潜在的失效模式与效应分析

1健峰企業管理顧問股份有限公司講師:王子才.潛在的失效模式與效應分析(FMEA)2華通電腦聯想電腦毅嘉電子台光電子宏合電子群鑫電子大展電路板上聲電子展勝電業毓冠電子鍵和電子方志電子訊舟電子賽博電器宏崇化學正峰工業立輝金屬全億金屬永成五金合冠鞋業裕成製鞋廠福泰塑膠寶元數控輪興機械永益印刷長益印刷東鵬印刷商亮燈飾千麗燈飾聯盈塑膠順傳五金勛力嬰兒車泰祥汽車配件鍾慶汽車配件太子汽車工業……..ISO9000,QS9000,TS16949,日常管理，目標管理，生產管理統計製程管制，6σ訓練輔導●主要研究領域：●主要輔導或授課廠商：健峰企業管理顧問股份有限公司顧問師●現任職：歷經生產主管、品管經理、生產廠長、董事長特別助理等職務●主要企業經驗：3課程安排•第一單元：FMEA作業全般概念說明•第二單元：FMEA作業重點及演練4第一單元•FMEA作業全般概念說明5FMEAF:Failure失效、失敗→定義：達不到預期的功能或目的FailtoreachScope.Objective.Purpose.談Failure，先談定義要層別得夠細，否則收集的資料會很混淆FailureMode(cause)EffectAnalysis6M:Mode在所有失效中，出現最多的(眾數)例：2,3,3,3,4,5,5,6,7集中點：xn=xnnn=11.數學平均值=(Math.Average)2.中位數=4(Medium)=4.243.眾數=3(Mode)在有限resource的狀況下，從失效最多的狀況開始著手，此即FailureModeFMEAFailureMode(cause)EffectAnalysis7FMEAE:Effect影響Effect談三種：在有限resource的狀況下，從失效最多的狀況開始著手，此即FailureModeFailureMode(cause)EffectAnalysis1.Localeffect2.Nexthighleveleffect3.Endeffect(對本身的立即影響)(對同一Level的影響，也可能對Nexthighleveleffect)(對產品使用者的影響)(對endproduct的user影響,產品跑到user身上，use時才發現)DownstreamInternaleffectDownstreamExternaleffect8FMEA之沿革GrummanAircraftCompany1950FMEA飛機主操縱系統失效分析Boeing&MartinMariettaAerospaceCompany1957工程手冊中正式列出FMEA程序NationAeronauticsandSpaceAdministration(NASA)1960FMEA成功地應用於航太計劃DefenseDepartmentInternationalElectricalCommission(IEC)Chrysler,FordGM,ASQ,AIAG1974出版Mil-STD-1629FMECA1980出版Mil-STD-1629AFMECA1985出版IEC812FMEA1993出版FMEA手冊1995出版FMEA手冊2001出版FMEA手冊9FMEA定義及分析方式FMEA是一種工程技術用以定義、確認及消除在系統上、設計、製程及服務還沒有到達顧客前已知的或潛在的失效、問題等。FMEA包含了兩種分析方式：第一:使用歷史數據，針對相似產品、服務、保證數據、顧客抱怨、及其他可取得資訊，加以定義失效。第二:使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工程等以確認及定義失效。如果正確及適當地使用，FMEA方法會使評價行動更準確及更有效率。10良好FMEA之具備事項FMEA是早期預防失效及錯誤發生的最重要且最有效的方法之一。一個良好的FMEA必須具備：1.確認已知及潛在失效模式2.確認每一失效模式的效應和原因3.依據風險優先指數(產品的嚴重度、發生率及偵測度)4.提供問題改正行動及跟催11FMEA之效益•指出設計上可靠性的弱點，提出對策•針對要求規格、環境條件等，利用實驗設計或模擬分析，對不適當的設計，即時加以改善，節省無謂的損失•有效的實施FMEA，可縮短開發時程及開發費用•FMEA發展之初期，以設計技術為考量，但後來的發展，除設計階段使用外，製造工程及檢查工程亦可適用12以設計的最小構成單位組件，假設使用中可能產生的故障，針對此故障，檢討其可能引起對上層組件、子系統及系統產生的影響，指出可靠性的弱點，提出對策建議，防止未然的故障發生。FMEA的精神13FMEA展開時機1.依照FMEA定義，它是一種方法，消除或減少已知或潛在問題，以強化顧客滿意至最大極限。因此，為了要達成此目的，展開FMEA的時機必須愈早愈好!縱使相關數據/資訊仍然未知時。FMEA的口號為:(就你所有，儘全力而為)2.經由品質機能展開(QFD)已知某些資料時，就應立刻展開FMEA。3.當設計新的系統，新的設計，新產品，新製程，新的服務時。4.當現有系統，設計，產品，製程，或服務等不管是何種理由，將要變更時。5當既有的系統，設計，產品，製程，或服務的條件有新的應用時。6當既有的系統，設計，產品，製程或服務被考慮要改善時。14FMEA之因果模式1.設計不當2.製造不當3.使用不當4.磨耗5.安裝不正確6.逐漸老化1.實體破壞2.操作中失效3.功能退化4.功能不穩定1.安全失效2.機能失效3.管制失效〈感覺、外觀〉人機料法環CAUSEMODEEFFECT15FMEA作業展開任務確認決定分析層級列舉故障模式機能方塊圖流程步驟分析表選定故障模式製作FMEA表列舉故障原因提出對策方案RPN評價選定對象B.S故障事例試驗報告不良報告顧客抱怨經驗累積DFMEAPFMEA系統、子系統、零件16FMEA種類系統零組件子系統主系統設計零組件子系統主系統製程人力設備方法材料量測環境重點：使系統失效之影響降至最低目標：使系統品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態重點：使設計失效之影響降至最低目標：使設計品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態設備工具、工作站生產線作業員訓練製程及量具重點：使製程失效之影響降至最低目標：使製程品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態17何謂系統FMEA?系統FMEA是在產品設計及開發初期所使用預防失效的一種方法其劃分為以下五步驟:1.劃分系統單元級系統結構2.區分系統機能及機能上的結構3.實施失效分析4.風險分析之影響評估5.實施RPN評估之改善其效益為:--增加產品之可靠性--產生成本之支出--縮短該發時程--有效整合組立件SystemSE3SE2SE1SE1.2SE2.1SE2.2SE3.4SE2.2.2SE2.2.1SE1.1SE3.5Interface（系統及系統結構）SE2.318系統FMEA說明:系統包括個別的系統單元，以層級的方式展現出完整系統齊結構間之相互關係及作用。在系統中各單元藉由零組件之組合而成子系統，進而形成系統。如其中有一個環節故障，均有可能全部系統的故障。系統故障SE1故障SE1故障SE1.2故障SE1.1故障SE2.1故障SE3.5故障SE2.2故障潛在失效效應潛在失效潛在失效原因19車輛系統結構功能失效舉例車輛故障傳動鏈故障傳動箱故障馬達離合器齒輪故障排檔桿故障20系統FMEA的作業系統／注意事項系統FMEA宜於新產品設計開發之最初期即應開始，並應將系統的介面(Interface)詳細的規劃及區分。為了保障某些“Know-how“，其原始之設計及製造FMEA的關鍵技術，有可能不會提供給顧客，除非合約中有規定其關鍵specification必須提交顧客核准。21何謂設備FMEA?設備FMEA為設計階段評估設備及工具之評估工具之標準化工具，以改善作業者的安全，強化設備之可靠性。其效益為:--改善設備及工具之安全性，可靠性及壽命。--配合設計變更儘早使設備成本及交期延誤之損失降至最低。--使產品設計開發週期延誤之風險降至最低。--降低全部研發生命週期之成本。22設備FMEA係著眼是用以分析及改善工廠中所使用機器設備之可靠度及可維護性。預防保養是控制可靠度的方法之一，但是在生產前以極小的生產數量來作大量生產後之維護依據，經常是不準確的，因此如何對生產零件的設備之選定需要有效的方法來作分析，設備FMEA是極佳的工具。設備FMEA作業注意事項23設備FMEA應該在設計早期階段進行:-當設備及工模冶具一經指定時-當零組件幾何數據及公差以獲得時，以及重要／特殊特性已鑑定出時-一般來說，當DFMEA已作出，而PFMEA已在進行時。何時執行設備FMEA?24DFMEA主要是分析系統／子系統及零組件，其原型或產品測試主要在驗證設計內容設備FMEA是以長期的設備使用及週期，在其主要部分的磨耗、故障考量為主。DFMEA及設備FMEA之主要不同處為何?25兩者都強調作業者／顧客的安全為首要設計考量兩者都強調在設計時就考慮到預防問題發生兩者都強調嚴重度高者要優先採取矯正措施DFMEA及設備FMEA的相似處為何?26何謂設計FMEA?設計的潛在FMEA是一種分析技術，係由負責設計的工程師或小組使用，在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及其原因均已納入考量並予以處理。最終成品及其所有相關的系統、子系統及零組件，都應納入評估，FMEA是設計小組想法之摘錄(包括依據經驗有可能失效事項之分析)。＊根據潛在失效模式對顧客的影響程度，列出優先順序來，並據以建立設計、改善、開發及驗收測試或分析之優先順序系統。27製程的潛在FMEA是一種分析技術，係由負責製程的工程師或小組使用，在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及其原因/機制均已納入考量並予以處理。製程潛在FMEA旨在：•鑑別製程的機能和要求•鑑別潛在的產品和製程有關的失效模式•評估失效對顧客的潛在影響•鑑別潛在的製造或組裝過程原因和鑑別製程變數(Variables)，並且據以管制降低發生率或失效情況的偵測度。•鑑別製程變數，以著眼於製程管制•列出潛在失效模式之排序，並據以建立考慮採取預防／矯正措施的優先順序•將製造或組裝過程的結果予以文件化。何謂製程FMEA?28FMEA作業說明(FMEA概念)•工具使用流程圖、特性要因圖、柏拉圖及FMEA表格作為工具/方法•團隊工作跨部門/多層團隊是FMEA及APQP成功關鍵。共同的腦力激盪、思考、決定，可減少發展FMEA時間及避免單獨一人閉門造車。指派團隊領導者可以領導團隊並且做為公斷人，促成團隊之進行29FMEA與管制特性•持續不斷的改善(消除或減少失效、錯誤、成本、不當等)是改善顧客滿意度最重要指標。FMEA中有三項非常重要指標和產品品質/服務關係密切。30第一、危險的(Critical)特性：這些特性會影響生產的產品/服務是否符合政府法規和安全規定。譬如：•正式法律/規章•工業標準•顧客需要•內部工程需要或主要量測指標（諸如：尺寸、溫度、壓力、、等等）31第二、顯著的(Significant)特性：•顧客及供應商共同制定或顧客指定或設計/製程工程師制定。•諸如：尺寸、速度、溫度、壓力、等等•設計FMEA及製程FMEA的內容必須用於確認重大的產品、製程或服務特性，作為說明最佳設計的方法。所有的重要特性應於可行性研究中就設計好。32第三、主要的（Major）特性：為量測指標，提供迅速回饋到製程，因此可立即地正確更正品質問題。這種量測指標也提供問題來源及關於品質方面，顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標諸如下列結果：1.長期信賴性測試6.外部檢驗檢討及分析2.內部檢驗及稽核7.保證（里程、壽命）資料分析3.製程不良品檢討及分析8.供應商審核分析4.顧客滿意度調查9.顧客抱怨分析5.產品驗收測試33FMEA&APQP先期品質規劃系統由設計、製造及顧客三大系統所組成。顧客是整個系統中最主要的關鍵。顧客的心聲；摘要而言，即是顧客的需求及期望。將顧客的需求及期望和其他關鍵要求輸入於設計及製造系統中，應用各種技術如品質機能展開(QFD)、失效模式及效應分析(FMEA)、電腦輔助設計(CA