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FailureModeandFailureModeandEffectsAnalysis(FMEA)失效模式效應分析失效模式效應分析1講授內容一FMEA基本概念一.FMEA基本概念二.FMEA之演變三.國際間採用FMEA之狀況四.設計FMEA表填寫說明.五.製程FMEA表填寫說明六結果之應用六.FMEA結果之應用2FMEA的基本概念1對失效的產品進行分析，找出零組件之1.對失效的產品進行分析，找出零組件之失效模式，鑑定出它的失效原因，研究該項失效模式對系統會產生什麼影響。該項失效模式對系統會產生什麼影響。2失效分析在找出零組件或系統的潛在弱2.失效分析在找出零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可行之對策。3失效的定義在失效分析中，首先要明確產品的失效是什麼，否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣，，否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣，一般而言，失效是指：1在規定條件下(環境操作時間)不能完成既1．在規定條件下(環境、操作、時間)不能完成既定功能。2在規定條件下產品參數值不能維持在規定的上2．在規定條件下，產品參數值不能維持在規定的上下限之間。3產品在工作範圍內導致零組件的破裂斷裂3．產品在工作範圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現象。4FMEA過程順序系統有那功能，特徵，需要條件？會有那些錯誤？會有那些錯誤？發生錯誤會有多慘？那些錯誤是什麼造成的？發生之頻率？有那些預防和檢測？檢測方法能多好程度？我們能做什麼我們能做什麼？－設計變更－過程變更－特殊控制－改變標準程序或指南5FMEA之功用階段功用1.發掘所有可能之失效模式１設計階段.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１.設計階段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２.開發階段3.壽命、性能、強度等之確認1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點2利用FMEA之過程製訂必要之製程標準３製造階段2.利用FMEA之過程製訂必要之製程標準1.不同之環境產生之失效，以FMEA克服2.不同之使用法產生之失效，以FMEA克服４.客戶抱怨階段6FMEA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。年代初期美太空總署將成功的應用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MICSTD1629FMECA作業程序。於1974年出版MIC-STD-1629FMECA作業程序。4.1980修改為MIC-STD-1629A，延用至今。5.1985由國際電工委員會(IEC)出版之5.1985由國際電工委員會(IEC)出版之FMECA國際標準(IEC812)，即參考MIC-STD-1629A加以部份修改而成。7FMEA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。是一種系統化之工程設計輔助工具3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA＂及“製程FMECA＂，而MIC-STD-1629A因分析項目缺少現行管制方法，故適，而MIC-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，根據另組件的失效資料，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。8國際間採用FMEA之狀況1.ISO90048.5節FMEA作為設計審查之要項另亦是，另FTA亦是。2CE標誌，以FMEA作為安全分析方法。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以作為重大環境影響面分析與改進方法。以作為設計與製程失效分析方法4.QS9000以FMEA作為設計與製程失效分析方法。9設計FMEA之目的1.幫助設計需求與設計方案的評估。2幫助初始設計對製造和裝配的需求2.幫助初始設計對製造和裝配的需求。3.在設計發展階段，增加失效模式和系統效應分析的次數。4提供另一項分析資訊，幫助設計驗證之規劃。4.提供另一項分析資訊，幫助設計驗證之規劃。5.根據對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，並按序改善。改善6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計7.提供更好的參考資料協助現場解決問題評估設計變更和發展更進一步的設計。10設計FMEA作業流程組成DFMEA小組資料蒐集選擇關鍵失效模式矯正預防釐訂DFMEA計畫建立功能方塊圖矯正預防填寫矯正後風險優先數所有小N建立功能方塊圖產品結構樹設計可靠度展開DQFDFTA分析所有RPN小於規定值？YN設計可靠度展開(DQFD)決定分析之項目功能FTA分析DFMEA報告N進行DFMEA分析紀錄保存設計審查選擇關鍵失效模式YN11紀錄保存設計FMEA表(2)系統FMEA編號：(1)(2)子系統零組件設計責任準備者(2)零組件：(2)設計責任：(3)準備者：(4)車型／年份：(5)生效日期：FMEA日期(製訂)(7)(修訂)(7)核心小組：(8)執行結果項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度等級潛在原因設備失效發生度現行預防設計管制現行檢測設計管制難檢度風險優先數建議措施負責人與日期採行措施SODRPN(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(22)(22)(22)12FMEA表各欄位關連性說明現行管制潛在失效模式潛在失效效應嚴重度(S)等級潛在原因/設備失效發生度(O)預防檢測難檢度(D)風險優先數RPN項目功能(S)檢測(D)功能、特性或後果是什麼?有多糟糕?能做些什經由FMEA分析後的風險功能會有什麼問題?要求是什麼?可能起因是什麼?發生的頻率如何?麼?設計更改過程更改特殊控制或規格的更改的風險值有多大?RPN=無功能部份功能/功能過強/功能降低功能間歇非預期功能何?目前的管制方更改S*O*D非預期功能式為何?該方法的檢測能力有多好?13功能方塊圖範例原子筆範例墨水墨水墨水管筆蕊頭筆蕊筆管尾蓋筆前蓋14原子筆功能方塊圖範例完整功能範圍完整功能範圍作記號適合手指運用顯示資訊顯示資訊墨水管儲存墨水輸送墨水墨水作記號筆蕊頭配合筆蕊頭作記號維持順暢固定墨汁管固定筆蕊心輸送墨水配合筆管筆管固定筆蕊頭配合筆管固定尾蓋適合手指運用筆蕊配合筆蕊頭尾蓋配合筆管筆前蓋配合筆管配合口袋配合筆蕊頭輸送墨水做記號15FMEA初期分析表（範例)項目功能潛在失效模潛在失效效應嚴重潛在原因設備失效發生現行預防製程現行檢測製程難檢風險優先功能效模式效效應重度設備失效生度防製程管制測製程管制檢度優先數1.筆蕊頭鬆造成寫字不便7尺寸公差不適2每批次首件檢342筆管頭鬆脫字不便.不適.首件檢查2.尾蓋脫落無法固定墨水7尺寸公差不適3每批次首件檢3631.固定筆蕊頭2固定尾脫落定墨水管.不適.首件檢查2.固定尾蓋3.適合手指運用3.手持易造成5a.人體工2每批次550指運用3.手持不適易造成手部疲勞.5a.人體工學無考量.2每批次首件檢查55016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(2)系統、子系統及零組件：指示合適的分析等級，並填入系統、子系統或零件名稱或零件名稱和編號。(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。A.系統FMEA範圍：底盤系統點火系統內部系統－底盤系統；－點火系統；－內部系統B.子系統FMEA範圍－底盤系統之前懸吊系統底盤系統之前懸吊系統C.零件範圍－〝Strut〞為前懸吊系統之零件。17設計FMEA填寫說明(5)型號／年份：填入想要分析／製造的型號年份。(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最初制訂日期，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、電話號號、地址等另行列表)。(建議將所有小組成員名字、單位、電話號號、地址等另行列表)。(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：定溫度壓力溼度範圍）括這個系統作業相關環境的資訊（如：定溫度、壓力、溼度範圍）。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。18設計FMEA填寫說明(10)潛在失效模式潛在失效模式是零件、子系統、或系統於符合設計意圖過程中可能失效的種類。潛在失效模式也可能是較高階子系統或系統之失效原因，或較低階零組件的失效效應。列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設失效是將發生的，但不是必須發生的。潛在失效模式僅可能發生於某些作業條件下（如：熱冷潛在失效模式僅可能發生於某些作業條件下（如：熱、冷、乾、多灰塵的條件）和在某些使用條件下（如：行駛哩數在平均數以上、高濕度環境，電壓不穩定狀態下）。一般的失效模式包含下列各項，但不限於此：破碎的、變形、鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。19設計FMEA填寫說明(11)潛在失效效應為被客戶查覺在功能特性上失效模式的效應。也就是：失為被客戶查覺在功能特性上失效模式的效應也就是失效模式一旦發生時，對系統或設備以及操作時使用的人員所造成的影響。一般在討論失效效應時，先檢討失效發生時對於局部所產生的影響然後循產品的組合架構層次逐層分析一直到最高產生的影響，然後循產品的組合架構層次，逐層分析一直到最高層級人員、裝備所可能造成的影響。例如：由於某個間歇性的系統作業造成某個零組件的破碎，可能造成於組合過程的震動。這個間歇性系統作業降低了系統功效，最後引起客戶不滿意。常見的失效效應包括：須提供非汽車的案例，如：電腦當機、手機電池燒毀、喇叭有雜音等等．．．。20設計FMEA填寫說明(12)嚴重度影響標準影響的嚴重性等級無警告的危險非常高的嚴重等級，當潛在失效模式影響到車輛操作安全和／或牽涉到違反政府法規時，沒有事先警告產生。１０有警告的危險非常高的嚴重等級，當潛在失效模式影響到車輛作安全和／或牽涉到違反政府法規時，有事先警告產生。９非常高車輛／項目無法操作，喪失原來功能８高車輛／項目可以操作，但降低功能等級，客戶不滿意。７稍有車輛／項目可以操作，但令人舒適或便利的項目無法運作。客戶通常會感受到不舒適。６低車輛／項目可以操作，但令人舒適或便利的項目未達到功能要求。客戶有時會不滿意。５非常低裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點大部份客戶都會發現。４較小的裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點可能會被客戶會發現。３非常小裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點會被有鑑別能力的客戶發現。２沒有沒有影響。１21設計FMEA填寫說明(13)等級這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附加於製程管制的特性（如：關鍵的、主要的、重要的。任何項目被認為是要求的特殊製程管制，將被以適當的特徵或符號列入設計FMEA的分等欄位,並將於建議行動欄位被提出。每一個於設計FMEA列出的項目，將在製程FMEA的特殊製程管制中被列出。22設計FMEA填寫說明(14)潛在原因／設備失效1.潛在原因2.設備失效~錯誤的原物料規格。~生產不良。錯誤的原物料規格~不適當的的設計壽命假設。~潤滑或加油能力不足。~原物料材質不穩定。~磨損。~不適當的維護作業。~缺乏環境保護。~金屬疲勞。~裝備欠流暢。~錯誤的算法。~超過壓力。~腐蝕。23設計FMEA填寫說明(15)發生度參考下列各要素決定