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1、FMEA 失效模式與后果分析,(Failure Mode & Effect Analysis),CMMG AP1 李同川,一.什么是FMEA? FMEA=Potential Failure Mode and Effect Critical Analysis = Failure Mode and Effect Analysis 名詞解釋 失效(failure) 產品喪失規定功能的狀態,又可譯為故障。 失效與故障差異 失效是對于不可修復產品(如燈泡集成電路等) 故障故障是指可修復產品(如電視機發電機等) 這里的失效含有兩個含議。即產品發生故障也稱為 失效.,失效模式(failure mode)產品
2、失效的表現形式如材料 的彎曲斷裂零件的變形電器的短路等 (潛在)失效模式(potential failure mode)是指可能發生 但 不一定非得發生的失效模式這是工程技朮人 員對設計制造和裝配中認識到或感覺到可能存在 的隱患。 (潛在)失效后果(potential effect of failure)是指一種潛 在失效模式會給顧客帶來的后果。 外部顧客外部的各級采購方使用者直至產品的 最終用戶,內部顧客項目負責人生產流程后工序的作業部門 和操作人員。 后果分析(effect analysis)是一種失效模式若發生會給 顧客帶來的危害性(criticality)有多大在FMEA中危害 性包含
3、有三層意思 (1) 一種失效模式所產生后果的嚴重度(severity); (2) 一種失效模式的起因發生的頻度(frequency of occurrence); (3) 一種失效模式的起因不可探測的程度(likelihood of detection).,FMEA的本質工程分析 FMEA的分類DFMEA PFMEA FMEA的目的防患于未然 二 FMEA簡史 50年代初期, 美國Grumman公司第一次把FMEA思想 用于戰斗機的設計取得較好效果。60年代中期作為 航天工業的一項革新逐漸推廣. 70年代中期美國公布了FMEA的軍用標准MIL-STD-1629. 1980年改版為MIL-STD
4、-1629A.,1985年國際電工協會公布了FMEA的國際標准: IEC812我國等同采用編號為GB-7826-1987. 早先的FMEA僅是可靠性分析的一種定性方法研 究各種潛在失效模式及其對產品功能的影響后來又引 入了“發生概率” “不易探測度” “風險數”這樣就形成了 失效模式后果及危害度分析(Failure Mode and Effect Criticality Analysis 簡稱 FMECA), 因FMEA已響響很大 習慣稱FMEA.,三.FMEA的應用效應 應用效應 1.提高產品的性能與穩健性 2.提高企業內部與外部的顧客滿意度 3.縮短開發周期 4.減少批量投產時的問題 5.
5、提高准時供貨的信譽 6.減少缺陷降低成本 7.減輕了售后壓力 8.促進了內部溝能與跨部門合作。,.結果應用 避免採用不良率高的設計和制程 集中資源,循序改善產品設計和制程 循環改善,不斷提升設計和制程可靠度 改進設計之參考 制程檢驗,測試標準,檢驗程序,檢驗規範等之參考 下次FMEA分析之參考 產品可靠性,制程安全性,環保之評估參考 工程師訓練之參考,四. 怎樣進行FMEA? 1).確定項目和團隊 FMEA應用的對象 (1) 新產品設計和新技朮 (2) 新的生產/服務過程及新工藝 (3) 設計更改和工藝更改 (4) 使用環境發生了變更的產品 (5) 運行環境發生變更的過程 DFMEA由產品設計
6、工程師主導PFMEA由工藝工 程師主導. 6 Sigma項目測量階段常使用FMEA,以找出潛在隱患.,設計FMEA評審的對象是產品圖紙及技朮文件需 收集的資料 合同文本顧客需求設計意圖與產品有關的法 律法規標准和規范同類產品的技朮參數和 經驗教訓特別應重視其售后服務及顧客反饋信息資料 設計FMEA應首先識別主系統子系統零部件充分 了解各層次的接口與內部的交互關系。 過程FMEA評審的對象是過程方案及工藝文件需收 集資料產品圖紙與技朮文件有關的法律法規標准及 規范類似產品的工藝資料及制造經驗。,2).收集有關資料掌握分析對象,過程FMEA中應按項目的功能和運行情況畫出概要流程圖將過程步驟逐一展開
7、使團隊成員對此項目有一個具體的共識才能保証完整的評估防止片面或遺漏. 潛在失效模式及后果分析用表,流程,分析制程特性,定義製造流程,分析產品特性,分析失效模式,分析失效原因,分析現行控制方法,分析失效效應,分析發生率,分析難檢度,分析嚴重度,計算風險優先數,決定優先改善之失效模式,建議改善措施,改善實施,3).估計潛在失效模式后果及其嚴重度(Severity),簡單陳述被分析的功能要求 對照功能要求估計潛在失效模式并一一列出. 估計失效后果-包括失效對上一級系統的直接影響和 對整個系統造成的影響。對后果的影響應從顧客的角度出發如產品喪失功能性能不穩定噪聲阻力大外觀不良異味延誤過程誤動作等如果顧
8、客是下一道工序則考慮無法安裝緊固無法加工危害操作者損壞設備等 評估失效后果嚴重程度評分,嚴重度(S)評分標準,嚴重度(S)評分標準,4).分析潛在失效的起因及其發生的頻度(Occurrence),某一原因而導致失效發生的幾率 評分標準: Cpk 主觀判定 統計資料 若起因只是唯一的當糾正了此起因此失效就不 可能發生此欄工作即結束. 若起因有多個就要用試驗設計之方法來明確哪些 是主要起因哪些容易得到控制. 上一級產品系統的失效往往是由于下一級零部件系統 的失效造成的。如腐蝕扭矩不當焊接不良測 量不精確。 評估每個具體失效起因發生的概率然后分成10個等級。,發生頻度(O)評分標準,5). 說明現行
9、控制措施和評估難檢度(Detection),說明在現行設計方案中已經采取的控制措施 控制措施有四類 (1) 能阻止失效起因或失效模式的發生或減少其發生概率。 現行過程控制方法應盡量選擇這一類。 (2) 雖不能阻止失效模式發生但在失效發生時能有效減 輕失效后果的嚴重度。如汽車采用的安全帶和安全氣囊。 (3) 雖不能阻止失效模式發生但能感知失效的征兆及時 預報以便采取其他防范措施。 (4) 只能查明失效模式 難檢度在現行的控制措施下,偵測失效發生的能力 劃分標準 主觀判定 統計資料,難檢度(D)評分標準,難檢度(D)評分標準,6).計算風險系數(RPNRisk priority number),事
10、先風險系數: RPN=(S) *(O)*(D) 團隊成員意見要一致。若遇不一致應通過討論調查再研究獲得一致。 風險程度的等級划分沒有唯一的標准。可根據企業自身的經驗和產品的特點而定但在同一企業內相類似的產品之間應采用統一尺度以保証相互間具有可比性。并考慮在顧客及供應商之間保持一致性.,7).提出糾正措施和預防措施,計算出RPN值后對風險數最高的提出糾正措施和預防措施以降低失效風險。若失效的根本起因不詳則通過實驗設計等手段來確定主要起因若對某特定起因尚無糾正措施就在該欄目中填寫“無”予以明確。 若失效模式的后果危害操作人員就應采取糾正措施消除或控制其起因發生或對操作人員規定適當的保護措施。 缺乏
11、正確有效的糾正措施FMEA工作的價值是,有限的而永久性的糾正措施是必需的。 用提高測控能力來減小RPN,是既不經濟且效果較差。用增加檢查次數也不是積極的糾正措施。因此在有些場合要改變零件的設計或現行的控制系統的設計。重點應放在降低失效模式的頻度(O)上而不是努力探測它們。 糾正措施和預防措施應落實到責任部門和責任人并且限定完成時間以保証項目開發的總體進度。,8).驗証措施的有效性-計算糾正后RPN 對于糾正措施和預防措施要驗証其有效性。驗証的 方法就是新一輪的風險評估-重新評定失效模式的嚴 重度(S),頻度(O)和(不易)探測度重新計算RPN. 若未采取任何糾正措施“糾正后的RPN”欄目即為空
12、白 糾正措施和預防措施往往不可能一次成功需要不斷 改進不斷驗証只有當嚴重度(S)和風險系數(RPN)均 大幅度下降達到滿意程度時FMEA才告結束。,9). FMEA報告 FMEA是對設計開發與過程開發進行評審的重要內容也是對設計開發與過程開發進行確認的重要依據。故需記錄FMEA活動的過程表格結果等并形成FMEA正式報告。 作為FMEA的輸出報告應包含設計文件的更改識別出關鍵產品特性和關鍵控制特性并生成質量控制計划。,五.實施FMEA應注意的問題,導入時機:FMEA團隊必須包括產品設計及其相關工程人員 FMEA分析 重在工程分析 FMEA先期規劃應做好 FMEA建義改善措施必須認真執行,並追蹤改
13、善效果 FMEA導入時機 貫穿產品設計,制程設計 FMEA是個循環過程 FMEA結果利用,六.設計FMEA與制程FMEA之區別,對象 實施階段 FMEA 團隊成員 分析失效原因出發點 建議控制措施出發點,1).設計FMEA,設計失效模式、效應與關鍵性分析是屬于在概念定義到設計定型整個研究發展過程中的一項實質的設計機能, 為求達到其效益, 設計FMEA必須配合設計發展之程序反復執行. 設計FMEA涵蓋內容包括: 產品設計FMEA、制造設計即開模或SOP等設計FMEA. 在設計FMEA中, 預估產品在設計上可能發生的缺點; 衡量該項缺點可能造成的影響, 並擬定為防止或檢測該項目缺點應改善的設計控制, 並推動其標準化作業.,設計FMEA範例之一,設計FMEA範例之二,2).制程FMEA,在規劃設計制造程序時, 利用FMEA技術分析其制 程中每一步驟可能的潛在失敗模式及其影響程度, 並找 出每一失效模式的發生原因與發生機率, 尋求各種可能 的方法, 以避免失效模式發生或降低其發生率, 減輕其 影響程序, 或提高制程之不良之檢出能力, 以便正式進 入生產前就能改善其制造或組裝程序, 使制造不良品的 機會降低, 並提升制造品質.,制程FMEA範例,焊接工藝的潛在失效模式及后果分析,Thanks!,
