淺析FMEA失效模式與效應(yīng)

1、柏恩氏電子股份有限公司 FMEA失效模式與效應(yīng)分析1講 授 內(nèi) 容A、入門班 頁(yè)次一 產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度- 1 二 FMEA基本的概念- 5 三 設(shè)計(jì)FMEA表填寫說(shuō)明- 20四 製程FMEA表填寫說(shuō)明- 41五 FMEA實(shí)施步驟- 56B、實(shí)用班六 FMEA精義與要項(xiàng)說(shuō)明- 59七 應(yīng)用FMEA提升產(chǎn)品可靠度- 72八 如何有效施行FMEA- 74九 FMEA學(xué)員演練- 82十 如何應(yīng)用FMEA與control plan- 84 2一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度 Quality System 9000是美國(guó)汽車工業(yè)的品質(zhì)管理系統(tǒng)，以持續(xù)改善為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)缺點(diǎn)預(yù)防缺點(diǎn)預(yù)防，降低品質(zhì)差異降低品質(zhì)差異，減少生產(chǎn)

2、線的浪費(fèi)與廢棄物減少生產(chǎn)線的浪費(fèi)與廢棄物。QS-9000訂定了美國(guó)三大汽車公司，福特，克萊斯勒，通用汽車公司，以及卡車製造業(yè)者，和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)，的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，作為內(nèi)外服務(wù)、零件、材料供應(yīng)的要求規(guī)範(fàn)。1、什麼是QS-9000？福特 Q -101品質(zhì)管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)通用汽車 NAO Targets for Excellence克萊斯勒供應(yīng)商品質(zhì)保證手冊(cè)3一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度 1. 面對(duì)市場(chǎng)開(kāi)放與日本車的競(jìng)爭(zhēng)壓力，美國(guó)福特汽車、克萊斯 勒、與通用汽車等三大車廠共同主導(dǎo)制訂QS 9000品質(zhì)系統(tǒng)， 並結(jié)合美國(guó)品管學(xué)會(huì)（ASCQ）與車輛工程學(xué)會(huì)（SAE）， 開(kāi)始研究如何將可靠度可靠度之失效預(yù)防失效預(yù)防觀念 工

3、程技術(shù)導(dǎo)入車輛業(yè)。 善用現(xiàn)有之可靠度工程分析工具 (如FMEA、FTA 等) 作為前 端工程作業(yè)，以提供開(kāi)發(fā)產(chǎn)品過(guò)程中之工 程決策支援，並發(fā) 展新的前端工程分析工具。 4一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度2. QS 9000 品質(zhì)系統(tǒng)之各種作業(yè)程序與參考手冊(cè)，成為美國(guó)車輛工業(yè)共同 之作業(yè)準(zhǔn)則，並且有成為全世界車輛業(yè)共同規(guī)範(fàn)之趨勢(shì)。3. 工程人員普遍缺乏整體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)觀念，前端工程分析作業(yè)無(wú)法連貫，分 析工作變成多餘而無(wú)效的，造成許多在研發(fā)初期就應(yīng)該做好預(yù)防的工作 ，卻要等到進(jìn)入原型生產(chǎn)，才提出修改建議進(jìn)行矯正如此不僅浪費(fèi)時(shí)間 ，而且浪費(fèi)金錢。4. 必須要有整體性之規(guī)劃，並且循序漸進(jìn)地逐步改善企業(yè)之研發(fā)環(huán)境。5

4、ISO 9000 品質(zhì)系統(tǒng)客戶要求QS 9000 + IASG生產(chǎn)零件核準(zhǔn)程序(PPAP)客戶指定要求品質(zhì)手冊(cè)程序作業(yè)指導(dǎo)書其他文件客戶參考手冊(cè)APQP&CPFMEAMSASPCQS 9000 品質(zhì)系統(tǒng)要求品質(zhì)系統(tǒng)要求6二、FMEA 的基本概念”早知道早知道 就不會(huì)就不會(huì) ” 早知道 作好防震設(shè)計(jì) 就不會(huì) 造成大樓倒塌 早知道 改進(jìn)電力輸配設(shè)計(jì) 就不會(huì) 造成全臺(tái)大停電 早知道 不濫墾濫伐 就不會(huì) 造成土石流 早知道 作好橋樑維護(hù) 就不會(huì) 造成高屏大橋倒塌有些 早知道早知道 是必需的!有些 就不會(huì)就不會(huì) 是不允許發(fā)生的 核能電廠、水庫(kù)、衛(wèi)星、飛機(jī).有效運(yùn)用 FMEA 可減少事後追悔7二、

5、FMEA 的基本概念”我先我先 所以沒(méi)有所以沒(méi)有 ” 我先 看了氣象預(yù)報(bào) 所以沒(méi)有 淋成落湯雞 我先 評(píng)估金融大樓高度 所以沒(méi)有 影響飛安 我先 設(shè)計(jì)電腦防火牆 所以沒(méi)有 被駭客入侵有些 我先我先 是必需的!有些 所以沒(méi)有所以沒(méi)有 是預(yù)期可避免的 核能電廠、水庫(kù)、衛(wèi)星、飛機(jī).有效運(yùn)用 FMEA 可強(qiáng)化事先預(yù)防8二、FMEA 的基本概念 1.對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與製程製程進(jìn)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(píng)估該項(xiàng)失效模式對(duì)系統(tǒng)會(huì) 產(chǎn)生什麼影響。 2.找出元 / 組件或系統(tǒng)的潛在弱點(diǎn)，提供設(shè)計(jì)、製造、品保 等單位採(cǎi)取可行之對(duì)策，及早進(jìn)行設(shè)計(jì)與製程研改，強(qiáng)化 產(chǎn)品品質(zhì)。

6、3.書面描述上述分析過(guò)程，確保產(chǎn)品品質(zhì)符合顧客需求。9二、FMEA 的基本概念 1. 及時(shí)性及時(shí)性是成功實(shí)施FMEA的最重要因素之一。 2. 它是“事前的預(yù)防”而不是“事後的追悔”。 3. 事先花時(shí)間進(jìn)行FMEA分析，能夠容易且低成本 地對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或製程進(jìn)行修改，從而減輕事後修 改的危機(jī)。 4. FMEA能夠減少或消除因修改而帶來(lái)更大損失的 機(jī)會(huì)，它是一個(gè)相互作用的過(guò)程，永無(wú)止境的改 善活動(dòng)。10二、FMEA 的基本概念利用表格方式協(xié)助工程師進(jìn)行工程分析，使其在工程設(shè)計(jì)早期發(fā)現(xiàn)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(fā)生或降低其發(fā)生時(shí)產(chǎn)生之影響。1.失效模式分析(failure m

7、ode analysis)2 由下而上分析，即由元件、組件至系統(tǒng)，確定在系統(tǒng)內(nèi)不同結(jié) 構(gòu)層或功能層次的失效模式。2.失效效應(yīng)分析(failure effect analysis)2 對(duì)每一個(gè)失效模式，確定其失效對(duì)其上一層模組及最終系統(tǒng)的失 效影響，了解其組件介面失效關(guān)聯(lián)性，做為改進(jìn)行動(dòng)的依據(jù)。3.關(guān)鍵性分析(critical analysis)2 對(duì)每一個(gè)失效模式，依其嚴(yán)重等級(jí)和發(fā)生機(jī)率綜合評(píng)估並予 以分類，以便確定預(yù)防或改正措施的內(nèi)容和優(yōu)先順序。FMEA內(nèi)容2 FM2 EA2 CA11二、FMEA 的基本概念失失 效效 的的 定定 義義根據(jù)Collins (1981) 的定義失效為一件裝備，

8、裝備的組件或一件結(jié)構(gòu)發(fā)任何形狀、尺度或材料性質(zhì)的變化，造成這些物品處?kù)稛o(wú)法充分地執(zhí)行其特定的功能的狀態(tài)。 規(guī)格：對(duì)於系統(tǒng)或裝備的性能或功能範(fàn)圍， 必須驗(yàn)証時(shí)可以量測(cè)。2 GO / NO GO 計(jì)數(shù)型：較易研判2 計(jì)量型：功能與規(guī)格界限不易確定12二、FMEA 的基本概念物品直接表現(xiàn)失效的形式如下：1. 實(shí)體破壞：硬式失效2. 操作功能中止3. 功能退化4. 功能不穩(wěn)定軟式失效 2 4 項(xiàng)物品機(jī)能因老化 ( Aging )、退化( Degradation ) 或不穩(wěn)定(Unstable)而不能滿足原設(shè)定的要求標(biāo)準(zhǔn)， 所以失效現(xiàn)象及研判準(zhǔn)則必須量化。13二、FMEA 的基本概念 將失效依照其應(yīng)用的

9、目的或特性加以分類：1.依失效發(fā)生原因分類 先天性弱點(diǎn)的失效 誤用失效2.依失效發(fā)生時(shí)間情況分類 突發(fā)性失效 漸次性失效3.依失效範(fàn)圍程度分類 局部性失效 全面性失效4.依失效根源分類 老化、組件、環(huán)境、人員14二、FMEA 的基本概念 列出PPTC之失效定義 (功能、外觀、尺寸)列出下列系統(tǒng)對(duì)PPTC之特殊功能需求車用電池通訊電腦有否見(jiàn)過(guò)有否見(jiàn)過(guò)PPTC極端失效狀況極端失效狀況15二、FMEA 的基本概念電池電池 failure modeoverchargeShort circuitExcessive currentOver temperature16二、FMEA 的基本概念17二、FMEA

10、 的基本概念18二、FMEA 的基本概念思考各思考各功能參數(shù)功能參數(shù)相互之影響相互之影響19 FMEA 之 演 變1. FMECA之前身為FMEA ,係在1950由格魯曼飛機(jī)提出, 用在飛機(jī) 主控系統(tǒng)的失效分析。 2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業(yè)程序,列在其工 程手冊(cè)中。 3.60年代初期,美太空總署將FMECA成功的應(yīng)用於太空計(jì)畫。美 軍同時(shí)也開(kāi)始應(yīng)用FMECA技術(shù),並於1974年出版MIL-STD -1629 FMECA作業(yè)程序。 4.1980修改為MIL-STD-1629A,延用至今。 5.1985 由國(guó)際電工委員會(huì) ( IEC ) 出版之 FMECA 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)( I

11、EC 812 ) , 即參考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。 二、FMEA 的基本概念20 國(guó)際間採(cǎi)用 FMEA 之狀況1. ISO 9004 8.5節(jié)FMEA作為設(shè)計(jì)審查之要項(xiàng)，另FTA、EN 1441風(fēng)險(xiǎn)分析亦是。 2. CE標(biāo)誌，以FMEA作為安全分析方法。 3. ISO 14000 ，以FMEA作為重大環(huán)境影響面分析與改進(jìn)方法。 4. QS 9000以FMEA作為設(shè)計(jì)與製程失效分析方法。 二、FMEA 的基本概念21二、FMEA 的基本概念典型車輛工業(yè)開(kāi)發(fā)三步驟APQP Timeline過(guò)程流程圖過(guò)程流程圖(包含所有流程包含所有流程)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)FMEA(包含所有流程包含所有流

12、程)製程製程FMEA 關(guān)鍵特性與失效影響議題(在所有流程在所有流程)有些要素可能含在過(guò)程管制計(jì)畫關(guān)鍵特性與特性管制議題過(guò)程過(guò)程/流程管制計(jì)畫流程管制計(jì)畫(所有主要流程所有主要流程)由由APQP程序啟動(dòng)過(guò)程程序啟動(dòng)過(guò)程 22二、FMEA 的基本概念車輛文件發(fā)展發(fā)展過(guò)程流程清單檢查顧客需求 將流程清單主要的流程 填入FMEA仔細(xì)考量什麼是主要的過(guò)程 運(yùn)用FMEA思索每一個(gè)過(guò)程的要素使用RPN指標(biāo)及相關(guān)資訊決定關(guān)鍵特性 針對(duì)關(guān)鍵特性發(fā)展管制計(jì)畫對(duì)關(guān)鍵特性發(fā)展合適的管制機(jī)制 仔細(xì)考量每一階段之管制計(jì)畫prototypepre-launchproduction23 階 段 功 用 1.設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段

13、1.發(fā)掘所有可能之失效模式 2.依固有的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更 3.必要之處，採(cǎi)用可靠性高之零組件 2.開(kāi)發(fā)階段開(kāi)發(fā)階段 1.明確把握失效原因，並實(shí)施適當(dāng)?shù)母纳?2.零件安全之寬放確認(rèn) 3.壽命、性能、強(qiáng)度等之確認(rèn) 3.製造階段製造階段 1.活用工程設(shè)計(jì)，進(jìn)而改善製程上之弱點(diǎn) 2.利用FMEA之過(guò)程製定必要之製程標(biāo)準(zhǔn) 4.客戶抱怨階段客戶抱怨階段 1.不同環(huán)境產(chǎn)生之失效，以FMEA克服 2.不同使用法產(chǎn)生之失效，以FMEA克服二、FMEA 的基本概念24 FMEA 之 特 徵1.是一項(xiàng)以失效失效為討論重點(diǎn)的支援性與輔助性的可靠度可靠度技術(shù)。 2.用表格表格方式進(jìn)行工程分析,使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與製程製程

14、規(guī)劃時(shí),早期 發(fā)現(xiàn)缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。 3.是一種系統(tǒng)化系統(tǒng)化之工程設(shè)計(jì)輔助工具。 4.QS 9000 FMEA因分析對(duì)象不同分成 “設(shè)計(jì) FMEA ” 及 “製程 FMEA” ，而 MIL- STD -1629A因分析項(xiàng)目缺少現(xiàn)行管制方法 故適合設(shè)計(jì)時(shí)使用。 5.FMEA為歸納法之應(yīng)用，根據(jù)零組件的失效資料,由下而上推斷 系統(tǒng)的失效模式及其效應(yīng)，是一種向前推演的方法。 二、FMEA 的基本概念25 QS 9000 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)/製程製程 FMEA 表表失 效 模 式 效 應(yīng) 分 析 表零件或製程名稱：外界製造商：負(fù)責(zé)分析人員：設(shè)計(jì)/製造負(fù)責(zé)單位：工程提出時(shí)間：分析日期：相關(guān)單位：

15、製造關(guān)鍵日期：改善結(jié)果說(shuō)明目的失效模式失效效應(yīng)關(guān)鍵特性嚴(yán)重度失控原因發(fā)生度現(xiàn)行管制措施難檢度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)建議改正措施負(fù)責(zé)部門與完成日期已採(cǎi)行動(dòng)嚴(yán)重度發(fā)生度難檢度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù) 二、FMEA 的基本概念26 MLD-STD-1629A FMECA表表1 ： 失失 效效 模模 式式 與與 效效 應(yīng)應(yīng) 分分 析析 表表系 統(tǒng) 日 期 層 次 第 頁(yè) 共 頁(yè)參 考 圖 號(hào) 分 析 者 任 務(wù) 審 查 者 失 效 效 應(yīng)編 號(hào)名 稱 /規(guī) 格功 能失 效 模 式失 效 原 因本 身上 一 層最 高 層檢 測(cè) 方 法補(bǔ) 救 措 施嚴(yán) 重等 級(jí)備 註表表 ： 關(guān)關(guān) 鍵鍵 性性 分分 析析 表表系 統(tǒng) 日 期 層

16、次 第 頁(yè) 共 頁(yè)參 考 圖 號(hào) 分 析 者 任 務(wù) 審 查 者 編 號(hào)名 稱 /規(guī) 格功 能失 效 模 式嚴(yán) 重 等 級(jí)失 效 率數(shù) 據(jù) 來(lái) 源失 效 率失 效 效 應(yīng)機(jī) 率 失 效 模 式分 佈 操 作 時(shí) 間t失 效 模 式關(guān) 鍵 性 C m物 件 關(guān)鍵 性 C r備 註二、FMEA 的基本概念27三、設(shè)計(jì) FMEA 填寫說(shuō)明(1) FMEA 編號(hào)編號(hào) : 填入 FMEA 文件編號(hào),以便可以追蹤追蹤使用。 (2) 系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零組件系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零組件: 指示合適的分析等級(jí),並填入系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零組 件名稱和編號(hào)。 (3) 設(shè)計(jì)責(zé)任者設(shè)計(jì)責(zé)任者 : 填入OEM、部門和小組,也包括供應(yīng)廠

17、商名稱。(4) 準(zhǔn)備者準(zhǔn)備者 : 填入準(zhǔn)備 FMEA 責(zé)任工程師的姓名、電話號(hào)碼、公司。 (5) 車型車型/年份年份 : 填入想要分析/製造的車型年份。 (6) 生效日期生效日期 : 最初 FMEA 發(fā)佈日期,不能超過(guò)開(kāi)始計(jì)畫生產(chǎn)的日期。 (7) FMEA日期日期 : 填入 FMEA 最初制定日期,和最新被修訂日期。 (8) 核心小組核心小組 : 列出有權(quán)限參與或執(zhí)行這項(xiàng)工作的負(fù)責(zé)個(gè)人和單位。 (建議將所有小組成員名字、單位、電話號(hào)碼、地址等另行列表) 1 通常於藍(lán)圖完成時(shí)開(kāi)始實(shí)施28三、設(shè)計(jì) FMEA 填寫說(shuō)明(9) 項(xiàng)目項(xiàng)目/功能功能 填入要被分析的名稱和編號(hào)，利用專用名詞和工程圖面上顯示的設(shè) 計(jì)等級(jí)。於首次正式發(fā)行之前，可以使用實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的編號(hào)。 儘可能簡(jiǎn)潔地,填入被分析項(xiàng)目的功能使之符合設(shè)計(jì)意圖。包括這個(gè) 系統(tǒng)作業(yè)相關(guān)環(huán)境的資訊 (如:定溫度、壓力、濕度範(fàn)圍) 。 如果項(xiàng)目包含一個(gè)以上有不同潛在失效模式功能時(shí) ，則列出 所有個(gè)別功能。1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 : 列出清單(確認(rèn)