潜在失效模式与效应分析讲义

0FMEA失效模式與效應分析1講義內容內容頁次一FMEA基本概念----------------------------------------------2~8二·FMEA歷史---------------------------------------------------9~11三·FMEA優點---------------------------------------------------12~14四·FMEA種類----------------------------------------------------15~17五.FMEA實施步驟----------------------------------------------18~22六·設計FMEA表填寫說明-------------------------------------23~49七·設計FMEA結論----------------------------------------------50~53八·製程FMEA表填寫說明-------------------------------------54~66九·製程FMEA結論---------------------------------------------67~68十·如何有效施行FMEA---------------------------------------69~752FMEA基本概念3•一套於設計或製程規畫前，先行集合相關設計、製程、品管、生產線上作業者，以腦力激盪方式先行找出可能之失效模式與效應，並預先採取改善措失，於事前防範設計或製程中產生錯誤或失效的工具。基本概念(1)4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CA51.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，以消除或減少失效發生的機會。3.書面描述上述分析過程，確保產品品質符合顧客需求。基本概念(2)61.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。基本概念(3)7”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有效運用FMEA可減少事後追悔8”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有效運用FMEA可強化事先預防9FMEA歷史10•1960年，首次用於航空工業。•1970年，汽車工業正式採用。•今日廣泛運用於各種工業。•1994年，QS9000基本要求。ISO9000品質系統客戶要求品質手冊程序作業指導書其他文件PPAPAPQP&CPFMEAMSASPCQS9000品質系統要求12FMEA優點13•改善產品的品質、可靠度及安全性。•減少產品開發時間、及成本。•有助於增加客戶滿意度。•將降低產品風險的活動文件化。141.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。2.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。3.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。為什麼需要FMEA?15FMEA種類16•設計FMEA(DESIGNFMEA)用以分析正式量產前之產品。著眼於因設計不良所造成之失效。•製程FMEA(MANUFACTURING/PROCESSFMEA)用於分析製造及組裝之製程。著眼於因製造及組裝不良所造成之失效。17產品設計及開發計畫及定義產品設計及開發產品及製程驗證專案確立生產原型品試產量產設計FMEA製程FMEA18FMEA實施步驟191.任務確立及實施對象2.決定分析層次3.列出潛在失效模式4.列出可能失效起因/機理5.列出失效效應及嚴重等級6.列出失效原因及發生機率之等級7.列出現行管制方式及偵檢度8.計算風險優先數9.預防與改正機能方塊圖可靠度方塊圖腦力激盪成立FMEA小組201.產品定義根據產品設定資料，瞭解產品功能、另組件構成結構、工作原理、使用環境、另組件特點與材質，從製程設計資料，瞭解生產過程中之裝配、加工與檢驗方法，上述資料若不易蒐集，也可以利用同類形成或相近產品之資料作某些假設，在以後的試驗或使用過程中逐步充實、修改即可。2.繪製功能方塊圖描述各組件之間的功能聯繫，其作用在使分析者了解各組件功能信號在傳遞時，其輸出與輸入的邏輯關係。3.繪製可靠度方塊圖將所繪製的功能方塊圖，利用可靠度的原理及另組件的失效定義，會製程串並聯組合的可靠度方塊圖，以利後續效應分析的探討。214.FMEA製表按前三項的資料和先期規劃的準備，利用表1或表2的格式，可以列出產品或製成的失效模式、效應分析和失效原因，並根據現行管制方法，對產品做關鍵性評估，找出優先待改進的失效模式。5.預防措施關鍵性評估指數愈大者，其對應之失效模式，應在FMEA表中填寫防止失效的措施，在下一次的設計驗證與生產測試中加以鑑定，以重新評估關指數是否降低。6.FMECAFMECA是FMEA和FCA(失效關鍵性分析)的綜合稱作失效模式，效應與關鍵性分析，因此FMECA比FMEA多一項關鍵性分析，具有定量性分析的特點，在實務上可以根據定量分析的大小確定失效模式的重要程度，以集中力量解決產品重大品質問題。22QS9000設計/製程FMEA表失效模式效應分析表零件或製程名稱：①外界製造商：④負責分析人員：⑥設計/製造負責單位：②工程提出時間：⑤分析日期：⑦相關單位：③製造關鍵日期：⑧改善結果項目／功能⑨失效模式⑩失效效應⑪關鍵特性⑫嚴重度⑬失控原因⑭發生度⑮現行管制措施⑯難檢度⑰風險優先數⑱建議改正措施⑲負責部門與完成日期⑳已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數23設計FMEA填寫說明24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.設計內容:列出清單(確認何項設計是期望的，何項設計是不想要的)2.顧客需要:可被規範及被量測3.產品需求:4.製造組裝的需求所需的工具QFD、顧客面談、可靠度需求比較分析、產品品質資訊製程需求25(9)項目/功能失效模式效應分析表零件或製程名稱：①外界製造商：④負責分析人員：⑥設計/製造負責單位：②工程提出時間：⑤分析日期：⑦相關單位：③製造關鍵日期：⑧改善結果項目／功能⑨失效模式⑩失效效應⑪關鍵特性⑫嚴重度⑬失控原因⑭發生度⑮現行管制措施⑯難檢度⑰風險優先數⑱建議改正措施⑲負責部門與完成日期⑳已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數過電流保護裝置26(10)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操作條件下(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、粗糙不平的地形、僅在市區行駛)。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。27失效模式效應分析表零件或製程名稱：①外界製造商：④負責分析人員：⑥設計/製造負責單位：②工程提出時間：⑤分析日期：⑦相關單位：③製造關鍵日期：⑧改善結果項目／功能⑨失效模式⑩失效效應⑪關鍵特性⑫嚴重度⑬失控原因⑭發生度⑮現行管制措施⑯難檢度⑰風險優先數⑱建議改正措施⑲負責部門與完成日期⑳已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數過電流保護裝置不該斷時切斷電流(10)潛在失效模式28(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:失效模式一旦發生時，對系統或設備以及操作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，最終引起客戶不滿意。常見的失效效應包括:噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、產生臭氣、外觀不良…等。29失效模式效應分析表零件或製程名稱：①外界製造商：④負責分析人員：⑥設計/製造負責單位：②工程提出時間：⑤分析日期：⑦相關單位：③製造關鍵日期：⑧改善結果項目／功能⑨失效模式⑩失效效應⑪關鍵特性⑫嚴重度⑬失控原因⑭發生度⑮現行管制措施⑯難檢度⑰風險優先數⑱建議改正措施⑲負責部門與完成日期⑳已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數過電流保護裝置不該斷時切斷電流當機(11)潛在失效效應30(12)關鍵特性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、次要的)。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的分等欄位內,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。31失效模式效應分析表零件或製程名稱：①外界製造商：④負責分析人員：⑥設計/製造負責單位：②工程提出時間：⑤分析日期：⑦相關單位：③製造關鍵日期：⑧改善結果項目／功能⑨失效模式⑩失效效應⑪關鍵特性⑫嚴重度⑬失控原因⑭發生度⑮現行管制措施⑯難檢度⑰風險優先數⑱建議改正措施⑲負責部門與完成日期⑳已採行動嚴重度發生度難檢度風險優先數過電流保護裝置不該斷時切斷電流當機關鍵的(12)關鍵特性32(13)嚴重度(S)失效模式一旦發生時，對系統或設備以及操作使用的人員所造成的嚴重程度的評估指標。嚴重度僅適用於結果，要減少失效的嚴重度等級數字，別無他法，只能透過修改設計才能達成。33(13)嚴重度(S)影響標準:影響的嚴重性等級危險發生無預警影響操作的安全性/或不符合政府法規10危險發生有預警影響操作的安全性/或不符合政府法規9非常高無法操作以及短暫失去功能8高可操作但減低功能層次，造成客戶不滿意7中等可操作但方便舒適的功能無法執行，以客戶的經驗認為不適合6低可操作但減低方便舒適的功能，以客戶的經驗認為些許不滿