FMEA失效模式及效应分析

2019/8/20571潜在失效模式及效應分析FailureModuleandEffectsAnalysis(FMEA)主讲:劉偉2019/8/20572內容提要一.FMEA基本概念二.設計FMEA表填寫說明三.製程FMEA表填寫說明四.FMEA結果之應用2019/8/20573FMEA的基本概念1.FMEA:Failuremoduleandeffectsanalysis2.對存在失效可能的產品或過程進行分析，找出零組件或過程之失效模式，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。3.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。2019/8/20574失效(Failure)的定義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。(產生影響)2019/8/20575FMEA過程順序系統有哪些功能，特徵，需要條件？會有那些失效？發生失效危害？失效是什麼造成的？發生之頻率？有那些預防和偵測？偵測方法有效程度？我們能做什麼(對策)？－設計變更－過程變更－特殊控制－改變標準程序或指南2019/8/20576FMEA之功用階段功用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過程製訂必要之製程標準2.設計階段1.開發階段３製造階段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特性/功能確定特性/功能保證特性/功能實現3.需在試生產即設計開發確認開始之前完成2019/8/20577實施時機FMEA必须在產品或過程失效模式被納入到產品或過程之前進行。DFMEA–開始於設計方案討論之時，并完成於設計工作開始之前，用於指導產品設計展開。PFMEA–開始於基本的操作方法討論，完成時間早於過程設計開始之前，用於指導過程設計展開。DFMEAPFMEA概念初始设计设计完成样件制造设计/过程确认生产开始2019/8/20578FMEA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分析技術。2.用表格方式進行工程分析，使產品在研發/設計/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以分析對象不同分成“設計FMEA--DFMEA”及“製程FMEA--PFMEA”5.FMEA為歸納法之應用，根據零組件的失效資料，由下（失效模式）而上推斷系統的偵測及預防管制措施，是一種向前推演的方法。2019/8/20579設計FMEA之目的1.幫助對產品設計需求與設計方案進行預評估。2.協助識別并分析解決潛在的設計問題，提出預防及改善的方案，用於指導產品設計有效展開。3.根據風險優先度提供產品設計過程管制及設計方案改善的重點，以便節約優勢資源進行有效的預防改善。2019/8/205710設計FMEA作業流程组成DFMEA小组资料搜集制订DFMEA计划建立功能方块图产品结构树设计可靠度分析决定分析之项目/功能进行DFMEA分析选择关键失效模式提出矫正预防重新計算矫正預防后风险优先数分析確認DFMEA报告發佈執行/纪录保存设计审查选择关键失效模式RPN小于规定值？YYNNAA2019/8/205711設計FMEA表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的失效原因發生度現行預防設計管制現行偵測設計管制偵測度風險優先數RPN建議措施負責擔當人與完成日期採行的措施SODRPN(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(21)(21)(21)FMEA編號:頁碼:第頁共頁項目名稱:ˍ設計責任:編制者:生效日期:FMEA(編制)日期:(修訂)日期_______核心小組:設計二課成員2019/8/205712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)設計責任者：填入ODM部門或小組，也包括供應商名稱。(3)準備者/編制者：填入準備FMEA的責任工程師姓名、電話號碼、公司。(4)生效日期：最初FMEA發佈日期，不能超過開始設計開始的日期。(5)FMEA(制訂)日期/(修訂)日期：填入FMEA最初制訂日期，和最新被修訂日期。(6)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、電話號碼、地址等另行列表)。(7)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。2019/8/205713設計FMEA填寫說明項目／功能注意：儘可能簡潔地，填入被分析的項目／功能並使其符合設計意圖。包括這個系統作業相關環境的資訊（如：溫度、壓力、溼度範圍）。如果項目包含一個以上有不同的潛在失效模式功能時，則列出所有個別功能。2019/8/205714設計FMEA填寫說明(8)潛在失效模式潛在失效模式是零件、子系統、或系統於滿足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（向上及向下）。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、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、無法使用、不能開機、功能達不到要求等，產品本身發生的失效形式。2019/8/205715設計FMEA填寫說明(9)潛在失效效應A.在功能特性上失效模式的效應（後果）。B.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。通常稱為失效產生的後果。C.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，然後以產品的組合架構層次，逐層分析一直到對最高層級人員、裝備所可能造成的影響。D.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。E.常見的失效效應包括：如：電腦當機、手機電池燒毀、喇叭有雜音等。2019/8/205716設計FMEA填寫說明(10)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。(車毀人亡/違犯法紀，且無預告)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。(車毀人亡/違犯法紀，有預告)９非常高車輛／項目無法操作，喪失應有功能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（大於75%）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（50%）發現。３非常小裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點會被有鑒別能力的客戶（小於25%）發現。２沒有沒有影響。１失效效應（後果）的嚴重程度2019/8/205717設計FMEA填寫說明11.嚴重度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設計管制的特性（如：關鍵的、主要的、次要的)。任何項目被認為是要求的特殊設計管制，將被以適當的特徵或符號列入設計FMEA的等級欄位,並將於“建議行動”欄位被提出。每一個於設計FMEA列出的項目，將必須在製程FMEA的特殊製程管制中被列出。2019/8/205718設計FMEA填寫說明(12)潛在的失效原因：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。缺少環境保護。錯誤的算法。超過壓力規格。原物料材質不穩定。磨損。金屬疲勞。腐蝕。針對潛在失效模式提出的失效原因即：針對潛在的不良現象（失效模式）分析根本原因2019/8/205719設計FMEA填寫說明(13)發生度(潛在失效發生的可能性)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.運用工程分析去預估應用此零件之發生度?2019/8/205720設計FMEA填寫說明(14)發生度參考指標：2019/8/205721設計FMEA填寫說明(15)現行預防設計管制列出利用預防措施、設計驗證／確認(DV)、或其它活動，而這些活動是用來確認對失效原因、模式或失效偵測已進行適當的管制。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：通道測試、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)預防失效的原因，消除失效模式／效應發生，或降低發生比率。(2)預防失效模式／效應發生，提出矯正措施，防止失效發生。(3)偵測失效模式，及時發覺，防止失效繼續發生。可能的話，最先使用第(1)種管制；其次，才使用第(2)種管制；最後，才使用第(3)種管制。2019/8/205722設計FMEA填寫說明(16)偵測度：產品設計階段探測到失效的可能性、幾率2019/8/205723設計FMEA填寫說明(17)風險優先數(RPN)風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和偵測度(D)的乘積:RPN(RiskProcessionNumeric)=(S)(O)(D)是一項設計風險的指標。當RPN較高時，設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上，會特別注意注意嚴重度較高（尤其S≧8）之失效模式，而不理會RPN之數值。當現行設計預防及/或管制措施空白時，“建議措施”必須執行2019/8/205724設計FMEA填寫說明(18)建議措施：當失效模式依RPN數排列其風險順序時，針對最高等級的影響和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發生度、嚴重度、和／或檢測度。A.增加設計驗證或確認措施的結果，只可降低偵測度的等級。B.去除或管制某一或多個影響失效模式的原因，只能降低發生度的等級。C.只有設計變更能降低嚴重度等級。D.當項目為“關鍵”“重要”特性時，“建議措施”請提出改善可考慮下列的採行措施，但並不限於此：實驗設計修改測試計畫修改設計修改原物料規格2019/8/205725設計FMEA填寫說明(19)負責人與日期：填入建議措施的負責單位或個人，和預定完成日期。(20)採行措施：完成矯正措施後，填入簡短的執行作業和生效日期(22)RPN結果：將矯正措施實施後，經鑑定、評估和記錄嚴重度、發生度、和難檢度的等級結果填入，進一步的措施只要重覆(19)~(22)之步驟即可。2019/8/205726設計FMEA填寫說明追縱確認設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執行或有適當的對策提出。FMEA文件應適時修正並能反應最新的設計等級和最近有關的措施，包括開始量產後所發生的。設計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施已被執行：確認達成設計要求。審查工程圖面和規格。組裝或製造文件編訂確認。審查設計FMEA和管制計劃。2019/8/205727零組件：主油壓缸設計責任：準備者：__________生效日期：2010.10.1FMEA日期(製訂)2010.9.01(修訂)_2010.9.28__核心小組：設計系統開發小組，如附表設計FMEA表（範例1)執行結果項目功能潛在失效模式潛在