FMEA失效模式与效应分析(5)

0柏恩氏電子股份有限公司FMEA失效模式與效應分析1講授內容A、入門班頁次一·產品風險與可靠度-------------------------------------------1二·FMEA基本的概念--------------------------------------------5三·設計FMEA表填寫說明---------------------------------------20四·製程FMEA表填寫說明---------------------------------------41五·FMEA實施步驟-----------------------------------------------56B、實用班六·FMEA精義與要項說明--------------------------------------59七·應用FMEA提升產品可靠度---------------------------------72八·如何有效施行FMEA------------------------------------------74九·FMEA學員演練-----------------------------------------------82十·如何應用FMEA與controlplan-------------------------------842一、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3一、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。4一、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。ISO9000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6二、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7二、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8二、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。9二、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。10二、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FMEACA11二、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12二、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。13二、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14二、FMEA的基本概念列出PPTC之失效定義(功能、外觀、尺寸)列出下列系統對PPTC之特殊功能需求車用電池通訊電腦有否見過PPTC極端失效狀況15二、FMEA的基本概念電池failuremodeoverchargeShortcircuitExcessivecurrentOvertemperature16二、FMEA的基本概念17二、FMEA的基本概念18二、FMEA的基本概念思考各功能參數相互之影響19FMEA之演變1.FMECA之前身為FMEA,係在1950由格魯曼飛機提出,用在飛機主控系統的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業程序,列在其工程手冊中。3.60年代初期,美太空總署將FMECA成功的應用於太空計畫。美軍同時也開始應用FMECA技術,並於1974年出版MIL-STD-1629FMECA作業程序。4.1980修改為MIL-STD-1629A,延用至今。5.1985由國際電工委員會(IEC)出版之FMECA國際標準(IEC812),即參考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。二、FMEA的基本概念20國際間採用FMEA之狀況1.ISO90048.5節FMEA作為設計審查之要項，另FTA、EN1441風險分析亦是。2.CE標誌，以FMEA作為安全分析方法。3.ISO14000，以FMEA作為重大環境影響面分析與改進方法。4.QS9000以FMEA作為設計與製程失效分析方法。二、FMEA的基本概念21二、FMEA的基本概念典型車輛工業開發三步驟APQPTimeline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22二、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-launchproduction23FMEA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24FMEA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25QS9000設計/製程FMEA表失效模式效應分析表零件或製程名稱：　　　　　　　　　外界製造商：　　　　　　　　負責分析人員：設計/製造負責單位：　　　　　　　工程提出時間：　　　　　　　　分析日期：相關單位：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　製造關鍵日期：改善結果說明／目的失效模式失效效應關鍵特性嚴重度失控原因發生度現行管制措施難檢度風險優先數建議改正措施負責部門與完成日期已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二、FMEA的基本概念26MLD-STD-1629AFMECA表1：失效模式與效應分析表系統日期層次第頁共頁參考圖號分析者任務審查者失效效應編號名稱/規格功能失效模式失效原因本身上一層最高層檢測方法補救措施嚴重等級備註表２：關鍵性分析表系統日期層次第頁共頁參考圖號分析者任務審查者編號名稱/規格功能失效模式嚴重等級失效率數據來源失效率λ失效效應機率β失效模式分佈α操作時間t失效模式關鍵性Cm物件關鍵性Cr備註二、FMEA的基本概念27三、設計FMEA填寫說明(1)FMEA編號:填入FMEA文件編號,以便可以追蹤使用。(2)系統、子系統及零組件:指示合適的分析等級,並填入系統、子系統或零組件名稱和編號。(3)設計責任者:填入OEM、部門和小組,也包括供應廠商名稱。(4)準備者:填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。(5)車型/年份:填入想要分析/製造的車型年份。(6)生效日期:最初FMEA發佈日期,不能超過開始計畫生產的日期。(7)FMEA日期:填入FMEA最初制定日期,和最新被修訂日期。(8)核心小組:列出有權限參與或執行這項工作的負責個人和單位。(建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表)通常於藍圖完成時開始實施28三、設計FMEA填寫說明(9)項目/功能填入要被分析的名稱和編號，利用專用名詞和工程圖面上顯示的設計等級。於首次正式發行之前，可以使用實驗時使用的編號。儘可能簡潔地,填入被分析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相關環境的資訊(如:定溫度、壓力、濕度範圍)。如果項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時，則列出所有個別功能。1.