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1、FMEA失效模式與影響分析 Content 一 FMEA概論二 FMEA作業流程三 SOD的確定及判定準測四 FMEA案例解析五 FMEA實施注意事項 一 FMEA概論 FMEA FailureModeandEffectAnalysis 是指在設計或過程實施階段對構成的子系統 零件 以及構成的各工序逐一進行分析 找出所有潛在的失效模式并分析出可能的后果 從而預先采取必要的防范措施以提高產品的品質和可靠性 提升過程的能力及穩定性等 并將全過程形成文件的一種系統化的活動 定義 FMEA目的 a 發現和評價設計 過程中潛在的失效及其後果 b 確定能減少或避免潛在失效模式發生的措施 c 將全部過程形成
2、文件FMEA的重點在於設計 目的是防患於未然 本質為工程分析 FMEA的分类根据其用途和适用阶段的不同可分为 1 设计阶段FMEA DFMEA DesignFMEA 如新产品设计 新工序设计 可预先进行DFMEA尽可能周全地考虑产品规格 制程操作水平 制程能力等因素 使设计符合要求 2 过程阶段FMEA PFMEA ProcessFMEA 针对工序间可能或已知的坏節 可运用PFMEA作量化分析 在影响的诸多因素中 哪个系统原因最大 是否為主要原因 其他如Cpk低 生产过程异常等 均可通过采用PFMEA直观地找出主要原因进行改善以达到应用的效果 FMEA使用越早越好 才能減少或消除異常 使用時機
3、如下 1 設計新系統 產品 制程 設備時2 系統 產品 零件 制程 設備有變更時3 現有系統 產品 零件 制程 設備有新的應用時4 現有系統 產品 零件 制程 設備需要改善時 FMEA使用的四個時機 1950美国格鲁曼 Grumman 公司首先提出 用于飞机主操纵系统美国波音 Boeing 与马丁 MartinMarietta 公司工程手册美国太空总署 NASA 应用于航天计画美国SAEARP 926美国NASANHB 5300 4 1A 美军标准MIL STD 1629福特汽车公司 Potentialfailuremodeandeffectsanalysishandbook美军标准MIL S
4、TD 1629A英国国家标准BS5760 31984福特汽车公司 Potentialfailuremodeandeffectsanalysishandbook 修订 FMEA演变歷史 美国克莱斯勒公司 FMEAMANUAL国际电工委员会 IEC IEC812美国克莱斯勒公司 FMEAMANUAL 修订 英国车辆协会GuidelinestoFMEA福特汽车公司 Potentialfailuremodeandeffectsanalysishandbook 修订 福特汽车公司 Potentialfailuremodeandeffectsanalysis 修订 美国品管学会 ASQC 车辆工业行动组
5、AIAG Potentialfailuremodeandeffectanalysisreferencemanual美国品管学会 ASQC 车辆工业行动组 AIAG Potentialfailuremodeandeffectanalysisreferencemanual SAEJ 1739 二 FMEA作業流程 1 類似產品之設計問題及原因 2 類似產品制程異常及不良原因 7 使用維修 8 環境 3 類似產品之制程能力及原因 4 類似產品之客訴及原因 5 類似產品之依賴性失效及原因 6 類似產品之管理性問題 注 開發案為PDT 改善案為QIT 團隊一定要有負責人 組建FMEA團隊 資料收集 制定
6、執行方案 確認目標 1 客戶要求2 使用方式3 產品信賴要求4 制程 生產 裝配要求5 品質目標等等 1 組建FMEA團隊FMEA為一系統化輔助工具 會涉及到公司內很多部門 人員與各種技朮 因此有必要用團隊方式進行 FMEA團隊一般由5 7人組成 必要時可吸收供應商和客戶參加 2 確認目標 1 使用方式2 客戶要求3 產品信賴性要求4 制程生產裝配要求5 品質目標等 3 資料收集A 有關產品設計方面的資料B 有關制造工藝方面的資料C 有關使用維修方面的資料D 有關環境保護方面的資料 4 制定執行方案通常FMEA執行方案中要規定的項目說明如下 A 表格形式B 分析產品或制程之層次在DFMEA中
7、首先識別主系統 子系統 零部件 充分了解各層次的接口和內部的交互關係 在PFMEA中 按過程的功能和運行情況畫出概要流程圖 細化流程圖 5 執行FMEA 1 估計潛在失效模式 後果及其嚴重度2 分析潛在失效的起因及其發生的頻度3 分析現行控制措施和評估不易探測度4 計算事先風險數 RPN 5 提出矯正和預防措施 實施改善措施6 驗證措施的有效性7 計算矯正後的RPN 完成FMEA報告 子系统 功能要求 功能 特性或要求是什么 会是什么问题 无功能 部分功能 功能过强 功能降级 功能间歇 非预期功能 后果是什么 有多糟糕 起因是什么 发生的频率如何 怎样能得到预防和探测 该方法在探测时有多好 能
8、做些什么 设计更改 过程更改 特殊控制 标准 程序或指南的更改 一個良好的FMEA可以使其結果得到很好的應用 能增加生產力 提升品質 可靠度與安全性 增加顧客滿意度 增強產品競爭力 建立公司形象 降低產品開發時間與成本 為達到以上效果 需經以下方式妥善應用FMEA結果 FMEA結果應用 1 參考類似產品設計或制程之FMEA2 根據失效之關鍵性建立改進行動之優先順序 集中資源循序改善產品設計或制程3 應對已改善的失效重復進行分析改善 持續提升產品設計可靠度降低制程不良率4 將制程FMEA分析之結果反饋給設計單位作為產品設計參考 5 配合資訊系統將FMEA資料建成資料庫 可供制程檢驗 測試標准 檢
9、驗程序 檢驗規范以及其它品質管制措施參考6 在應用FMEA時應參考相同之失效并立即應用其改進建議 如果以往FMEA報告與實際情況有不符時 應修改FMEA資料7 配合設計審查作業 作為正式生產前產品可靠度 制程安全性 環境污染影響之參考資料8 不斷積累 整理成專業技朮供工程師訓練參考 FMEA 低優先順序 高RPN 防呆法 修訂FMEA 是否客戶之重要特性 優先持續改善 防呆措施 定出其特殊特性之防呆作業 列計劃管制 列於作業指導書 FMEA改善作業流程圖 No No No Yes Yes Yes FMEA常見故障模式1 功能方面常見故障模式不能動作 提早動作 延遲動作 不能停止 提早停止 延遲
10、停止 動作不穩定 間歇性動作 數值過大 數值過小 無法達到規定值 無法停止於規定位置2 機械類常見故障模式磨損 變形 腐蝕 龜裂 破損 脫落 燒損 洩漏 彎曲 凝固 變色 異響 振動 松動 咬合 位置偏 傷痕 過熱 壽命減低3 電氣類常見故障模式開路 短路 接觸不良 過熱 電參數漂移 異響 燒損 斷線 絕緣性降低 動作不良 異物 污損 雜波4 化學類常見故障模式腐蝕 剝落 老化 變色 固化 污染 過熱 衡量失效的影響程度失效影響 產品或制程的某一失效對產品尺寸外觀 結構 功能 性能 穩定性 可靠性影響 或對下一個制程 使用者和設備的影響或對最終客戶 政府法規 安全 環保的影響 劃分標準 主觀判
11、定1 幾乎不會有影響10 會違及安全 法規 嚴重度 Severity 三 SOD的確定及判斷準測 严重度评价基准参考表 頻度 發生度 Occurrence 某一原因導致失效而發生的幾率劃分標準Cpk主觀判定 統計資料1 幾乎不發生10 肯定會發生 在現行的控制措施下 探測失效發生的能力劃分標準主觀判定統計資料1 有手段能檢測出來10 無任何手段檢測出來 探測度 難檢度 Detection FMEA样式 FMEA制定方法 1FMEA编号填入FMEA的管理编号2设计责任填入关联的设计责任部门3制品名稱填入所分析的产品的名称 编号4MODEL填入产品的类别或规格或机种5作成主管填入FMEA负责工程师
12、的姓名 电话及公司名称 6改定次数填入FMEA的制改定次数7年度 型号填入产品开始的年度及型号8完了预定日填入FMEA制定的关键完了日期9最初作成日填入原始稿件的日期10最近改定日填入FMEA最新的制改定日期11核心小组填入FMEA有权确定及执行任务的主管部门及个人姓名 12工程功能 要求简单描述所分析的工程 尽量简单说明工程的目的13分类对潜在失效类型进行区分 生产 安全 品质 14潜在失效类型指该工程可能发生的不满足工程要求或设计意图的类型 是对具体工程不符合要素的描述 它可能是引起下一工程的潜在失效类型 也可能是上一工程的潜在失效的影响 但制定FMEA时要假设提供的资材 材料为合格品 1
13、5潜在失效影响指对顾客的影响 顾客可以是下一工程 后续工程 或最终使用者应在顾客使用的角度来描述的后果 对最终使用者来说失效的后果应一律用产品或体系的性能来描述 如 噪声 外观不良 异味 无作用等 对下一工程来说 失效的后果应用工程性能来描述 如无法固定 无法安装 配合不良等 16严重度严重度仅适用于达到的后果 从1到10 17潜在失效原因针对每一失效类型 尽可能在广的范围内列出可以想到的失效原因如果原因是唯一的 即如果改正了此一原因对失效类型的影响 就意味着FMEA的考虑过程完成了 但 一般的说 原因不是相互独立的 唯一的 要消除一个原因 需要考虑各种方法来确定根本原因 或容易解决的原因 同
14、时要仔细描述此类原因 以便可以指定有针对性的改正措施 18发生率指具体的原因 原理发生的机率 从1到10 19现行控制方法是对防止失效或发现失效的现在管理方法的描述如SPC等 可以考虑三种工程管理方法 特点 1 防止失效原因 原理或失效影响的方法 或减少其发生率2 调查原因 原理并发现改正措施3 调查失效类型20探測度在离开次一工程前被发现的程度 从1到10 21风险系数 RPN RiskPriorityNumber RPN S O D 从1到1000如果RPN高 应立即采取改正措施 努力减少该值但是 不管RPN如何 严重度 S 高时应给予特别关注 RPN等級確定及改善順序 22改善对策根据R
15、PN排出优先顺序 应对排在前列的项目采取改善对策 如果原因不详 建议采用DOE的方法来确定如果对某一特定原因无对策时要注明无予以明确为了减低发生度 需要改变工程或设计为了减低严重度 需要改变工程或设计为了增加检出度 需要改变工程或设计23担当 日程把负责实施对策的部门和个人以及预定的完成日期记入 对策应先实施在RPN高的项目任何建议的对策内容应可以减少发生度 严重度或检出度如果对一个特定的原因无对策时需要进行解释只有设计变更可以减少严重度为减少发生度 需要工程变更或规格变更为增加检出度 需要改变工程管理或检查方法 改善检出度是典型的经济性方法 但需强调的是要用预防的方法来代替不良的检出 24措
16、施内容当实施一项对策后 简单记录具体的实施情况及生效日期 針對預防 矯正措施之工程評價 應首先考量高嚴重度 高RPN及其他由小組指定的項目任何建議措施以降低評價等級的內容順序為嚴重度 頻率及探測度 一般來說不論RPN之高低 當嚴重度是9或10時 須注意現行的設計管制或預防 矯正措施要將該風險列入管制並採取措施 25 28措施后的RPN1 当实施措施后 应重新评价并记录发生度 严重度及检出度并计算RPN2 如果未采取任何措施 则措施后的RPN为空白 四 FMEA案例分析 失效模式效效應分析是屬于在概念定義到量產整個過程中的一項實質的機能 為求達到其效果 FMEA必須配合設計與制程發展之程序 涵蓋內容包括產品SOPPOP SIP IS等 在FMEA中 預估產品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 DFMEA范例一 DFMEA範例二 PFMEA范例一 五 FMEA實施注意事項 FMEA團隊必須包括設計及其相關工程人員FMEA分析重在工程分析FMEA應做好前期規劃FMEA改善措施必須認真執行並追蹤改善效果FMEA導入時機貫穿
