FMEA潜在失效模式及後果分析(2).ppt

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1、1,FMEA讲授课纲内容,一.FMEA基本概念二.FMEA之演变三.国际间采用FMEA之状况四.设计FMEA表填写说明五.制程FMEA表填写说明六.FMEA结果之应用,2,FMEA的基本概念,1.对失效的产品进行分析，找出零组件 之失效模式，鉴定出它的失效原因，研究该项失效模式对系统会产生什么影响。2.失效分析在找出零组件或系统的潜在 弱点，提供设计、制造、品保等单位采取可行之对策。,3,失效的定义,在失效分析中，首先要明确产品的失效是什么，否则产品的数据分析和可靠度评估结果将不一样，一般而言，失效是指：1在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既 定功能。2在规定条件下，产品参数值不能维持在

2、规定的上 下限之间。3产品在工作范围内，导致零组件的破裂、断裂、卡死等损坏现象。,4,FMEA过程顺序,5,FMEA的功用,阶段 功用,.客户抱怨阶段,.设计阶段,.开发阶段,制造阶段,6,国际间采用FMEA的状况,1.ISO 9004 8.5 节FMEA作为设计审查之 要项。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。,7,设计FMEA的目的,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.在设计发展阶段，增加失效模式和系统效应分析的次数。

3、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 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.提供更好的参考资料，协助现场解决问题，评估设计 变更和发展更进一步的设计。,8,设计FMEA作业流程,组成DFMEA小组,资料搜集,制订DFMEA计划,建立功能方块图,产品结构树,设计可靠度展开(DQFD),决定分析之项目功能,进行DFMEA分析,选择关键失效模式,纠正预防,填写纠正后风险顺序数,FTA分析,DFMEA报告,记录保存,设计审查,选择关键失效模式,所有RPN小于规定值？,Y,Y,N,N,9,設計FMEA表,(2)系統 FME

4、A編號：(1)(2)子系統 頁次：of(2)零組件：(2)設計責任：(3)準備者：(4)車型年份：(5)生效日期：FMEA日期(製訂)(7)(修訂)(7)核心小組：(8),10,设计FMEA表（范例),系統 FMEA編號：0001 子系統 頁次：1 of 1 零組件：冷凝器 設計責任：準備者：車型年份：嘉年華94 生效日期：85.10.21 FMEA日期(製訂)85.8.01(修訂)核心小組：設計二課成員,11,系統 FMEA編號：0001 子系統 頁次：1 of 1 零組件：22092720 設計責任：準備者：車型年份：通用汽車96 生效日期：85.08 FMEA日期(製訂)85.7.15(

5、修訂)核心小組：如附表,設計FMEA表（范例),12,系統 FMEA編號：0001 子系統 頁次：1 of 1 零組件：主油壓缸 設計責任：準備者：車型年份：生效日期：85.10.1 FMEA日期(製訂)85.9.01(修訂)核心小組：設計系統開發小組,設計FMEA表（范例),13,系統 FMEA編號：1350 子系統 頁次：1 of 1 零組件：PAPER 設計責任：準備者：車型年份：1350電氣膠帶 生效日期：85.10.25 FMEA日期(製訂)85.10.10(修訂)核心小組：如附表,設計FMEA表（範例),14,设计FMEA填写说明,(1)FMEA编号：填入FMEA文件编号，以便可以

6、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、子系统或零件名称或零件名称和编号。(3)设计责任者：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。A.系统FMEA范围：底盘系统；点火系统；内部系统 B.子系统FMEA范围 底盘系统之前悬吊系统 C.零件范围 Strut为前悬吊系统之零件。,15,设计FMEA填写说明,(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，不能超过开始计画生产的日期。(7)FMEA日期：填入FMEA最初制订日期，和最新被修订日期。(8)核心小组：列出有权限

7、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、电话号号、地址等另行列表)。(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：设定温度、压力、湿度范围）。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。,16,设计FMEA填写说明,(10)潜在失效模式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

8、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作业条件下（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、仅在市区行驶）。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、粘着、短路、生锈氧化、龟裂。,17,设计FMEA填写说明,(11)潜在失效后果为被客户查觉在功能特性上失效模式的后果。也就是：失效模式一旦发生时，对系统或设备以及操作时使用的人员所造成的影响。一般在讨论失效后果时，先检讨失效发生时对于局部所产生的影响，然后循产品的组合架构层次，逐层分析一直到最高层级人

9、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组件的破碎，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，最后引起客户不满意。常见的失效后果包括：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。,18,设计FMEA填写说明,(12)严重度,19,设计FMEA填写说明,(13)级别 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,并将于建议行动字段被提 出。每一个于设计

10、FMEA列出的项目，将在制程FMEA的特殊 制程管制中被列出。,20,设计FMEA填写说明,(14)失效的潜在起因机理,1.潜在起因,2.失效机理,错误的原物料规格。不适当的设计寿命假设。润滑或加油能力不足。不适当的维护作业。缺乏环境保护。错误的算法。超过压力。,化学氧化。原物料材质不稳定。磨损。金属疲劳。装备欠流畅。腐蚀。,21,设计FMEA填写说明,(15)频度 参考下列各要素，决定频度等级值(110)：1.相似零件或子系统的过去服务历史资料和相关经验?2.零件是沿用先前水平的零件、子系统或系统还是与其相类似?3.先前水平的零件、子系统或系统改变程度的大小？4.零件与先前水平的零件，基本上

11、是否有差异?5.零件是否为全新的?6.零件用途是否改变?7.作业环境是否改变?8.是否运用工程分析来估计其预期的可比较的频度数?,22,设计FMEA填写说明,(15)频度评价准则：,23,设计FMEA填写说明,(16)现行设计控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设计对于所考虑的失效模式和或起因机理均被考虑。目前常用的控制为一些已被使用或正在使用的相同或类似的设计。(如：道路测试、设计审查、数学研究、可行性审查、原型测试、车队测试等)。要考虑两种类型的设计控制：预防：防止失效起因机理或失效模式出现，或者降低其出现的机率。探测：在项目投产之前，通过分析方法或

12、物理方法，探测出失效的起 因机理或失效模式。可能的话，最好的途径是先采用预防控制。假如预防控制被融入设计意图并成功成为其一部分，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初定级将以探测失效起因机理或探测失效模式的设计控制为基础。,24,设计FMEA填写说明,(17)探测度,25,设计FMEA填写说明,(18)风险顺序数 风险顺序数是严重度(S)、频度(O)、和探测度(D)的乘积。RPN=(S)*(O)*(D)是一项设计风险的指针。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，会特别注意严重度较高之失效模式。,26,设计FMEA填写说明,(19)建议措施：当失效模式依RPN数排列

13、其风险顺序时，针对最高等级的影响 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的频 度、严重度、和或难检度。增加设计验证或确认措施的结果，只可降低探测度的等级。透过设计变更去除或管制某一或多个影响 失效模式的起因 机理设备，只能降低频度的等级。只有设计变更能 降低严重度等级。可考虑下列的采行措施，但并不限于此：实验设计 修改测试计画 修改设计 修改原物料规格,27,设计FMEA填写说明,(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)采取的措施：完成纠正措施后，填入实际措施的简要说明 和生效日期(22)措施结果：在确定了预防/纠正措施以后，评估并记录严重

14、 度、频度和探测度值的结果，计算并记录RPN 的结果。进一步的措施只要重复(19)(22)之步骤即可。,28,设计FMEA填写说明,跟踪措施,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是一个动态文件应适时修正并能反应最新的设计水平，和最近有关的措施，包括开始量产后所发生的措施。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。,29,过程FMEA作業流程,组成PFMEA小组,资料收集,拟訂PFMEA计划,建立功能方块图,过程可靠度展开(PQFD),决定需分析之过程功能及需

15、求,进行PFMEA分析,风险优先數,选择关键失效模式,纠正预防,PFMEA报告,所有RPN小于规定值？,Y,N,30,过程FMEA表,項目：(2)制程责任者：(3)FMEA编号：(1)车型年份：(5)生效日期：(6)页次 of 核心小组：(8)准备者：FMEA日期(制订)(7)(修订)(7),31,过程FMEA表（范例),ADSD系统 FMEA编号：ADSD001 子系统 页次：1 of 1 零组件：ADSD 设计责任：编制人：车型年份：BT-5797 生效日期：FMEA日期(制订)96.11.04(修订)核心小组：如附表,32,过程FMEA表（范例),项目：YOKE KING PIN 过程责

16、任者：FMEA编号：NO.1车型年份：(5)生效日期：83.05.18 页次 1 of 1 核心小組：工程、模具等相关人员 编制人：FMEA日期(制订)83.05.18(修订)85.10.14,33,过程FMEA表（范例3),项目：铰孔铣孔、攻牙作业 过程责任者：FMEA编号：002 車型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期：85.09.01 页次 of 核心小組：加工课长、工程课长 编制人：FMEA日期(编制)85.08.16(修订),34,过程FMEA表（范例4),顶目：压铸作业 过程責任：FMEA编号：001 车型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期：

17、85.09.01 页次 1 of 1 核心小組：压铸课长 编制人：FMEA日期(制订)85.08.16(修订),35,过程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)顶目：填入將被分析过程系统、子系统或零件名称和编号。(3)过程責任：填入OEM、部門和小组，也包括供应商名称。(4)编制人：填入准备FMEA责任工程师的姓名、电话号码、公司。(5)车型年份：填入想要分析设計制造用的车型年份。(6)生效日期：最初FMEA发布日期，不能超过开始计划生产日期。(7)FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期，和最新被修订日期。,36,过程FMEA填写说明,(8)核心

18、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)。(9)过程功能：填入要被分析的过程或作业简单的叙述(如：车 床、需求铣孔、焊接、组装)。叙述尽可能与被 分析的过程或作业目的一致。当过程包含多种作 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过程处理。,37,过程FMEA填写说明,(10)潜在失效模式 为过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。它是一个原因成为下工程的潜在失效模式或被上工程所影 响的潜在失效模式。无论如何，于准备FEMA时，必须假设进料的零 组件或原物料是好的。列出每一个特殊

19、作业零件、分系统、系统或制程特性，所引起的潜 在失效模式。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，什幺是客户(最终使用者、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、不正确的 安装、灰尘。,38,过程FMEA填写说明,(11)潜在失效效应 被定义为对客户要求的功能失效模式。客户指的是：下个作业、下工程或地点、经销商、或车辆所有人。每一个潜在失效功能都必须被考虑。对于最终使用者，失效效应经常被指为：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

20、服的气味、操控性减弱、车辆控制受损。对于下工程而言，失效效应经常被指为：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。,39,过程FMEA填写说明,(12)严重度(Severity):,40,过程FMEA填写说明,(12)严重度(Severity):,41,过程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)失效的潜在起因机理 在尽可能的范围里，列出所有能想象得到

21、的失效原因：不当的扭力。不适当的焊接。不精确的量具。不当的热处理。不适当的钻孔。不适当或没有润滑。缺少零件或放错,42,过程FMEA填写说明,(15)频度(Occurrence)：,43,过程FMEA填写说明,(16)现行过程管制 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)预防失效原因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；其次才使用第(2)种 管制；最后，才使用第(3)种管制。,44,

22、过程FMEA填写说明,(17)探测度(Detection):,检查类型：A.防呆；B.标准规格；C.参考用的检查,45,(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针。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，会特别注意严重度较高之失效模式，而不理会RPN之数值。,过程FMEA填写说明,46,(19)建议措施：当失效模式依RPN数排列其风险顺序时，针对最高等级的影响 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的发 生度、严重度、和或难检度。可考虑下列的采行措施，但并不限 于此：

23、为了降低发生机率，需要制程或设计变更。只有设计或制程变更可以降低严重等级。为了增加查出的机率，需要制程或设计变更。通常改进侦查管制 方式，对品质改善是浪费和无效的。增加品质管制检验频率不是 良好的矫正措施。永久改善措施才是必须的。,过程FMEA填写说明,47,(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)采行措施：完成矫正措施后，填入简短的执行作业和生效日期。(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复(19)(22)之步 骤即可,过程FMEA填写说明,48,追纵确认,制程责任工程师应负责确认

24、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应最近的设计水准和最近有关的措施，包括开始量产后所发生的。,过程FMEA填写说明,49,1.确认制程潜在的失效模式。2.评估失效对顾客的影响。3.确认制造和装配之失效原因与制程变异，找出可能 之管制方法。4.找出失效模式严重等级排序，并按序矫正。5.制造和装配文件化。,过程FMEA填写说明,50,FMEA结果之应用,1.在开始新产品或新制程时，参考类似产品设计或制程之 FMEA分析资料，避免采用不良率高之设计或制程，在适 当程序加入检查点，选择适当的检查项目与规格等，在 对新产品设计或制程进行FMEA时，类似产品设计与制程

25、之FMEA资料更是重要的参考资料之一。2.FMEA最重要的价值在于协助改善产品设计与制程，但经 过FMEA之后所发现的失效模式必然很多，一时无法立即 全部加以改善，应从关键性的失效模式中根据其关键性，建立改进行动之优先级，集中资源，循序改善产品设 计或制程。,51,FMEA结果之应用,3.经由分析所得失效模式，按其优先级进行改善，然后再 重覆分析、改善，如此不断的循环，持续提升产品设计 可靠度，降低制程不良率或提高不良品之检测能力，提 升设计与制造品质。4.将制程FMEA的分析结果回馈给设计工程师，可以让产 品设计工程师了解现行的设计在实际进入制程时所可能 产生的问题，作为改进产品设计之参考。

26、,52,FMEA结果之应用,5.当实际发生失效时，可查看FMEA报告，若找到相同之失效 模式、原因或效应时，可立即应用已分析过之改进建议；若FMEA报告中无类似资料或与实际情况不符时，则修改 FMEA资料，如此相互配合，可减少失效处理之时间，并充 实FMEA资料。6.配合设计审查作业，作为正式生产前产品可靠度、制程安 全性、与环境污染影响等之评估参考资料。,53,FMEA结果之应用,7.经由不断累积FMEA资料，加以整理编成很好的专业技术资 料，可作为工程师训练之参考教材，亦可为公司保存重要 之技术资料。8.配合信息系统，将FMEA资料建成数据库，可提供健全的失 效资讯基础，作为建立制程检验、测试标准、检验程序、检试规范及其它品质管制措施之参考。,