潜在的失效模式与效应分析FMEA课件.ppt
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1、1,2,潛在的失效模式與效應分析(FMEA),講 師:王 子 才健峰企業管理顧問股份有限公司VIGOR MANAGEMENT CONSULTING CO.,LTD,3,FMEA,F:,Failure,失效、失敗 定義:,達不到預期的功能或目的,Fail to reach Scope.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,Failure Mode(cause)Effect Analysis,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。,4,M:,Mod
2、e,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Failure Mode,FMEA,Failure Mode(cause)Effect Analysis,5,FMEA,E:,Effect,影響,Effect談三種:,在有限resource的狀況下,從失效最多的狀況開始著手,此即Failure Mode,Failure Mode(cause)Effect Analysis,1.Local effect,2.Next high level effect,3.End effect,(對本身的立即影響),(對
3、同一Level的影響,也可能對Next high level effect),(對產品使用者的影響),(對end product的user影響,產品跑到user身上,use時才發現),Downstream Internal effect,Downstream External effect,6,FMEA 之沿革,7,FMEA 定義及分析方式,FMEA是一種工程技術用以定義、確認及消除在系統上、設計、製程及服務還沒有到達顧客前已知的或潛在的失效、問題等。FMEA包含了兩種分析方式:第一:使用歷史數據,針對相似產品、服務、保證數 據、顧客抱怨、及其他可取得資訊,加以定義 失效。第二:使用統計推論、
4、模擬分析、同步工程及可靠度工 程等以確認及定義失效。如果正確及適當地使用,FMEA 方法會使評價行動更準確及更有效率。,8,良好FMEA之具備事項,FMEA是早期預防失效及錯誤發生的最重要且最有效的方法之一。一個良好的FMEA必須具備:1.確認已知及潛在失效模式2.確認每一失效模式的效應和原因3.依據風險優先指數(產品的嚴重度、發生率及偵測度)4.提供問題改正行動及跟催,9,FMEA 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,節省無謂的損失有效的實施FMEA,可縮短開發時程及開發費用FMEA發展之初期,以設計技術為考
5、量,但後來的發展,除設計階段使用外,製造工程及檢查工程亦可適用,10,以設計的最小構成單位組件,假設使用中可能產生的故障,針對此故障,檢討其可能引起對上層組件、子系統及系統產生的影響,指出可靠性的弱點,提出對策建議,防止未然的故障發生。,FMEA的精神,11,FMEA展開時機,1.依照FMEA定義,它是一種方法,消除或減少已知或潛在問題,以強化顧客滿意至最大極限。因此,為了要達成此目的,展開FMEA的時機必須愈早愈好!縱使相關數據/資訊仍然未知時。FMEA的口號為:(就你所有,儘全力而為)2.經由品質機能展開(QFD)已知某些資料時,就應立刻展開FMEA。3.當設計新的系統,新的設計,新產品,
6、新製程,新的服務時。4.當現有系統,設計,產品,製程,或服務等不管是何種理由,將要變更時。5當既有的系統,設計,產品,製程,或服務的條件有新的應用時。6當既有的系統,設計,產品,製程或服務被考慮要改善時。,12,FMEA 之因果模式,1.設計不當2.製造不當3.使用不當4.磨耗5.安裝不正確6.逐漸老化,1.實體破壞2.操作中失效3.功能退化4.功能不穩定,1.安全失效2.機能失效3.管制失效感覺、外觀,人,機,料,法,環,CAUSE,MODE,EFFECT,13,FMEA作業展開,任務確認,決定分析層級,列舉故障模式,機能方塊圖,流程步驟分析表,選定故障模式,製作FMEA表,列舉故障原因,提
7、出對策方案,RPN評價選定對象,B.S故障事例,試驗報告不良報告顧客抱怨,經驗累積,DFMEA,PFMEA,系統、子系統、零件,14,FMEA 種類,系 統,零組件子系統主系統,設 計,零組件子系統主系統,製 程,人力設備方法材料量測環境,重點:使系統失效之影響降至最低,目標:使系統品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態,重點:使設計失效之影響降至最低,目標:使設計品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態,設 備,工具、工作站生產線作業員訓練製程及量具,重點:使製程失效之影響降至最低,目標:使製程品質、可靠性、成本及維護性提昇至最佳狀態,15,何謂設計 FMEA?,設計的潛在 FMEA 是一
8、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。,16,製程的潛在 FMEA 是一種分析技術,係由負責製程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/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潛在的產品和製程有關的失效模式評估失效對顧客
9、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(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將製造或組裝過程的結果予以文件化。,何謂製程 FMEA?,17,FMEA與管制特性,持續不斷的改善(消除或減少失效、錯誤、成本、不當等)是改善顧客滿意度最重要指標。FMEA中有三項非常重要指標和產品品質/服務關係密切。,18,第一、危險的(Critical)特性:,這些特性會影響生產的產品/服務是否符合政府法規和安全規定。譬如:正式法律/規章工業標準顧客需要內部工程需要或主要量測指標(
10、諸如:尺寸、溫度、壓力、等等),19,第二、顯著的(Significant)特性:,顧客及供應商共同制定或顧客指定或設計/製程工程師制定。諸如:尺寸、速度、溫度、壓力、等等設計FMEA及製程FMEA的內容必須用於確認重大的產品、製程或服務特性,作為說明最佳設計的方法。所有的重要特性應於可行性研究中就設計好。,20,第三、主要的(Major)特性:,為量測指標,提供迅速回饋到製程,因此可立即地正確更正品質問題。這種量測指標也提供問題來源及關於品質方面,顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標諸如下列結果:1.長期信賴性測試 6.外部檢驗檢討及分析2.內部檢驗及稽核7.保證(里程、壽命)資料分析3
11、.製程不良品檢討及分析8.供應商審核分析4.顧客滿意度調查9.顧客抱怨分析5.產品驗收測試,21,先期產品品質規劃(APQP)時序圖,概念啟始認可,1.規劃,計畫認可,原型試作,量試,2.產品研發,3.製程研發,製程研發/驗證,產品研發/驗證,計畫/定義研發立案,生產,生產階段/回饋矯正,產品/製程驗收,4.產品/製程驗收,規劃,5.回饋與矯正,量產,DFMEA,PFMEA,22,FMEA 之展開,“Before-the-event“,not“After-the-fact“減少產品製程設計開發後期的變更。FMEA 不僅是簡單的填表工作,而是藉由對 FMEA 之瞭解以消除風險及計劃適當的管制來達
12、到顧客滿意。記錄全部的過程儘可能,23,FMEA 作業說明(FMEA分析目的及步驟),目的: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應發生於未然。步驟:(一)評定風險確認潛在失效模式及評估其效應之嚴重度並評估其發生度及偵測度確認關鍵特性(二)使用柏拉圖,展開優先順序評估評估潛在製程設計不良大小(三)依優先次序採取改善措施幫助根除(設計變更)產品服務及減少(管制)有問題之產生服務到達顧客之要求管制含-P型(預防型)及D型(偵
13、測型),24,FMEA 作業說明(FMEA 團隊遴選及流程),FMEA 團隊遴選*跨部門團隊之組成*遴選跨層人員(設計工程師、製程工程師、生產管理、品保工程師.等人)*遴選FMEA負責工程師*灌能以執行改善動作,決定製程或遴選標準製程*使用方塊圖/流程圖以展示目前或計劃的製程,詳細的原因-失效-效應*腦力激盪/確認失效模式*確認第一層原因(第二層、第三層、第四層等多層原因)*定義失效模式的效應,25,FMEA 作業說明(FMEA 團隊遴選及流程-續),計算風險*嚴重度(每程失效模式取最大值)*針對每一失效模式,採用最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率(SxO)*風險優先指數(RPN)為最高計分
14、的嚴重度乘以最高計分的發生率,再乘以最低計分的偵測度*也可能是較高計分的偵測度(完全視目前管制方法的性質而定)p.s.目前AIAG FMEA 手冊範例以最高計分的偵測度計算,建立柏拉圖(可運用不同統計技術)*針對嚴重度、發生率及風險優先指數逐一建立柏拉圖*確認“重要的少數失效模式”,展開建議行動*專注於少數重要的失效模式,26,項目/功能(要求),潛在失效模式,潛在失效效應,嚴重度,等級,潛在原因/失效機制,發生度,現行設計(製程)管制,預防,檢測,偵測度,RPN,建議措施,責任與目標完成日期,措施結果,採行措施,嚴重度,難檢度,偵測度,RPN,潛在失效模式與效應分析作業序列,功能,特徵或要求
15、為何?,效應為何?,什麼會錯誤?-無功能-部分/過多/降低功能-間歇功能-不預期功能,有多不好?,原因為何?,其發生頻率為何?,如何能預防及發現這種原因及錯誤?,這種方法發現這種問題有多好?,改善風險程度能夠做什麼?-設計變更-製程變更-特別管制-標準,程序書 或指引變更-導入防呆措施-加強設備保養-加強參數控制-加強工作技能,27,FMEA 作業說明(FMEA展開流程),編制製程流程,決定製程功能,決定失效模式,三種評價完成?,(S*O*D),確認效應,評價嚴重度,確認原因,評價發生度,確認目前管制,評價偵測度,輕重緩急柏拉圖分析,遴選最重要失效模式,知道如何影響嚴重度?發生度?偵測度?,收
16、集數據進行變更確認改變執行改變,收集數據原因順序影響要因確認改變,否,是,是,否,更新文件重訂優先順序,28,範例-FMEA展開,29,範例-FMEA展開,4,5,7,8,30,管制計劃為一活的(live)文件,描述與規範如何管制制程。管制計劃是製程的肇建者,創立製程管制,由反應計劃(Reaction plan)來執行異常管理。管制計劃是構成整體先期品質規劃中最重要的一部份。在實務運作中,管制計劃敘述在流程中每一階段,如何製造及保證製程及產品可以被管制。應用管制計劃,製程中的作業員能加以觀察並量化任何製程改變,同時也能收集數據導引任何良好製程改變及消除任何不好製程改變。換言之,一種管制計劃,假
17、如適當和廣泛準備得當,應該產生更穩定製程條件並使顧客風險降至最低。,FMEA與管制計劃,31,FMEA與管制計劃(Control Plan)關係,分析理念,嚴重度,難檢度,製程管制計劃,失效模式,失效原因,建議措施(治本),失效效應,發生率,目前措施(治標),製程管制計劃,RPN=MAX.嚴重度(1-10)*MAX.發生率(1-10)*MAX.難檢度(1-10)嚴重度x發生率安全/法規,32,33,34,35,36,FMEA 作業說明(FMEA表摘要 1/2),FMEA 編號:填入FMEA號碼,以利追蹤。項目名稱:填入所欲分析之系統、子系統、或零件。責任部門:填入負責分析該零件之單位。填表人:
18、填入負責工程師知姓名、電話及公司名。車型年份:填入分析之車型年份。主要日期 Key Date:填入初次預定完成FMEA日期,此日期不應超過預定的產品開始量產日期以供應商而言,初次 FMEA 之預定日期不應該超過顧客所要求的生產零件及核准過程(PPAP)提交日期。FMEA日期:填入原始完成彙整FMEA日期,與最近修正日期。核心小組:填入核心小組成員資料。工程名稱與工程機能:填入分析的項目與功能。潛在失效模式:列舉所有曾經/潛在發生之異常現象。潛在失效影響:逐項分析各失效模式一旦發生,對系統、子系統、次製程、零組件、成品、客戶所發生之影響。,37,FMEA 作業說明(FMEA表摘要 2/2),嚴
19、重 度:估計故障確實發生時,對客戶、後續製造或組裝廠所造成的影響之程度。等級:Critical,key,major,significant潛在失效原因/機制:逐項分析各個失效模式的發生原因。製程管制的方式,有以下兩種考量類型:1)預防 2)檢測發 生 度:預估失效模式可能發生之程度。難 檢 度:估計故障確實發生時之檢出能力。風險優先數:為發生度、嚴重度、偵測度相乘的結果。建議措施:依RPN評價,須依優先順序採取對策。建議措施責任:填入對策案之對應人員及目標達成日期。所採對策:簡述所採處理措施。對策案評價及追蹤:填入對策案風險優先數評價。,38,建議的DFMEA嚴重度評估標準,39,建議的DFM
20、EA發生率評估標準,40,建議的DFMEA偵測度評估標準,41,FMEA 持續追蹤(Follow-up),FMEA 之持續追蹤是非常重要的,其相關措施應擴及各相關作業。(FMEA will be limited value without positive and effective preventive/corrective actions)負責工程師應確保所有建議的措施均已有效執行。FMEA 是個隨時需要更新的文件(Living document),縱使該產品已經量產,必要時亦須更新。,42,設計FMEA 中對顧客的定義,設計FMEA 中,對顧客 的定義通常不僅是指最終使用者,但也可能是車
21、輛設計工程師/小組,或較高階層之組裝作業,及/或生產過程(例如:製造、組裝作業、服務作業)負責工程師。,43,設計 FMEA 之作業時機,設計 FMEA 是一個隨時需要更新的文件(Living document),其作業時機如下:在設計起始概念形成前或形成之際。在整個產品研發階段隨著設計變更或取得新資訊而不斷更新。在生產圖面發行至製造模具前,基本架構已完成。,44,設計 FMEA小組之作業考量,設計 FMEA 必須將製造裝配需求納入考量,可能出現的潛在失效模式和或其原因,如果其鑑別、效應及管制都已經包括在製程 FMEA,則不一定要包括在設計 FMEA 之中。設計 FMEA 並非依靠製程管制來克
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- 潜在 失效 模式 效应 分析 FMEA 课件
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