FMEA失效模式与效应分析(修订版-1))

1FailureModeandEffectsAnalysis(FMEA)失效模式效應分析及填寫2講授內容一.FMEA基本概念二.FMEA之演變三.國際間採用FMEA之狀況四.FMEA表填寫說明五.FMEA結果之應用3FMEA的基本概念.1.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。2.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。發生源流出源4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，一般而言，失效是指：1．在規定條件下(環境、操作、時間)不能完成既定功能。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、卡死等損壞現象。5FMEA過程順序.系統有那功能，特徵，需要條件？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？－設計變更－過程變更－特殊控制－改變標準程序或指南6FMEA之功用階段功用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１.設計階段２.開發階段３.製造階段發掘確認修定回饋7FMEA之演變.1.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。2.60年代初期，美太空總署將FMEA成功的應用於太空計畫。美軍同時也開始應用FMEA技術，並於1974年出版MIC-STD-1629FMEA作業程序。3.1985由國際電工協會(IEC)出版之FMECA國際標準(IEC812)，即參考MIC-STD-1629A加以部份修改而成。8FMEA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.FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA”及“製程FMECA”。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。9國際間採用FMEA之狀況.1.ISO90048.5節FMEA作為設計審查之要項。2.CE標誌認證，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。10FMEA作業流程組成FMEA小組資料蒐集釐訂FMEA計畫建立功能方塊圖產品結構樹可靠度展開(QFD)決定分析之項目功能進行FMEA分析選擇關鍵失效模式矯正預防填寫矯正後風險優先數FMEA報告紀錄保存設計審查選擇關鍵失效模式所有RPN小於規定值？YYNN11FMEA表執行結果項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度分類潛在原因設備失效發生度現行預防設計管制現行偵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)(2)系統FMEA編號：(1)(2)子系統(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)12現行管制項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度(S)分類潛在原因/設備失效發生度(O)預防檢測難檢度(D)風險優先數RPN會有什麼問題?無功能部份功能/功能過強/功能降低功能間歇非預期功能功能、特性或要求是什麼?後果是什麼?有多糟糕?可能起因是什麼?發生的頻率如何?目前的管制方式為何?該方法的檢測能力有多好?能做些什麼?設計更改過程更改特殊控制或規格的更改經由FMEA分析後的風險值有多大?RPN=S*O*DFMEA表各欄位關連性說明.13功能方塊圖範例原子筆範例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作記號適合手指運用顯示資訊墨水管儲存墨水輸送墨水配合筆蕊頭墨水作記號維持順暢筆蕊頭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固定尾蓋顯示資訊適合手指運用尾蓋配合筆管筆前蓋配合筆管配合口袋筆蕊配合筆蕊頭輸送墨水做記號15我司開關圖範例16項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度潛在原因設備失效發生度現行預防製程管制現行檢測製程管制難檢度風險優先數1.筆蕊頭鬆脫造成寫字不便.7尺寸公差不適.2每批次首件檢查3422.尾蓋脫落無法固定墨水管.7尺寸公差不適.3每批次首件檢查363筆管1.固定筆蕊頭2.固定尾蓋3.顯示資訊4.適合手指運用3.無法顯示資訊4.手持不適無法寫字,造成極度不滿.易造成手部疲勞.885a.筆蕊變形堵塞.b.墨水濃度不良.a.人體工學無考量.642每批次首件檢查每批次首件檢查54524012850FMEA初期分析表（範例).17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B.子系統FMEA範圍－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。18FMEA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)。(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）。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。19FMEA填寫說明(10)DFMEA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。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。20FMEA填寫說明.（10）PFMEA失效模式為製程可能不符合製程要求或設計意圖。敘述規定作業的不合格事項。它是一個原因成為下工程的潛在失效模式或被上工程所影響的潛在失效模式。無論如何，於準備FEMA時，必須假設進料的零組件或原物料是好的。列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製程特性，所引起的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答下列問題：製程或零組件為何不符合規格？不考慮工程規格，什麼是客戶(最終使用者、下工程、或服務)所不滿意的？【一般的製程失效模式包含下列各項】：破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的安裝、灰塵。21FMEA填寫說明(11)DFMEA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．．．。22FMEA填寫說明(11)PFMEA潛在失效效應被定義為對客戶要求的功能失效模式。客戶指的是：下個作業、下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛在失效功能都必須被考慮。對於最終使用者，失效效應經常被指為：雜音、不規律的動作、不能操作的、不穩定的、通風不良、外觀不良、粗糙不平的、過度的費力要求、令人不舒服的氣味、操控性減弱、車輛控制受損。對於下工程而言，失效效應經常被指為：不能拴緊、不能鑽孔或攻牙、不能固定、不能磨光、使作業者危險、危害機器、不合適、不連接、不相配。23FMEA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操作安全和／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。１24FMEA填寫說明(13)分類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、重要的、客戶要求的）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。關鍵的—符號以“▲”表示之；PPK或CPK管制—符號以“●”表示之重要的—符號以“▓”表示之；客戶要求的—符號以“★”表示之25FMEA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。不適當的的設計壽命假設。潤滑或加油能力不足。不適當的維護作業。缺乏環境保護。錯誤的算法。超過壓力。生產不良。原物料材質不穩定。磨損。金屬疲勞。裝備欠流暢。腐蝕。26FMEA填寫說明(15)發生度參考下列各要素，決定發生度等級值(1~10)：1.相似零件或子系統的過去服務歷史資料和相關經驗?2.零件、上一階零件或分系統是否滯銷?3.上一階零件或分系統改變程度的大小？4.零件與上一階零件，基本上是否有差異?5.零件是否為全新的產品?6.零件使用條件是否改變?7.作業環境是否改變?8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發生度?27FMEA填寫說明(15)發生度參考指標：失效的機率可能失效的比率等級≧100(每1000單位)１０非常高：持續不斷的失效。50(每1000單位)９20(每1000單位)８高：經常失效。10(每1000單位)７5(每1000單位)６2(每1000單位)５一般的：失效偶而發生。1(每1000單位)４低：失效比較少發生。0.5(每1000單位)３0.1(每1000單位)２極少的：失效未必有發生。≦0.01(每1000單位)１28FMEA填寫說明(16)現行設計管制（預防、偵測）列出利用預防措施、設計驗證／確認、或其它活動，而這些活動是用來確認對失效模式設計適當，和／或原因／設備均被考慮。目前常用的管制為一些已被使用或正在使用的相同或類似的設計。(如：道路測試、設計審查、數學研究、可行性審查、原型測試、車隊測試等)。有三種設計管制或特徵：(1)預防