【正文】 FMEA 失效模式與效應(yīng)分析 Failure Mode and Effect Analysis Quality 制作 ： 姚彩英 【 產(chǎn)品開發(fā)中心培訓(xùn)教材 】 PFMEA課程簡介 ? 什麼是失效 ? 什麼是 FMEA ？ ? FMEA 的起源 ? FMEA 之 效益 ? FMEA的精神 ? FMEA作業(yè)說明 ? PFMEA案例分析 ? PFMEA成功的作法 簡介 什麼是失效 失效 集體討論 ?? 后果是 …. ?Customer satisfaction means: Never having to say you’re sorry ! ? 顧客滿意意味著： 決不要說對不起 ！ 降落傘打不開 啊 !!! The effect of a too late discovered failure 失效發(fā)現(xiàn)得太遲的后果 ”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) 造成全臺大停電 ? 早知道 不濫墾濫伐 就不會(huì) 造成土石流 ? 早知道 作好橋樑維護(hù) 就不會(huì) 造成高屏大橋倒塌 有些 早知道 是必需的 !有些 就不會(huì) 是不允許發(fā)生的 ? 核能電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機(jī) ……. 有效運(yùn)用 FMEA 可減少事後追悔 ”我先 …… 所以沒有 ” ? 我先 看了氣象預(yù)報(bào) 所以沒有 淋成落湯雞 ? 我先 評估金融大樓高度 所以沒有 影響飛行安全 ? 我先 設(shè)計(jì)電腦防火牆 所以沒有 被駭客入侵 有些 我先 是必需的 !有些 所以沒有 是預(yù)期可避免的 ? 核能電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機(jī) ……. 有效運(yùn)用 FMEA 可強(qiáng)化事先預(yù)防 失效的定義 失效 在規(guī)定條件下 , (環(huán)境 、操作 、 時(shí)間 )不能完成既定功能 。 在規(guī)定條件下 , 產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間 產(chǎn)品在工作範(fàn)圍內(nèi) , 導(dǎo)致零元件的破裂 、 斷裂 、卡死 、 損壞現(xiàn)象 失效應(yīng)考慮的三種效應(yīng) 失效造成的後果 3種後果 影響 ： 1. 對最終用戶 2. 對下游流程 3. 對本流程 3種效應(yīng)都要考慮 什麼是 FMEA ？ ? FMEA ? FMEA是一種系統(tǒng)方法，使用制式表格及問題解決方法以確認(rèn)潛在失效模式及其效應(yīng)，並評估其 嚴(yán)重度、發(fā)生度、偵測度及目前管制方法 ，從而計(jì)算 風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù) (RPN)，最後採取進(jìn)一步改善方法，如此持續(xù)進(jìn)行，以達(dá)防患失效模式及效應(yīng)發(fā)生於未然。 風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù) RPN =嚴(yán)重度 (S) * 發(fā)生度 (O) * 偵測度 (D) ? 分 類 – 系統(tǒng)（ SYSTEM FMEA） : 在最初設(shè)計(jì)平臺上對系統(tǒng)或次一級系統(tǒng)的訓(xùn)練是高級水平的 FMEA。 – 設(shè)計(jì)（ DESIGN FMEA） : 為防止和消除相關(guān)製品或設(shè)計(jì)的失敗點(diǎn)。 – 過 程 （ PROCESS FMEA） : 為防止和消除相關(guān)製品或其他工序的失敗點(diǎn)。 什麼是 FMEA ？ 特別注意 : FMEA自身並不是問題的解決者， 它通常與其他問題解決的工具聯(lián)合使用“ FMEA提出問題解決的時(shí)機(jī)並不是解決問題” 。 FMEA 的起源 FMEA Failure Mode and Effect Analysis 1950’s 起源于宇航和美國軍方 ? 對關(guān)注的問題加以分類和排列 ? 將評定結(jié)果作為預(yù)防的目標(biāo) ? 堅(jiān)持安全的觀點(diǎn) FMEA之 發(fā)展歷史 Grumman Aircraft Company 1950FMEA飛機(jī)主 操縱系統(tǒng)失效分析 Boeing Martin Marietta Aerospace Company 1957工程 手冊中正式 列出 FMEA程序 Nation Aeronautics and Space Administration (NASA) 1960 FMEA成功地 應(yīng)用于航天計(jì)劃 Defense Department International Electrical Commission (IEC) Chrysler, Ford GM, ASQ, AIAG 1974出版 MilSTD1629 FMECA 1980出版 MilSTD1629A FMECA 1985出版 IEC812 FMEA 1993出版 FMEA手冊 1995出版 FMEA手冊 2023出版 FMEA第四版 FMEA 種類 系 統(tǒng) 零組件 子系統(tǒng) 主系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 零組件 子系統(tǒng) 主系統(tǒng) 製 程 人力 設(shè)備 方法 材料 量測 環(huán)境 重點(diǎn) ： 使系統(tǒng)失效之影響 降至最低 目標(biāo) ： 使系統(tǒng)品質(zhì) 、可靠性、成本 及維護(hù)性 提昇至最佳狀態(tài) 重點(diǎn) ： 使設(shè)計(jì)失效之影響 降至最低 目標(biāo) ： 使設(shè)計(jì)品質(zhì) 、可靠性、成本 及維護(hù)性 提昇至最佳狀態(tài) 設(shè) 備 工具、 工作站 生產(chǎn)線 作業(yè)員訓(xùn)練 製程 及量具 重點(diǎn) ： 使製程失效之影響 降至最低 目標(biāo) ： 使製程品質(zhì) 、可靠性、成本 及維護(hù)性 提昇至最佳狀態(tài) 何謂設(shè)計(jì) FMEA ? 設(shè)計(jì)的潛在 FMEA 是一種分析技術(shù)，係由負(fù)責(zé) 設(shè)計(jì)的工程師或小組使用 ，在儘可能的範(fàn)圍內(nèi)用來確保所有潛在的失效模式及其原因均已納入考量並予以處理。 最終成品及其所有相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零組件，都應(yīng)納入評估， FMEA是設(shè)計(jì)小組想法之摘錄 (包括依據(jù)經(jīng)驗(yàn)有可能失效事項(xiàng)之分析 )。 ＊ 根據(jù)潛在失效模式對顧客的影響程度，列出優(yōu)先順序來，並據(jù)以建立設(shè)計(jì)、改善、開發(fā)及驗(yàn)收測試或分析之優(yōu)先順序系統(tǒng)。 製程的潛在 FMEA 是一種分析技術(shù)，係由負(fù)責(zé) 製程的工程師或小組使用 ，在儘可能的範(fàn)圍內(nèi)用來確保所有潛在的失效模式及其原因 /機(jī)制均已納入考量並予以處理。製程潛在 FMEA旨在： ? 鑑別製程的機(jī)能和要求 ? 鑑別潛在的產(chǎn)品和製程有關(guān)的失效模式 ? 評估失效對顧客的潛在影響 ? 鑑別潛在的製造或組裝過程原因和鑑別製程變數(shù) ( Variables )，並且據(jù)以管制降低發(fā)生率或失效情況的偵測度。 ? 鑑別製程變數(shù)，以著眼於製程管制 ? 列出潛在失效模式之排序，並據(jù)以建立考慮採取 預(yù)防 ／矯正 措施的優(yōu)先順序 ? 將製造或組裝過程的結(jié)果予以文件化。 何謂製程 FMEA? FMEA 之 效益 ? 指出設(shè)計(jì)上可靠性的弱點(diǎn)，提出對策 ? 針對要求規(guī)格、環(huán)境條件等，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或模擬分析，對不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，即時(shí)加以改善，節(jié)省無謂的損失 ? 有效的實(shí)施 FMEA，可 縮短開發(fā)時(shí)程及開發(fā)費(fèi)用 ? 褔特、通用、克萊斯勒汽車公司對車輛回收的研究表明，全明實(shí)施 FMEA能夠避免許多回收事件的發(fā)生。 FMEA 對工藝過程及設(shè)計(jì)改變的影響 設(shè)計(jì) 開始 開發(fā) 生產(chǎn) 放行 生產(chǎn) 時(shí)間 工程改變的數(shù)量 傳統(tǒng)方法 FMEA 方法 事先花時(shí)間很好地進(jìn)行綜合的 FMEA分析，能夠容易、低成本地對產(chǎn)品或過程進(jìn)行修改，從而減輕事后修改的危機(jī)。 它強(qiáng)調(diào)的是 “ 事前的預(yù)防 ”而不是 “事後的追悔” 及時(shí)性 是成功實(shí)施 FMEA的最重要因素之一。 事先花時(shí)間進(jìn)行 FMEA分析 ,能夠容易且低成本地對產(chǎn) 品設(shè)計(jì)或製程進(jìn)行修改 ,從而減輕事後修改的危機(jī)。 FMEA能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機(jī)會(huì)， 它是一個(gè)相互作用的過程，永無止境的改善活動(dòng)。 FMEA的精神 FMEA的口號為 : 就你所能 ,儘全力而為 。 FMEA顧客的定義 DFMEA的顧客 ? 最終使用者 :使用產(chǎn)品的人 PFMEA的顧客 ? 後序的操作者 ? 最終使用者 :使用產(chǎn)品的人 注意 不要混淆 DFMEA與 PFMEA的起因和失效 DFMEA的失效 PFMEA的失效 潤滑能力不足 潤滑油使用不夠 錯(cuò)誤的原料說明 錯(cuò)誤的原料使用 FMEA F: Failure 失效、失敗 → 定義： 達(dá)不到預(yù)期的功能或目的 Fail to reach Scope. Objective. Purpose. 談 Failure，先談定義 要層別得夠細(xì)，否則收集的資料會(huì)很混淆 Failure Mode (cause) Effect Analysis 在規(guī)定條件下不能完成其規(guī)定的功能 , 或參數(shù)不能保持在規(guī)定範(fàn)圍內(nèi) ,或操作 者失誤 ,造成產(chǎn)品功能失效 ,及因應(yīng)環(huán) 境變化導(dǎo)致功能喪失。 失效的表現(xiàn)形式 物品直接表現(xiàn)失效的形式如下： 1. 實(shí)體破壞：硬式失效 2. 操作功能中止 3. 功能退化 4. 功能不穩(wěn)定 軟式失效 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 必頇 量化 。 失效的層別分類 ? 將失效依照其應(yīng)用的目的或特性加以分類： 原因分類 ? 先天性弱點(diǎn)的失效 ? 誤用失效 時(shí)間 情況 分類 ? 突發(fā)性失效 ? 漸次性失效 程度分類 ? 局部性失效 ? 全面性失效 根源分類 ? 老化、組件、環(huán)境、人員 FMEA 失效分析的種類 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。 (failure mode analysis) ? 由下而上分析，即由元件、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。 (failure effect analysis) ? 對每一個(gè)失效模式，確定其失效對其上一層模組及最終系統(tǒng)的失 效影響，了解其組件介面失效關(guān)聯(lián)性，做為改進(jìn)行動(dòng)的依據(jù) 。 (critical analysis) ? 對每一個(gè)失效模式，依其嚴(yán)重等級和發(fā)生機(jī)率綜合評估並予 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 。 ? FM ? EA ? CA M: Mode 在所有失效中，出現(xiàn)最多的 (眾數(shù) ) 例： 2, 3, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 7 在組織有限的資源下，從失效最多的狀況、最高的頻率開始著手，此即 Failure Mode FMEA Failure Mode (cause) Effect Analysis FMEA E: Effect 影響 Effect談三種： 在有限 resource的狀況下， 從失效最多的狀況開始著手， 此即 Failure Mode Failure Mode (cause) Effect Analysis effect high level effect effect (對本身的立即影響 ) (對同一 Level的影響， 也可能對 Next high level effect) (對產(chǎn)品使用者的影響 ) (對 end product的 user影響 ,產(chǎn)品跑到 user身上， use時(shí)才發(fā)現(xiàn) ) Downstream Internal effect Downstream External effect FMEA 定義及分析方式 FMEA是一種 工程技術(shù) 用以定義、確認(rèn)及消除在系統(tǒng)上、設(shè)計(jì)、製程及服務(wù)還沒有到達(dá)顧客前已知的或潛在的失效、問題 等。 FMEA包含了兩種分析方式： 第一 : 使用歷史數(shù)據(jù)，針對相似產(chǎn)品 、 服務(wù) 、 保證數(shù) 據(jù) 、 顧客抱怨 、 及其他可取得資訊，加以定義 失效。 第二 : 使用統(tǒng)計(jì)推論、模擬分析、同步工程及可靠度工 程等以確認(rèn)及定義失效。 如果正確及適當(dāng)?shù)厥褂茫?FMEA 方法會(huì)使評價(jià)行動(dòng)更準(zhǔn)確及更有效率。 良好 FMEA之 具備事項(xiàng) FMEA是早期預(yù)防失效及錯(cuò)誤發(fā)生的最重要 且最有效的