FEMA培训设计潜在失效模式及后果分析

【产品开发中心培训教材】FMEA失效模式與效應分析失效模式與效應分析FailureModeandEffectAnalysisy教材編號:PDC-021版本10核準:版本:1.0Quality審核:編寫：Jankywolf編寫：JankywolfPFMEA課程簡介PFMEA課程簡介‧什麼是失效什麼是FMEA？‧什麼是FMEA？‧FMEA的起源‧FMEA之效益‧FMEA的精神簡介簡介‧FMEA作業說明‧PFMEA案例分析PFMEA案例分析‧PFMEA成功的作法什麼是失效什麼是失效失效集體討論??后果是集體討論??后果是….＂早知道………就不會＂早知道………就不會¾早知道作好防震設計就不會造成大樓倒塌¾早知道改進電力輸配設計就不會造成全台大停電¾早知道改進電力輸配設計就不會造成全台大停電¾早知道不濫墾濫伐就不會造成土石流¾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¾核能電廠、水庫、衛星、飛機…….有效運用可減少事後追悔有效運用FMEA可減少事後追悔＂我先所以沒有＂我先……所以沒有¾我先看了氣象預報所以沒有淋成落湯雞¾我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛行安全¾我先設計電腦防火牆所以沒有被駭客入侵¾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些我先是必需的!有些所以沒有是預期可避免的¾核能電廠、水庫、衛星、飛機¾核能電廠、水庫、衛星、飛機…….有效運用FMEA可強化事先預防有效運用可強化事先預防失效的定義失效的定義在規定條件下,(環境、操作、時間)產品在工作範圍內,導致零元件的操作時間)不能完成既定功能。致零元件的破裂、斷裂、卡死、損壞現象在規定條件現象失效在規定條件下,產品參數值不能維持在規定的持在規定的上下限之間失效應考慮的三種效應失效應考慮的三種效應失效造成的後果3種後果影響：1，對最終用戶2，對下游流程2對下游流程3，對本流程3種效應都要考慮3種效應都要考慮什麼是FMEA？什麼是FMEA？‧FMEA---‧FMEA是一種系統方法，使用制式表格及問題解決方法以確認潛在失效模式及其效應並評估其嚴重度發生度偵確認潛在失效模式及其效應，並評估其嚴重度、發生度、偵測度及目前管制方法，從而計算風險優先指數(RPN)，最後採取進一步改善方法，如此持續進行，以達防患失效模式及效取進一步改善方法，如此持續進行，以達防患失效模式及效應發生於未然。風險優先數RPN=嚴重度(S)*發生度(O)*偵測度(D)‧分類–系統（SYSTEMFMEA）:在最初設計平臺上對系統或次一級系統的訓練是高級水平的A在最初設計平臺上對系統或次一級系統的訓練是高級水平的FMEA。–設計（DESIGNFMEA）:為防止和消除相關製品或設計的失敗點。為防止和消除相關製品或設計的失敗點–製程（PROCESSFMEA）:為防止和消除相關製品或其他工序的失敗點。什麼是FMEA？什麼是FMEA？特別注意:FMEA自身並不是問題的解決者，它通常與其他問題解決的工具聯合使它通常與其他問題解決的工具聯合使用“FMEA提出問題解決的時機並不是解決問題＂解決問題＂。FMEA種類FMEA種類系統設計製程人力零組件子系統零組件子系統人力設備方法材料主系統主系統材料量測環境重點：使系統失效之影響降至最低重點：使設計失效之影響降至最低設備重點：使製程失效之影響降至最低目標：使系統品質、可靠性、成本目標：使設計品質、可靠性、成本工具、工作站生產線作業員訓練目標：使製程品質及維護性提昇至最佳狀態及維護性提昇至最佳狀態作業員訓練製程及量具使製程品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態何謂設計何謂設計FMEA?FMEA?何謂設計何謂設計FMEA?FMEA?設計的潛在FMEA是一種分析技術係由負責設計設計的潛在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＊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或分析之優先順序系統。何謂製程何謂製程FMEA?FMEA?製程的潛在FMEA是一種分析技術，係由負責製程的工程師或何謂製程何謂製程??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•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(Vibl)並且據以管制降低發生率或失效情況的(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•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。FMEA的起源FMEA的起源FMEAFailureModeandEffectAnalysis1950＇s起源于宇航和美國軍方•對關注的問題加以分類和排列將評定結果作為預防的目標•將評定結果作為預防的目標•堅持安全的觀點FMEA之沿革FMEA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DefenseDepartmentChryslerFord1974出版Mil-STD-1629FMECA1980出版Mil-STD-1629AInternationalElectricalCommission(IEC)Chrysler,FordGM,ASQ,AIAG1980出版Mil-STD-1629AFMECA1985出版IEC812FMEA1993出版FMEA手冊1995出版FMEA手冊FMEA之效益之效益•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•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費用•褔特、通用、克萊斯勒汽車公司對車輛回收的研究表明全明實施A能夠避免許多的研究表明，全明實施FMEA能夠避免許多回收事件的發生。FMEA對工藝過程及設計改變的影響FMEA數量FMEA方法改變的數傳統方法工程改設計開發生產生產時間設計開始開發生產放行生產時間事先花時間很好地進行綜合的FMEA分析能夠容易低成事先花時間很好地進行綜合的FMEA分析，能夠容易、低成本地對產品或過程進行修改，從而減輕事后修改的危機。FMEA的精神精神1、它強調的是“事前的預防＂而不是“事後的追悔＂2、及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一。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。它是一個相互作用的過程永無止境的改善活動FMEA的口號為:就你所能儘全力而為就你所能，儘全力而為。PFMEA的目的PFMEA的目的確定與產品相關的過程潛在失效模式‧確定與產品相關的過程潛在失效模式‧評價失效對顧客產生的潛在後果‧確定潛在製造或裝配過程的起因，確定減少失效發生或找出失效條件的過程控減少失效發生或找出失效條件的過程控制變量。‧編織一個潛在失效模式分級表，以便建立一個考慮預防/糾正措施的優選體系立一個考慮預防/糾正措施的優選體系‧將制造或裝配過程編制成文件。PFMEA顧客的定義PFMEA顧客的定義DFMEA的顧客‧最終使用者：使用產品的‧最終使用者：使用產品的人PFMEA的顧客PFMEA的顧客‧後序的操作者‧最終使用者：使用產品的最終使用者：使用產品的人注意注意不要混淆DFMEA與PFMEA的起因和失效DFMEA的失效PFMEA的失效潤滑能力不足潤滑油使用不夠潤滑能力不足潤滑油使用不夠錯誤的原料說明錯誤的原料使用錯誤的原料說明錯誤的原料使用PFMEA的前提PFMEA的前提‧PFMEA假定所設計的產品能夠滿足設計要求。‧PFMEA不依靠改變設計來克服過程變設計來克服過程中的薄弱環節。PFMEA作業說明PFMEA作業說明FMEAFilMd()EfftAliFMEAFailureMode(cause)EffectAnalysisF:Failure失效、失敗→定義：達不到預期的功能或目的FailtoreachScopeObjectivePurposeFailtoreachScope.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談先談定義的資料會很混淆在規定條件下不能完成其規定的功能，在規定條件下不能完成其規定的功能，或參數不能保持在規定範圍內，或操作者失誤，造成產品功能失效，及因應環境力變化導致功能喪失。失效的表現形式失效的表現形式物品直接表現失效的形式如下：1實體破壞：硬式失效1.實體破壞：硬式失效2.操作功能中止功能退化3.功能退化4.功能不穩定軟式失效2~4項物品機能因老化(Aging)、退化(Degradation)或不穩定(Unstable)而不能滿足原設定的要求標準，所以失效現象及研判準則必須量化。失效的層別分類失效的層別分類將失效依照其應用的目的或特性加以分類：1.依失效發生原因分類先天性弱點的失效2.依失效發生時間情況分類•先天性弱點的失效•誤用失效•突發性失效•漸次性失效3.依失效範圍程度分類•局部性失效4.依失效根源分類•老化、組件、環境、人員局部性失效•全面性失效•老化、組件、環境、人員FMEA失效分析的種類FMEA失效分析的種類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FM構層或功能層次的失效模式。2失效效應分析(failureeffectanalysis)EA2.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。EA3.關鍵性分析(criticalanalysis)CA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。FMEAFMEAFailureMode(cause)EffectAnalysisM:Mode在所有失效中，出現最多的(眾數)M:Mode在所有失效中，出現最多的(眾數)例：2,3,3,3,4,5,5,6,7在組織有限的資源下，從失效最多的狀況、最高的頻率開始著手，此即FailureModeFMEAFailureMode(cause)EffectAnalysisFMEAFailureMode(cause)EffectAnalysisE:Effect影響在有限resource的狀況下，Effect談三種：從失效最多的狀況開始著手，此即FailureMode1.Localeffect(對本身的立即影響)2.Nexthighleveleffect(對同一Level的影響，也可能對Nexthighleveleffect)Downstrea