FMEA失效模式與效應分析(第三版)

1、1,FMEA講授內(nèi)容,一.FMEA基本概念 二.FMEA之演變 三.國際間采用FMEA之狀況 四.設(shè)計FMEA表填寫說明 五.制程FMEA表填寫說明 六.FMEA結(jié)果之應用,2,FMEA的基本概念,1.對失效的產(chǎn)品進行分析，找出零組件之失效模式，鑒定出它的失效原因，研究 該項失效模式對系統(tǒng)會產(chǎn)生什么影響。 2.失效分析在找出零組件或系統(tǒng)的潛在弱 點，提供設(shè)計、制造、品保等單位采取 可行之對策。,3,失效的定義,在失效分析中，首先要明確產(chǎn)品的失效是什么 ，否則產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析和可靠度評估結(jié)果將不一樣， 一般而言，失效是指： 1在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時間)不能完成既 定功能。 2在規(guī)定條件下，產(chǎn)

2、品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上 下限之間。 3產(chǎn)品在工作范圍內(nèi)，導致零組件的破裂、斷裂、 卡死等損壞現(xiàn)象。,4,FMEA過程順序,5,FMEA之功用,階段 功用,.客戶抱怨階段,.設(shè)計時間,.開發(fā)階段,制造階段,6,FMEA之演變,1.FMECA之前身為FMEA，系在1950由格魯曼 飛機提出，用在飛機主控系統(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，列在其工程手冊中。 3.60年代初期，美太空總署將FMECA成功的應用 于太控計劃。美軍同時也開始應用FMECA技術(shù)，并 于1974年出版MIC-STD-1629 FMECA作業(yè)程序。 4.1980修改為MIC-STD

3、-1629A，延用至今。 5.1985由國際電工委員會(IEC)出版之 FMECA國際標準(IEC812)，即參考MIC-STD-1629A 加以部份修改而成。,7,FMEA之特征,1.是一項以失效為討論重點的支持性與輔助性的可靠度 技術(shù)。 2.用表格方式進行工程分析，使產(chǎn)品在設(shè)計與制程規(guī)劃時 ，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)化之工程設(shè)計輔助工具。 4.QS 9000 FMEA因分析對象不同分成“設(shè)計FMEA” 及“制程FMECA”，而MIC-STD-1629A因分析項目缺少現(xiàn)行 管制方法，故適合設(shè)計時使用。 5.FMEA為歸納法之應用，根據(jù)另組件的失效數(shù)據(jù)，由下

4、而 上推斷系統(tǒng)的失效模式及其效應，是一種向前推演的方 法。,8,國際間采用FMEA之狀況,1.ISO 9004 8.5節(jié)FMEA作為設(shè)計審查之要項 ，另FTA亦是。 2.CE標志，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 析與改進方法。 4.QS 9000以FMEA作為設(shè)計與制程失效分析方法。,9,設(shè)計FMEA之目的,1.幫助設(shè)計需求與設(shè)計方案的評估。2.幫助初始設(shè)計對制造和裝配的需求。3.在設(shè)計發(fā)展階段，增加失效模式和系統(tǒng)效應分析的次數(shù)。4.提供另一項分析信息，幫助設(shè)計驗證之規(guī)劃。5.根據(jù)對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，并按序 改善。 6.

5、提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。 7.提供更好的參考數(shù)據(jù)，協(xié)助現(xiàn)場解決問題，評估設(shè)計 變更和發(fā)展更進一步的設(shè)計。,10,設(shè)計FMEA作業(yè)流程,組成DFMEA小組,資料搜集,厘訂DFMEA計劃,建立功能方塊圖,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,設(shè)計可靠度展開(DQFD),決定分析之項目功能,進行DFMEA分析,選擇關(guān)鍵失效模式,矯正預防,填寫矯正后風險優(yōu)先數(shù),FTA分析,DFMEA報告,紀錄保存,設(shè)計審查,選擇關(guān)鍵失效模式,所有RPN小 于規(guī)定值？,Y,Y,N,N,11,設(shè)計FMEA表,(2) 系統(tǒng) FMEA編號： (1) (2) 子系統(tǒng) 頁次： of (2) 零組件： (2)設(shè)計責任： (3) 準備者：

6、 (4) 車型年份： (5)生效日期：FMEA日期(制訂)(7)(修訂) (7) 核心小組：(8),12,設(shè)計FMEA表（范例),系統(tǒng) FMEA編號： 0001 子系統(tǒng) 頁次： 1of 1 零組件： 冷凝器 設(shè)計責任： 準備者： 車型年份： 嘉年華94生效日期：85.10.21 FMEA日期(制訂)85.8.01(修訂) 核心小組：設(shè)計二課成員,13,系統(tǒng) FMEA編號： 0001 子系統(tǒng) 頁次： 1of 1 零組件： 22092720設(shè)計責任： 準備者： 車型年份： 通用汽車96生效日期：85.08 FMEA日期(制訂)85.7.15(修訂) 核心小組：如附表,設(shè)計FMEA表（范例),14,

7、系統(tǒng) FMEA編號： 0001 子系統(tǒng) 頁次： 1of 1 零組件： 主油壓缸 設(shè)計責任： 準備者： 車型年份： 生效日期：85.10.1 FMEA日期(制訂)85.9.01(修訂) 核心小組：設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)小組,設(shè)計FMEA表（范例),15,系統(tǒng) FMEA編號： 1350 子系統(tǒng) 頁次： 1of 1 零組件： PAPER設(shè)計責任： 準備者： 車型年份： 1350電氣膠帶生效日期：85.10.25 FMEA日期(制訂)85.10.10(修訂) 核心小組：如附表,設(shè)計FMEA表（范例),16,設(shè)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(tǒng)、子系統(tǒng)及零

8、組件：指示合適的分析等級，并填入系統(tǒng) 、子系統(tǒng)或零件名稱或零件名稱和編號。 (3)設(shè)計責任者：填入OEM、部門和小組，也包括供貨商名稱。 (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(tǒng)FMEA范圍： 底盤系統(tǒng)；點火系統(tǒng)；內(nèi)部系統(tǒng) B.子系統(tǒng)FMEA范圍 底盤系統(tǒng)之前懸吊系統(tǒng) C.零件范圍 Strut為前懸吊系統(tǒng)之零件。,17,設(shè)計FMEA填寫說明,(5)車型年份：填入想要分析制造的車型年份。 (6)生效日期：最初FMEA發(fā)布日期，不能超過開始計劃生產(chǎn)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(quán)限參與或執(zhí)行這項工

9、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(shè)計等級。于首次正式發(fā)行之前，可以使用實驗時 使用的編號。,盡可能簡潔地，填入被分析項目的功能使之符合設(shè)計意圖。包括這個系統(tǒng)作業(yè)相關(guān)環(huán)境的信息（如：設(shè)定溫度、壓力、濕度范圍）。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。,18,設(shè)計FMEA填寫說明,(10)潛在失效模式 潛在失效模式是零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)于符合設(shè)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(tǒng)或系統(tǒng)之失效原因，或較低階零組件的失效效應。

10、列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設(shè)失效是將發(fā)生的，但不是必須發(fā)生的。 潛在失效模式僅可能發(fā)生于某些作業(yè)條件下（如：熱、冷、干、多灰塵的條件）和在某些使用條件下（如：行駛哩數(shù)在平均數(shù)以上、粗糙不平的地形、僅在市區(qū)行駛）。 一般的失效模式包含下列各項，但不限于此：破碎的、變形、松弛、泄漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。,19,設(shè)計FMEA填寫說明,(11)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(fā)生時，對系統(tǒng)或設(shè)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(fā)生時對于局部所產(chǎn)生的影響，然后循產(chǎn)品的組合架構(gòu)層次，逐層分析一直到最高層級人員、

11、裝備所可能造成的影響。例如：由于某個間歇性的系統(tǒng)作業(yè)造成某個零組件的破碎，可能造成于組合過程的震動。這個間歇性系統(tǒng)作業(yè)降低了系統(tǒng)功效，最后引起客戶不滿意。 常見的失效效應包括：噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、產(chǎn)生臭氣、外觀不良等。,20,設(shè)計FMEA填寫說明,(12)嚴重度,21,設(shè)計FMEA填寫說明,(13)等級 這個字段用來區(qū)分任何對零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)將要求附 加于制程管制的特性（如：關(guān)鍵的、主要的、重要的。 任何項目被認為是要求的特殊制程管制，將被以適當?shù)奶?征或符號列入設(shè)計FMEA的分等字段,并將于建議行動字段被提 出。 每一個于設(shè)計

12、FMEA列出的項目，將在制程FMEA的特殊 制程管制中被列出。,22,設(shè)計FMEA填寫說明,(14)潛在原因設(shè)備失效,1.潛在原因,2.設(shè)備失效,錯誤的原物料規(guī)格。不適當?shù)牡脑O(shè)計壽命假設(shè)。潤滑或加油能力不足。不適當?shù)木S護作業(yè)。缺乏環(huán)境保護。錯誤的算法。超過壓力。,生產(chǎn)良率。原物料材質(zhì)不穩(wěn)定。 磨損。金屬疲勞。裝備欠流暢。腐蝕。,23,設(shè)計FMEA填寫說明,(15)發(fā)生度 參考下列各要素，決定發(fā)生度等級值(110)： 1.相似零件或子系統(tǒng)的過去服務(wù)歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗? 2.零件、上一階零件或分系統(tǒng)是否滯銷? 3.上一階零件或分系統(tǒng)改變程度的大??？ 4.零件與上一階零件，基本上是否有差異? 5.零

13、件是否為全新的產(chǎn)品? 6.零件使用條件是否改變? 7.作業(yè)環(huán)境是否改變? 8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發(fā)生度?,24,設(shè)計FMEA填寫說明,(15)發(fā)生度參考指標：,25,設(shè)計FMEA填寫說明,(16)現(xiàn)行設(shè)計管制列出利用預防措施、設(shè)計驗證確認(DV)、或其它活動，而這些活動是用來確認對失效模式設(shè)計適當，和或原因設(shè)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(shè)計。(如：道路測試、設(shè)計審查、數(shù)學研究、可行性審查、原型測試、車隊測試等)。 有三種設(shè)計管制或特征：(1)預防原因設(shè)備，或失效模式效應發(fā)生，或降低發(fā) 生比率。(2)偵測原因或設(shè)備，并提出矯正措施。(3)偵測

14、失效模式。 可能的話，最先使用第(1)種管制；其次，才使用第(2)種管制；最后，才使用第(3)種管制。,26,設(shè)計FMEA填寫說明,(17)難檢度,27,設(shè)計FMEA填寫說明,(18)風險優(yōu)先數(shù) 風險優(yōu)先數(shù)是嚴重度(S)、發(fā)生度(O)、和難檢度(D)的乘積。 RPN=(S)(O) (D)是一項設(shè)計風險的指標。當RPN較高時，設(shè)計小組應提出矯正措施來降低RPN數(shù)。一般實務(wù)上，會特別注意注意嚴重度較高之失效模式，而不理會RPN之數(shù)值。,28,設(shè)計FMEA填寫說明,(19)建議措施： 當失效模式依RPN數(shù)排列其風險順序時，針對最高等級的影響 和關(guān)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(fā)

15、 生度、嚴重度、和或難檢度。增加設(shè)計驗證或確認措施的結(jié)果， 只可降低難檢度的等級。透過設(shè)計變更去除或管制某一或多個影響 失效模式的原因 設(shè)備，只能降低發(fā)生度的等級。只有設(shè)計變更能 降低嚴重度等級?？煽紤]下列的實行措施，但并不限于此： 實驗設(shè)計 修改測試計劃 修改設(shè)計 修改原物料規(guī)格,29,設(shè)計FMEA填寫說明,(20)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。 (21)實行措施：完成矯正措施后，填入簡短的執(zhí)行作業(yè)和生效 日期 (22)RPN結(jié)果：將矯正措施實施后，經(jīng)鑒定、評估和記錄嚴重 度、發(fā)生度、和難檢度的等級結(jié)果填入，進一步 的措施只要重復(19)(22)之步驟即可。,

16、30,設(shè)計FMEA填寫說明,追縱確認,設(shè)計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執(zhí)行或有適當?shù)膶Σ咛岢?。FMEA文件應適時修正并能反應最新的設(shè)計等級，和最近有關(guān)的措施，包括開始量產(chǎn)后所發(fā)生的。 設(shè)計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施已被執(zhí) 行： 確認達成設(shè)計要求。 審查工程圖面和規(guī)格。組裝或制造文件編訂確認。審查設(shè)計FMEA和管制計劃。,31,制程FMEA作業(yè)流程,組成PFMEA小組,資料搜集,厘訂PFMEA計劃,建立功能方塊圖,制程可靠度展開(PQFD),決定需分析之制程功能及需求,進行PFMEA分析,風險優(yōu)先數(shù),選擇關(guān)鍵失效模式,矯正預防,PFMEA報告,所有RPN小 于規(guī)定值？,Y,

17、N,32,制程FMEA表,項目：(2) 制程責任者：(3)FMEA編號： (1) 車型年份：(5)生效日期：(6) 頁次 of 核心小組： (8) 準備者： FMEA日期(制訂) (7)(修訂) (7),33,制程FMEA表（范例),ADSD系統(tǒng) FMEA編號： ADSD001 子系統(tǒng) 頁次： 1of 1 零組件： ADSD設(shè)計責任： 準備者： 車型年份： BT-5797生效日期： FMEA日期(制訂)85.11.04(修訂) 核心小組：如附表,34,制程FMEA表（范例),項目：YOKE KING PIN制程責任者： FMEA編號： NO.1 車型年份：(5)生效日期：83.05.18 頁次 1of 1 核心小組： 工程、模具等相關(guān)人員 準備者： FMEA日期(制訂) 83.05.18(修訂)85.10.14,35,制程FMEA表（范例3),項目：鉸孔鉆孔、攻牙