FMEA失效模式與效應(yīng)分析培訓(xùn).ppt

1、0,FMEA失效模式與效應(yīng)分析,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,1,講 授 內(nèi) 容,A、入門班 頁次 一 產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度- 1 二 FMEA基本的概念- 5 三 設(shè)計(jì)FMEA表填寫說明- 20 四 製程FMEA表填寫說明- 41 五 FMEA實(shí)施步驟- 56 B、實(shí)用班 六 FMEA精義與要項(xiàng)說明- 59 七 應(yīng)用FMEA提升產(chǎn)品可靠度- 72 八 如何有效施行FMEA- 74 九 FMEA學(xué)員演練- 82 十 如何應(yīng)用FMEA與control plan- 84,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,2,一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度,Quality System 9000是美國(guó)汽車工業(yè)的品質(zhì)管理系統(tǒng)，以持續(xù)改善為目標(biāo)，強(qiáng)

2、調(diào)缺點(diǎn)預(yù)防，降低品質(zhì)差異，減少生產(chǎn)線的浪費(fèi)與廢棄物。 QS-9000訂定了美國(guó)三大汽車公司，福特，克萊斯勒，通用汽車公司，以及卡車製造業(yè)者，和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)，的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，作為內(nèi)外服務(wù)、零件、材料供應(yīng)的要求規(guī)範(fàn)。,1、什麼是QS-9000？,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),下載更多培訓(xùn)資料，盡在,3,一、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），

3、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)。,善用現(xiàn)有之可靠度工程分析工具 (如FMEA、FTA 等) 作為前 端工程作業(yè)，以提供開發(fā)產(chǎn)品過程中之工 程決策支援，並發(fā) 展新的前端工程分析工具。,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,4,一、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)與可靠度,2. QS 9000 品質(zhì)系統(tǒng)之各種作業(yè)程序與參考手冊(cè)，成為美國(guó)車輛工業(yè)共同 之作業(yè)準(zhǔn)則，並且有成為全世界車輛業(yè)共同規(guī)範(fàn)之趨勢(shì)。 3. 工程人員普遍缺乏整體系統(tǒng)開發(fā)觀念，前端工程分析作業(yè)無法連貫，分 析工作變成多餘而無效的，造成許多在研發(fā)初期就應(yīng)該做好預(yù)防的工作 ，卻要等到進(jìn)入原型生產(chǎn)，才提出修改建議進(jìn)行矯正如此不僅浪費(fèi)時(shí)間 ，而且浪費(fèi)金錢。

4、 4. 必須要有整體性之規(guī)劃，並且循序漸進(jìn)地逐步改善企業(yè)之研發(fā)環(huán)境。,ISO 9000 品質(zhì)系統(tǒng),客戶要求 QS 9000 + IASG 生產(chǎn)零件核準(zhǔn)程序(PPAP) 客戶指定要求,品質(zhì)手冊(cè) 程序 作業(yè)指導(dǎo)書 其他文件,客戶參考手冊(cè) APQP再更進(jìn)一步則會(huì)遭遇誰來分析？ 何時(shí)分析？分析結(jié)果有何用？如何進(jìn)行？等等問題，這 些問題主要都是因?yàn)樵谝M(jìn)FMEA技術(shù)時(shí)，重點(diǎn)都放在 如何填寫FMEA表格，而忽略了許多相關(guān)的觀念與配合。,64,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,FMEA技術(shù)主要係利用表格方式協(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

5、或降低其發(fā)生時(shí)產(chǎn)生 之影響。 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，F(xiàn)MEA即為當(dāng)時(shí)所使用的工具之 一。,65,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,到80年代以後許多汽車公司開始發(fā)展內(nèi)部之FMEA手冊(cè)， 此時(shí)所發(fā)展之分析方法與美軍標(biāo)準(zhǔn)漸漸有所區(qū)別，最主要 的差異在於引進(jìn)半定量之評(píng)點(diǎn)方式評(píng)估失效模式之關(guān)鍵性 ，後來更將此分析法推廣應(yīng)用於製程之潛在失效模式分析 ，從此針對(duì)分析對(duì)象之不同，將FMEA分成設(shè)計(jì)FMEA“ 與“製程FMEA”，並開始要求零件供應(yīng)商分析其零件之設(shè) 計(jì)與製程。,66,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,

6、 FMEA 要項(xiàng),FMEA與CA之各項(xiàng)定性分析加以定量評(píng)估之研究有很多，其研究重點(diǎn)主要在於失效模式發(fā)生機(jī)率、失效效應(yīng)嚴(yán)重度、失效難檢度之評(píng)估、與整體之關(guān)鍵性評(píng)估。 1.失效模式之發(fā)生機(jī)率分析或評(píng)估針對(duì)每一個(gè)失效模式，分析其在 產(chǎn)品壽命週期中發(fā)生之機(jī)率，分析方式通常有兩種方式，分別敘 述如下： (1) MIL-STD-1629A 利用MIL-HDBK-217的基本失效率()數(shù)據(jù)為 主要失效率來源，並確定所有的失效率調(diào)整因子，如環(huán)境因子 及品質(zhì)等級(jí)因子，需要強(qiáng)大的資料庫才能分析。,67,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,(2) SAE J-1739 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)

7、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。 除此之外，Joseph T. Pizzo9提出以機(jī)率設(shè)計(jì)分析評(píng)估其發(fā)生機(jī)率，Henry Ohlef10 等提出以條件機(jī)率結(jié)合Markov chain，可分析從零件到系統(tǒng)之失效發(fā)生機(jī)率，這些構(gòu)想都在於要更精確的評(píng)估失效發(fā)生機(jī)率，且可結(jié)合設(shè)計(jì)分析，但也因此使問題更複雜，分析不易。,68,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,2. 嚴(yán)重度評(píng)估 根據(jù)每一個(gè)失效模式所可能產(chǎn)生之後果的影響程度，評(píng)估其嚴(yán)重等級(jí)，評(píng)估的方式主要有兩種，分別敘述如下： (1) MIL-STD-1629A與

8、IEC 812 評(píng)估失效效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)之影響，將嚴(yán)重度分成致命失效(Catastrophic)、嚴(yán)重失效 (Critical)、主要失效(Marginal)、次要失效(minor)四個(gè)等級(jí)。 (2) SAE J-1739 在一般製造工業(yè)與汽車業(yè)常用的評(píng)估方式，主要是從安全性、功能、顧客滿意度、環(huán)保等各方面分析，以評(píng)點(diǎn)的方式評(píng)估其相對(duì)嚴(yán)重度。 在評(píng)點(diǎn)方式的基礎(chǔ)下，O. P. Gandhi11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。,69,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,3. 難檢度評(píng)估 難檢度評(píng)估重

9、點(diǎn)在於評(píng)估所使用的管制措施對(duì)於失效模式偵測(cè)之困難度，也有人以偵測(cè)出之時(shí)機(jī)來評(píng)估，原本只見於評(píng)點(diǎn)方式，Zigmund M. Bluvband6 針對(duì)MIL-STD-1629A之不足，提出QUALITY ASSURANCE TASK，主要即增加一篩選因子(SCREENING FACTOR，)，則(1-)就相當(dāng)於是難檢度，但目前MIL-STD-1629A尚未採(cǎi)用。,70,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,4. 關(guān)鍵性分析之發(fā)展 關(guān)鍵性分析的目的為運(yùn)用失效模式與效應(yīng)分析結(jié)果以及所有的資訊，根據(jù)嚴(yán)重性分類及其發(fā)生機(jī)率的綜合影響，將每一可能發(fā)生失效現(xiàn)象按順序排列，決定該物件的關(guān)鍵程度。常見的關(guān)鍵性分析有兩種，

10、一種是以 MIL STD -1629A為主的分析法，利用關(guān)鍵性矩陣進(jìn)行分析；另一種是以評(píng)點(diǎn)的方式，計(jì)算其關(guān)鍵性指數(shù)(CRITICALITY INDEX),71,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,(1) 關(guān)鍵性矩陣分析 取零組件之失效率(P)、失效模式比()、所分析硬品在任務(wù)中的操作時(shí)間() 等三者相乘，即得到所分析失效模式之發(fā)生機(jī)率 進(jìn)而可得到失效模式關(guān)鍵性值(Cm)為其中失效率可應(yīng)用其他可靠度及維護(hù)度分析所使用的同樣的失效率資料，為失效效應(yīng)機(jī)率。,72,六、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

11、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。 若是為評(píng)估硬品之關(guān)鍵性時(shí)，則其數(shù)值為物件關(guān)鍵性值(Cr)，其計(jì)算方式為取硬品各失效模式中相同之嚴(yán)重等級(jí)者，將其Cm值相加即可，假設(shè)所分析的硬品中同一嚴(yán)重等級(jí)的失效模式有n個(gè)，則其物件關(guān)鍵性值之計(jì)算式如下： 對(duì)於這種將不同嚴(yán)重等級(jí)之效應(yīng)分開評(píng)估的方式，Ajay S. Agarwala12 指出其不合理，因?yàn)橐粋€(gè)失效模式若對(duì)應(yīng)多個(gè)不同嚴(yán)重等級(jí)之效應(yīng)時(shí)，根據(jù) MIL-STD-1629A的規(guī)定，將會(huì)分開評(píng)估，造成不合理現(xiàn)象。,73,六、FMEA 精義與要項(xiàng)說明,失效模式關(guān)鍵性值Cm,Cm = t,：失效效應(yīng)機(jī)

12、率,：失效模式比,t ：任務(wù)時(shí)間,物品關(guān)鍵性值Cr,Cr = (Cm)i,74,六、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。一般而言，關(guān)鍵性指數(shù)越高，表示該失效模式越重要，例如某家公司以超過150點(diǎn)為必須消除之缺陷或問題，100至50點(diǎn)為必須加強(qiáng)管制的項(xiàng)目。,75,七、應(yīng)用FMEA 提升產(chǎn)品可靠度,提昇系統(tǒng)

13、可靠度之作法 （1）事前評(píng)估、元件子系統(tǒng)及系統(tǒng)可靠度之指標(biāo)是否可達(dá)到顧客要求，在設(shè) 計(jì)時(shí)考慮到完善之維修計(jì)劃，或許較純粹提昇系統(tǒng)可靠度之做法來得容 易且經(jīng)濟(jì)。 （2）盡可能去除步可靠之元件：第一次使用之元件及開關(guān)在 Failing - open 狀 態(tài)下之失效對(duì)系統(tǒng)可靠度之影響最大，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮去除這些零件。 （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。 （4）考慮採(cǎi)取減額定（Derating）之概念：選用之零組件必須要能承受規(guī)定 之應(yīng)力水準(zhǔn)。如系統(tǒng)之要求200伏特電壓，則採(cǎi)用能承受30

14、0伏特電壓之 元件，使其強(qiáng)度(Strength)能遠(yuǎn)操過所承受之應(yīng)力(Stress)。,76,七、應(yīng)用FMEA 提升產(chǎn)品可靠度,（5）使用環(huán)境之控制：如前所述，一般產(chǎn)品使用之環(huán)境條件(如溫度、溼度、 高度、衝擊力等)均有限制。因此，吾人對(duì)其使用環(huán)境亦須有所控制。 （6）增加備用元件之考量 （7）對(duì)可靠度及成本或重量限制等設(shè)計(jì)參數(shù)之間取捨作一權(quán)衡。 （8）以預(yù)防維修(Preventive Maintenance)及矯正維修(Corrective Maintenance) 兩種方式提昇系統(tǒng)之可維修度(Maintainability)並建立對(duì)不可靠零組件置換 維修時(shí)間的保守估計(jì)：可維修度是指一個(gè)失效

15、系統(tǒng)能在特定的停機(jī)(Downtime) 期限內(nèi)恢復(fù)運(yùn)作之機(jī)率。 此期限包含了行政作業(yè)、修理及後勤支援等時(shí)間。,77,八、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。 工作範(fàn)圍包含設(shè)計(jì)、製造、檢測(cè)及後勤等，需靠各不同專業(yè)人員群 策群力、分工合作，並非單人可獨(dú)力完成。 將易產(chǎn)性、安全性、可靠性、維修甚至環(huán)保等客戶需求或世界潮流 趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)植入。,78,八、如何有效實(shí)施 FMEA,2. 宣導(dǎo) FMEA 作業(yè)真義,為一逆向思考過程。 設(shè)計(jì)者必須排除我的設(shè)計(jì)最完美或這種失 效不可能等預(yù)設(shè)立場(chǎng)。 由品保人員對(duì)成員進(jìn)行 FMEA 作業(yè)訓(xùn)練，並提供範(fàn)例，讓成員充份了解 填寫 F

16、MEA 的目的、內(nèi)容、實(shí)施方式及精神所在。,3. 確立系統(tǒng)層次介面及功能,由下往上解析。 結(jié)構(gòu)及功能層次需劃分清楚。 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。,79,八、如何有效實(shí)施 FMEA,4. 繪製功能及可靠度方塊圖,功能方塊圖 以產(chǎn)品組合、結(jié)構(gòu)或功能方式，描述系統(tǒng)為達(dá)成任務(wù)目標(biāo)而操作 之狀況。 可靠度方塊圖 明列系統(tǒng)在生命週期內(nèi)各組件在可靠度計(jì)算模式 之串、並聯(lián)關(guān)係 ，以預(yù)估或評(píng)估各組件品質(zhì)對(duì)系統(tǒng)可靠度的影響。,80,八、如何有效實(shí)施 FMEA,5. 建立 FMEA 表,主要由設(shè)計(jì)人員填寫。 再由相關(guān)部門依據(jù) in-put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)

17、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。 審查意見無法令設(shè)計(jì)者認(rèn)同時(shí)，透過試驗(yàn)以排除設(shè)計(jì)疑慮。,81,八、如何有效實(shí)施 FMEA,6.失效檢測(cè)及預(yù)防或補(bǔ)救措施,為本表重點(diǎn)，針對(duì)各種不同失效模式，必須發(fā)展出檢驗(yàn)及測(cè)試的 方式期能達(dá)到事先預(yù)防，事後補(bǔ)救的目標(biāo)。,7. 關(guān)鍵性分析,很多元件尤其是火工品(以火藥作功之物品)一 次作用件的失效率 很難定量分析，故常以功能相似產(chǎn)品實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)估算或者以定性方 式分析。,82,根據(jù)失效嚴(yán)重分類及其發(fā)生

18、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。,八、如何有效實(shí)施 FMEA,8.分析結(jié)果,經(jīng)關(guān)鍵性分析準(zhǔn)則，擬定出關(guān)鍵元件，在研發(fā)時(shí)程 及預(yù)算分配上即可 做最適宜的安排。,83,八、如何有效實(shí)施 FMEA,1.在開始新產(chǎn)品或新製程時(shí)，參考類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)或製程之FMEA分析資料，避 免採(cǎi)用不良率高之設(shè)計(jì)或製程，在適當(dāng)程序加入檢查點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臋z查項(xiàng) 目與規(guī)格等，在對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)或製程進(jìn)行FMEA時(shí)，類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)與製程之 FMEA資料更是重要的參考資料之一。 2.FMEA最重要的價(jià)值在於協(xié)助改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)與製程，但經(jīng)過FMEA之後所發(fā) 現(xiàn)的失效模式必然很多，一時(shí)無法立即

19、全部加以改善，應(yīng)從關(guān)鍵性的失效模 式中根據(jù)其關(guān)鍵性，建立改進(jìn)行動(dòng)之優(yōu)先順序，集中資源，循序改善產(chǎn)品設(shè) 計(jì)或製程。 3.經(jīng)由分析所得失效模式，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)。 4.將製程FMEA的分析結(jié)果回饋給設(shè)計(jì)工程師，可以讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師瞭解現(xiàn) 行的設(shè)計(jì)在實(shí)際進(jìn)入製程時(shí)所可能產(chǎn)生的問題，作為改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)之參考。,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,84,八、如何有效實(shí)施 FMEA,5.當(dāng)實(shí)際發(fā)生失效時(shí)，可查看FMEA報(bào)告，若找到相同之失效模式、原因 或效應(yīng)時(shí)，可立即應(yīng)用已分析過之改進(jìn)建議；若

20、FMEA報(bào)告中無類似資 料或與實(shí)際情況不符時(shí)，則修改FMEA資料，如此相互配合，可減少失 效處理之時(shí)間，並充實(shí)FMEA資料。 6.配合設(shè)計(jì)審查作業(yè)，作為正式生產(chǎn)前產(chǎn)品可靠度、製程安全性、與環(huán)境 污染影響等之評(píng)估參考資料。 7.經(jīng)由不斷累積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。 8.配合資訊系統(tǒng)，將FMEA資料建成資料庫，可提供健全的失效資訊基礎(chǔ) ，作為建立製程檢驗(yàn)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)程序、檢試規(guī)範(fàn)及其他品質(zhì)管制 措施之參考。,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,85,九、學(xué)員演練製程FMEA,1.列出PPTC工作流程圖 2.運(yùn)用BS寫出關(guān)鍵工作道次之失效模式 3.運(yùn)用BS寫出關(guān)鍵工作對(duì)下一工作道次之失效 效應(yīng)影響。 4.運(yùn)用BS寫出關(guān)鍵工作工作道次之失效模式之 失效起因或機(jī)理。 5.依序完成FMEA表。,下載更多培訓(xùn)資料，盡在,86,十、如何應(yīng)用 FMEA 與QC工程表, QC工程表 為了使產(chǎn)品品質(zhì)在工程中製造出來，從原材料、零件到出貨為止 ， 所有工程，針對(duì)管理項(xiàng)目與品質(zhì)特性，來確認(rèn)由誰？在何時(shí)？ 以何種方法管理，它的結(jié)果如何？整理成表，表示