FMEA失效模式与效益分析PPT课件.ppt

FMEA失效模式與影響分析(FailureMode&EffectAnalysis)1內容提要 FMEA之歷史FMEA之應用 FMEA之定義FMEA使用時機FMEA分類FMEA分析流程失效模式及效應分析表單格式設計FMEA之作業程序制程FMEA之作業程序2內容提要嚴重度S發生率O難檢度D風險優先數(關鍵性指數)RPNFMEA的益處實施FMEA應注意的問題設計FMEA與制程FMEA之區別FMEA在FOXCONNFMEA的作業范例3FMEA之歷史亡羊補牢,猶未為晚(出自“戰國策”)“我聽說過，看見兔子牙想起獵犬，這還不晚羊跑掉了才補羊圈，也還不遲。”“亡羊補牢”這句成語，便是根據上面約兩句話而來的，表達處理事情發生錯誤以后，如果趕緊去挽救，還不為遲的意思。例如一個事業家，因估計事情的發展犯了錯誤，輕舉冒進，陷入失敗的境地。但他并不氣餒，耐心地將事情再想了一遍，從這次的錯誤中吸取教訓，認為“亡羊補牢”，從頭做起，還不算晚呢!4FMEA之歷史1950由美國格魯曼(Grumman)飛機公司首先提出應用于飛機主操縱系統的失效分析。1957年波音(Boeing)與馬丁(MartinMarietta)公司在其工程手冊中正式提出FMEA之作業程序。60年代初期美國航空太空總署(NASA)將FMEA技朮成功應用于太空計划。5FMEA之歷史同時代初期美國軍方也開始應用FMEA技朮并于1974年出版軍用標准MIL-STD-1629A沿用至今。目前此標准仍為全世界重要之FMEA參考標准之一。1970年代，美國汽車工業受到國際間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朮FMEA以提高產品品質可靠度.6FMEA之歷史1985年由國際電工委員會(IEC)所出版之FMEA國際標准即為參考美軍標准MIL-STD-1629A加以部分修改而成之FMEA作業程序。除此之外目前的國際品質系統ISO9000及歐洲產品CE標志之需求都將FMEA視為重要的設計管制分析方法。7100$發現問題解決問題預見問題1000$10$1$設計開發制造用戶端DFMEAPFMEAFMEA之應用在品質管理應用8FMEA之應用在品質管理應用產品設計DFMEA(ODM)產品工程評估(OEM)模具設計(DFMEA)模具工程評估制程設計評估(CAE/DOE)PFMEA(持續)TVR工程量試品質分析改善生產量試品質分析改善FAICPKGRR SPC模具可靠性稽核RMAFAE供應商管理開發驗証時程驗証成本增加9FMEA之應用美國三大汽車公司之要求八十年代后許多汽車公司開始開發內部之FMEA手冊并逐步將其分為設計FMEA和制程FMEA并開始要求供應商對其所供應的零件進行設計FMEA和制程FMEA并將其視為供應商的重點考核項目。但由于各公司的要求不同造成供應商的額外負擔和困擾因此為改善這一現象福特克萊斯勒通用汽車等三家汽車公司在美國品管學會和汽車工業行動組的協助下整合各汽車公司之規定與表格在1993年完成失效模式與效應分析參考手冊確立胃FMEA在汽車的必要性并統一了其分析程序與表格。10FMEA之應用QS9000標准要求4.2.3.1 產品質量先期策劃(APQP)供方必須建立和實施產品質量先期策劃程序.供方應建立內部多功能小組,為新產品或更改產品進行生產準備.這些小組應采用產品質量先期策劃和控制計劃參考手冊中適當的技術,也可采用能達到同樣效果的類似技術.小組活動應包括:特殊特性的開發和最終確定(見附錄C)失效模式及后果分析的開發和評審 制定措施,優先減少高風險順序數的潛在失效模式 控制計劃的制定或評審114.2.3.4 產品安全性 供方在設計控制(要素4.4)和過程控制(4.9)的方 針及規程中,必須考慮適當的安全防護和產品安全性,.供方應促使內部人員了解其產品的安全因素.4.2.3.5 過程失效模式及后果分析(PFMEA)PFMEA必須考慮所有的特殊特性,必須努力 改進過程,以防止發生缺陷,而不是找出缺陷.某些顧客要求在生產件批準前進行FMEA評審和批準(見第II部分),參見潛在失效模式及後果分析參考手冊.FMEA之應用QS9000標准要求124.4.5.1設計輸出補充 供方的設計輸出必須是如下過程的結果包括努力簡化優化創新及減少浪費(如QFDDFM/DFAVEDOE公差研究響應面方法或其它適當的替代方法)需要時使用幾何尺寸和公差成本/性能/風險的權衡分析使用試驗生產和現場的反饋信息使用設計FMEAFMEA之應用QS9000標准要求13FMEA之應用技術發展現狀目前FMEA已經廣泛應用在航空航天電子機械電力造船和交通運輸等產業根據美國國防部所屬的112個單位進行的調查顯示有87個單位認為FMEA是一種有效的可靠度分析技朮值得推廣。14FMEA之應用技術發展與應用可靠性分析技術系統化工程設計輔助工具利用表格進行工程分析在設計階段早期發現問題及早謀求解決措施15FMEA之定義FMEA:Failure Mode and Effects AnalysisFMEA是一種以失效為討論重點的設計輔助工具系利用表格方式進行工程分析在工程設計時早期發現潛在缺陷及其影響程度以便及早謀求解決之道避免失效之發生或降低其發生時產生之影響。目的-防患於未然本質-工程分析161.一般的原則,FMEA之使用要越早越好，如此才能消除或減少設計錯誤的發生2.當設計新的系統、產品、零件、製程、設備時，在作概念設計或草圖時即可開始作FMEA3.當系統、產品、零件、製程、設備有變更時4.當現有的系統、產品、零件、製程、設備有新的應用時5.當現有的系統、產品、零件、製程、設備被考慮要改善時FMEA使用時機17SYSTEMFMEA:主要用于系統方面潛在失效模式分析.DESIGEFMEA:主要用于產品制造前設計階段失效模式分析PROCESSFMEA:主要用于產品制造及裝配階段失效模式分析SERVICEFMEA:主要用于產品送到客戶前所有服務失效模式分析FMEA分類18FMEA分析流程先期規劃主流程結果應用19FMEA分析流程先期規劃組成FMEA團隊資料收集訂定執行方案產品設計制造工藝使用維修環境表格格式分析層次失效定義成果整合時機20FMEA分析流程先期規劃1.組成FMEA團隊 FMEA為一系統化輔助工具此一失效分析工具必然會牽涉到公司內很多部門人員與各種技朮因此有必要利用團隊方式進行。21FMEA分析流程先期規劃2.資料收集 一般而言在執行FMEA之前應掌握以下几個方面的資料 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.有關環境方面的資料。22FMEA分析流程先期規劃3.訂定FMEA執行方案 根據FMEA之實際需要或合約的要求擬定FMEA執行方案據以執行FMEA并隨制程之修正而更新FMEA且將分析結果提供作為制程設計參考。通常FMEA執行方案中要規定的項目說明如下23FMEA分析流程先期規劃3.訂定FMEA執行方案 A.表格形式 B.分析硬品或制程之層次 I.分析最低層次以能夠對其功能做完 整描述為准。II.從高層之分析結果判斷。III.根據以往經驗決定分析的最低層次。IV.以剛好高于維修保養的最低層次為主24FMEA分析流程先期規劃3.訂定FMEA執行方案 C.編碼系統 D.失效定義 E.成果整合 F.時程25FMEA分析流程主流程分析制程特性定義製造流程分析產品特性分析失效模式分析失效原因分析現行控制方法分析失效效應分析發生率分析難檢度分析嚴重度計算風險優先數決定優先改善之失效模式建議改善措施改善實施26失效模式及效應分析表單格式_系統_子系統_零件部_設計責任_機型/料號_ 關鍵日期_FMEA TEAM 成員_FMEA編號_頁碼:共1頁第1頁FMEA日期:_編制人:_審核人:_2356147827101116151413122019181721229失效模式及效應分析表單格式281.FMEA編號:填入FMEA文件的編號,以便查詢;2.項目:填入所分析的系統、子系統或零件的過程名稱、編號;3.設計/過程責任:部門、小組還應包括供方的名稱;4.填入負責準備FMEA工作的工程師姓名、電話及所在公司名稱;5.機型/料號:填入將使用和正被分析的設計過程影響的預期的機型和料號;失效模式及效應分析表單格式296.關鍵日期:填入FMEA初次預定完成日期、該日期不應超過計劃開始設計生產發布日期;7.FMEA日期:填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期;8.核心小組:列出有權確定和執行任務的責任部門和個人姓名;如果對某一特定原因無建議措施,那麼就在該欄中寫“N/A”9.項目/功能:填入被分析項目的名稱和編號;如果該項目有多種功能,且有不同的失效模式,應把所有功能都單獨列出;失效模式及效應分析表單格式3010.潛在失效模式:對一個特定項目及其功能,列出每一個潛在失效模式,前提是這種失效可能發生,但不一定發生;11.潛在失效后果:潛在失效后果,就是失效模式對系統功能的影響;12.嚴重度(S)13.分級(重要程度)用於對另件、子系統或系統的產品特性分級:關鍵、主要、重要、生點等;失效模式及效應分析表單格式3114.潛在失效的起因/機理潛在失效起因是指一個設計/工藝薄弱部分的跡象,其作用結果就是失效模式15.頻度(0):頻度是指某一特定失效起因或機理(已列於前欄中)出現的可能性.16.現行設計/工藝控制;17.探測度(D)18.風險順序數RPN19.建議措施:如果對某一特定原因無建議措施,那麼就在該欄中寫“無”失效模式及效應分析表單格式3220.責任(對建議措施)把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中;21.采取的措施當實施一項措施后,簡要記載一下具體的措施和生效日期.22.糾正后RPN23.跟蹤:小組成員應保証所有建議措施被實施或已妥善地落實;24.RPN在的再改進,直RPN50.失效模式及效應分析表單格式33在完成基本資料的收集且有了執行方案之后就應按照方案中的規定利用收集到的資料進行FMEA的分析工作其分析程序如下1.系統定義2.功能分析3.硬件組合層次分析4.可靠度分析5.失效模式分析設計FMEA之作業程序346.失效效應分析與嚴重登記評估(定量和定性)7.失效原因分析8.失效模式之發生几率分析或評估9.失效檢測方法分析10.補救預防措施11.關鍵性分析(關鍵性指數或風險優先數RPN)12.填寫失效模式效應與關鍵性分析表13.失效模式效應與關鍵性分析報告設計FMEA之作業程序35制程FMEA與設計FMEA程序類似但因其分析對象為制程而非硬件設計其分析程序還是有所區別主要如下1.制造流程定義2.制程特性分析3.產品特性分析4.失效模式5.失效效應分析6.嚴重度分析7.失效原因分析制程FMEA之作業程序368.發生率分析9.現行失效管制方法分析10.難檢度分析11.關鍵性分析12.建議改進措施13.填寫失效模式效應與關鍵性分析表14.失效模式效應與關鍵性分析報告制程FMEA之作業程序37一般而言執行FMEA大都是因為客戶之要求因此很多公司花費相當大的工夫所做之FMEA可能只用于交給客戶的報告這種情形不僅會使FMEA成為成本與時間的負擔造成負面效果而且就FMEA工作而言也很可能流于形式使FMEA分析結果變成廢物這種情形應盡量避免。FMEA結果之應用38事實上一個規划良好的FMEA作業可以使其結果得到很好的應用使決策者產品設計人員工程設計人員制造工程師及品保人員都能夠利用這些分析結果改善其工作品質增加其生產力而提升制造產品之品質可靠度與安全性增加顧客滿意度增強產品之競爭力建立公司形象降低產品開發時間與成本。為達到以上之效益需經以下方式妥善應用FMEA之結果1.參考類似產品設計或制程之FMEAFMEA結果之應用392.應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或提高查犴民之檢測能力。4.將制程FMEA分析之結果反饋給設計工程師作為改進產品設計之參考。FMEA結果之應用405.配合資訊系統將FMEA資料建成資料庫可供建立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之參考。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結果之應用41嚴重度S(Severity)恒量失效的影響程度失效影響:產品或制程的某一失效對產品外觀,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,環保的違及.劃分標準-主觀判定1-幾乎不會有甚麼影響10-會違及安全,法規42嚴重度分類一.危險特性(Catestrophie)(無法滿足則不能銷售)1.耐火性、自然性、UL、CAS2.工業標准3.顧客要求4.內部工程需要由Critical量測項目二.重大特性(Significant)(無法滿足則不能銷售給指定客戶)1.客戶及供應商共同制定特性2.或客戶指定特性,例如:規格/尺寸 /速度/力/溫度等.3.設計工程師指定的特性4.業界標准三.主要的特性(Major)1.信賴性測試2.產品制程不良率及分析43嚴重度(S)劃分標準等級等級/評分評分(Rank)劃分標準劃分標準(Criteria)1(Minor)幾幾乎乎不不會會對對產產品品有有任任何何影影響響,即即使使有有影影響響,客客戶亦不會注意戶亦不會注意.23(Low)客客戶戶可可能能會會注注意意,可可能能會會對對客客戶戶造造成成裝裝配配和和使使用用上上的的輕輕微微不不便便.可可能能會會使使下下道道工工站站輕輕微微的重工的重工.46(Moderate)會會造造成成客客戶戶的的不不滿滿意意,造造成成客客戶戶抱抱怨怨,甚甚至至會會導至重工動作發生導至重工動作發生.78(High)可可能能造造成成客客戶戶很很不不滿滿意意,並並導導致致客客戶戶重重大大抱抱怨怨,但不會導致安全事故或違及政府法規但不會導致安全事故或違及政府法規.910(Very High)導導致致客客戶戶停停線線或或對對產產品品有有致致命命性性的的功功能能性性影影響響,或可能導致安全事故或可能導致安全事故,或違及政府法規或違及政府法規.44發生率O(Occurrence)某一原因而導致失效發生的幾率劃分標準:Cpk主觀判定統計資料1-幾乎不會發生10-幾乎肯定會發生45發生率(O)劃分標準等級等級/評分評分劃分標準劃分標準描述描述發生率發生率Cpk1(Remote)幾乎不可能發生幾乎不可能發生1/1500K1.672(Very Low)有有輕輕度度發發生生的的可可能能1/150K1.503(Low)有可能發生有可能發生1/15K1.334(Moderate)偶偶爾爾發發生生,但但不不佔有大的比例佔有大的比例1/2K1.175(Moderate)1/4001.006(Moderate)1/800.837(High)經常發生經常發生1/200.678(High)1/80.519(Very High)幾乎不可避免幾乎不可避免1/30.3310(Very High)1/20.3346難檢度D(Detection)在現行的控制措施下,偵測失效發生的能力劃分標準主觀判定統計資料1-有有效手段完全可以檢測出來10-無任何手段可以檢測出來47難檢度(D)劃分標準等級等級/評分評分劃分標準劃分標準描述描述可偵度可偵度12 幾幾乎乎可可以以肯肯定定地地檢檢測測出出來來99.99%35有良好的手段可以檢測有良好的手段可以檢測99.80%68可能檢測出來可能檢測出來98.00%9很有可能檢測不出很有可能檢測不出90.00%10很可能檢測不出來很可能檢測不出來90.00%48風險優先數(關鍵性指數)RPN風險優先數RPN=S*O*D根據RPN值確定是否對相應失效項采取措施分析RPN值,確定優先解決的項目.原則一:RPN值愈大且易解決者愈優先解決RPN150的失效原因應必須解決.50RPN150應盡可能解決,不能解決的必須加嚴控制RPN50可以不加控制.原則二:RPN150時,嚴重度(S)較大者或發生機率(O)較大者必須加以改善.通常S=910或O=910的失效必須加以改善.上述侁先原則(即RPN值)的具體界限值亦可由FMEA小組具體討論而定.49DFMEA:-有助於潛在失效模式及其結果的說明;-識別相關的原因和機理;-識別減少或消除失效發生的措施;-有助於設計要求及其替代要求的客 觀評價;-有助於生產和裝配要求的最初設計;-增加設計過程中失效模式及后果被 考慮的可能性;FMEA的益處50DFMEA:-有助於設計測試和開發程序;-從顧客角度評價失效;-允許跟蹤和文件化降低風險的措施;-將來分析和設計的極好參考;-設計FMEA過程的文件化.FMEA的益處51PFMEA:-有助於確保產品相關過程失效模式及其后果的說明;-識別相關的原因和機理;-識別減少或消除失效發生的措施;-識別潛在生產或裝配過程的失效原因;-識別過程參數,若該參數受控,則可減少失效情況 的發生或增加探測性;-有助於糾正措施的優先順序安排;-過程中的極好參考;-過程FMEA文件化;FMEA的益處52實施FMEA應注意的問題導入時機:FMEA團隊必須包括產品設計及其相關工程人員FMEA分析重在工程分析FMEA先期規劃應做好FMEA建義改善措施必須認真執行,並追蹤改善效果FMEA導入時機貫穿產品設計,制程設計FMEA是個循環過程FMEA結果利用53設計FMEA與制程FMEA之區別對象實施階段FMEA團隊成員分析失效原因出發點建議控制措施出發點54FMEA在FOXCONN在公司內部質量體系中之要求公司一直很重視FMEA技朮在品質管理中之應用。現在FMEA技朮在我們公司的產品開發段制程段組裝段都有廣泛的應用它為提高公司產品品質發揮了重要作用。關于FMEA的系統文件有QS-13失效分析ES13-001失效模式及效應分析辦法55FMEA的職責:DESIGNFMEA:(ODM)設計開發FMEA:工標&RD主導,各產品處QE,ME,模具,設備等單位組成PROCESSFMEA:(OEM)制程FMEA:各產品處ME,QE主導,工標產工,模具,設備,制造等單位組成FMEA在FOXCONN56PFMEA小組成立召開PFMEA小組會議分析制程之先后順序分析制程之機能預測失效模式預測失效模式對制程的效應指定該失效模式對客戶造成的嚴重度分析該失效模式發生是由于制程何原因造成分析該失效模式發生的幾率列出現行控制措施指定該失效模式被檢測難易程度計算風險优先數:RPN=S*O*D給出建議控制措施,並指定責任人和改善完成時間追蹤改善效果,重新計算RPN值結案1.RPN1502.RPN150,而 S=910或 O=910RPN50FMEA在FOXCONN57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預估預估失效失效原因原因發發生生率率O現行現行控制控制措施措施難難檢檢度度DRPN建議建議控制控制措施措施責責任任人人完完成成日日期期狀狀態態已採已採取之取之措施措施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凸包凸包過高過高7治具治具298降低降低高度高度-OK降低降低高度高度73 242凸包凸包破裂破裂裝配裝配困難困難6凸包凸包過高過高5治具治具260降低降低高度高度-OK降低降低高度高度62 224凸包凸包形狀形狀不良不良2無無672更改更改凸包凸包形狀形狀-正正在在進進行行FMEA在FOXCONN58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現行現行控制控制措施措施難難檢檢度度DRPN建議建議控制控制措施措施責責任任人人完完成成日日期期狀狀態態已採已採取之取之措施措施S O DRPN采采用用抽抽芽芽孔孔以以螺螺絲絲固固定定FDD抽芽抽芽破裂破裂裝配裝配不良不良7抽抽芽芽過過高高7治具治具298降低降低高度高度-OK降低降低高度高度72 228材材質質不不良良3無無484更換更換材質材質-OK更換更換材質材質71 428FMEA在FOXCONN59制制程程名名稱稱/目目的的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現行現行控制控制措施措施難難檢檢度度DRPN建議建議控制控制措施措施責責任任人人完完成成日日期期狀狀態態已採已採取之取之措施措施S O DRPN裝裝上上蓋蓋卡鉤卡鉤卡不卡不到位到位影響影響外觀外觀和功和功能能6人人工工操操作作3無無6108使用使用夾具夾具-OK使用使用夾具夾具和增和增加檢加檢驗工驗工站站62 224裝裝FDDFDD錯位錯位FDD磁片磁片彈不彈不出出8人人工工操操作作3無無8192使用使用夾具夾具-OK使用使用夾具夾具和增和增加檢加檢驗工驗工站站82 116FMEA在FOXCONN60FMEA在FOXCONN61FMEA的作業范例:以NOKIA產品舉例說明1.超音波熔焊2.粘保護膜3.點膠4.B-COVER成型62FMEA的作業范例:63FMEA的作業范例:64FMEA的作業范例:65FMEA的作業范例:66園區內商業區/餐飲區工作區宿舍區園區外封閉環境外宿舍區廠外餐廳流 程風險分析S:6O:5D:5RPN:150S:7.56O:6D:8RPN:358S:6O:8D:2RPN:96二線門崗一線門崗FMEA的作業范例:67醫院園區流 程風險分析門崗卡拉OK跳舞/溜冰類娛樂网吧/影院交(男/女)友(廠外)郵局/銀行SODRPN106106009610540868384661036066103606610360(一)FMEA的作業范例:68園區流 程風險分析門崗購 物聚會/聚餐其它區域SODRPN766252756210656180(二)FMEA的作業范例:69碼頭/倉庫/物流對外接觸對內接觸送貨司機供應商駐廠辦公區生產線進料檢驗其他工作區S:8O:10D:2RPN:160S:8O:6D:2RPN:96S:6O:6D:2RPN:72S:6O:6D:2RPN:72S:6O:6D:2RPN:72S:6O:5D:2RPN:60流 程風險分析FMEA的作業范例:70辦公區對外接觸對內接觸應聘(在PCEG教室)洽公(在F2餐廳)生產線重要人員來訪辦公區內活動進料檢驗倉庫/碼頭其他工作區S:6O:10D:2RPN:120S:6O:8D:2RPN:96S:5O:5D:2RPN50S:6O:10D:2RPN:120S:6O:10D:2RPN:120S:6O:2D:2RPN:24S:6O:4D:2RPN:48S:2O:5D:2RPN:20流 程風險分析FMEA的作業范例:71生產現場對內接觸對外接觸倉庫生產現場內部辦公區供應商駐廠其他工作區S:6O:3D:2RPN:36S:6O:3D:2RPN:36S:6O:2D:2RPN:24流 程風險分析S:6O:10D:2RPN:120S:8O:6D:2RPN:96FMEA的作業范例:72