潛在的失效模式及后果分析課件.ppt

1、,潛在的失效模式及后果分析(FMEA),培訓(xùn)師：宋小燕,Failure Mode (cause) Effect Analysis,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、過程及服務(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)厥褂茫現(xiàn)MEA 方法會使評價行動更準(zhǔn)確及更有效率。,良好FMEA之具備事項,FMEA是早期預(yù)防失效及

2、錯誤發(fā)生的最重要 且最有效的方法之一。 一個良好的FMEA必須具備： 1.確認(rèn)已知及潛在失效模式 2.確認(rèn)每一失效模式的效應(yīng)和原因 3.依據(jù)風(fēng)險優(yōu)先指數(shù)(產(chǎn)品的嚴(yán)重度、發(fā)生率 及偵測度) 4.提供問題改正行動及跟催,FMEA 之效益,指出設(shè)計上可靠性的弱點，提出對策 針對要求規(guī)格、環(huán)境條件等，利用實驗設(shè)計或模擬分析，對不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，即時加以改善，節(jié)省無謂的損失 有效的實施FMEA，可縮短開發(fā)時程及開發(fā)費用 FMEA發(fā)展之初期，以設(shè)計技術(shù)為考量，但後來的發(fā)展，除設(shè)計階段使用外，製造工程及檢查工程亦可適用,FMEA展開時機(jī),1.依照FMEA定義，它是一種方法，消除或減少已知或潛在問題， 以強(qiáng)化顧客

3、滿意至最大極限。因此，為了要達(dá)成此目的，展開FMEA 的時機(jī)必須愈早愈好!縱使相關(guān)數(shù)據(jù)/資訊仍然未知時。 FMEA的口號為:(就你所有，儘全力而為) 2.經(jīng)由品質(zhì)機(jī)能展開(QFD)已知某些資料時，就應(yīng)立刻展開FMEA。 3.當(dāng)設(shè)計新的系統(tǒng)，新的設(shè)計，新產(chǎn)品，新過程，新的服務(wù)時。 4.當(dāng)現(xiàn)有系統(tǒng)，設(shè)計，產(chǎn)品，過程，或服務(wù)等不管是何種理由，將要變更時。 5當(dāng)既有的系統(tǒng)，設(shè)計，產(chǎn)品，過程，或服務(wù)的條件有新的應(yīng)用時。 6當(dāng)既有的系統(tǒng)，設(shè)計，產(chǎn)品，過程或服務(wù)被考慮要改善時。,FMEA 之因果模式,1.設(shè)計不當(dāng) 2.製造不當(dāng) 3.使用不當(dāng) 4.磨耗 5.安裝不正確 6.逐漸老化,1.實體破壞 2.操作中失

4、效 3.功能退化 4.功能不穩(wěn)定,1.安全失效 2.機(jī)能失效 3.控制失效 感覺、外觀,人,機(jī),料,法,環(huán),CAUSE,MODE,EFFECT,過程的潛在 FMEA 是一種分析技術(shù)，係由負(fù)責(zé)過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。過程潛在 FMEA旨在： 鑑別過程的機(jī)能和要求 鑑別潛在的產(chǎn)品和過程有關(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過程變數(shù) ( Variables )，並且據(jù)以控制降低發(fā)生率或失效情況的偵測度。 鑑別過程變數(shù)，以著眼於過程控制 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

5、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。,何謂過程 FMEA?,FMEA與控制特性,持續(xù)不斷的改善(消除或減少失效、錯誤、成本、不當(dāng)?shù)?是改善顧客滿意度最重要指標(biāo)。FMEA中有三項非常重要指標(biāo)和產(chǎn)品品質(zhì)/服務(wù)關(guān)係密切。,第一、危險的(Critical)特性：,這些特性會影響生產(chǎn)的產(chǎn)品/服務(wù)是否符合政府法規(guī)和安全規(guī)定。譬如： 正式法律/規(guī)章 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 顧客需要 內(nèi)部工程需要或主要量測指標(biāo)（諸如：尺寸、溫度、 壓力、等等）,第二、顯著的(Significant)特性：,顧客及供應(yīng)商共同制定或顧客指定或設(shè)計/過程工程師制定。 諸如：尺寸、速度、溫度、壓力、等等 設(shè)計FMEA及過程FMEA

6、的內(nèi)容必須用於確認(rèn)重大的產(chǎn)品、過程或服務(wù)特性，作為說明最佳設(shè)計的方法。所有的重要特性應(yīng)於可行性研究中就設(shè)計好。,第三、主要的（Major）特性：,為量測指標(biāo)，提供迅速回饋到過程，因此可立即地正確更正品質(zhì)問題。這種量測指標(biāo)也提供問題來源及關(guān)於品質(zhì)方面，顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標(biāo)諸如下列結(jié)果： 1.長期信賴性測試 6.外部檢驗檢討及分析 2.內(nèi)部檢驗及稽核7.保證（里程、壽命）資料分析 3.過程不良品檢討及分析8.供應(yīng)商審核分析 4.顧客滿意度調(diào)查9.顧客抱怨分析 5.產(chǎn)品驗收測試,先期產(chǎn)品品質(zhì)規(guī)劃(APQP)時序圖,概念啟始 認(rèn)可,1.規(guī)劃,計畫 認(rèn)可,原型試作,量試,2.產(chǎn)品研發(fā)

7、,3.過程研發(fā),過程研發(fā)/ 驗證,產(chǎn)品研發(fā)/ 驗證,計畫/定義 研發(fā)立案,生產(chǎn),生產(chǎn)階段/ 回饋矯正,產(chǎn)品 / 過程 驗收,4.產(chǎn)品/過程驗收,規(guī)劃,5.回饋與矯正,量產(chǎn),DFMEA,PFMEA,FMEA 之展開,“ Before - the - event “，not “ After - the - fact “ 減少產(chǎn)品過程設(shè)計開發(fā)後期的變更。 FMEA 不僅是簡單的填表工作，而是藉由對 FMEA 之瞭解以消除風(fēng)險及計劃適當(dāng)?shù)目刂苼磉_(dá)到顧客滿意。 記錄全部的過程儘可能,FMEA 作業(yè)說明(FMEA分析目的及步驟),目的：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

8、及其效應(yīng)，並評估其嚴(yán)重度、發(fā)生度、偵測度及目前控制方法，從而計算風(fēng)險優(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。 步驟：(一)評定風(fēng)險 確認(rèn)潛在失效模式及評估其效應(yīng)之嚴(yán)重度並評估其發(fā)生度及偵測度 確認(rèn)關(guān)鍵特性 (二)使用柏拉圖，展開優(yōu)先順序評估 評估潛在過程設(shè)計不良大小 (三)依優(yōu)先次序採取改善措施 幫助根除（設(shè)計變更）產(chǎn)品服務(wù)及減少（控制）有問題之產(chǎn)生服務(wù)到達(dá)顧客之要求 控制含 - P型（預(yù)防型）及D型（偵測型）,FMEA 作業(yè)說明(FMEA 團(tuán)隊遴選及流程),FMEA 團(tuán)隊遴選 *跨部門團(tuán)隊之組成 *遴選跨層人員(設(shè)計工程師、過程工程師、生

9、產(chǎn)管理、品保工程師.等人) *遴選FMEA負(fù)責(zé)工程師 *灌能以執(zhí)行改善動作,決定過程或遴選標(biāo)準(zhǔn)過程 *使用方塊圖/流程圖以展示目前或計劃的過程,詳細(xì)的原因 - 失效 - 效應(yīng) *腦力激盪/確認(rèn)失效模式 *確認(rèn)第一層原因(第二層、第三層、第四層等多層原因) *定義失效模式的效應(yīng),FMEA 作業(yè)說明(FMEA 團(tuán)隊遴選及流程-續(xù)),計算風(fēng)險 *嚴(yán)重度(每程失效模式取最大值) *針對每一失效模式，採用最高計分的嚴(yán)重度乘以最高計分的發(fā)生率(SxO) *風(fēng)險優(yōu)先指數(shù)(RPN)為最高計分的嚴(yán)重度乘以最高計分的發(fā)生率，再乘以最低計分的偵測度 *也可能是較高計分的偵測度(完全視目前控制方法的性質(zhì)而定) p.s

10、. 目前AIAG FMEA 手冊範(fàn)例以最高計分的偵測度計算,建立柏拉圖(可運用不同統(tǒng)計技術(shù)) *針對嚴(yán)重度、發(fā)生率及風(fēng)險優(yōu)先指數(shù)逐一建立柏拉圖 *確認(rèn)“重要的少數(shù)失效模式”,展開建議行動 *專注於少數(shù)重要的失效模式,項目 /功能(要求),潛在失效模式,潛在 失效效應(yīng),嚴(yán)重度,等級,潛在原因/失效機(jī)制,發(fā)生度,現(xiàn)行設(shè)計 (過程)控制,預(yù)防,檢測,偵測度,RPN,建議措施,責(zé)任與目標(biāo)完成日期,措施結(jié)果,採行措施,嚴(yán)重度,難檢度,偵 測度,RPN,潛在失效模式與效應(yīng)分析作業(yè)序列,功能, 特徵或要求為何?,效應(yīng)為何?,什麼會錯誤? - 無功能 - 部分/過多/ 降低功能 - 間歇功能 - 不預(yù)期功能,

11、有多不好?,原因為何?,其發(fā)生頻率為何?,如何能預(yù)防及發(fā)現(xiàn)這種原因及錯誤?,這種方法發(fā)現(xiàn)這種問題有多好?,改善風(fēng)險程度 能夠做什麼? - 設(shè)計變更 - 過程變更 - 特別控制 - 標(biāo)準(zhǔn), 程序書 或指引變更 - 導(dǎo)入防呆措施 - 加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng) - 加強(qiáng)參數(shù)控制 - 加強(qiáng)工作技能,FMEA 作業(yè)說明(FMEA展開流程),編制過程流程,決定過程功能,決定失效模式,三種評價完成？, （S * O * D ),確認(rèn)效應(yīng),評價嚴(yán)重度,確認(rèn)原因,評價發(fā)生度,確認(rèn)目前控制,評價偵測度,輕重緩急 柏拉圖分析,遴選最重要失效模式,知道如何影響 嚴(yán)重度？發(fā)生度？偵測度？,收集數(shù)據(jù) 進(jìn)行變更 確認(rèn)改變 執(zhí)行改變,收

12、集數(shù)據(jù) 原因順序 影響要因 確認(rèn)改變,否,是,是,否,更新文件 重訂優(yōu)先順序,控制計劃為一活的(live)文件，描述與規(guī)範(fàn)如何控制制程。 控制計劃是過程的肇建者，創(chuàng)立過程控制，由反應(yīng)計劃(Reaction plan)來執(zhí)行異常管理。控制計劃是構(gòu)成整體先期品質(zhì)規(guī)劃中最重要的一部份。 在實務(wù)運作中，控制計劃敘述在流程中每一階段，如何製造及保證過程及產(chǎn)品可以被控制。應(yīng)用控制計劃，過程中的作業(yè)員能加以觀察並量化任何過程改變，同時也能收集數(shù)據(jù)導(dǎo)引任何良好過程改變及消除任何不好過程改變。換言之，一種控制計劃，假如適當(dāng)和廣泛準(zhǔn)備得當(dāng)，應(yīng)該產(chǎn)生更穩(wěn)定過程條件並使顧客風(fēng)險降至最低。,FMEA與控制計劃,FMEA

13、與控制計劃（Control Plan)關(guān)係,分析理念,嚴(yán)重度,難檢度,過程控制 計劃,失效模式,失效原因,建議措施 （治本）,失效效應(yīng),發(fā)生率,目前措施 （治標(biāo)）,過程控制計劃,RPN=MAX.嚴(yán)重度(1-10) *MAX.發(fā)生率(1-10)*MAX.難檢度(1-10) 嚴(yán)重度x發(fā)生率 安全/法規(guī),FMEA 作業(yè)說明(FMEA表摘要 1/2),FMEA 編號：填入FMEA號碼， 以利追蹤。 項目名稱：填入所欲分析之系統(tǒng)、子系統(tǒng)、或零件。 責(zé)任部門：填入負(fù)責(zé)分析該零件之單位。 填表人：填入負(fù)責(zé)工程師知姓名、電話及公司名。 車型年份：填入分析之車型年份。 主要日期 Key Date ：填入初次預(yù)定

14、完成FMEA日期，此日期不應(yīng)超過預(yù)定的產(chǎn)品開始量產(chǎn)日期以供應(yīng)商而言，初次 FMEA 之預(yù)定日期不應(yīng)該超過顧客所要求的生產(chǎn)零件及核準(zhǔn)過程 (PPAP) 提交日期。 FMEA日期：填入原始完成彙整FMEA日期，與最近修正日期。 核心小組：填入核心小組成員資料。 工程名稱與工程機(jī)能：填入分析的項目與功能。 潛在失效模式：列舉所有曾經(jīng)/潛在發(fā)生之異常現(xiàn)象。 潛在失效影響：逐項分析各失效模式一旦發(fā)生，對系統(tǒng)、子系統(tǒng)、次過程、零組件、成品、客戶所發(fā)生之影響。,FMEA 作業(yè)說明(FMEA表摘要 2/2),嚴(yán) 重 度：估計故障確實發(fā)生時，對客戶、後續(xù)製造或組裝廠所造成 的影響之程度。 等級：Critical

15、, key, major, significant 潛在失效原因/機(jī)制：逐項分析各個失效模式的發(fā)生原因。 過程控制的方式，有以下兩種考量類型： 1 ) 預(yù)防 2 ) 檢測 發(fā) 生 度：預(yù)估失效模式可能發(fā)生之程度。 難 檢 度：估計故障確實發(fā)生時之檢出能力。 風(fēng)險優(yōu)先數(shù)：為發(fā)生度、嚴(yán)重度、偵測度相乘的結(jié)果。 建議措施：依RPN評價，須依優(yōu)先順序採取對策。 建議措施責(zé)任：填入對策案之對應(yīng)人員及目標(biāo)達(dá)成日期。 所採對策：簡述所採處理措施。 對策案評價及追蹤：填入對策案風(fēng)險優(yōu)先數(shù)評價。,建議的 PFMEA 嚴(yán)重度評估標(biāo)準(zhǔn),建議的PFMEA發(fā)生率評價標(biāo)準(zhǔn),建議的 PFMEA 發(fā)生率評估 PpK 值計算範(fàn)

16、例,以前表 每一仟件有五件可能失效率為例,計算Ppk 值,不良率 = 51000 = 0.005 0.0052 = 0.0025 除2以定超過規(guī)格高或低值 使用 “ Z “ 表(SPC Reference Manual p. 147)其相關(guān)之 Z 值為 2.81 其對應(yīng)值為0.0025 Z = (SL x) swhere: x = 平均值SL = 規(guī)格值 PpK = min (SL upper x ; x SL lower) 3 s Replace using Z PpK= Z/3 = 2.81/3 = 0.9367 0.94,備註 : 當(dāng)有效的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可獲得時, 上述 PpK 值可協(xié)助FME

17、A小組作為決定發(fā)生率等級之指引。上述 PpK 值並不做其他用途.,檢驗類型 : A : 防呆法B : 量具測量 C : 人工檢驗,建議的 PFMEA 偵測度評價標(biāo)準(zhǔn),過程 FMEA 中對顧客的定義,過程 FMEA 中，對顧客 的定義通常是指最終使用者，但也可能是後續(xù)或下游製造或組裝作業(yè)、服務(wù)作業(yè)、或政府法規(guī)。,過程 FMEA 之作業(yè)考量,過程 FMEA 會假定產(chǎn)品會符合所設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容。潛在失效模式有可能是因為設(shè)計弱點造成，則有可能包含於 PFMEA 中。其效應(yīng)及避免方法則應(yīng)涵蓋於 DFMEA 。,過程 FMEA 之作業(yè)考量,過程負(fù)責(zé)工程師應(yīng)有其方案，哪些文件會於準(zhǔn)備 PFMEA 時需用到，應(yīng)

18、將 FMEA 中那些過程須納入 FMEA，那些不需要列入予以條列。 PFMEA 的作業(yè)首先要將過程流程圖完成，並將產(chǎn)品過程特性鑑別出；如果有的話，則應(yīng)包括相關(guān)的 DFMEA 中鑑別出某些產(chǎn)品的效應(yīng) ( effects )。,準(zhǔn)備 PFMEA 所使用的流程圖應(yīng)附於該 PFMEA 文件中。,主要日期 Key Date,此日期不應(yīng)超過預(yù)定的產(chǎn)品開始量產(chǎn)日期 附註： 以供應(yīng)商而言，初次 FMEA 之預(yù)定日期不應(yīng)該超過顧客所要求的生產(chǎn)零件及核準(zhǔn)過程 (PPAP) 提交日期。,過程功能要求,小組應(yīng)審查適切的性能、材料、過程、環(huán)境以及安全標(biāo)準(zhǔn)。並儘可能精確地指出此過程或操作程序的目的，包括有關(guān)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或

19、零組件的設(shè)計 ( 衡量表可量測的 ) 資訊。如果特定過程包含多項的操作程序 ( 如：組裝 ) 且有不同的潛在失效模式，最好是把這些操作程序列為單獨的項目分析。,潛在失效模式, 在準(zhǔn)備 PFMEA 作業(yè)中，會假定進(jìn)料零件均沒有瑕疵， 除非 FMEA 小組依據(jù)歷來的數(shù)據(jù)顯示進(jìn)料的品質(zhì)有缺點，則可納入分析。 彎曲毛邊孔偏位 破裂孔太淺未打孔 搬運損壞髒污孔太深 表面太粗糙變形表面太光滑 開放電路短路未貼標(biāo)籤,潛在失效效應(yīng), 對於顧客的定義，可以是下一個過程，後續(xù)的作業(yè)或地點，經(jīng)銷商和或汽車車主。當(dāng)評估失效潛在效應(yīng)時，每一個對象均應(yīng)考慮到。 對於最終使用者而言，其效應(yīng)以產(chǎn)品或系統(tǒng)性能的觀點而言，如：

20、噪音粗糙 操作不規(guī)律作業(yè)過多 不舒服的氣味無法操作 操作不良不穩(wěn)定 作業(yè)中斷拉曳 滲漏外觀不良 重工修理車控不良 報廢顧客不滿意 對於下一個過程或後續(xù)的作業(yè)地點，其效應(yīng)以過程操作性能的觀點而言，如： 無法繫緊無法契合 無法鑽孔無法連接 無法安裝無法選配 無法裝面板造成過多的工具磨耗 損壞裝備危及作業(yè),嚴(yán)重度,嚴(yán)重度是針對失效模式有關(guān)最嚴(yán)重的效應(yīng)等級。 嚴(yán)重度在個別的 FMEA 範(fàn)圍中為一相對的等級評價。 嚴(yán)重度等級指數(shù)可藉由對系統(tǒng)，子系統(tǒng)或零組件的設(shè)計變更，或過程之重新設(shè)計來降低之。 附記： 對評價等級 9 分或 10 分者，建議不修訂其衡量標(biāo)準(zhǔn)；失效模式其嚴(yán)重度為 1 分者，則不需要作進(jìn)一步

21、分析。,等級,本欄亦可用以區(qū)分任何特殊產(chǎn)品或過程特性 在過程 FMEA 等級確認(rèn)後，要通知設(shè)計負(fù)責(zé)工程師，因為這有可能影響到與控制項目有關(guān)的工程文件。 特殊的產(chǎn)品或過程特性符號及其使用，係由三大汽車公司政策自訂，本手冊並未予以標(biāo)準(zhǔn)化。,潛在失效原因機(jī)制,扭力不當(dāng) 過度或不足 焊接不當(dāng) 電流、時間或壓力 量測不精確 熱處理不當(dāng) 時間或溫度 不當(dāng)?shù)臐沧⒖諝饬魍?潤滑不足或未潤滑 零組件遺失或誤置 定位裝置磨損 工具磨損 定位裝置有碎屑 工具損壞 機(jī)器設(shè)定不當(dāng) 程式運作不當(dāng) 使用明確的錯誤或功能失效用語( 如：操作員未安裝封口 ) ；不可使用不明確的用語 (如 ：操作員失誤，機(jī)器失效 ) 。,發(fā)生率

22、,發(fā)生率是特定原因機(jī)制可能發(fā)生的機(jī)率。發(fā)生率的評價等級分?jǐn)?shù)有相對的意義，而非絕對值。藉由設(shè)計變更或過程變更預(yù)防或控制失效原因/機(jī)制，是降低發(fā)生率的唯一方法。,發(fā)生率評價等級分?jǐn)?shù)為 FMEA 作業(yè)範(fàn)圍內(nèi)的相對評分，並不一定是反映實際可能的發(fā)生率。,現(xiàn)行的過程控制,過程控制的方式，有以下兩種考量類型： 1 ) 預(yù)防：預(yù)防失效的原因機(jī)制，或降低發(fā)生的機(jī)率。 2 ) 檢測：檢測失效的原因機(jī)制，或失效模式據(jù)以採取矯正措施。 如果可能的話，第一種方式(預(yù)防控制)是較好的方式。 本手冊 PFMEA 之過程控制有兩個欄位 ( 意即：分開預(yù)防控制及檢測控制 )，以協(xié)助小組能迅速以目視區(qū)分兩種類型控制方式。 其字首分別以 “ P “ 及 ” D “ 區(qū)分。,偵測度,偵測度的評價等級是與所列的過程控制有關(guān)。 為了