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1、危險性工作場所FMEA,危險性工作場所- FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) 失效模式與效應分析,危險性工作場所- FMEA,危險性工作場所FMEA,大綱 一、簡介(含起源、目的及思考方向) 二、FMEA方法介紹(含目的、表格及欄位說明、分析領域) 三、FMEA實施流程(含單機及系統) 四、FMEA實例說明(水供應系統、DAP製程、氣瓶櫃系統) 五、FMEA分組演練(DAP製程) 六、JSA補充說明 七、危害分析方法於工廠之應用(輔以DAP製程說明) 八、FMEA結語,危險性工作場所FMEA,一、簡介危害分析方法之起源,起源及實施之產業 (1)起
2、源核能電廠、飛彈系統(1950年代) (2)高危害製造廠石油煉製廠、化工廠、半導體廠、光電廠 (3)製造廠鋼鐵廠、造紙廠.等 (4)非製造型產業(部分實施) 銀行、保險、證券、律師事務所等 (5)政府單位之業務執掌(少部分實施) 救災體系、疾病管制局、衛生單位.等，事前之分析與對策。,危險性工作場所FMEA,(一)找出危害點 工廠中之危害與下列有關： (1)動力源管制啟動方式及緊急停俥 (2)基本設計 (3)軟體及硬體 (4) 製程及廠中輸送之物質(製程參數：溫度、壓力、流量 等，製程物質之毒性、爆炸性、酸鹼、腐蝕.等) (5)人為操作教育訓練、SOP以及稽核(考績配合) (6)外力環境(外人
3、、外物、外在因素) (7)天然災害(地震、颱風、天候、溫濕度),一、簡介危害點之思考方向,危險性工作場所FMEA,人為操作思考方向 作業型態： (1)正常作業 (2)異常作業 (3)維修作業 (4)其它影響系統之重大作業,一、簡介危害點之思考方向,危險性工作場所FMEA,先知先覺(1)簡單的危害辨識 (2)進階的風險分析方法 未發生職災前依據事前分析進行改善 後知後覺發生職災後，進行事故調查及改善 (勞委會下之北、中、南檢查所網站) 不知不覺發生職災後，亦未改善,一、簡介危害點之思考方向,危險性工作場所FMEA,未發生事故前之簡易判斷 (1)造成事故之因素 硬體因素+人為操作 (2)造成之後果
4、 人數、受傷程度 舉例: 未發生事故前之完整分析 (1)利用What-if、FMEA、HazOp、FTA,一、簡介危害點之思考方向,危險性工作場所FMEA,(二)提出改善建議改善建議之思考方向及架構,一、簡介改善建議之思考方向,危險性工作場所FMEA,針對改善建議加以執行之思考方向 人為操作教育訓練、 SOP (表單配合) 稽核(考績+獎懲+升遷 配合),一、簡介執行之思考方向,(三)針對改善建議,危險性工作場所FMEA,風險矩陣所有危害分析法之共通語言,目的：所有危害點對應到一個安全等級， 作為是否須急迫改善之依據,一、簡介危害分析法之共通語言,危險性工作場所FMEA,事故頻率（根據Semi
5、-S10定義),一、簡介危害分析法之共通語言,危險性工作場所FMEA,一、簡介危害分析法之共通語言,定義-以元件故障為出發點,推論失效類型對系統產生的影響性,並據此分析結果建立防範措施或更改設計 目的：增加產品的可靠度與即時處置異常狀況之發生(減少事故發生、增進製程安全、提高生產效率) 起源：首先在美國國防科技中研究發展，在核能、石化及海上鑽油等高風險工業,二、FMEA方法介紹目的,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,例：
6、氣體鋼瓶之緊急關斷氣動閥V-1,二、FMEA方法介紹表格說明,二、FMEA方法介紹表格說明,是一種結構化、預防性的靜態分析技術，用以確立 系統可能的失效模式，探討各失效模式發生的 原因，並採取預防性措施及謀求改進的對象，以提高產品的可靠度及加強警報系統。 FMEA以單一元件失效出發，無法考慮數個元件同時失效的模式，一者因為太複雜，再者不實際。FMEA是分析產品自身的失效影響，不討論人員操作的問題。 FMECA=FMEA+CA(Criticality Analysis),二、FMEA方法介紹優缺點,優點： 對於硬體設備的檢核相當徹底 複雜系統的利器 易於實施 一件產品的零件在某特定的時間及情況下
7、，如何失去功能，故障的次數是多少，故障之後對其它零件或對整個系統會產生怎樣的影響等。 缺點： 對於人為因素和作業因素較少納入 耗時費力 分析者未察覺多重故障,二、FMEA方法介紹優缺點,是一種結構化、預防性的靜態分析技術，用以確立系統可能的失效模式，探討各失效模式發生的原因，並採取預防性措施及謀求改進的對象，以提高產品的可靠度。實施FMEA是從零件層次開始，分析每一個零件的失效模式、造成原因、向上對系統的影響、發生機率及關鍵性，然後針對設計弱點，改良設計或採取應對措施。,二、FMEA方法介紹優缺點,二、FMEA方法介紹欄位說明,分系統、模組：依設備實際狀況命名 件號名稱：記錄該元件名稱及編號，
8、編號以藍圖上的元件編號。 規格或功能：簡要地敘述該元件的規格或功能，如有該元件的管制文件，加列文件編號。,二、FMEA方法介紹欄位說明,失效(故障)：零組件在特定的條件內，未能完成其所需要的功能 失效模式(故障模式):具體地描述故障發生的方式，如裂開、洩漏、變形、折斷等。每一個元件可能有數個故障現象，條列於此欄位內 失效原因(故障原因):以top-down方向追查造成每一失效模式的可能原因，例如：電容爆毀是由於負載過高、散熱不良或劣質元件。僅down至的至可維修層次，如失效係因外力因素造成則列出起因。對應第一個失效模式產生之多種失效原因，以1.1、1.2、1.3表示，較為清晰明瞭,二、FMEA
9、方法介紹欄位說明,例： 設備元件：閥 失效模式：外漏 (External leak) 破裂 (External rupture) 內漏 (Internal leak) 阻塞 (plugged) 無法開啟 (Fails to open) 無法關閉 (Fails to close) 無法改變開度 (Fails to change position) 假開度 (Spurious positioning) 過早打開 (Opens permaturely) 過早關閉 (Closes permaturely ),二、FMEA方法介紹欄位說明,狀態,例： 設備元件：指示器 失效模式：無輸出訊號 輸出訊號過低
10、 輸出訊號過高 對輸入訊號之改變無回應 假輸出訊號,二、FMEA方法介紹欄位說明,例： 設備元件：馬達 失效模式：啟動失效 運轉中故障 過早啟動 太慢啟動 運轉時間太長 退化運轉，如：太快、太慢等等,二、FMEA方法介紹欄位說明,失效效應(後果): (1)故障型式的後果，一旦故障型式存在其可能造成最嚴重的後果，依傷亡程度、財產損失或系統損毀而定其嚴重程度大小。 (2)以bottom-up方向查出每一失效模式可能造成的影響，最好區分local effect及higher effect (3)以系統中最不喜歡見到之現象為主軸 (失效效應過多時，以最嚴重情況列之),二、FMEA方法介紹欄位說明,偵測
11、方法:系統如何偵知失效發生或即將發生之方法 例如：管路破裂(失效模式)由氣體偵測器偵測得知氣 體洩漏發生火災(失效效應)由偵煙器得知 警報聯鎖:該件失效導致警報與聯鎖的作動 說明：有兩種方式，或為警報僅有警示作用，或警報 有連動下一步之處置措施,二、FMEA方法介紹欄位說明,發生機率:是該失效模式的失效機率，以次數/百萬小時或MTBF(年)表示之，資料來源有廠商提供者、歷史經驗值或來自標準，例如Mil-STD-217及NPRD，也可以自由心證，但必需量化或半量化描述。 嚴重等級：由故障型式發生的頻率及其發生的後果綜合判斷安全等級,二、FMEA方法介紹欄位說明,二、FMEA方法介紹欄位說明,數據
12、分類及來源 1.一般數據(generic data) -專業書籍、期刊報告 2.個廠數據(plant specific data) -個廠失效記錄 -請修單、維修記錄、控制室日誌,二、FMEA方法介紹欄位說明,事故頻率（根據Semi-S10定義),二、FMEA方法介紹欄位說明,二、FMEA方法介紹欄位說明,二、FMEA方法介紹欄位說明,二、FMEA方法介紹欄位說明,處置措施:包括防制故障發生的手段、警報機制與故障發生後的處理程序，後者包含失效報告與維修矯正等。例如，改變設計降低應力、加強冷卻通風或選用品質等級較高的元件。該件應執行的維修或保養需求應記錄於此欄，例如日常巡檢，每季調校.等。,二、
13、FMEA方法介紹欄位說明,修護權責:明訂各項工作的權責單位或權責人員 修護手冊:記錄修護用SOP的編號 汰換週期:該件硬品的使用年限與自訂的更換週期 停機代號:停機可為故障造成停機，或為修復故障而必須停機，此停機是要界定停機的範圍(單機、分系統、系統)與種類(緊急停機),二、FMEA方法介紹欄位說明,修護時間:由維護度分析獲得，包括發現故障、確定故障原因、拆卸、零件獲得、修正、測試、組裝等所需時間 修護費用:此處只論與修復有關的費用，例如材料費人事費 停機時間:是因為故障、修護、檢查、開機準備等總停機時間 停機損失:包括與工廠停機停產等一切損失 最大損失:包括可能發生故事故等的一切損失 維修週
14、期：定期保養或預知保養(定期量測) 維修備料:註明維修備料的份數或供應商,二、FMEA方法介紹欄位說明,危險性工作場所FMEA,(一)設備資料.等,(二)參與人員,(三)系統運作流程,(四)前置工作,零件,基本資料,失效模式,失效原因,失效影響,量化分析,改進與補救,失效模式,失效原因,失效影響,量化分析,改進與補救,(五)執行、檢討與設計改進,(六)後勤支援分析,(七)製程安全分析,三、FMEA實施流程,危險性工作場所FMEA,(一)設備資料等： (1)硬體示意圖(含硬體元件相關資料) (2)空白表格 (3)製程條件相關資料 (4)維修制度及記錄 (Alarm及Interlock系統) (二
15、)參與人員 FMEA分析人員、製程工程師、維修工程師,三、FMEA實施流程,危險性工作場所FMEA,(三) 系統運作流程： (1)元件功能說明 (2)元件功能關聯性說明 (3) Alarm及Interlock系統之運作 (3) 製程與設備維修制度之關聯運作流程,三、FMEA實施流程,危險性工作場所FMEA,(四)前置工作 (1)組織FMEA工作小組 (2)時程安排 (3)分析的對象,層級與原則 (4)實施的方法與審核程序 (5)決定FMEA的分析格式 (6)區分嚴重性等級與選定可靠度資料庫 註：取決分析範圍、時間、失效資料之詳細與否,三、FMEA實施流程,危險性工作場所FMEA,FMEA分析前之思維 目的：設備可靠度及安全考量 (1)設備依硬體功能以模組、元件依序分類 (2)一個設備的使用時機分為 (i)設備正常運作(不含人為作業) (ii)設備正常時之人為操作作業 (iii)設備異常狀態時，牽扯到人員之處理作業 以表格形式觀之，缺少人員作業可能產生之危害 (i
