【正文】 2022/2/16 1 潛在 失效模式 及后果 分析 F M E A 質(zhì)量管理提升訓(xùn)練班 2022/2/16 2 課程大綱 FMEA的基本概念 設(shè)計(jì) FMEA的開(kāi)發(fā) 過(guò)程 FMEA的開(kāi)發(fā) FMEA實(shí)施步驟 FMEA精義與要項(xiàng)說(shuō)明 應(yīng)用 FMEA提升產(chǎn)品可靠度 如何有效實(shí)施 FMEA FMEA學(xué)員演練 如何應(yīng)用 FMEA與 Control Plan 附錄 A 附錄 B 附錄 F 附錄 I 術(shù)語(yǔ) 2022/2/16 3 一、 FMEA的基本概念 “早知道 … … 就不會(huì)” 早知道 作好防震設(shè)計(jì) 就不會(huì) 造成大樓倒塌 早知道 改進(jìn)電力輸配設(shè)計(jì) 就不會(huì) 造成美國(guó)等國(guó)的大停電 早知道 不濫砍濫伐 就不會(huì) 造成泥石流 早知道 作好橋梁設(shè)計(jì) 就不會(huì) 造成重慶彩虹大橋倒塌 有些 早知道 是必需的！有些 就不會(huì) 是不允許發(fā)生的 核電廠、水庫(kù)、衛(wèi)星、飛機(jī)、十大召回事件 … … 有效運(yùn)用 FMEA 可減少事后追悔 2022/2/16 4 一、 FMEA的基本概念 “我先 … … 所以沒(méi)有” 我先 看了氣象預(yù)報(bào) 所以沒(méi)有 淋成落湯雞 我先 評(píng)估金融大樓高度 所以沒(méi)有 影響飛機(jī)安全 我先 設(shè)計(jì)電腦放火墻 所以沒(méi)有 被駭客入侵 我先 作好橋梁設(shè)計(jì) 所以沒(méi)有 造成重慶彩虹大橋倒塌 有些 我先 是必需的！有些 所以沒(méi)有 是可預(yù)期避免的 核電廠、水庫(kù)、衛(wèi)星、飛機(jī)、十大召回事件 … … 有效運(yùn)用 FMEA 可減少事后追悔 2022/2/16 5 一、 FMEA的基本概念 及時(shí)性是成功實(shí)施 FMEA的最重要因素之一。 它是“事前的預(yù)防”而不是“事后的追悔”。 事先花時(shí)間進(jìn)行 FMEA分析，能夠容易且低成本地對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制程進(jìn)行修改，從而減輕事后修改的危機(jī)。 FMEA能夠減少或消除因修改而帶來(lái)更大損失的機(jī)會(huì)，它是一個(gè)相互作用的過(guò)程，永無(wú)止境的改善活動(dòng)。 2022/2/16 6 一、 FMEA的基本概念 FEMA內(nèi)容： 利用表格方式協(xié)助工程師進(jìn)行工程分析，使其在工程設(shè)計(jì)早期發(fā)現(xiàn)潛在缺陷及其影響程度，及早謀求解決之道，以避免失效之發(fā)生或降低其發(fā)生時(shí)產(chǎn)生之影響。 失效模式分析（ Failure Mode analysis) FM 由下而上分析，即由零、組件至系統(tǒng)，確定在系統(tǒng)內(nèi)不同結(jié)構(gòu)層或功能層次的失效模式。 失效效應(yīng)分析（ Failure effect analysis) EA 對(duì)每一個(gè)失效模式，確定其失效對(duì)其上一層模組及最終系統(tǒng)的失效影響，了解其組件界面失效關(guān)聯(lián)性，作為改進(jìn)的依據(jù)。 關(guān)鍵性分析 (Critical analysis) CA 對(duì)每一個(gè)失效模式，依其嚴(yán)重等級(jí)和發(fā)生幾率綜合評(píng)估并予以分類，以便確定預(yù)防或改正措施的內(nèi)容和優(yōu)先順序。 2022/2/16 7 一、 FMEA的基本概念 失效的定義： 根據(jù)據(jù) Collins (1981 )的定義 [失效為一件裝備 ,裝備的組件或一件結(jié)構(gòu)發(fā)生任何形狀、尺度或材料性質(zhì)的變化，造成這些物品處于無(wú)法充分地執(zhí)行其特定的功能的狀態(tài)。 ] 規(guī)格：對(duì)于系統(tǒng)或裝備的性能或功能范圍，必須驗(yàn)證時(shí) 可以測(cè)量 。 GOOD/NO GOOD計(jì)數(shù)型：較易研究判定 計(jì)量型：功能與規(guī)格界限不易確定 2022/2/16 8 一、 FMEA的基本概念 物品直接表現(xiàn)失效的形式如下： 實(shí)體破壞：硬式失效 操作功能終止 功能退化 軟式失效 功能不穩(wěn)定 2~4項(xiàng)物品機(jī)能因老化（ Aging)、 退化（ Degradation)或不穩(wěn)定 （ Unstable)而不能滿足原設(shè)定的要求標(biāo)準(zhǔn)，所以 失效現(xiàn)象及研 判準(zhǔn)則 必須 量化 。 2022/2/16 9 一、 FMEA的基本概念 將失效依照其應(yīng)用的目的或特性加以分類 ： 依失效發(fā)生 原因分類 依失效發(fā)生的 時(shí)間情況分類 ◆ 先天性弱點(diǎn)的失效 ◆ 突發(fā)性失效 ◆ 誤用失效 ◆ 漸次性失效 依失效范圍 程度分類 依失效 根源分類 ◆ 局部性失效 ◆ 老化、組件、環(huán)境、人員 ◆ 全面性失效 2022/2/16 10 一、 FMEA的基本概念 列出極板的失效定義（附錄 C) (功能、外觀、尺寸 ) 列出下列系統(tǒng)對(duì) 極板 的特殊功能需求 車用 電池 燈罩 有否見(jiàn)過(guò) 極板 極端失效的情況 2022/2/16 11 一、 FMEA的基本概念 Connector failure mode Poor wetting Open circuit Poor coplanarity Over gap 2022/2/16 12 一、 FMEA的基本概念 FMEA的演變 ： ? FMEA的前身為 FMECA， 是在 1950由格魯曼飛機(jī)提出，用在飛機(jī)主控系統(tǒng)的失效分析 ? 波音與馬丁公司在 1957年正式編訂 FMEA的作業(yè)程序，列在其工程手冊(cè)中 ? 60年代初期，美太空總署將 FMECA成功的應(yīng)用于太空計(jì)劃。美軍同時(shí)也開(kāi)始應(yīng)用 FMECA技術(shù)，并于 1974年出版 MILSTD1629 FMECA作業(yè)程序。 ? 1985由國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） 出版的 FMECA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ IEC812),即參考 MILSTD1629A加以部分修改而成。 2022/2/16 13 國(guó)際間采用 FMEA的狀況 ： ? ISO9004 FMEA作為設(shè)計(jì)審核的要項(xiàng)，另 FTA、 EN1441風(fēng)險(xiǎn)分析亦是。 ? CE標(biāo)志，以 FMEA作為安全分析方法。 ? ISO14000， 以 FMEA技術(shù)作為重大環(huán)境影響面分析與改進(jìn)方法。 ? TS16949/QS9000以 FMEA作為設(shè)計(jì)與制程失效分析方法。 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 14 典型汽車工業(yè)開(kāi)發(fā)三步驟 ： APQP Timeline 過(guò)程流程圖 （包含所有流程） 過(guò)程 /流程控制計(jì)劃 （所有主要流程） 由 APQP 程序啟動(dòng)過(guò)程 有些要素可能含在 關(guān)鍵特性與失效影響講題 制程 FMEA (在所有流程） 過(guò)程控制計(jì)劃 關(guān)鍵特性與特性控制講題 設(shè)計(jì) FMEA （包含所有流程） 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 15 汽車文件發(fā)展 ： 發(fā)展過(guò)程流程清單 將流程清單主要的流程填入 FMEA 表格內(nèi) 運(yùn)用 FMEA思索 每一過(guò)程的要素 針對(duì)關(guān)鍵特性 發(fā)展控制計(jì)劃 檢查顧客需求 仔細(xì)考量什麼是主要 的 過(guò)程 使用 RPN指標(biāo)及相關(guān)咨詢決定關(guān)鍵特性 對(duì)關(guān)鍵特性發(fā)展合適的控制機(jī)制 仔細(xì)考量每一階段的控制計(jì)劃 Prototype Prelaunch Production 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 16 FMEA的功用 ： 階 段 ? 設(shè)計(jì)階段 ? 開(kāi)發(fā)階段 ? ? 制造階段 ? 客戶服務(wù) /抱怨階段 功 用 發(fā)掘所有可能的失效模式 依固有的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更 必要時(shí)，采用可靠性高的零組件 明確把握失效原因，并實(shí)施適當(dāng)改善 零件安全的寬放確認(rèn)的確定 壽命、性能、強(qiáng)度等 活用工程設(shè)計(jì)，進(jìn)而改善制程上的弱點(diǎn) 利用 FMEA的過(guò)程制定必要 不同環(huán)境產(chǎn)生的失效，以 FMEA克服 不同使用法產(chǎn)生的失效，以 FMEA克服 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 17 FMEA的特征： ? 是一項(xiàng)以 失效 為討論重點(diǎn)的支援性與輔助性的 可靠度 技術(shù)。 ? 用 表格 方式進(jìn)行工程分析，使產(chǎn)品在 設(shè)計(jì)與制程 規(guī)劃時(shí)，早期發(fā)現(xiàn)缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。 ? 是一種 系統(tǒng)化 的工程設(shè)計(jì)輔助工具。 ? FMEA因分析對(duì)象不同分成“設(shè)計(jì) FMEA”及“過(guò)程 FMEA”，而 MILSTD1629A因分析項(xiàng)目缺少現(xiàn)行控制方法，故適合設(shè)計(jì)時(shí)使用。 ? FMEA為歸納法應(yīng)用，根據(jù)零組件的失效資料，由下而上推斷系統(tǒng)的失效模式及其效應(yīng)，是一種向前推演的方法。 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 18 FMEA的開(kāi)發(fā)時(shí)機(jī)： ? 在進(jìn)行 FMEA時(shí)有三種基本的情形，每一種都有其不同的范圍或關(guān)注焦點(diǎn)： 情形 1：新設(shè)計(jì) 、 新技術(shù)或新過(guò)程 。 FMEA的范圍是全 部設(shè)計(jì) 、 技術(shù)或過(guò)程 。 情形 2：對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或過(guò)程的修改 （ 假設(shè)對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì) 或過(guò)程已有 FMEA） 。 FMEA的范圍應(yīng)集中于 對(duì)設(shè)計(jì)或過(guò)程的修改 、 由于修改可能產(chǎn)生的 相互影響以及現(xiàn)場(chǎng)的歷史情況 。 情形 3：將現(xiàn)有的設(shè)計(jì)或過(guò)程用于新的環(huán)境 、 場(chǎng)所或 應(yīng)用 （ 假設(shè)對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或過(guò)程已有 FMEA） 。 FMEA的范圍是新環(huán)境或場(chǎng)所對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或 過(guò)程的影響 。 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 19 FMEA的開(kāi)發(fā)小組共同努力： ? 雖然 FMEA的編制責(zé)任通常都指派到某個(gè)人 ， 但是 FMEA的輸入應(yīng)是小組的努力 。 小組應(yīng)由知識(shí)豐富的人員組成 （ 如設(shè)計(jì) 、 分析/試驗(yàn) 、 制造 、 裝配 、 服務(wù) 、 回收 、 質(zhì)量及可靠性等方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師 ） 。 FMEA由責(zé)任單位的工程師開(kāi)始啟動(dòng) ， 責(zé)任單位可能是原設(shè)備制造廠 （ OEM， 即生產(chǎn)最終產(chǎn)品 ） 、 供方或分承包方 。 ? 即使產(chǎn)品 /過(guò)程看起來(lái)完全相同 ， 將一個(gè)小組 FMEA的評(píng)分結(jié)果與另一個(gè)小組 FMEA的評(píng)分結(jié)果進(jìn)行比較也是不適宜的 ， 因?yàn)槊總€(gè)小組的環(huán)境是不同的 ， 因而各自的評(píng)分必然是不同的 （ 也就是說(shuō) ， 評(píng)分是帶有主觀性的 ） 。 ? 建議根據(jù) FMEA的質(zhì)量目標(biāo) （ 見(jiàn)附錄 A和附錄 B） 對(duì) FMEA文件進(jìn)行評(píng)審 ， 包括管理評(píng)審 。 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 20 FMEA的跟蹤： ? 采取有效的預(yù)防 /糾正措施并對(duì)這些措施加以適當(dāng)?shù)母?，?duì)這方面的要求無(wú)論怎樣強(qiáng)調(diào)也不算過(guò)分。措施應(yīng)傳遞到所有受影響的部門(mén)。一個(gè)經(jīng)過(guò)徹底思考、周密開(kāi)發(fā)的 FMEA， 如果沒(méi)有積極有效的預(yù)防 /糾正措施，其價(jià)值將是非常有限的。 ? 責(zé)任工程師負(fù)責(zé)確保所有的建議措施都得到實(shí)施或充分的強(qiáng)調(diào)。FMEA是動(dòng)態(tài)文件，應(yīng)始終反映最新水平以及最近的相關(guān)措施，包括開(kāi)始生產(chǎn)以后發(fā)生的。 ? 責(zé)任工程師有幾種方法來(lái)確保建議的措施得到實(shí)施 ， 包括但不限于以下幾種： a. 對(duì)設(shè)計(jì) 、 過(guò)程及圖樣進(jìn)行評(píng)審 ， 以確保建議措施得到實(shí)施； b. 確認(rèn)更認(rèn)更改已納入到設(shè)計(jì) /裝配 /制造文件中； c. 對(duì)設(shè)計(jì) /過(guò)程 FMEA、 FMEA的特殊應(yīng)用以及控制計(jì)劃進(jìn)行評(píng) 審 。 一、 FMEA的基本概念 2022/2/16 21 初始 FMEA 修正 FMEA1 DFMEA必須在計(jì)劃的生產(chǎn)設(shè)計(jì)發(fā)布前 PFMEA必須在計(jì)劃的試生產(chǎn)日期前 各項(xiàng)未考慮的失效 模式的發(fā)現(xiàn)、評(píng)審 和更新 修正 FMEA2 時(shí)間 各項(xiàng)未考慮的失效