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1、失效模式与效应分析(FMEA),1,FMEA课程大纲,0.首页及大纲.1-21.FMEA定义及分析方式.32.良好FMEA之具备事项.43.FMEA之效益.54.FMEA之沿革.65.FMEA的精神.76.FMEA主要用语.8-107.FMEA之因果模式118.FMEA之运用步骤.129.FMEA实施流程.1310.FMEA展开时机.1411.设计时间FMEA的用法1512.制程FMEA实施步骤16,2,13.FMEA与管制特性.17-2114.FMEA&APQP2215.APQP,QFD&FMEA.2316.先期产品质量规划(APQP)时序图.2417.先期产品质量规划(APQP)阶段区分.
2、2518.FMEA与管制计划.26-2819.FMEA作业说明.29-47 20.制程FMEA查检表.48-4921.范例说明.50-5422.FMEA评价计分标准.55-5626.FMEA演练一.57-5827.FMEA演练二.59-62,FMEA 定义及分析方式,FMEA是一种工程技术用以定义、确认及消除在系统上、设计、制程及服务还没有到达顾客前已知的或潜在的失效、问题等。FMEA包含了两种分析方式：第一:使用历史数据，针对相似产品、服务、保证数 据、顾客抱怨、及其他可取得信息，加以定义 失效。第二:使用统计推论、仿真分析、同步工程及可靠度工 程等以确认及定义失效。如果正确及适当地使用，F
3、MEA 方法会使评价行动更准确及更有效率。,3,良好FMEA之具备事项,FMEA是早期预防失效及错误发生的最重要且最有效的方法之一。一个良好的FMEA必须具备：1.确认已知及潜在失效模式2.确认每一失效模式的效应和原因3.依据风险优先指数(产品的严重度、发生度及难检度)4.提供问题改正行动及跟催,4,FMEA 之效益,指出设计上可靠性的弱点，提出对策针对要求规格、环境条件等，利用纸上沙盘演练，对不适当的设计，实时加以改善，节省无谓的损失有效的实施FMEA，可缩短开发时程及开发费用FMEA发展之初期，以设计技术为考虑，但后来的发展，除设计时间使用外，制造工程及检查工程亦可适用,5,FMEA之沿革
4、,6,FMEA的精神,7,以设计的最小构成单位组件，假设使用中可能产生的故障，针对此故障，检讨其可能引起对上层组件、子系统及系统产生的影响，指出可靠性的弱点，提出对策建议，防止未然的故障发生。,8,FMEA主要用语(1/3),9,FMEA主要用语(2/3),10,FMEA主要用语(3/3),FMEA之因果模式,11,对象(内因),人为/Soft Ware,原因系(外因)故障原因、模式，失效、疲乏、条件变动、动力(过或不及),机能阶层,时间因素,环境因素,故障(结果)故障现象,对策评价(技术水准/经济性),FMEA之运用步骤,12,预测故障模式,消除故障模式,定位故障模式权重与评价,于构想设计时
5、就预测可能发生的故障，只要有一丝丝的可能性的故障，就全部列出。,针对故障模式排列优先级，采重点指向，排定重要故障模式优先处理。,以固有技术针对不希望看到的重要故障模式，检讨处置方式与提出建议，确认由试验得到的实证及发生条件。(设计改善回馈系统),FMEA实施流程,13,任务确认,决定分析层级,列举故障模式,机能方块图,流程步骤风险分析表,选定故障模式,制作FMEA表,列举故障原因,提出对策案,选定对象,B.S故障事例,试验报告不良报告顾客抱怨,经验累积,DFMEA,PFMEA,14,FMEA展开时机,1.依照FMEA定义，它是一种方法，消除或减少已知或潜在问题，以强化顾客满意至最大极限。因此，
6、为了要达成此目的，展开FMEA的时机必须愈早愈好!纵使相关数据/信息仍然未知时。FMEA的口号为:(就你所有，尽全力而为)2.经由质量机能展开(QFD)已知某些资料时，就应立刻展开FMEA。3.当设计新的系统，新的设计，新产品，新制程，新的服务时。4.当现有系统，设计，产品，制程，或服务等不管是何种理由，将要变更时。5当既有的系统，设计，产品，制程，或服务的条件有新的应用时。6当既有的系统，设计，产品，制程或服务被考虑要改善时。,15,设计阶段,图面,构想图,试作图,设备准备图,工程计划图,设备设计图,构想设计,中间设计,最终设计,工程设计,设备设计,目标,对系统的影响从系统性能面 的设计改善
7、检讨系统、制品机能的潜在缺陷,对系统的影响，从机能、性能面 的改善细部设计后的既定机能达成否的检讨,从Feasibility(制造可能性)层面 的设计改善设计的机能、性能在量产的工作方法、设备的达成可行性检讨,从Feasibility层面 的工程改善设计的机能、性能在量产工程上能否达成(人、设备、方法)的检讨,对制品质量的影响 层面来做设备重要 部位的改善配合制品的设计机能、性能进行设备设计改善,用途与格式,系统FMEA,Feasibility FMEA,设计FMEA,设备FMEA,保养、维护重要特性清单,重要管理项目,设备重要部位,设计时间FMEA的用法,制程FMEA实施步骤,16,1.确认
8、加工流程 2.各工程的机能分析层次 3.明确加工流程 4.各加工流程的不良模式 5.整理及选定不良模式 6.选定FMEA对象模式，并加以整理 7.推定原因做风险分析 8.制作FMEA表,1.参照工作机械及设备的不良模式2.参照类似的输送方法的不良模式3.环境条件所引起的不良模式4.检讨人为误操作5.检讨在制造初期时机械、设备、与制品的干涉及作业终了前作业 条件的变化,17,FMEA与管制特性,失效原因需要重新改写为制程参数或特性。同时用为管制计划中之管制特性，除了失效原因用为管制特性外，目前管制及建议改善行动也应考虑作为管制特性，于管制计划中加以管制。,18,FMEA与管制特性,持续不断的改善
9、(消除或减少失效、错误、成本、不当等)是改善顾客满意度最重要指标。FMEA中有三项非常重要指针和产品质量/服务关系密切。,19,第一、危险的(Catastrophic)特性：,这些特性会影响生产的产品/服务是否符合政府法规和安全规定。譬如：正式法律/规章工业标准顾客需要内部工程需要或主要量测指标（诸如：尺寸、温度、压力、等等）,20,第二、重大的(Significant)特性：,顾客及供货商共同制定或顾客指定或设计/制程工程师制定。诸如：尺寸、速度、温度、压力、等等设计FMEA及制程FMEA的内容必须用于确认重大的产品、制程或服务特性，作为说明最佳设计的方法。所有的重要特性应于可行性研究中就设
10、计好。,21,第三、主要的（Major）特性：,为量测指标，提供迅速回馈到制程，因此可立即地正确更正质量问题。这种量测指标也提供问题来源及关于质量方面，顾客不满意的定性及定量量测。这些量测指标诸如下列结果：1.长期信赖性测试 6.检验研究2.稽核7.保证（里程、寿命）数据分析3.制程良品率检讨及分析8.供货商审核分析4.顾客问卷调查9.顾客抱怨分析5.产品验收测试,FMEA&APQP,先期质量规划系统由设计、制造及顾客三大系统所组成。顾客是整个系统中最主要的关键。顾客的心声；摘要而言，即是顾客的需求及期望。将顾客的需求及期望和其他关键要求输入于设计及制造系统中，应用各种技术如质量机能展开(QF
11、D)、失效模式及效应分析(FMEA)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)等方法，制造出顾客可以接受，甚至可超越顾客期望的产品或服务。,22,APQP，QFD&FMEA,FMEA类别,23,24,先期产品质量规划(APQP)时序图,概念启始认可,1.规划,计划认可,原型试作,量试,2.产品研发,3.制程研发,制程研发/验证,产品研发/验证,计划/定义研发守案,生产,生产阶段/回馈矫正,产品/制程验收,4.产品/制程验收,规划,5.回馈与矫正,量产,DFMEA,PFMEA,Referred to APQP Manual 1994,25,先期产品质量规划(APQP)阶段区分,Refe
12、rred to APQP Manual 1994,26,管制计划为一活的(live)文件，描述与规范如何管制制程。管制计划是制程的肇建者，创立制程管制，由反应计划(Reaction plan)来执行异常管理。管制计划是构成整体先期质量规划中最重要的一部份。在实务运作中，管制计划叙述在流程中每一阶段，如何制造及保证制程及产品可以被管制。应用管制计划，制程中的作业员能加以观察并量化任何制程改变，同时也能收集数据导引任何良好制程改变及消除任何不好制程改变。换言之，一种管制计划，假如适当和广泛准备得当，应该产生更稳定制程条件并使顾客风险降至最低。,FMEA与管制计划,27,FMEA与管制计划（Cont
13、rol Plan)关系,28,Reference:QS-9000 Manual,FMEA作业说明FMEA种类,常见FMEA种类有：系统FMEA、设计FMEA、制程FMEA、设备FMEA,29,系统功能,组件功能,制程功能,系统FMEA,设计FMEA,制程FMEA,设备FMEA,设备功能,FMEA 作业说明(类别比较),30,FMEA作业说明,31,企划、计划阶段,要求设计时间,整体设计时间,细部设计时间,试作、试验,调查、检讨,取舍(Trade Off),计划制作,计划书,详细计划检讨,取舍(Trade Off),基本要求制作,基本规格书(System),子系统设计,构成品检讨,系统要求修正,
14、子系统 构成品 规格书,试作、试验文件,系统、子系统 计划图 规格文件 试验计划 指示书 组立图制作,系统组立,试验,系统组立,试验,开发完成报告,生产,(系统开发流程),修正,修正,FMEA 作业说明(FMEA概念),工具使用流程图、特性要因图、柏拉图及FMEA表格作为工具/方法团队工作跨部门/多层团队是FMEA及APQP成功关键。共同的脑力激荡、思考、决定，可减少发展FMEA时间及避免单独一人闭门造车。指派团队领导者可以领导团队并且做为公断人，促成团队之进行,32,FMEA作业说明(FMEA分析目的及步骤),目的：FMEA是一种系统方法，使用制式表格及问题解决方法以确认潜在失效模式及其效应
15、，并评估其严重度、发生度、难检度及目前管制方法，从而计算风险优先指数(RPN)，最后采取进一步改善方法，如此持续进行，以达防患失效模式及效应发生于未然。步骤：(一)评定风险确认潜在失效模式及评估其效应之严重度并评估其发生度及难检度确认关键特性(二)使用柏拉图，展开优先级评估评估潜在制程设计不良大小(三)依优先次序采取改善措施帮助根除（设计变更）产品服务及减少（管制）有问题之产生服务到达顾客之要求管制含-P型（预防型）及D型（侦测型）,33,FMEA作业说明(FMEA团队遴选及流程),FMEA团队遴选*跨部门团队之组成*遴选跨层人员(设计工程师、制程工程师、生产管理、品保工程师.等人)*遴选FM
16、EA负责工程师*灌能以执行改善动作,34,决定制程或遴选标准制程*使用流程图以展示目前或计划的制程,详细的原因-失效-效应*脑力激荡/确认失效模式*确认第一层原因(第二层、第三层、第四层等多层原因)*定义失效模式的效应,FMEA作业说明(FMEA团队遴选及流程-续),计算风险*严重度(每程失效模式取最大值)*针对每一失效模式，采用最高计分的严重度乘以最高计分的发生率(SxO)*风险优先指数(RPN)为最高计分的严重度乘以最高计分的发生率，再乘以最低计分的难检度*也可能是较高计分的难检度(完全视目前管制方法的性质而定)p.s.目前AIAG FMEA手册范例以最高计分的难检度计算,35,建立柏拉图
17、(可运用不同统计技术)*针对严重度、发生率及风险优先指数逐一建立柏拉图*确认“重要的少数失效模式”,展开建议行动*专注于少数重要的失效模式,FMEA作业说明(FMEA展开流程),36,37,FMEA作业说明(FMEA表摘要),制造单位：填入该零件之生产单位。分析主题：填入所却分析之零件及工程别。工程名称与工程机能：填入分析主题各站名称与目的。失效模式：列举所有曾经发生之异常现象。失效原因：逐项分析各个失效模式的发生原因。失效影响：逐项分析各失效模式一旦发生，对次制程、零组件、成品、客户所发生之影响。发 生 度：预估失效模式可能发生之程度。严 重 度：估计故障确实发生时，对次制程、零组件、客户所
18、造成的影响之程度。难 检 度：估计故障确实发生时之检出能力。风险优先数：为发生度、严重度、难检度相乘的结果。对 策 案：依RPN评价，须依优先级采取对策。对策区分：填入对策案之对应人员及目标达成日期。所采对策：简述所采处理措施。对策案评价：填入对策案风险优先数评价。,38,FMEA 作业说明(制程失效模式定义),定义潜在之制程失效模式系指制程无法满足其制程需求或预定设计目的之可能潜在失效方式，以叙述方式说明不符合需求之特定操作。一个潜在失效模式可能是导致下一个制程(下游制程)失效模式之原因，也可能是其上一个制程(上游制程)失效模式所引发之效应。在进行制FMEA时应先假设输入之料件均为正确。从零
19、件、子系统、或制程特性的角度，针对特定之操作列出每一个潜在之失效模式，假设失效模式可能发生但不一定发生。制程工程师/团队应具有能力提出以下问题，并加以解答：制程/零件可能如何失效，以致无法符合规格？暂时不管工程规格，甚么是可能令顾客感到讨厌的？进行制程FMEA建议开始时先由比较相似制程，并调查对类似制程之抱怨开始，除此之外，必须要了解设计目的。,39,FMEA作业说明(制程失效模式范例),范例典型制程失效模式(非全部)弯曲黏合粗糙搬运损伤安装不正确刀具磨损破裂变形污染短路,40,FMEA作业说明(制程失效效應定义),定义失效效应指一失效模式之发生对于顾客所可造成的影响，此处可谓的顾客可能是指下
20、一个操作、下游操作(或位置)、经销商、或车辆使用者，在评估潜在之失效效应时，每一个都要加以考虑。进行失效效应分析应先参加考各种相关数据，如类似制程、设计FMEA报告、实际使用报告等，并针对以下方向，分析其影响：(a)下个制程(b)下游制程、顾客(c)最终使用者(d)车辆之运转、操控与安全(e)顾客之感觉(f)政府法规之符合性(g)机具/装备一个失效模式可能会造成多个失效效应，分析后将每一个可能之失效效应填入，若有影响驾驶安全不符合政府法规之可能时，应加以详加说明，注明法规条款。,41,FMEA作业说明(制程失效效應范例),范例对於最终使用者而者，失效效應之说明应根據产品或系统之性能加以说明，例
21、如：噪音粗糙、凹凸不平需要耗费很多努力不稳定无法操作令人不舒服的味道间歇性的操作(操作时断时續)车辆操控性受损对於下一个操作、下游操作/位置而言，失效效應之说明应根據制程/操作之性能加以说明，例如：无法锁紧不配合无法钻孔/开螺纹没有接好 不能安装不匹配不能调整方向损坏装备危害操作人员,42,FMEA作业说明(制程失效原因定义),定义失效模式发生原因可定义为失效可能如何发生，根据可以修改或控制的因子加以描述。针对每一个失效模式，尽可能列出想象的到的失效原因，若分析出有一失效原因为失效模式之唯一原因，亦即，修正此原因可直接对失效模式产生重大改变，则这一部份的FMEA思考程序可说是已完成。然而许多失
22、效原因彼此間并不具有唯一性，欲改正或管制这些原因，可能需要设法找出最主要的原因与最容易控制的原因，例如利用实验设计。失效原因应该详细说明，以便于这些原因为目标进行适当的补救措施。,43,FMEA作业说明(制程失效原因范例),范例不适当的扭力、过大或过小焊接不当、电流、时间、电压量具不准确 热处理不当、时间、温度 零件漏装或安装位置错误润滑不当或无润滑应以明确之错误或故障加以说明(例如，操作员漏装密封)，不要以模糊的字眼来说明失效原因(如作业员错误、机器故障等)。,44,FMEA作业说明(现行制程管制),定义现行制程管制说明预防失效发生、或当失效发生时之侦测方法，这些管制措施可能为程序管制，如夹
23、具验证、或统计制品管(SPC)；也可能是在程序之后的评估，这些评估可能计对目前分析的程序，也可能针对其下游程序。制程管制方法可分成下列三种型式：(a)防止失效模式或失效原因发生，或降低其发生率；(b)查出失效原因并导入改正行动；(c)发现失效模式。选择在以上三种型式中应尽可能选择用(a)型之制程管制最佳，其次为(b)型，再其次為(c)型。如果将(a)型制程管制方法与设计结合时，将可影响发生度之初始评点；而难检度之初始评点则决定于(b)与(c)型之现行制程管制方法。,45,FMEA作业说明(严重度(S),严重度是针对潜在的失效对顾客造成的影响(列于前一栏)所做的严重度评鉴。严重度只适用于此一效应
24、。如果受到此失效模式影响的顾客是装配厂或产品用户，严重度评鉴可能超出制程工程师/小组的经验或知识范围，在这种情况下，应该要参考设计FMEA，并咨询设计工程师和/或下游工厂或组装厂制程工程师的意見。严重度的评鉴，是以1-10的量表表示。建议的衡量标准:(小组成员必须就衡量标准和等级系统达成共识，即使因为个别的产品分析而有所修正，衡量标准和等级系统应保持一致。,46,FMEA作业说明(发生度(0),发生度是指特定因素/机制(列于前栏)发生的机率。发生机率的等级有其意义，但未必代表数值高低。以1-10量表评估出现的可能性。但是排序时应该只有导致的失效模式的部份才列入;检测方法的失效不在此限 其后的发
25、生度等级系统必须维持其一致性。而可能失效的比率则是基于在制程执行过程中预期发生的失效数目。如果可以从相似的制程中取得统计数据，则统计数据应用以决定发生度的等级。在所有其他情况下，都可以使用相似制程过去得到的数据，做出客观的评鉴。,47,FMEA作业说明(难检度(D),难检度系以评点的方式，评估现行制程管制方式中，(b)型之制程管制对于潜在失效原因机制(制程弱点)之侦测能力，或(c)型之制程管制对于零组件在离开制程过程或组装点之前所能检测出其失效模式发生的能力，其评点范围为110，点数越高者表示其难检度高。分析难检度时先假设失效模式已发生，逐一评估分析现行制程管制方式所能防止具有此失效模式之零件
26、出厂或检测出此一失效模式之能力，不可因失效模式之发生率低而自行假设其难检度评点也低，而应评 估现行制程管制方法对于低发生率失效模式之发现能力，或防止其继续流到下一个制程的能力。随机质量检验不可能发现独立存在之缺陷，不应该影响难检度之评点，以统计为基础的抽样检验捉是控制侦测能力的正确方法。,48,制程FMEA查检表,49,制程FMEA查检表,范例-FMEA展开,50,范例-FMEA展开,51,4,5,7,8,范例-FMEA展开,52,6,难检度,目前管制进料检验,5,范例-FMEA表填写,53,54,FMEA范例,例:,FMEA评价计分标准,55,FMEA评价计分标准,56,57,FMEA演练一
27、:自动铅筆内外部组件(1/2),自动铅笔,内部组件,外部组件,4.组件固定镙丝,5.弹簧,6.垫圈,7.三爪固定器,8.圆筒壳,9.附针的盖子,1.前面盖子,2.防滑橡胶衬套,3.笔壳,10.标示窗口,11.承接镙丝,12.标签,14.头盖,13.挂勾,A,B,C,1,2,4,5,3,6,7,8,9,10,11,12,14,13,58,记载情报,推笔芯到纸上,保持笔芯,关闭三爪固定器,移动三爪固定器,给于弹簧压力,推出笔芯,打开三爪固定器,移动三爪固定器,给于弹簧压力,强调标示部份,保存笔芯,关住圆筒壳子,除去笔芯,固定笔,固定挂勾,固定组件,标示文字,标示芯硬度,标示公司名,F1,F11,F
28、111,F12,F2,F21,F211,F2111,F22,F221,F3,F31,F4,F41,F5,F51,F6,F61,F7,F71,F711,F72,上层机能,下层机能,保护笔芯,FMEA演练一:自动铅筆内外部组件(2/2),59,FMEA实例演练:手电筒 1.任务：必要的时候，发出光源，达到照明功能 2.分解层次(PFMEA)3.机能方块图 4.参考数据 5.制作FMEA表?6.检讨是否须要设计变更?,FMEA演练二:手电筒(1/4),60,手电筒,前盖,镜子,绝缘片,反射镜灯泡,外壳组件,开关组件,尾盖组件,电池,反射镜,灯泡,接头,绝缘体,接点,导轨,绝缘体,开关框,按钮,接触子
29、,尾盖,弹簧,铆钉,机能方块图,FMEA演练二:手电筒(2/4),61,No,机能品,故障模式,推定原因,机能品,系统,检查方法,故障等级,备注栏,故障影响,1.0,前盖,脱落,1.遭破坏脱落2.操作失误,机能无法达成,机能不全,目视检查,II,2.0,镜片,无法固定镜片,变形,机能不全,可能机能停止,目视检查,II,脱落,1.螺纹磨损2.组装失误,同上,机能停止,目视检查,I,断面变形,压坏,同上,机能降低,目视检查,II,裂纹,操作不良,机能降低,机能降低,目视检查,III,雾面,维护不周,机能降低,机能降低,目视检查,IV,破损,1.组立作业不良2.材质不良,可能无法切电,可能缩短机能时
30、间,分解目视检查,III,脱落,1.组立失误2.因破损而脱落,无法断电,机能时间缩短,同上,II,3.0,绝缘体,灯丝烧毁,1.寿命2.冲击,电灯不亮,机能停止,同上,I,4.0,反射镜灯泡组件,灯泡松,1.吻合不良2.冲击,可能造成线路断,可能机能停止,轻度振动,IV,灯泡落焊,1.磨损2.加工不良,同上,同上,分解目视检查,II,灯泡螺纹部生锈,1.维护不周2.材质不良,同上,同上,同上,II,参考数据,FMEA演练二:手电筒(3/4),62,No,项目,故障模式,影响,等级,对策,1,前盖,脱落,机能停止,I,2,反射镜灯泡组,灯丝烧毁,机能停止,I,灯头与电池间导通不良,反射镜与接触子
31、导通不良,反射镜与外壳接合差,机能停止,I,机能停止,I,机能停止,I,3,外壳组件,外壳与开关导通不良,机能停止,I,4,开关组件,开关无法动作,机能停止,I,开关掉落,机能停止,I,5,电池,电池漏电,机能停止,I,电池装反,电池与灯泡导通不良,电池与电池导通不良,机能停止,I,机能停止,I,机能停止,I,电池与弹簧导通不良,电池与外壳绝缘不良,电池与开关接触子绝缘差,机能停止,I,机能停止,I,机能停止,I,6,尾盖组件,尾盖与外壳导通不良,机能停止,I,尾盖脱落,机能停止,I,尾盖与弹簧导通不良,机能停止,I,参考数据,FMEA演练二:手电筒(4/4),63,谢谢!,THANKS！,P,D,C,A,FMEA,
