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如何進行失效模式與影響分析(FMEA)潛在缺陷模式和影響分析是設計或制造過程中一項事前分析工作.通過FMEA可識別和評估在設計或製程中可能存在的缺陷模式及其影響,並確定能消除或減少潛在失效發生的改善措施從而防患於未然,盡可能降低各項缺陷成本,保證產品/服務問世即具有優異性能.FMEA---FailureModesandEffectsAnalysis一、FMEA的開發與發展20世紀50年代,美國格魯曼公司開發了FMEA,用以飛機制造業的發動機故障預防,取得較好成果.20世紀60年代,美國宇航界實施阿波羅計劃時,要求實施FMEA.1974年,美國海軍建立了第一個FMEA標準,20世紀70年代後期,美國汽車工業開始運用FMEA.20世紀80年代中期,美國汽車工業將FMEA運用於生產過程中.90年代,美國汽車工業將FMEA納入QS9000標準.二、FMEA的特點及作用1、FMEA的特點.FMEA的特點是將失效的嚴重性、失效發生的可能性、失效檢測的可能性三個方面進行量化,通過量化,可將影響功能及品質的可能問題提前進行預防,防患於未然.二、FMEA的特點及作用2、FMEA的作用.FMEA首先是一种統計分析工具,它可在設計、生產、交付的各階段開始之前即進行有效控制.FMEA可幫助我們確認:1、哪一种缺陷可能發生.2、這种缺陷會造成什麼影響.3、這种影響的嚴重性有多大.4、是哪种原因導致失效.5、失效發生的概率有多大.6、當前的過程控制方法.7、檢測失效的能力.8、風險優先數為多少.9、有何改善方案.二、FMEA的特點及作用3、風險優先數RPN.RPN評估影響/行動需求1RPN50對產品危害較小51RPN100對產品有中等危害,需進一步改善101RPN1000對產品有嚴重危害,需深入調查分析二、FMEA的特點及作用4、FMEA的分類.根據其用途和適用階段不同,FMEA可分為:(1)設計階段FMEA(DFMEA-DesignFMEA).如新產品設計、新工序設計,可以預先進行FMEA,盡可能周全地考慮產品規格、工序操作水平、工序能力等因素,使設計符合規定要求。二、FMEA的特點及作用4、FMEA的分類.根據其用途和適用階段不同,FMEA可分為:(2)過程FMEA(PFMEA-ProcessFMEA).針對工序間可能或已知的主要壞品,可運用PFMEA作量化分析,在影響壞品產生的諸因素中,哪一個系統原因影響最大?是否主要原因,其他如Cpk低、生產過程異常等均可通過采用PFMEA直觀地找出主要原因,進行改善以達到應用的效果.二、FMEA的特點及作用4、FMEA的分類.根據其用途和適用階段不同,FMEA可分為:(3)設備維護的FMEA(EFMEA-EquipmentFMEA).如新設備投入運行前,我們可以預先進行EFMEA分析,考慮由於設備可能造成的產品品質問題及可靠性問題等原因,采取預防措施消除不良因素.三、FMEA實施步驟01.繪製流程圖及風險性評估.02.確定各過程的分析水准.03.明確各過程要求的品質、公差等.04.作成加工過程方塊圖.05.針對每一加工工序,列舉發生的不良模式.06.整理造成不良原因之不良模式,選定作為檢討對象的不良模式.07.用柏拉圖分析不良發生的可能原因.08.將不良模式及原因記入FMEA表格.09.以影響程度、發生頻度、可偵測性、對設備的熟悉程序為判據,對缺陷模式進行等級,分I、II、III、IV等.10.估計不良嚴重性、發生概率及當前的可偵測性,計算RPN.11.明確如何改善嚴重性、發生概率及測試性.12.實施改善方案.13.收集數據,實施改善並確認效果.14.修定FMEA文件,根據改善效果重排RPN.15.如果必要從第11步開始新的改善循環.四、FMEA實施時機當設計新系統、產品或工序時.當現有設計或工序發生變化時.當現有設計、工序將被用於新的場所時.完成一次糾正行動后.對設計FMEA,當系統功能被確定,但特定設備選擇前.對工序FMEA,當產品圖紙及作業指導完成時.五、影響程度評估及風險優先數計算嚴重性S:對應於某潛在缺陷影響的嚴重程度發生概率O:對應於原因與缺陷模式比例的評估可偵測性D:在客戶處發生缺陷的可能等級,即在本公司可發現此缺陷的可能性RPN表示風險優先數---RiskPriorityNumberRPN=S．O．D六、FMEA的計分標準如下表分值S(嚴重性)O(發生概率)D(可偵測性)01對客戶或工序無影響極少1in1500000可靠的測試02客戶可能忽略的缺陷小概率1in150000比較可靠的測試03對性能有微小影響缺陷較少1in15000良好的測試04對性能有較小影響微量缺陷1in2000測試可控制05對性能有影響偶然性缺陷1in500不完全的測試控制06工序/産品性能會降低但安全一般1in100較低水平的控制07工序/産品性能會降低較多1in50低水平的控制08很嚴重以致無法修復或使用大量1in10難於控制09非常嚴重(帶有提示的影響)非常多1in5很難控制10安全性或可靠性故障(無提示)幾乎全部1in2幾乎無法控制典型缺陷原因、缺陷模式和影響如下表所示：典型缺陷原因典型缺陷模式典型缺陷影響材料選定不正確設計壽命評估不當潤滑不足維護指引不足環境太差算法不正確斷裂變形松泄漏粘貼短路破裂噪聲不穩定的操作外觀不良不穩定斷續操作無法動作操作能力削弱設計缺陷模式和影響分析表項目負責工程師作成確認關鍵日期SODRPN備注:1.S代表嚴重度;2.O代表發生概率;3.D代表可偵知性;4.RPN代表風險評分建議采取的措施責任者/目標完成日行動結果修訂日期承認項目/功能潛在缺陷模式潛在缺陷影響嚴重度潛在缺陷原因發生概率現在的過程控制可偵知性RPNFMEA編號FMEA初始日期頁碼核心團隊第頁共頁設計責任采取的行動過程缺陷模式和影響分析表項目負責工程師作成確認關鍵日期SODRPN備注:1.S代表嚴重度;2.O代表發生概率;3.D代表可偵知性;4.RPN代表風險評分建議采取的措施責任者/目標完成日行動結果修訂日期承認項目/功能潛在缺陷模式潛在缺陷影響嚴重度潛在缺陷原因發生概率現在的設計控制可偵知性RPNFMEA編號FMEA初始日期頁碼核心團隊采取的行動第頁共頁過程責任七、過程FMEA應用實例現以波峰焊接過程各因素對首次通過率的影響為例進行PFMEA.1.確定工序流程及風險性評估.流程風險評估爐前檢查↓浸松香助劑↓預熱↓*浸錫↓爐后檢查低風險中等風險中等風險高風險低風險對風險高的工序作*標記,表示將對此工序進行PFMEA.從步驟1來看,須對浸錫工序進行PFMEA.七、過程FMEA應用實例2.確定分析水準.本例以波峰焊焊機為分析水準.3.焊接過程內容.1.爐前檢查:印刷線路板及電子元件裝配檢查.項目如下:表面氧化程度、彎腳角度及方向、異物、損傷.2.浸鬆香助焊劑:對助焊劑比重、液面高度、發泡程度、浸助焊劑時間進行檢討.3.預熱:對預熱溫度、時間進行檢討.4.浸錫:錫液溫度、錫面高度、錫的成分、浸漬角度、時間對焊接有影響.七、過程FMEA應用實例4.焊接過程方塊圖.爐前檢查浸松香預熱浸錫爐后檢查目視放大鏡助劑成分助劑比重液面高度發泡程度預熱溫度預熱時間錫液溫度錫面高度錫成分浸漬時間浸漬角度目視放大鏡七、過程FMEA應用實例5.各過程不良模式如下表:過程不良模式爐前檢查PCB銅箔氧化/元件腳氧化/PCB髒/變形/元件變腳方向不良/元件彎腳角度不良/掉件/PCB表面損傷浸松香助劑松香比重過高/松香比重過低/松香活性成分不足/松香液面過高/液面過低/帶速過快/帶速過慢預熱預熱溫度過高/預熱溫度過低/預熱時間過長/過短浸錫錫液溫度過高/過低/錫面過高/過低/浸漬進入角過大/過小/錫成分不良/浸漬時間過長/過短七、過程FMEA應用實例6.各過程重要不良模式及推進原因如下表:過程不良模式推定原因爐前檢查1.元件腳氧化2.PCB划傷保存不當、元件來料不良作業方法不當、PCB來料不良浸松香助劑1.松香比重過低未及時添加新助劑、未及時清理舊助劑、測定方法錯誤2.松香發泡不良發泡孔堵塞、發包電機停止工作、松香變質預熱1.預熱溫度過高控制器故障、測定方法錯誤2.預熱時間過長帶速過低、傳送帶打滑浸錫1.錫面過低未及時加錫、電機轉速變化2.浸錫時間過短帶速過度3.浸錫進入角過小傳送帶角度變化、板彎4.錫液溫度過高控制器故障、測定方法錯誤項目負責工程師作成王林確認張軍關鍵日期SODRPN未及時加錫2每小時目測一480工程部2002/4/5102120電機轉速變化4無控制8160工程部2002/4/11022402.浸錫時間過短假焊短路半焊8Ⅰ帶速過高4每2小時測一次7224工程部2002/4/2081432傳送帶角度變化1無控制864工程部2002/4/10板彎4IQC抽檢PCB加料5160生産部2002/3/25841324.錫液溫度過高燒壞元件或印刷線路板10Ⅱ控制器故障3每2小時測一次錫溫390備注:1.S代表嚴重度;2.O代表發生概率;3.D代表可偵知性;4.RPN代表風險評分建議采取的措施責任者/目標完成日主印行動結果修訂日期承認項目/功能潛在缺陷模式潛在缺陷影響嚴重度潛在缺陷原因發生概率現在的設計控制可偵知性RPNFMEA編號FMEA初始日期頁碼100第頁共頁過程責任工程/品質部朱恒2002/5/32002/3/10錫缸內加裝液面高度感應器加轉速表監控電機轉速采取的行動增加感應器,有高低錫面報警功已加轉速表監控電機轉速波峰爐焊接(浸錫)類別波峰焊過程FEMA宋松-品質部王林-品質工程師王文龍-生産部蔡萬利-維修部1.錫面太低未焊接10Ⅱ3.浸錫角度過小核心團隊已加帶速控制器,SPC顯示過程受控,CPK1.50增加帶速控制裝置,用SPC控制無因此缺陷發生概率低,且測試難度大,暫不作處爐前QC逐個檢查短路增加8Ⅱ工程部每3個工作日測一次傳送帶角度爐前QC逐個檢查七、過程FMEA應用實例7.製作FMEA表七、過程FMEA應用實例8.不良模式的等級分類,經綜合考慮不良影響、不良發生頻度及發現的難易程度,將浸錫時間斷定為缺陷類別I級,其他為II級.9.波峰焊過程FMEA結果的評估.經使用所推荐方法進行過程改善,使I類不良不再發生,使II類不良的可偵測度增大,對策效果較好.