失效模式与影响分析(FMEA)-讲义.ppt

FMEA失效模式與影響分析失效模式與影響分析Content一一.FMEA概論概論二二.FMEA作業流程作業流程三三.SOD的的確定確定及及判判定定準準測測四四.FMEA案例解析案例解析五五.FMEA實施注意事項實施注意事項一一.FMEA概論概論 FMEAFMEA(Failure Mode and Effect Analysis Failure Mode and Effect Analysis)是指在設計是指在設計或過程實施階段對構成的子系統或過程實施階段對構成的子系統零件，以及構成的各零件，以及構成的各工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式并分析出工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式并分析出可能的后果，從而預先采取必要的可能的后果，從而預先采取必要的防范防范措施以提高產品措施以提高產品的品質和可靠性，提升過程的能力及穩定性的品質和可靠性，提升過程的能力及穩定性等等，并將全，并將全過程形成文件的一種系統化的活動過程形成文件的一種系統化的活動.定義定義 FMEAFMEA目的目的（a）發現和評價設計/過程中潛在的失效及其後果（b）確定能減少或避免潛在失效模式發生的措施（c）將全部過程形成文件FMEAFMEA的重點在於設計，的重點在於設計，目的目的是是防患於未然防患於未然,本質本質為為工程分析工程分析 FMEA的分的分类 根据其用途和适用阶段的不同可分为 （1 1）设计阶段设计阶段FMEAFMEA（DFMEA-DesignFMEADFMEA-DesignFMEA）如新产品设计、新工序设计，可预先进行DFMEA 尽可能周全地考虑产品规格、制程操作水平、制 程能力等因素，使设计符合要求.（2 2）过程阶段过程阶段FMEA FMEA（PFMEA-PFMEA-ProcessFMEAProcessFMEA）针对工序间可能或已知的坏節，可运用PFMEA作量 化分析，在影响的诸多因素中，哪个系统原因最大?是否為主要原因？其他如Cpk低、生产过程异常等，均可通过采用PFMEA直观地找出主要原因进行改善 以达到应用的效果 FMEAFMEA使用越早越好使用越早越好,才能才能減少減少或或消除消除異常，使用時機如下：異常，使用時機如下：1.設計新系統、產品、制程、設備時2.系統、產品、零件、制程、設備有變更時3.現有系統、產品、零件、制程、設備有新的應用時4.現有系統、產品、零件、制程、設備需要改善時FMEA使用使用的的四四個時機個時機1950 美国格鲁曼美国格鲁曼(Grumman)公司首先提出公司首先提出,用于飞机主操纵系统用于飞机主操纵系统 1957美国波音美国波音(Boeing)与马丁与马丁(Martin Marietta)公司工程手册公司工程手册1960美国太空总署美国太空总署(NASA)应用于航天计画应用于航天计画 1967美国美国SAE ARP-926 1970美国美国NASA NHB-5300.4(1A)1974美军标准美军标准MIL-STD-1629 1980福特汽车公司福特汽车公司,Potential failure mode and effects analysis handbook1981美军标准美军标准MIL-STD-1629A1982英国国家标准英国国家标准BS5760-31984 福特汽车公司福特汽车公司,Potential failure mode and effects analysis handbook(修修订订)FMEA演演变歷歷史史1984美国克莱斯勒公司美国克莱斯勒公司,FMEA MANUAL 1985国际电工委员会国际电工委员会(IEC),IEC 812 1986美国克莱斯勒公司美国克莱斯勒公司,FMEA MANUAL(修订修订)1987英国车辆协会英国车辆协会Guidelines to FMEA 1988福特汽车公司福特汽车公司,Potential failure mode and effects analysis handbook(修修订订)1992福特汽车公司福特汽车公司,Potential failure mode and effects analysis(修订修订)1993美国品管学会美国品管学会(ASQC)、车辆工业行动组车辆工业行动组(AIAG),Potential failure mode and effect analysis reference manual 1995美国品管学会美国品管学会(ASQC)、车辆工业行动组车辆工业行动组(AIAG),Potential failure mode and effect analysis reference manual(SAE J-1739)二二.FMEA 作業作業流程流程表格格式表格格式分析層次分析層次失效定義失效定義成果整合成果整合時時 機機1.類似產品之設計問題及原因類似產品之設計問題及原因2.類似產品制程異常及不良原因類似產品制程異常及不良原因7.使用維修使用維修8.環境環境3.類似產品之制程能力及原因類似產品之制程能力及原因4.類似產品之客訴及原因類似產品之客訴及原因5.類似產品之依賴性失效及原因類似產品之依賴性失效及原因6.類似產品之管理性問題類似產品之管理性問題 注注:開發案為開發案為PDT,改善案為改善案為QIT,團隊一定要有負責人團隊一定要有負責人組組建建FMEA團隊團隊資料收集資料收集制制定執行方案定執行方案確認目標確認目標1.客戶要求客戶要求 2.使用方式使用方式 3.產品信賴要求產品信賴要求 4.制程、生產、裝配要求制程、生產、裝配要求 5.品質目標等等品質目標等等ABC定義制造流程定義制造流程分析制程特性分析制程特性分析產品特性分析產品特性分析預估失效模式分析預估失效模式分析失效原因分析失效原因分析現行控制方法分析現行控制方法分析失效效應分析失效效應分析發生分析發生度度分析難檢度分析難檢度分析嚴重度分析嚴重度計算風險優先數計算風險優先數決定優先改善之失效模式決定優先改善之失效模式確定確定改善措施改善措施改善實施改善實施效效果確認果確認ABC1.組組建建FMEA團隊團隊 FMEA為一系統化輔助工具會涉及到公司內很多部門人員與各種技朮因此有必要用團隊方式進行，FMEA 團隊一般由5-7人組成，必要時可吸收供應商和客戶參加 2.確認目標確認目標1.使用方式使用方式 2.客戶要求客戶要求 3.產品信賴性要求產品信賴性要求 4.制程生產裝配要求制程生產裝配要求 5.品質目標等品質目標等3.資料收集資料收集 A.有關產品設計方面的資料 B.有關制造工藝方面的資料 C.有關使用維修方面的資料 D.有關環境保護方面的資料4.制制定執行方案定執行方案 通常FMEA執行方案中要規定的項目說明如下 A.A.表格形式表格形式 B.B.分析產品或制程之層次分析產品或制程之層次 在DFMEA中，首先識別主系統、子系統、零部件，充分了解 各層次的接口和內部的交互關係，在PFMEA中，按過程的功 能和運行情況畫出概要流程圖、細化流程圖.5.執行執行FMEA 1.估計潛在失效模式、後果及其嚴重度2.分析潛在失效的起因及其發生的頻度3.分析現行控制措施和評估不易探測度4.計算事先風險數(RPN)5.提出矯正和預防措施，實施改善措施6.驗證措施的有效性 7.計算矯正後的RPN，完成FMEA報告潜在失效模式潜在失效后果严重度S级别潜在失效起因机理频度O现行控制探测度 DRPN建议措施责任及目标完成日期措施结果预防探测采取的措施S O D RPN子系统功能要求功能、特性或要求是什么？会是什么问题？-无功能-部分功能/功能过强/功能降级-功能间歇-非预期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？发生的频率如何？怎样能得到 预防和探测？该方法在探测时 有多好？能做些什么？-设计更改-过程更改-特殊控制-标准、程序或指南的更改 一個良好的FMEA可以使其結果得到很好的應用能增加生產力提升品質可靠度與安全性增加顧客滿意度增強產品競爭力建立公司形象降低產品開發時間與成本.為達到以上效果需經以下方式妥善應用FMEA結果FMEA結果應用結果應用1.參考類似產品設計或制程之FMEA2.根據失效之關鍵性建立改進行動之優先順序集中資源循序改善產品設計或制程3.應對已改善的失效重復進行分析改善 持續提升產品設計可靠度降低制程不良率4.將制程FMEA分析之結果反饋給設計單位 作為產品設計參考5.配合資訊系統將FMEA資料建成資料庫 可供制程檢驗測試標准檢驗程序 檢驗規范以及其它品質管制措施參考6.在應用FMEA時應參考相同之失效并立即應用 其改進建議如果以往FMEA報告與實際情 況有不符時應修改FMEA資料7.配合設計審查作業作為正式生產前產品可靠 度制程安全性環境污染影響之參考資料8.不斷積累整理成專業技朮供工程師訓練參考FMEA低優先順序低優先順序高高RPN防呆法防呆法?修訂修訂FMEA是否客是否客戶戶之之重要特性重要特性?優先持續改善優先持續改善防呆措施防呆措施定出其特殊特性之防呆作業定出其特殊特性之防呆作業列計劃列計劃管制管制列於作業指導書列於作業指導書FMEA 改善作業流程圖改善作業流程圖NoNoNoYesYesYes F FMEAMEA常見故障模式常見故障模式1.功能方面常見故障模式 不能動作、提早動作、延遲動作、不能停止、提早停止、延遲停止、動作不穩定、間歇性動作、數值過大、數值過小、無法達到規定值、無法停止於規定位置2.機械類常見故障模式 磨損、變形、腐蝕、龜裂、破損、脫落、燒損、洩漏、彎曲、凝固、變色、異響、振動、松動、咬合、位置偏、傷痕、過熱、壽命減低3.電氣類常見故障模式 開路、短路、接觸不良、過熱、電參數漂移、異響、燒損、斷線、絕緣性降低、動作不良、異物、污損、雜波4.化學類常見故障模式 腐蝕、剝落、老化、變色、固化、污染、過熱衡量失效的影響程度衡量失效的影響程度失效影響失效影響:產品或制程的某一失效對產品尺寸 外觀,結構,功能,性能,穩定性,可靠性影響.或對下一個制程,使用者和設備的影響 或對最終客戶,政府法規,安全,環保的影響.劃分標準劃分標準-主觀判定 1-幾乎不會有影響 10-會違及安全,法規嚴重度嚴重度(Severity)三三.SOD的的確確定定及判斷準測及判斷準測严重度评价基准参考表严重度评价基准参考表頻度頻度/發生發生度度(Occurrence)某一原因導致失效某一原因導致失效而而發生的幾率發生的幾率劃分標準劃分標準 Cpk 主觀判定 +統計資料 1-幾乎不發生 10-肯定會發生发生度评价基准参考表发生度评价基准参考表发生率发生率等级等级可能失效机会可能失效机会CPK评价基准评价基准非常高101/2=0.33高81/8=0.51可能时常发生71/20=0.67中度61/80=0.83偶尔会发生51/400=1.0041/2,000=1.17低31/15,000=1.33可能发生少数量21/150,000=1.50微小11/1,500,000=1.67基本上不可能发生在現行的控制措施下,探測失效發生的能力劃分標準劃分標準 主觀判定 統計資料 1-有手段能檢測出來 10-無任何手段檢測出來探測度探測度/難檢度難檢度(Detection)探測探測度评价基准参考表度评价基准参考表检出率检出率等级等级检出机会检出机会评价基准评价基准几乎无法检出1080.0%发现机会非常微小微小882.5%发现机会微小非常低785.0%能力非常低低687.5%低度检出力中度590.0%中度可能性中高492.5%中高可能性高395.0%高可能性非常高297.5%非常高可能性几乎一定199.5%几乎一定检出FMEA样式样式工程功能工程功能/要求事项要求事项分分类类潜在潜在失效失效类型类型潜在潜在失效失效影响影响严严重重度度S潜在潜在失效失效原因原因发发生生度度O现行现行控制控制方法方法检检出出度度DRPN改改善善对对策策担担当当/日日程程措施结果措施结果内容内容SODRPN1213141516171819202122232425262728FMEA 潜在潜在失效类型失效类型及影响分析及影响分析管理号管理号1设计责任设计责任2制品名制品名3MODEL4作成主管作成主管5改定次数改定次数6年度年度/型型号号7完了预定日完了预定日8最初作成日最初作成日9最近改定日最近改定日10核心小组核心小组11PAGEFMEA制定方法制定方法1 FMEA编号编号填入填入FMEA 的管理的管理编号号2 设计责任设计责任填入关填入关联的的设计责任部任部门3 制品名稱制品名稱填入所分析的填入所分析的产品的名称品的名称,编号号4 MODEL 填入填入产品的品的类别或或规格或机种格或机种5 作成主管作成主管填入填入FMEA负责工程工程师的姓名的姓名,电话及公司名称及公司名称FMEA 潜在潜在失效类型失效类型及影响分析及影响分析管理号管理号1设计责任设计责任2制品名制品名3MODEL4作成主管作成主管5改定次数改定次数6年度年度型号型号7完了预定日完了预定日8最初作成日最初作成日9最近改定日最近改定日10核心小组核心小组11PAGE6 改定次数改定次数填入填入FMEA 的制改定次数的制改定次数7 年度年度/型号型号填入填入产品开始的年度及型号品开始的年度及型号8 完了预定日完了预定日填入填入FMEA制定的关制定的关键完了日期完了日期9 最初作成日最初作成日 填入原始稿件的日期填入原始稿件的日期10最近改定日最近改定日填入填入FMEA最新的制改定日期最新的制改定日期11 核心小组核心小组 填入填入FMEA有有权确定及确定及执行任行任务的主管部的主管部门及个人姓名及个人姓名工程工程功能功能/要求要求事项事项分分类类潜在潜在失效失效类型类型潜在潜在失效失效影响影响严严重重度度潜在潜在失效失效原因原因发发生生率率现行现行控制控制方法方法探探測測度度RPN改改善善对对策策担担当当/日日程程措施结果措施结果内容内容SODRPN121314151617181920212223242526272812 工程功能工程功能/要求要求简单描述所分析的工程描述所分析的工程,尽量尽量简单说明工程的目的明工程的目的13 分类分类对潜在失效潜在失效类型型进行区分行区分(生生产/安全安全/品品质)14 潜在失效类型潜在失效类型指指该工程可能工程可能发生的不生的不满足工程要求或足工程要求或设计意意图的的类型型,是是对具体具体工程不符合要素的描述工程不符合要素的描述,它可能是引起下一工程的潜在失效它可能是引起下一工程的潜在失效类型型,也可能是上也可能是上一工程的潜在失效的影响一工程的潜在失效的影响.但制定但制定FMEA时要假要假设提供的提供的资材材/材料材料为合格品合格品.15 潜在失效影响潜在失效影响指指对顾客的影响客的影响,顾客可以是下一工程客可以是下一工程,后后续工程工程,或最或最终使用使用者者应在在顾客使用的角度来描述的后果客使用的角度来描述的后果,对最最终使用者来使用者来说失效失效的后果的后果应一律用一律用产品或体系的性能来描述品或体系的性能来描述,如如:噪声噪声,外外观不不良良,异味异味,无作用等无作用等,对下一工程来下一工程来说,失效的后果失效的后果应用工程性能用工程性能来描述来描述,如无法固定如无法固定,无法安装无法安装,配合不良等配合不良等.16 严重度严重度 严重度仅适用于达到的后果严重度仅适用于达到的后果,从从1到到1017 潜在失效原因潜在失效原因 针对每一失效每一失效类型型,尽可能在广的范尽可能在广的范围内列出可以想到的失效原因如内列出可以想到的失效原因如果原因是唯一的果原因是唯一的,即如果改正了此一原因即如果改正了此一原因对失效失效类型的影响型的影响,就意味着就意味着FMEA的考的考虑过程完成了，但程完成了，但,一般的一般的说,原因不是相互独立的原因不是相互独立的,唯一的唯一的,要消除一个原因要消除一个原因,需要考需要考虑各种方法来确定根本原因各种方法来确定根本原因,或容易解决的原因或容易解决的原因,同同时要仔要仔细描述此描述此类原因原因,以便可以指定有以便可以指定有针对性的改正措施性的改正措施,18 发生发生率率 指具体的原因指具体的原因/原理原理发生的机率生的机率,从从1 1到到1010工程工程功能功能/要求要求事项事项分分类类潜潜在在失失效效类类型型潜潜在在失失效效影影响响严严重重度度潜在潜在失效失效原因原因发发生生率率现现行行控控制制方方法法探探測測度度RPN改改善善对对策策担担当当/日日程程措施结果措施结果内内容容SODRPN121314151617181920212223242526272819 现行控制方法现行控制方法 是是对防止失效或防止失效或发现失效的失效的现在管理方法的描述如在管理方法的描述如SPC等等,可可以考以考虑三种工程管理方法三种工程管理方法/特点：特点：1)1)防止失效原因防止失效原因/原理原理 或或 失效影响的方法失效影响的方法,或减少其或减少其发生率生率2)2)调查原因原因/原理并原理并发现改正措施改正措施3)3)调查失效失效类型型20 探測探測度度在离开次一工程前被在离开次一工程前被发现的程度的程度,从从1 1到到101021 风险系数（系数（RPN）(Risk Priority Number)RPN=(S)(O)(D)从从1 1到到10001000如果如果RPN高，高，应立即采取改正措施，努力减少立即采取改正措施，努力减少该值但但是是，不管，不管 RPN如何，如何，严重度重度(S)高高时应给予特予特别关注关注 RPN等級確定及改善順序等級確定及改善順序等级等级RPN分数分数措施方法措施方法备注备注ARPN=100馬上采取馬上采取改善对策改善对策重点管控项目重点管控项目B50=RPN100A级对策级对策后在考虑后在考虑一般管控项目一般管控项目CRPN50判断后改善判断后改善觀察項目觀察項目 22 改善对策改善对策 根据根据RPN排出排出优先先顺序序,应对排在前列的排在前列的项目采取改善目采取改善对策策,如果原因不如果原因不详,建建议采用采用DOE的方法来确定如果的方法来确定如果对某一特定原因无某一特定原因无对策策时要注明无要注明无予以明确予以明确为了减低了减低发生度生度,需要改需要改变工程或工程或设计为了减低了减低严重度重度,需要需要 改改变工程或工程或设计为了增加了增加检出度出度,需要改需要改变工程或工程或设计 23 担当担当/日程日程 把把负责实施施对策的部策的部门和个人以及和个人以及预定的完成日期定的完成日期记入入对策策应先先实施在施在RPN高的高的项目目任何建任何建议的的对策内容策内容应可以减少可以减少发生度生度,严重度或重度或检出度出度如果如果对一个特定的原因无一个特定的原因无对策策时需要需要进行解行解释只有只有设计变更可以减少更可以减少严重度重度为减少减少发生度生度,需要工程需要工程变更或更或规格格变更更为增加增加检出度出度,需要改需要改变工程管理或工程管理或检查方法方法.改善改善检出度是出度是典型的典型的经济性方法，但需性方法，但需强调的是要用的是要用预防的方法来代替不防的方法来代替不良的良的检出出24 措施内容措施内容 当当实施一施一项对策后策后,简单记录具体的具体的实施情况及生效日期施情况及生效日期針對預防矯正措施之工程評價，應首先考量高嚴重度，高針對預防矯正措施之工程評價，應首先考量高嚴重度，高 RPN 及其他由小組指定的項目任何建議措施以降低評價等級及其他由小組指定的項目任何建議措施以降低評價等級的的內內容順序為嚴重度、頻率及探測度容順序為嚴重度、頻率及探測度，一般來一般來說說不論不論 RPN 之高低，當嚴重度是之高低，當嚴重度是 9 或或 10 時，須注意現行的設計管制或時，須注意現行的設計管制或預防矯正措施要將該風險列入管制並採取措施預防矯正措施要將該風險列入管制並採取措施 2528 措施后的措施后的RPN1.当当实施措施后施措施后,应重新重新评价并价并记录发生度生度,严重度及重度及检出度并出度并计算算RPN2.如果未采取任何措施如果未采取任何措施,则措施后的措施后的RPN为空白空白四四.FMEA案例分析案例分析 失效模式效效應分析是屬于在概念定義到失效模式效效應分析是屬于在概念定義到量量產整個過程中的一整個過程中的一項實質的機能項實質的機能,為求達到其效為求達到其效果果,FMEA必須配合設計必須配合設計與制程與制程發展發展之程序之程序，涵蓋涵蓋內內容包括容包括產產品品SOP POP,SIP,IS等等.在在FMEA中中,預估預估產產品可能發生的缺點品可能發生的缺點 衡量該項缺點可能造成的影響衡量該項缺點可能造成的影響,並擬定為防並擬定為防止或檢測該項目缺點應改善的設計控制止或檢測該項目缺點應改善的設計控制,並推動其標準化作業並推動其標準化作業DFMEA范例一范例一產產品品要要求求預估預估失效失效模式模式預估預估失效失效影響影響嚴嚴重重度度S預預估估失失效效原原因因發發生生率率O現現行行控控制制措措施施難難檢檢度度DRPN建建議議控控制制措措施施責責任任人人完完成成日日期期狀狀態態已已採採取取之之措措施施S O DRPN凸凸包包式式的的主主機機板板架架平面平面翹曲翹曲損壞損壞主板主板7凸凸包包過過高高7治治具具298降降低低高高度度-OK降降低低高高度度7 3242凸包凸包破裂破裂裝配裝配困難困難6凸凸包包過過高高5治治具具260降降低低高高度度-OK降降低低高高度度6 2224DFMEA範例範例二二 功能 項目失效模式失效后果嚴重度失效原因頻度O 現行 控制 措施探測度RPN責任完成日期採取措施SOPRPN線路印刷印刷力度不一致線路板伸縮3人員用力不均7 白夜班印刷 之板分開8168白夜班進行技能的交流,另經過考試合格才可上崗24540網板未銷緊印刷中線路走位6架網板未點檢2檢查表224檢查表43224底片未對准衝孔破孔8對板人員叛定標準不一致2要求作業員輿QC對板方式一致232要求作業員輿QC對板方式一致52330印刷机水平度不夠基板擴張4機器水平未校正2請機器設備廠商校正540請機器設備廠商校正33327气壓不夠印刷跑位不均勻6空壓機超載跳閘7增加新設備284已增加新設備64496刮印刀壓力調試不均勻.線路伸縮不一致3人員調試的壓力不均勻2按機器參數表進行作業212按機器參數表進行作業42436網版張力不夠.變形線路伸縮不一致91本身網板漲力不夠2印刷次數過多3網版上線前測試張力，對網版印刷次數進行管控381網版上線前測試張力，對網版印刷次數進行管控74342菲林漲縮不夠.變形線路伸縮不一致9未測量基板漲縮比例3對菲林儲存室進行溫濕度管控8216所有的菲林全部加漲縮比例現生產52550印刷室內溫.濕度太高網板伸宿8空調保養未落實4定時保養並記錄264由工務組對空調作定期保養64372PFMEA范例一范例一 五五.FMEA實施注意事項實施注意事項FMEA團隊必須包括設計及其相關工程人員團隊必須包括設計及其相關工程人員FMEA分析重在工程分析分析重在工程分析FMEA應做好應做好前期前期規劃規劃FMEA改善措施必須認真執行並追蹤改善效果改善措施必須認真執行並追蹤改善效果FMEA導入時機貫穿導入時機貫穿產產品設計制程設計品設計制程設計FMEA是個循環過程是個循環過程 一個失效模式或有多個原因，每個原因的發生率、難檢度可能一個失效模式或有多個原因，每個原因的發生率、難檢度可能 不同不同，應分別評估應分別評估 重要度、發生率、難檢度的評分標準沒有嚴格規定重要度、發生率、難檢度的評分標準沒有嚴格規定，可自可自行行制定制定 措施需要評估後實施，評估可以從有效性、可行性等方面措施需要評估後實施，評估可以從有效性、可行性等方面 進行評估進行評估，確定實施的措施需要跟蹤確定實施的措施需要跟蹤,措施是否有效實施措施是否有效實施 措施實施後應評價其有效程度，重新評估措施實施後應評價其有效程度，重新評估RPN值值-The end-