3~1/8Cpk≧0.5191/2~1/3Cpk≧0.3310極高：失效幾乎無可避免1~1/2Cpk＜0.33失效發生率(P-Probability)2019/8/2024等級設計製程1幾乎肯定設計控制時肯定檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法能找出潛在失效模式，已知相似控制方法2很多，很高設計控制時很多機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法極可能找出潛在失效模式3較多，較高設計控制時較高機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法有可能找出潛在失效模式4中上設計控制時中上機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法可能找出潛在失效模式5中等設計控制時中等機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法找出潛在失效模式可能性中等6少，小設計控制時較少機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法找出潛在失效模式可能性小7很少，很小設計控制時很少機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法找出潛在失效模式可能性很小8極少，微小設計控制時極少機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法找出潛在失效模式可能性微小9非常少，很微小設計控制時非常少機會檢測出失效原因或潛在失效模式現行控制方法找出潛在失效模式可能性很微小10幾乎不可能設計控制時不可能檢測出失效原因或潛在失效模式沒有已知的控制方法能找出失效模式檢測度(D-Detect)如何進行FMEA？-PFMEA組成小組蒐集資料定義流程分析各工程功能分析產品特性分析失效模式分析失效影響分析失效原因現行管制方式故障嚴重度S發生機率P檢測難易度D計算風險率(PRA)決定高風險率項目之改善措施改善行動修訂FMEA表設計審查流程設計流程改善檢驗程序教育訓練2019/8/2025PFMEA實施步驟列出產品製程所有的步驟製程展開要求功能敘述，確認輸入輸出關係失效模式（現象）敘述失效的效應（影響）失效的原因調查與記述現行的管制方式風險關鍵指數（RPN）評估擬定高風險率項目之改善措施改善與追蹤、修訂FMEA表2019/8/2026腦力激盪法（BS法）腦力激盪法由美國人奧斯本1939發展出來，對於激勵人們引發思考是一項很有效的方法，它重視的是構想的產生及多樣化，使得各種富有創意的構想都能在自由、開放、相互溝通交流的情形下產生。是美國人最常用的技法，德國人普及率最高的工具不作任何好壞的評價自由奔放，大膽提出各種奇發突想愈多愈好搭便車2019/8/2027STEP1製程展開(1)製程展開(2)找出關鍵工程/工序,決定重要管制製程(3)找出製程與產品品質特性之關係,將各製程之品質保證上之確認重點明化。表1-2製程展開表2019/8/2028工程名作業名作業説明重要性評估高中低部品成型預加工對部品依加工O/I成型V插件作業插件依O/I順序進行插件作業V總檢檢視基本上之零件是否高翹,極性是否正確並改善V波焊作業波焊對產品進行波焊作業VTouchup正檢及修補V劃線腳用治具檢查基板上元件線腳有無超高,並剪去超高之線腳V背檢及修補檢視傳統零件之背面錫點有無不良並修補V背面總檢對背面進行檢視VICTTestICTTestComponent,Opent,ShortTestV基板分割拆板邊將PW