【正文】 EA提升產(chǎn)品可靠度 72 八 設(shè)計(jì) FMEA表填寫說明 20 四 來自 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 FMEA失效模式與效應(yīng)分析 0 講 授 內(nèi) 容 A、入門班 頁(yè)次 一 製程 FMEA表填寫說明 41 五 如何有效施行 FMEA 74 九 什麼是 QS9000？ 福特 Q 101 品質(zhì)管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 通用汽車 NAO Targets for Excellence 克萊斯勒 供應(yīng)商品質(zhì)保證手冊(cè) 2 一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度 1. 面對(duì)市場(chǎng)開放與日本車的競(jìng)爭(zhēng)壓力，美國(guó)福特汽車、克萊斯 勒、與通用汽車等三大車廠共同主導(dǎo)制訂 QS 9000品質(zhì)系統(tǒng)， 並結(jié)合美國(guó)品管學(xué)會(huì)（ ASCQ）與車輛工程學(xué)會(huì)（ SAE）， 開始研究如何將 可靠度 之 失效預(yù)防 觀念 工程技術(shù)導(dǎo)入車輛業(yè)。 4. 必頇要有整體性之規(guī)劃，並且循序漸進(jìn)地逐步改善企業(yè)之研發(fā)環(huán)境。 8 二、 FMEA 的基本概念 1. 及時(shí)性 是成功實(shí)施 FMEA的最重要因素之一。 9 二、 FMEA 的基本概念 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。 FMEA 內(nèi)容 ? FM ? EA ? CA 10 二、 FMEA 的基本概念 失 效 的 定 義 根據(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)任何形狀、尺度或材料性質(zhì)的變化，造成這些物品處?kù)稛o法充分地執(zhí)行其特定的功能的狀態(tài)。 1957年正式編訂 FMEA的作業(yè)程序 ,列在其工 程手冊(cè)中。 由國(guó)際電工委員會(huì) ( IEC ) 出版之 FMECA 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ( IEC 812 ) , 即參考 MILSTD1629A加以部份修改而成 。 4. QS 9000以 FMEA作為設(shè)計(jì)與製程失效分析方 法。 9000 FMEA因分析對(duì)象不同分成 “設(shè)計(jì) FMEA ” 及 “製程 FMEA” ，而 MIL STD 1629A因分析項(xiàng)目缺少現(xiàn)行管制方法 故適合設(shè)計(jì)時(shí)使用 。 (3) 設(shè)計(jì)責(zé)任者 : 填入 OEM、 部門和小組 ,也包括供應(yīng)廠商名稱 。 (7) FMEA日期 : 填入 FMEA 最初制定日期 ,和最新被修訂日期 。 儘可能簡(jiǎn)潔地 ,填入被分析項(xiàng)目的功能使之符合設(shè)計(jì)意圖 。 ? 潛在失效模式也可能是較高階子系統(tǒng)或系統(tǒng)之失效原因，或較低階零組件 的失效效應(yīng) 。 ? 一般的失效模式包含下列各項(xiàng) ,但不限於此 :破碎的 、 變形 、 鬆弛 、 洩漏 、 黏著 、 短路 、 生銹氧化 、 龜裂 。 例如 :由於某個(gè)間歇性的系統(tǒng)作業(yè)造成某個(gè)零件的破碎，可能造成於組合過程 的震動(dòng) 。 嚴(yán)重度僅適用於結(jié)果，要 減少 失效的嚴(yán)重度等級(jí)數(shù)字 ，別無他法，只能透過 修改設(shè)計(jì) 才能達(dá)成 。 33 三、設(shè)計(jì) FMEA 填寫說明 (14) 潛在失效起因 /機(jī)理 這個(gè)欄位是指一個(gè)設(shè)計(jì)薄弱部份，其作用結(jié)果就是失效模式，在儘可 能的範(fàn)圍內(nèi)，完整且簡(jiǎn)要的列出每個(gè)失效模式所有可以想得到的失效 起因或機(jī)理，以利針對(duì)相對(duì)應(yīng)的失效起因採(cǎi)取改正措施。 有三種設(shè)計(jì)管制或特徵 : (1)預(yù)防起因 /機(jī)理，或失效模式 /效應(yīng)發(fā)生，或降低發(fā)生比率 。 37 三、設(shè)計(jì) FMEA 填寫說明 (17) 偵檢度 (D) 是指零件、次系統(tǒng)或系統(tǒng)在生產(chǎn)之前，用前述第 (2)種現(xiàn)行設(shè)計(jì)管制方法 (查出起因或機(jī)理，並提出矯正措施 )來偵檢潛在失效起因 /機(jī)理 (設(shè)計(jì)薄弱 部份 )能力的評(píng)估指標(biāo)， 或者用第 (3)種設(shè)計(jì)管制方法 (查明失效模式 )發(fā)展為後續(xù)偵檢失效模式能 力的評(píng)估指標(biāo)。當(dāng) RPN 較高時(shí)，設(shè)計(jì)小組 應(yīng)提出矯正措施來降低 RPN 數(shù)。增加設(shè)計(jì)驗(yàn)證 或確認(rèn)措施的結(jié)果，只可降低難檢度的等級(jí)。 (21) 採(cǎi)行措施 ：完成矯正措施後，填入簡(jiǎn)短的執(zhí)行作業(yè)和生效日期。 設(shè)計(jì)責(zé)任工程師可由下列方法確認(rèn)所有建議措施已被執(zhí)行： ? 確認(rèn)達(dá)成設(shè)計(jì)要求。 42 ? 設(shè)計(jì) FMEA之目的 。 ，列出失效模式的排序，並按排 序改善。 FMEA是一份 動(dòng)態(tài) 文件，應(yīng)在一個(gè)設(shè)計(jì)概念最終形成 之時(shí)或之前開始，而且，在產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當(dāng)設(shè)計(jì)有 變化或得到其他資訊時(shí)，應(yīng)及時(shí)的，不斷地修改，並最終 在產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部結(jié)束。 ? 要求的表面處理。 三、設(shè)計(jì) FMEA填寫說明 設(shè)計(jì)必頇了解製程 才能竟其功 46 四、製程 FMEA填寫說明 (1)FMEA 編號(hào) ：填入 FMEA文件編號(hào)，以便可以追蹤使用。 (5)車型／年份 ：填入想要分析設(shè)計(jì)／製造用的車型年份。 (建議將所有小組成員名字、單位、電話號(hào)碼、地址等 另行列表 )。 47 四、製程 FMEA填寫說明 (10)潛在失效模式 為製程可能不符合製程要求或設(shè)計(jì)意圖。製程工程師或小組要提出和回答下列問題： ?製程或零組件為何不符合規(guī)格？ ?不考慮工程規(guī)格，什麼是客戶 (最終使用者、下工程、或服務(wù) )所 不滿意的？ 一般的失效模式包含下列各項(xiàng)： 破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確安裝、 灰塵。 對(duì)於 最終使用者 ，失效效應(yīng)應(yīng)一律用產(chǎn)品或系統(tǒng)的性能來描述 如：雜音、不規(guī)律的動(dòng)作、不能操作的、不穩(wěn)定的、通風(fēng)不良 、外觀不良、粗糙不平的、過度的費(fèi)力要求、令人不舒服的氣 味、操控性減弱、車輛控制受損等。如果在製程 FMEA被認(rèn)定等級(jí)，通知設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)工程師， 這將影響工程文件相關(guān)管制項(xiàng)目的認(rèn)定。 53 四、製程 FMEA填寫說明 (16)現(xiàn)行製程管制 現(xiàn)行製程管制是敘述管制方法，用來預(yù)防可能擴(kuò)大的 失效模式和偵查出失效模式的發(fā)生。 (3)查出失效模式。 以 統(tǒng)計(jì)原理 為基礎(chǔ)的 抽樣檢驗(yàn) 是一種有效的偵檢度評(píng)估方法 55 四、製程 FMEA 填寫說明 (17)偵檢度 (D) 發(fā)現(xiàn) 標(biāo)準(zhǔn) :製造或組裝時(shí)發(fā)現(xiàn)的可能性 等級(jí) 完全不確定 不能發(fā)現(xiàn) 潛在原因 /機(jī)理以及併發(fā)的失效模式 10 非常低 現(xiàn)行的管制 可能會(huì)發(fā)現(xiàn) 潛在原因以及併發(fā)的失效模式 9 低 管制 缺乏機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn) 潛在原因以及併發(fā)的失效模式 8 一般 管制 將會(huì)發(fā)現(xiàn) 潛在原因以及併發(fā)的失效模式 7 高 管制很 有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn) 潛在原因以及併發(fā)的失效模式 6 非常高 可確定管制 將會(huì)發(fā)現(xiàn) 潛在原因以及併發(fā)的失效模式 5 4 3 2 1 56 四、製程 FMEA填寫說明 (18)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù) 風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)是嚴(yán)重度 (S)、發(fā)生度 (O)、和難檢度 (D) 的乘積。 57 ? 製程 FMEA為集體的努力 ，召集相關(guān)部門共同進(jìn)行。 描述各組件之間的功能聯(lián)繫 ， 其作用在使分析者了解各組件功能信 號(hào)在傳遞時(shí) ， 其輸出與輸入的邏輯關(guān)係 。 FMECA是 FMEA和 FCA(失效關(guān)鍵性分析 )的綜合稱作失效模式 ， 效應(yīng)與 關(guān)鍵性分析 ， 因此 FMECA比 FMEA多一項(xiàng)關(guān)鍵性分析 ， 具有定量性分析 的特點(diǎn) ， 在實(shí)務(wù)上可以根據(jù)定量分析的大小確定失效模式的重要程 度 ， 以集中力量解決產(chǎn)品重大品質(zhì)問題 。 62 六、 FMEA 精義與要項(xiàng)說明 ? 對(duì)於可靠度工作，重點(diǎn)大都在於如何獲得可靠度數(shù)據(jù) (如 可靠度試驗(yàn)、預(yù)估等 )，而忽略了工程分析的重要性 (如 FMEA、 FTA等 )，因此常發(fā)生許多無法解釋的問題，或 無法執(zhí)行的困擾。 ? 在 70年代，美國(guó)汽車工業(yè)受到國(guó)際間強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力， 不得不努力導(dǎo)入國(guó)防與太空工業(yè)之可靠度工程技術(shù)，以 提高產(chǎn)品品質(zhì)與可靠度， FMEA即為當(dāng)時(shí)所使用的工具之 一。 66 六、 FMEA 精義與要項(xiàng)說明 (2) SAE J1739 在一般製造工業(yè)與汽車業(yè)常用的評(píng)估方式為以 評(píng)點(diǎn) 的方式評(píng)估其 發(fā)生機(jī)率 ，主要以定性的方式評(píng)估其相對(duì)發(fā)生機(jī)率，亦可利用累積失效發(fā)生機(jī)率或製程能力來輔助其評(píng)點(diǎn)，比上述方式較具彈性，應(yīng)用也較廣。 在評(píng)點(diǎn)方式的基礎(chǔ)下， O. P. Gandhi[11]提出以圖論 (graph theory)進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而評(píng)估失效之嚴(yán)重程度，對(duì)於單純之評(píng)點(diǎn)做一修正，可使系統(tǒng)內(nèi)各層次硬品之失效評(píng)點(diǎn)有合理的關(guān)係。 71 六、 FMEA 精義與要項(xiàng)說明 將失效模式與效應(yīng)分析及關(guān)鍵性分析所獲得每一項(xiàng)失效模式之嚴(yán)重等級(jí)及失效機(jī)率按識(shí)別編碼描繪在關(guān)鍵性矩陣內(nèi)，各個(gè)失效模式在關(guān)鍵性矩陣的相對(duì)位置即可判定可靠度關(guān)鍵失效模式，因此決定可靠度關(guān)鍵件，作為管制的重點(diǎn)對(duì)象。：失效效應(yīng)機(jī)率 α ：失效模式比 t ：任務(wù)時(shí)間 ?物品關(guān)鍵性值 Cr Cr = Σ(Cm)i 73 六、 FMEA 精義與要項(xiàng)說明 (2) 關(guān)鍵性指數(shù)分析 關(guān)鍵性指數(shù)又稱為風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù) (Risk Priority Number)，根據(jù)上述之失效模式發(fā)生機(jī)率、效應(yīng)嚴(yán)重度、及難檢度計(jì)算每一失效模式之關(guān)鍵性指數(shù)，當(dāng)使用評(píng)點(diǎn)技術(shù)時(shí)，關(guān)鍵性指數(shù)為這三項(xiàng)評(píng)點(diǎn)的乘積，根據(jù)此一指數(shù)可以決定所有失效模式的優(yōu)先順序，依此可決定在製程上應(yīng)加強(qiáng)管理的重點(diǎn)項(xiàng)目。 （ 3）使用經(jīng)可靠度測(cè)試認(rèn)可之標(biāo)準(zhǔn)零組件：以電阻器為例經(jīng)可靠度認(rèn)可之產(chǎn) 品雖然價(jià)格較貴，但若該元件影響系統(tǒng)可靠度，吾人不應(yīng)考慮採(cǎi)用價(jià)格 便宜之劣質(zhì)貨。因此，吾人對(duì)其使用環(huán)境亦頇有所控制。 76 八、如何有效實(shí)施 FMEA 1. 成立 FMEA 作業(yè)小組 ? 最佳設(shè)計(jì)審查方式。 ? 設(shè)計(jì)者必頇排除「我的設(shè)計(jì)最完美」或「這種失 效不可能」等預(yù)設(shè)立場(chǎng)。 ? 各層次之結(jié)構(gòu)及功能必需可經(jīng)由檢驗(yàn)或測(cè)試進(jìn)行品質(zhì)判定。 ? 再由相關(guān)部門依據(jù) input需求進(jìn)行相關(guān)分析 ? 由於正向思考及習(xí)慣領(lǐng)域之影響，設(shè)計(jì)者填寫之失效模式及失效原因， 再發(fā)生機(jī)率都很小且已防範(fàn)效益不大 ? 考慮設(shè)計(jì)者自我審查甚至是自我批判自己的設(shè)計(jì)缺失，有實(shí)務(wù)不周全 (未能完整考量 )及執(zhí)行偏差 (交差了事 )的困擾，需以 Team work方式運(yùn)作。 81 ? 根據(jù)失效嚴(yán)重分類及其發(fā)生機(jī)率的綜合影響，將 每一可能發(fā)生之 失效現(xiàn)象按順序排列，決定該 元件的關(guān)鍵程度。 ，按其優(yōu)先順序進(jìn)行改善，然後再重覆分析、改善， 如此不斷的循環(huán)，持續(xù)提昇產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠度，降低製程不良率或提高不良品 之檢測(cè)能力，提昇設(shè)計(jì)與製造品質(zhì)。 FMEA資料，加以整理編成很好的專業(yè)技術(shù)資料，可作為 工程師訓(xùn)練之參考教材，亦可為公司保存重要之技術(shù)資料。 F