03801FMEA 失效模式与效应分析 讲座课件.ppt

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1、0,FMEA失效模式与效应分析,1,讲 授 内 容,A、入门班 页次一产品风险与可靠度-1二 FMEA基本的概念-5三设计FMEA表填写说明-20四制程FMEA表填写说明-41五FMEA实施步骤-56B、实用班六FMEA精义与要项说明-59七应用FMEA提升产品可靠度-72八如何有效施行FMEA-74九FMEA学员演练-82十如何应用FMEA与control plan-84,2,一、产品风险与可靠度,Quality System9000是美国汽车工业的质量管理系统，以持续改善为目标，强調缺点预防，降低质量差异，减少生产线的浪费与废弃物。QS-9000订定了美国三大汽车公司，福特，克赖斯勒，通用

2、汽车公司，以及卡车制造业者，和其他相关产业，的质量标准，作为内外服务、零件、材料供应的要求规范。,1、什么是QS-9000？,福特Q-101质量管理系统标准,通用汽车NAOTargets for Excellence,克赖斯勒供货商质量保证手册,3,一、产品风险与可靠度,1.面对市场开放与日本车的竞争压力，美国福特汽车、克莱斯 勒、与通用汽车等三大车厂共同主导制訂QS9000质量系统，并结合美国品管学会（ASCQ）与车辆工程学会（SAE），开始研究如何将可靠度之失效预防观念 工程技术导入车辆业。,善用现有之可靠度工程分析工具(如FMEA、FTA等)作为前 端工程作业，以提供开发产品过程中之工

3、程决策支持，并发 展新的前端工程分析工具。,4,一、产品风险与可靠度,2.QS 9000质量系统之各种作业程序与参考手册，成为美国车辆工业共同 之作业准则，并且有成为全世界车辆业共同规范之趋势。3.工程人员普遍缺乏整体系统开发观念，前端工程分析作业无法连贯，分 析工作变成多余而无效的，造成许多在研发初期就应该做好预防的工作，却要等到进入原型生产，才提出修改建议进行矫正如此不仅浪费时间，而且浪费金钱。4.必须要有整体性之规划，并且循序渐进地逐步改善企业之研发环境。,ISO 9000质量系统,客户要求QS 9000+IASG生产零件核准程序(PPAP)客户指定要求,品质手册程序作业指导书其他文件,

4、客户参考手册APQP&CPFMEAMSASPC,QS 9000质量系统要求,6,二、FMEA的基本概念,”早知道就不会”,早知道 作好防震设计就不會 造成大楼倒塌早知道 改进电力输配设计就不會 造成全台大停电早知道 不滥垦滥伐就不会 造成土石流早知道 作好桥梁维护就不會 造成高屏大桥倒塌,有些早知道 是必需的!有些就不會 是不允许发生的,核能电厂、水库、卫星、飞机.,有效运用 FMEA 可减少事后追悔,7,二、FMEA的基本概念,”我先所以没有”,我先 看了气象预报所以没有 淋成落汤鸡我先 评估金融大楼高度所以没有 影响飞安我先 设计计算机防火牆 所以没有 被黑客入侵,有些我先 是必需的!有些

5、所以没有 是预期可避免的,核能电厂、水库、卫星、飞机.,有效运用FMEA 可强化事先预防,8,二、FMEA的基本概念,1.对产品设計与制程进行失效分析，找出元/组件的失效模 式，鉴定出它的失效原因，并评估该项失效模式对系统会 产生什么影响。2.找出元/组件或系统的潜在弱點，提供设计、制造、品保 等单位采取可行之对策，及早进行设计与制程研改，强化 产品质量。3.书面描述上述分析过程，确保产品质量符合顾客需求。,9,二、FMEA的基本概念,1.及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。2.它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。3.事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低成本 地对产品设计或制程进

6、行修改，从而减轻事后修 改的危机。4.FMEA能夠减少或消除因修改而带来更大损失的 机会，它是一个相互作用的过程，永无止境的改 善活动。,10,二、FMEA的基本概念,利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。,1.失效模式分析(failure mode analysis),由下而上分析，即由组件、组件至系统，确定在系统内不同结 构层或功能层次的失效模式。,2.失效效应分析(failure effect analysis),对每一个失效模式，确定其失效对其上一层模块及最终系统的失 效影响，了解其组

7、件接口失效关联性，做为改进行动的依据。,3.关键性分析(critical analysis),对每一个失效模式，依其严重等级和发生机率综合评估并予 以分类，以便确定预防或改正措施的内容和优先级。,FMEA内容,FM,EA,CA,11,二、FMEA的基本概念,失 效 的 定 义根據Collins(1981)的定义失效为一件装备，装备的组件或一件结构发任何形状、尺度或材料性质的变化，造成这些物品处于无法充分地执行其特定的功能的状态。,规格：对于系统或装备的性能或功能范围，必须验证時可以量测。,GO/NO GO计数型：较易分析 计量型：功能与规格界限不易确定,12,二、FMEA的基本概念,物品直接表

8、现失效的形式如下：,1.实体破坏：硬式失效2.操作功能中止3.功能退化4.功能不稳定,软式失效,2 4项物品机能因老化(Aging)、退化(Degradation)或不稳定(Unstable)而不能满足原设定的要求标准，所以失效现象及分析准則必须量化。,13,二、FMEA的基本概念,将失效依照其应用的目的或特性加以分类：,1.依失效发生原因分类,先天性弱点的失效 误用失效,2.依失效发生时间情況分类,突发性失效 渐次性失效,3.依失效范圍程度分类,局部性失效 全面性失效,4.依失效根源分类,老化、组件、环境、人员,14,二、FMEA的基本概念,列出PPTC之失效定义(功能、外观、尺寸),列出下

9、列系统对PPTC之特殊功能需求车用 连接器通讯计算机,有否见过PPTC极端失效状况,15,二、FMEA的基本概念,Connector failure mode,Poor wetting,Open circuit,Poor coplanarity,Over gap,16,FMEA之 演 变,1.FMECA之前身為FMEA,系在1950由格鲁曼飞机提出,用在飞机 主控系统的失效分析。2.波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序,列在其工 程手册中。3.60年代初期,美太空总署将FMECA成功的应用于太空计划。美 军同时也开始应用FMECA技术,并于1974年出版MIL-STD-1629

10、 FMECA作业程序。4.1980修改为MIL-STD-1629A,延用至今。5.1985由国际电工委员会(IEC)出版之FMECA国际标準(IEC 812),即参考MIL-STD-1629A加以部份修改而成。,二、FMEA的基本概念,17,国际间采用FMEA之状况,1.ISO 90048.5节FMEA作为设计审查之要项，另FTA、EN 1441风险分析亦是。2.CE标志，以FMEA作为安全分析方法。3.ISO 14000，以FMEA作为重大环境影响面分析与改进方法。4.QS 9000以FMEA作为设计与制程失效分析方法。,二、FMEA的基本概念,18,二、FMEA的基本概念,典型车辆工业开发

11、三步骤,APQP Timeline,过程流程图(包含所有流程),设计FMEA(包含所有流程),制程FMEA 关键特性与失效影响议题(在所有流程),有些要素可能含在,过程管制计划,关键特性与特性管制议题,过程/流程管制计划(所有主要流程),由APQP程序启动过程,19,二、FMEA的基本概念,车辆文件发展,发展过程流程列表,检查顾客需求,将流程列表主要的流程 填入FMEA,仔细考虑什么是主要的过程,运用FMEA思索每一个过程的要素,使用RPN指针及相关信息决定关键特性,针对关键特性发展管制计划,对关键特性发展合适的管制机制,仔细考虑每一阶段之管制计划prototypepre-launchprod

12、uction,20,FMEA之 功 用,阶 段 功 用 1.设计时间 1.发掘所有可能之失效模式 2.依固有的技术进行设计变更 3.必要之处，采用可靠性高之零组件 2.开发阶段 1.明确把握失效原因，并实施适当的改善 2.零件安全之宽放确认 3.寿命、性能、强度等之确认 3.制造阶段 1.活用工程设计，进而改善制程上之弱点 2.利用FMEA之过程制定必要之制程标准 4.客户抱怨阶段 1.不同环境产生之失效，以FMEA克服 2.不同使用法产生之失效，以FMEA克服,二、FMEA的基本概念,21,FMEA之 特 征,1.是一项以失效为讨论重点的支持性与辅助性的可靠度技術。2.用表格方式进行工程分析

13、,使产品在设計与制程规划时,早期 发现缺陷及影响程度以便及早提出解决之道。3.是一種系统化之工程设计辅助工具。4.QS 9000FMEA因分析对象不同分成“设计FMEA”及“制程 FMEA”，而MIL-STD-1629A因分析项目缺少现行管制方法 故适合设计时使用。5.FMEA为归纳法之应用，根据零组件的失效数据,由下而上推断 系统的失效模式及其效应，是一种向前推演的方法。,二、FMEA的基本概念,22,QS 9000设计/制程FMEA表,二、FMEA的基本概念,23,MLD-STD-1629A FMECA,二、FMEA的基本概念,24,三、设计FMEA填写说明,(1)FMEA编号:填入FME

14、A文件编号,以便可以追踪使用。(2)系统、子系统及零组件:指示合适的分析等级,并填入系统、子系统或零组 件名称和编号。(3)设计责任者:填入OEM、部门和小组,也包括供应厂商名称。(4)准备者:填入准备FMEA责任工程师的姓名、电话号码、公司。(5)车型/年份:填入想要分析/制造的车型年份。(6)生效日期:最初FMEA发布日期,不能超过开始计划生产的日期。(7)FMEA日期:填入FMEA最初制定日期,和最新被修订日期。(8)核心小组:列出有权限参与或执行这项工作的负责个人和单位。(建议将所有小组成员名字、单位、电话号码、地址等另行列表),通常于蓝图完成时开始实施,25,三、设计FMEA填写说明

15、,(9)项目/功能 填入要被分析的名称和编号，利用专用名词和工程图面上显示的设 计等级。于首次正式发行之前，可以使用实验时使用的编号。尽可能简洁地,填入被分析项目的功能使之符合设计意图。包括这个 系统作业相关环境的信息(如:定温度、压力、湿度范圍)。如果项目包含一个以上有不同潜在失效模式功能时，则列出 所有个别功能。,1.设计内容:列出清单(确认何项设计是期望的，何项设计是不想要的),2.顾客需要:可被规范及被量测,3.产品需求:,4.制造组装的需求,所需的工具QFD、顾客面谈、可靠度需求比较分析、产品质量信息制程需求,26,三、设计FMEA填写说明,运用QFD将PPTC系统机能展开并列出PP

16、TC功能方块图,系统,车身,次系统,门,窗,内装,外装,组件,门内板,玻璃窗,密封条,门闩,27,三、设计FMEA填写说明,(10)潜在失效模式 是零件、子系统或系统，于符合设计意图过程中可能失效的种类。潜在失效模式也可能是较高阶子系统或系统之失效原因，或较低阶零组件 的失效效应。列出特别项目和功能的每一潜在失效模式。假设失效是将发生的，但不是必须发生的。潜在失效模式仅可能发生于某些操作条件下(如:热、冷、干、多灰尘的 条件)和在某些使用条件下(如:行驶哩数在平均数以上、粗糙不平的地形、仅在市区行駛)。一般的失效模式包含下列各项,但不限于此:破碎的、变形、松弛、泄漏、黏着、短路、生锈氧化、龟裂

17、。,28,三、设计FMEA填写说明,Contacts plating and soldering Contacts retention force Connector continuity Connector coplanarity Others,由下列方向思考PPTC之失效模式1.不符合功能规格时之产品现象2.使用者(系统)之环境3.不当之使用方式(worst case),29,三、设计FMEA填写说明,(11)潜在失效效应 为被客户查觉在功能特性上失效模式的效应。也就是:失效模式一旦发生时，对系统或设备以及操作使用的人员所造成的影 响。一般在讨论失效效应时，先检讨失效发生时对于局部所产生的

18、影响，然后 循产品的组合架构层次，逐层分析一直到最高层级人员、装备所可能造成的 影响。例如:由于某个间歇性的系统作业造成某个零件的破碎，可能造成于组合过程 的震动。这个间歇性系统作业降低了系统功效，最终引起客户不满意。常见的失效效应包括:噪音、漏气、操作费力、电动窗不作用、煞车不 灵、跳动、乱档、冷却不够、车辆性能退化、产生臭气、外观不良等。,30,三、设计FMEA填写说明,PPTC失效时对连接器、计算机、通讯及车辆等系统有何影响,31,三、设计FMEA填写说明,(12)严重度(S)失效模式一旦发生时，对系统或设备以及操作使用 的人员所造成的严重程度的评估指标。严重度仅适用于结果，要减少失效的

19、严重度等级数字，别无他法，只能透過修改设計才能达成。,32,三、设计FMEA填写说明,(12)严重度(S)影响 标准:影响的严重性 等级,危险发生无预警,影响操作的安全性/或不符合政府法规,10,危险发生有预警,影响操作的安全性/或不符合政府法规,9,非常高,无法操作以及短暂失去功能,8,高,可操作但减低功能层次，造成客户不满意,7,中等,可操作但方便舒适的功能无法执行，以客户的经验认為不适合,6,低,可操作但减低方便舒适的功能，以客户的经验认為些许不满意,5,非常低,无法操作以及短暂失去功能,4,轻微,不符合的项目的装配表面处理及异音，不良信息来自一般客户,3,非常轻微,不符合的项目的装配表

20、面处理及异音，不良信息来自特定客户,2,无,无影响,1,33,三、设计FMEA填写说明,(13)等级 这个字段用来区分任何对零件、子系统或系统将要求附 加于制程管制的特性(如:关键的、主要的、重要的)。任何项目被认为是要求的特殊制程管制,将被以适当的特 征或符号列入设计FMEA的分等字段内,并将于建议行动 字段被提出。每一个于设计FMEA列出的项目,将在制程FMEA的特殊 制程管制中被列出。,34,三、设计FMEA填写说明,(14)潜在失效起因/机理 这个字段是指一个设计薄弱部份，其作用结果就是失效模式，在尽可 能的范围内，完整且简要的列出每个失效模式所有可以想得到的失效 起因或机理，以利针对

21、相对应的失效起因采取改正措施。典型的失效起因:规定的材料不对、设计寿命估计不当、应力过大、润滑不足、维修保 养说明不当、环境保护不足、计算错误、假设错误等 典型的失效机理:降伏、疲劳、材料不稳定性、蠕变、磨损、腐蚀等,35,三、设计FMEA填写说明,(15)发生率(O)参考下列各要素，决定发生率等级值（110）：1.相似零件或子系统的过去服务历史数据和相关经验?2.零件、上一阶零件或分系统是否滞销?3.上一阶零件或分系统改变程度的大小?4.零件与上一阶零件，基本上是否有差异?5.零件是否为全新的产品?6.零件使用条件是否改变?7.作业环境是否改变?8.是否运用工程分析去预估，应用此零件之发生率

22、?,36,三、设计FMEA填写说明,(15)发生率(O)失效可能性 失效可能发生比例 等级,非常高:失效无法避免,1/2,10,高:重复失效,1/8,8,一般:非经常性的失效,1/20,7,低:比较少的失效,1/80,6,轻微:未必会发生的失效,1/400,5,1/2000,1/15000,1/150000,1/1500000,4,3,2,1,37,三、设计FMEA填写说明,(16)现行设计管制 列出利用预防措施、设计验证/确认(DV)、或其它活动，而这些活动是用来 确保对失效模式设计适当，且其原因或设备均被考虑。目前常用的管制为一些已被使用或正在使用的相同或类似的设计。(如:可靠度/原型件测

23、试、worst case stress analysis、robust design、ESS、DOE、田口、FEA、FT、道路测试、设计审查、数学研究、可行性审查、组件derating、车队测试等)。有三种设计管制或特征:(1)预防起因/机理，或失效模式/效应发生，或降低发生比率。(2)查出起因或机理，找到矫正措施。(3)查明失效模式。可能的话，最先使用第(1)种管制；其次，才使用第(2)种管制；最后，才使 用第(3)种管制。,38,三、设计FMEA填写说明,(17)侦检度(D)是指零件、次系统或系统在生产之前，用前述第(2)种现行设计管制方法(查出起因或机理，并提出矫正措施)来侦检潜在失效起

24、因/机理(设计薄弱 部份)能力的评估指标，或者用第(3)种设计管制方法(查明失效模式)发展为后续侦检失效模式能 力的评估指标。为了降低不昜侦检度级数，有计划的设计管制(预防、确认和验证等 活动)需不断地改进。,39,三、设计FMEA填写说明,(17)侦检度(D)发现 标准:设计管制发现失效的可能性 等级,完全不确定,不能发現潜在原因/机理以及并发的失效模式,10,非常轻微的,非常轻微的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,9,轻微,轻微的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,8,非常低,非常低的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,7,低,低的修改设计管制将会发現

25、潜在原因以及并发的失效模式,6,一般,一般的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,5,高于一般,高于一般的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,4,高,高的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,3,非常高,非常高的修改设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,2,几乎确定,可确定设计管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,1,40,三、设计FMEA填写说明,(18)风险优先数 风险优先数是严重度(S)、发生度(O)、和难检度(D)的乘积。RPN=(S)(O)(D)是一项设计风险的指标。当RPN较高时，设计小组 应提出矫正措施来降低RPN数。一般实务上，会特别 注

26、意严重度较高之失效模式，而不理会RPN之数值。,41,三、设计FMEA填写说明,(19)建议措施：当失效模式依RPN数排列其风险顺序时，针对最高级的影响和关键项目提出 矫正措施。任何建议措施的目的是要减少任何发生度、严重度和难检度。增加设计验证 或确认措施的结果，只可降低难检度的等级。透过设计变更去除或管制某一或多个影响失效模式的原因或方法，只能降低 发生度的等级。只有设计变更能降低严重度等級。可以考虑下列的实行措施，但并不限于此：实验设计 修改设计 修改测试计划 修改原物料规格(20)负责人与日期：填入建议措施的负责单位或个人，和预定完成日期。(21)实行措施：完成矫正措施后，填入简短的执行

27、作业和生效日期。(22)RPN结果：将矫正措施实施后，经鉴定、评估和记录严重度、发生度、和难 检度的等级结果填入，进一步的措施只要重覆(19)(22)之步骤 即可。,42,三、设计FMEA填写说明,追纵确认设计责任工程师应负责确认所有的建议措施均已执行或有适当的对策提出。FMEA文件应适时修正并能反映最新的设计等，和最近有关的措施，包括开始量产后所发生的。设计责任工程师可由下列方法确认所有建议措施已被执行：确认达成设计要求。审查工程图面和规格。组装或制造文件编订确认。审查设计FMEA和管制计划。,43,设计FMEA之目的,1.帮助设计需求与设计方案的评估。2.帮助初始设计对制造和装配的需求。3

28、.在设计发展阶段，增加失效模式和系统效应分析的次数。4.提供另一项分析信息，帮助设计验证之规划。5.根据对顾客需求的影响性，列出失效模式的排序，并按排 序改善。6.提供一项改善方案，可以减少矫正与追查的活动。7.提供更好的参考数据，协助现场解决问题，评估设计变更 和发展更进一步的设计。,三、设计FMEA填写说明,44,设计FMEA为集体的努力,1.组成团队以设计工程师为主体，召集相关部门共同进行。2.设计FMEA是一份动態文件，应在一个设计概念最终形成 之时或之前开始，而且，在产品开发各阶段中，当设计有 变化或得到其他信息时，应及时的，不断地修改，并最终 在产品加工图样完成之前全部结束。3.设

29、计FMEA在体现设计意图的同时，应考虑制造/装配的相 关性，但不需考虑制造或装配过程中可能发生的潜在失效 模式和其起因/机理。,三、设计FMEA填写说明,45,设计FMEA为集体的努力,选择Champion(主席),确认与政策及目标有关之共同与特殊原因并于不同之组织层级采用不同之量测手法,选择团队成员,选择Leader(召集人),查证跨功能团队之代表性及专业,开始调查,46,4.设計FMEA不是靠制程控制来克服设计中潜在的缺陷。5.设计FMEA应考量制造/装配的技术限制如 配方中PE之MI、熔点及密度与CB之体积分率、粒径分布、形状及BET比表面积等，对混练 制程的流性昜制性。要求的表面处理。

30、装配空间/工具可接近。要求的结构强度。制程能力/性能6.设计FMEA应从，列出设計希望做什么及不希望做什麼开始，如设计 意图、顾客的需求、车辆要求文件、已知产品的要求和制造/装配要求 等都应结合起来。,三、设计FMEA填写说明,设计必须了解制程才能竟其功,47,四、制程FMEA填写说明,(1)FMEA编号：填入FMEA文件编号，以便可以追踪使用。(2)项目：填入将被分析制程系统、子系统或零件名称和编号。(3)制程责任者：填入OEM、部门和小组，也包括供货商名称。(4)准 备者：填入准备FMEA责任工程师的姓名、电话号码、公司。(5)车型年份：填入想要分析设计制造用的车型年份。(6)生 效 日

31、期：最初FMEA发布日期，不能超过开始计划生产日期。(7)FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期，和最新被修订日期。(8)核 心 小組：列出有权限参与或执行这项工作的负责个人和单位。(建议将所有小组成员名字、单位、电话号码、地址等 另行列表)。(9)制程功能/需求：填入要被分析的制程或作业简单的叙述(如：车床、钻孔、焊接、组装)。叙述尽可能与被分析的制程或作 业目的一致。当制程包含多种作业(如：组装)，而有 不同的潜在失效模式时，要将不同作业视为不同制程 处理。,48,四、制程FMEA填写说明,(10)潜在失效模式 为制程可能不符合制程要求或设计意图。叙述规定作业的不合格事项。它可能是引起下

32、一工作道次的潜在失 效模式，也可能是上一工作道次潜在失效的结果，无论如何，于准 备FMEA时，必须假設进料的零组件或原物料是好的。根据零件、分系统、系统的工艺特性，对应特定的工作道次列出每 一个潜在的失效模式。制程工程师或小组要提出和回答下列问题：制程或零组件为何不符合规格？不考虑工程规格，什么是客户(最终用户、下工程、或服务)所 不满意的？一般的失效模式包含下列各项：破碎的、变形、弯曲、装订捆绑、短路、工具磨损、不正确安装、灰尘。,49,四、制程FMEA填写说明,列出制造流程图与制程条件,思考不符合制程条件时之产品现象,50,四、制程FMEA填写说明,(11)潜在失效效应 是指失效模式对客户

33、的影响。客户指的是：下一个工作道次、下工程或地点、经销商、或车辆 所有人。每一个潜在失效效应都必须被考虑。对於最终使用者，失效效应应一律用产品或系统的性能来描述 如：杂音、不规律的动作、不能操作的、不稳定的、通风不良、外观不良、粗糙不平的、过度的费力要求、令人不舒服的气 味、操控性减弱、车辆控制受损等。对于下一工作道次而言，失效效应应用工艺/制程特性能来描 述如：不能拴紧、不能钻孔或攻牙、不能固定、不能磨光、使 作业者危险、危害机器、不合适、不连接、不相配等。,51,四、制程FMEA填写说明,(12)严重度(S)严重度是指潜在失效模式对顾客所造成的失效效应 严重程度的评估指标，严重度仅适用于失

34、效的效应，如果受失效模式影响的顾客是装配厂或是产品使 用者，严重度的评估准则可能超出制程工程师/小 组的经验或知识范围，此时应与设计FMEA团队进 行研討。,52,四、制程FMEA填写说明,(13)等级 这个字段用来区分任何对零件、子系统、或系统将要求附加于制程管制的特殊产品特性(如：关键的、主要的、重要的)。如果在制程FMEA被认定等级，通知设计负责工程师，这将影响工程文件相关管制项目的认定。(14)潜在原因/设备失效在尽可能的范围里，列出所有能想象得到的失效原因：不当的扭力 不适当的钻孔不适当的焊接不适当或没有润滑不精确的量具缺少零件或放错不当的热处理,53,四、制程FMEA填写说明,(1

35、5)发生率(O)发生率是指具体的失效起因/机理发生的频率，频率 的级数着重在其含义而不是数值。可以分110级来估计频率的大小。如果能从类似的制程中获得数据，那么可以用统计 数据来确定频率的级数，否则可用表(3)文字叙述方 式来评估。,54,四、制程FMEA填写说明,(16)现行制程管制现行制程管制是叙述管制方法，用来预防可能扩大的失效模式和侦查出失效模式的发生。这些管制方法可能包括治具的防误或SPC或后制程评估。有三种制程管制可以考虑：(1)预防原因/设备，或失效模式/效应的发生，或降低发 生比率。(2)查出失效原因，并提出矫正措施。(3)查出失效模式。可能的话，最好先使用第(1)种管制；其次

36、才使用第(2)种管制；最后，才使用第(3)种管制。,55,四、制程FMEA填写说明,(17)侦检度(D)是指零组件离开制作道次或装配之前，用前述第(2)种现行制程 管制方法(查出起因或机理，并提出矫正措施)来侦检潜在失效起 因/机理(制程缺陷部份)能力的评估指标或者用第(3)种制程管制 方法(查明失效模式)侦检可发展为后续的失效模式能力的评估指 标。评估指标分成110级，作业时以假设失效己发生，考虑现行所有制程管制方法，阻止有该失效模式或 缺陷的组件流出的能力。以统计原理为基础的抽样检驗是一种有效的侦检度评估方法,56,四、制程FMEA填写说明,(17)侦检度(D)发现 标准:制造或组装时发现

37、的可能性 等级,完全不确定,不能发現潜在原因/机理以及并发的失效模式,10,非常低,现行的管制可能会发現潜在原因以及并发的失效模式,9,低,管制缺乏机会发現潜在原因以及并发的失效模式,8,一般,管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,7,高,管制很有机会发現潜在原因以及并发的失效模式,6,非常高,可确定管制将会发現潜在原因以及并发的失效模式,5,4,3,2,1,57,四、制程FMEA填写说明,(18)风险优先数 风险优先数是严重度(S)、发生度(O)、和难检度(D)的乘积。RPN=(S)(O)(D)是一项制程风险的指标。当RPN较高时，功能小组应提出矫正措施来降低RPN数。一般实务上，会特别注

38、意严重度较高之失效模式，而不理会RPN之数值。,58,制程FMEA为集体的努力,1.组成团队以制程工程师为主体，召集相关部门共同进行。2.制程FMEA是一份动態文件，应在生产备便，在制程可行 性分析阶段或之前开始，而且，要考虑以单个零件到总成 的所有制造程序，在新车型(产品)制造计划阶段，对新工 艺或修订过的工艺进行早期审查和分析，以使能增进预测、解决或监控潜在的制程问题。3.制程FMEA假定所设计的产品会满足设计要求，因设计缺 陷所产生的失效模式不包含在制程FMEA中。,四、制程FMEA填写说明,59,五、FMEA实施步骤,1.任务确立及实施对象,2.决定分析层次,3.建立机能方块图,4.建

39、立可靠度方块图,5.列出潜在失效模式,6.列出可能失效起因/机理,7.列出失效造成之严重等级,8.完成FMEA表,9.预防與改正,60,五、FMEA 實施步驟,1.產品定義 根據產品設定資料，瞭解產品功能、另組件構成結構、工作原理、使用環境、另組件特點與材質，從製程設計資料，瞭解生產過程 中之裝配、加工與檢驗方法，上述資料若不易蒐集，也可以利用同 類形成或相近產品之資料作某些假設，在以後的試驗或使用過程中 逐步充實、修改即可。2.繪製功能方塊圖 描述各組件之間的功能聯繫，其作用在使分析者了解各組件功能信 號在傳遞時，其輸出與輸入的邏輯關係。3.繪製可靠度方塊圖 將所繪製的功能方塊圖，利用可靠度

40、的原理及另組件的失效定義，會製程串並聯組合的可靠度方塊圖，以利後續效應分析的探討。,61,五、FMEA 實施步驟,4.FMEA製表 按前三項的資料和先期規劃的準備，利用表1或表2的格式，可以列 出產品或製成的失效模式、效應分析和失效原因，並根據現行管制 方法，對產品做關鍵性評估，找出優先待改進的失效模式。5.預防措施 關鍵性評估指數愈大者，其對應之失效模式，應在FMEA表中填寫防 止失效的措施，在下一次的設計驗證與生產測試中加以鑑定，以重 新評估關指數是否降低。6.FMECA FMECA是FMEA和FCA(失效關鍵性分析)的綜合稱作失效模式，效應與 關鍵性分析，因此FMECA比FMEA多一項關

41、鍵性分析，具有定量性分析 的特點，在實務上可以根據定量分析的大小確定失效模式的重要程 度，以集中力量解決產品重大品質問題。,62,六、FMEA 精義與要項說明,執行FMEA 心態,只為了符合需求而填寫FMEA表格，對於產品之品質不見 得有助益，反而會因此浪費許多人力與時間，有得不償失 的感覺。這種情況之發生主要是由於臺灣過去之產業發展 背景以生產為主，較少研發，使得產業界無法真正瞭解 FMEA之觀念。許多可靠度工作執行上的困難與疑問，常常是因為FMEA 工作不夠落實或甚致沒有執行而引發。,63,六、FMEA 精義與要項說明,對於可靠度工作，重點大都在於如何獲得可靠度數據(如 可靠度試驗、預估等

42、)，而忽略了工程分析的重要性(如 FMEA、FTA等)，因此常發生許多無法解釋的問題，或 無法執行的困擾。在引進FMEA技術時，常常會碰到的問題為有很多不同型 式的表格，不知如何遵循;再更進一步則會遭遇誰來分析？何時分析？分析結果有何用？如何進行？等等問題，這 些問題主要都是因為在引進FMEA技術時，重點都放在 如何填寫FMEA表格，而忽略了許多相關的觀念與配合。,64,六、FMEA 精義與要項說明,FMEA技術主要係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。在70年代，美國汽車工業受到國際間

43、強大的競爭壓力，不得不努力導入國防與太空工業之可靠度工程技術，以 提高產品品質與可靠度，FMEA即為當時所使用的工具之 一。,65,六、FMEA 精義與要項說明,到80年代以後許多汽車公司開始發展內部之FMEA手冊，此時所發展之分析方法與美軍標準漸漸有所區別，最主要 的差異在於引進半定量之評點方式評估失效模式之關鍵性，後來更將此分析法推廣應用於製程之潛在失效模式分析，從此針對分析對象之不同，將FMEA分成設計FMEA“與“製程FMEA”，並開始要求零件供應商分析其零件之設 計與製程。,66,六、FMEA 精義與要項說明,FMEA 要項,FMEA與CA之各項定性分析加以定量評估之研究有很多，其研

44、究重點主要在於失效模式發生機率、失效效應嚴重度、失效難檢度之評估、與整體之關鍵性評估。1.失效模式之發生機率分析或評估針對每一個失效模式，分析其在 產品壽命週期中發生之機率，分析方式通常有兩種方式，分別敘 述如下：(1)MIL-STD-1629A 利用MIL-HDBK-217的基本失效率()數據為 主要失效率來源，並確定所有的失效率調整因子，如環境因子 及品質等級因子，需要強大的資料庫才能分析。,67,六、FMEA 精義與要項說明,(2)SAE J-1739 在一般製造工業與汽車業常用的評估方式為以評點的方式評估其發生機率，主要以定性的方式評估其相對發生機率，亦可利用累積失效發生機率或製程能力

45、來輔助其評點，比上述方式較具彈性，應用也較廣。除此之外，Joseph T.Pizzo9提出以機率設計分析評估其發生機率，Henry Ohlef10 等提出以條件機率結合Markov chain，可分析從零件到系統之失效發生機率，這些構想都在於要更精確的評估失效發生機率，且可結合設計分析，但也因此使問題更複雜，分析不易。,68,六、FMEA 精義與要項說明,2.嚴重度評估 根據每一個失效模式所可能產生之後果的影響程度，評估其嚴重等級，評估的方式主要有兩種，分別敘述如下：(1)MIL-STD-1629A與IEC 812 評估失效效應對系統之影響，將嚴重度分成致命失效(Catastrophic)、嚴

46、重失效(Critical)、主要失效(Marginal)、次要失效(minor)四個等級。(2)SAE J-1739 在一般製造工業與汽車業常用的評估方式，主要是從安全性、功能、顧客滿意度、環保等各方面分析，以評點的方式評估其相對嚴重度。在評點方式的基礎下，O.P.Gandhi11提出以圖論(graph theory)進行系統分析，進而評估失效之嚴重程度，對於單純之評點做一修正，可使系統內各層次硬品之失效評點有合理的關係。,69,六、FMEA 精義與要項說明,3.難檢度評估 難檢度評估重點在於評估所使用的管制措施對於失效模式偵測之困難度，也有人以偵測出之時機來評估，原本只見於評點方式，Zigm

47、und M.Bluvband6 針對MIL-STD-1629A之不足，提出QUALITY ASSURANCE TASK，主要即增加一篩選因子(SCREENING FACTOR，)，則(1-)就相當於是難檢度，但目前MIL-STD-1629A尚未採用。,70,六、FMEA 精義與要項說明,4.關鍵性分析之發展 關鍵性分析的目的為運用失效模式與效應分析結果以及所有的資訊，根據嚴重性分類及其發生機率的綜合影響，將每一可能發生失效現象按順序排列，決定該物件的關鍵程度。常見的關鍵性分析有兩種，一種是以 MIL STD-1629A為主的分析法，利用關鍵性矩陣進行分析；另一種是以評點的方式，計算其關鍵性指數

48、(CRITICALITY INDEX),71,六、FMEA 精義與要項說明,(1)關鍵性矩陣分析 取零組件之失效率(P)、失效模式比()、所分析硬品在任務中的操作時間()等三者相乘，即得到所分析失效模式之發生機率 進而可得到失效模式關鍵性值(Cm)為其中失效率可應用其他可靠度及維護度分析所使用的同樣的失效率資料，為失效效應機率。,72,六、FMEA 精義與要項說明,將失效模式與效應分析及關鍵性分析所獲得每一項失效模式之嚴重等級及失效機率按識別編碼描繪在關鍵性矩陣內，各個失效模式在關鍵性矩陣的相對位置即可判定可靠度關鍵失效模式，因此決定可靠度關鍵件，作為管制的重點對象。若是為評估硬品之關鍵性時，

49、則其數值為物件關鍵性值(Cr)，其計算方式為取硬品各失效模式中相同之嚴重等級者，將其Cm值相加即可，假設所分析的硬品中同一嚴重等級的失效模式有n個，則其物件關鍵性值之計算式如下：對於這種將不同嚴重等級之效應分開評估的方式，Ajay S.Agarwala12 指出其不合理，因為一個失效模式若對應多個不同嚴重等級之效應時，根據 MIL-STD-1629A的規定，將會分開評估，造成不合理現象。,73,六、FMEA 精義與要項說明,失效模式關鍵性值Cm,Cm=t,：失效效應機率,：失效模式比,t：任務時間,物品關鍵性值Cr,Cr=(Cm)i,74,六、FMEA 精義與要項說明,(2)關鍵性指數分析 關

50、鍵性指數又稱為風險優先數(Risk Priority Number)，根據上述之失效模式發生機率、效應嚴重度、及難檢度計算每一失效模式之關鍵性指數，當使用評點技術時，關鍵性指數為這三項評點的乘積，根據此一指數可以決定所有失效模式的優先順序，依此可決定在製程上應加強管理的重點項目。一般而言，關鍵性指數越高，表示該失效模式越重要，例如某家公司以超過150點為必須消除之缺陷或問題，100至50點為必須加強管制的項目。,75,七、應用FMEA 提升產品可靠度,提昇系統可靠度之作法（1）事前評估、元件子系統及系統可靠度之指標是否可達到顧客要求，在設 計時考慮到完善之維修計劃，或許較純粹提昇系統可靠度之做