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1、,深圳冠智达管理顾问有限公司 SHENZHEN GREEM MANAGEMENT CONSULTANT CO.,LTD,潜在失效模式及后果分析 Failure mode and effect analysis (FMEA),1,课程大纲,FMEA的定义 FMEA的发展 FMEA的种类 FMEA的作用 FMEA作业流程 PFMEA制作讲解 练习/点评,2,FMEA 定义,FMEA是一种工程技术（一种工具），用以定义、确认及消除在系统上、设计、制程及服务还没有到达顾客前已知的或潜在的失效、问题等。,3,FMEA的演变,4,FMEA的演变,FMEA的前身为FMECA，是在1950由格鲁曼飞机提出，用
2、在飞机主控系统的失效分析 波音与马丁公司在1957年正式编订FMEA的作业程序，列在其工程手册中 60年代初期，美太空总署将FMECA成功地应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术，并于1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。 1985由国际电工委员会（IEC）出版的FMECA国际标准（IEC812), 即参考MIL-STD-1629A 修改而成。 FMEA 是QS 9000五大工具之一，最新版为第四版。,5,FMEA 种类,系 统,管理系统 （质量、安全、 环境管理）,设 计,零组件 子系统 主系统,过 程,人/设备/方法 材料/量测/环境,重点： 使系统失效的影
3、响 降至最低,目标： 使系统品质 、可靠性、成本 及维护性 提升至最佳状态,重点： 使设计失效的影响 降至最低,目标： 使设计品质 、可靠性、成本 及维护性 提升至最佳状态,设 备,工具、 工作站 生产线 操作员训练 制程 及量具,重点： 使过程失效的影响 降至最低,目标： 使制程品质 、可靠性、成本 及维护性 提升至最佳状态,6,累积经验，早期发现失效原因及采取因应之道 促进设计改良。 改善作业方法。 帮助作业人员训练，使其能学到正确找出失效原因的方法及采取有效的措施。 公司对经验的累积及技术能制度化的保存。,实施FMEA的目的及意义,7,FMEA的时机,新设计、新技术或新制程，这时的FME
4、A是完整的设计、技术、或制程。 修改现有的设计或制程(假设其设计或制程FMEA已存在)这时的FMEA的焦点在修改的设计、制程，以及由于修改设计、制程而导致的相互作用。 使用现有的设计或过程于新的环境、地点(假设其设计或制程FMEA已存在)，这时的FMEA范围是针对环境、地点对现有的设计、过程的影响。,8,预防观念,问题 总数,项目 策划,项目 实施,验收,使用,问题 总数,项目 策划,项目 实施,验收,使用,优质企业,劣质企业,9,质量先期策划(APQP)流程图,概念启始 认可,1.规划,计划 认可,原型试作,量试,2.产品设计,3.过程设计,过程设计/ 验证,产品设计/ 验证,计划/定义 研
5、发立案,生产,生产阶段/ 回馈纠正,产品 / 过程 确认,4.产品/过程确认,规划,5.回馈与纠正,量产,DFMEA,PFMEA,10,FMEA作业流程,任务确认,决定 分析层级,列举 故障模式,机能 方块图,流程步骤 分析表,选定 故障模式,制作 FMEA表,提出 对策方案,试验报告 不良报告 顾客抱怨,DFMEA,PFMEA,系统、 子系统、 零件,列举 故障原因,RPN评价 选定对象,试验报告 不良报告 顾客抱怨,经验累积,11,FMEA 制作说明 (FMEA 团队选择及流程),FMEA 团队选择（多功能小组） *跨部门团队的组成 *选部门人员(设计工程师、制程工程师、生产管理、品质工程
6、师.等人) *选FMEA负责工程师,决定过程或选标准过程/收集资料 *使用方块图/流程图以展示目前或计划的制程/类似产品的信息,详细的原因 - 失效 后果 *脑筋激荡/确认失效模式 *确认第一层原因(第二层、第三层、第四层等多层原因) *定义失效模式的后果,12,计算风险 *严重度(每种失效模式取最大值) *风险顺序数(RPN)为最大值的严重度乘以最大值的频度，再乘以最大值的探测度,建立柏拉图(可运用不同统计技术) *针对严重度、频度及风险优先指数逐一建立柏拉图 *确认“重要的少数失效模式”,展开建议行动 *专注于少数重要的失效模式,FMEA 作业说明 (FMEA 团队选择及流程-续),13,
7、项目 /功能(要求),潜在失效模式,潜在 失效后果,严重度,等级,潜在原因/失效机制,频度,现行设计 (制程)管制,预防,检测,探测度,RPN,建议措施,责任与目标完成日期,措施结果,采行措施,严重度,频度,探 测度,RPN,潜在失效模式与后果分析,功能, 特征或要求为何?,后果为何?,什么会错误? - 无功能 - 部分/过多/ 降低功能 - 间歇功能 - 不预期功能,有多不好?,原因为何?,其发生频率为何?,如何能预防及发现这种原因及错误?,这种方法发现这种问题有多好?,改善风险程度 能够做什么? - 设计变更 - 过程变更 - 特别管制 - 标准, 工艺文件 或指引变更 - 导入防呆措施
8、- 加强设备保养 - 加强参数控制 - 加强工作技能,14,PFMEA（过程）制作,15,16,过程 FMEA 中对顾客的定义,过程 FMEA 中，对顾客 的定义通常是指最终使用者，但也可能是后续或下游制造或组装作业、服务作业、或政府法规。,17,过程 FMEA 的制定,过程 FMEA会假定产品符合所设计的要求。潜在失效模式有可能是因为设计弱点造成，其后果及避免方法应包含于 DFMEA 。,18,过程 FMEA 的制定,过程FMEA 的输入： PFMEA 的制定首先将过程流程图完成，并将产品过程特性鉴别出； 特性矩阵图，识别产品特性与过程特性的关系； 如果有的话，则应包括相关的 DFMEA,准
9、备 PFMEA 所使用的流程图应附于该 PFMEA 文件中。,19,流程图制定,20,主要日期,此日期不应超过预定的产品开始量产日期 附注： 以供货商而言，初次 FMEA 之预定日期不应该超过顾客所要求的生产零件及核准过程 (PPAP) 提交日期。,21,过程功能要求,小组应针对性能、材料、制程、环境以及安全标准等。并尽可能精确地指出此制程或操作程序的目的。如果特定制程包含多项的操作程序 ( 如：组装 ) 且有不同的潜在失效模式，最好是把这些操作程序列为单独的项目分析。,22,潜在失效模式,在准备 PFMEA 作业中，会假定进料零件均为合格， 除非 FMEA 小组依据历来的数据显示进料的品质有
10、缺点，则可纳入分析。 弯曲 毛边 孔偏位 破裂 孔太浅 未打孔 搬运损坏 脏污 孔太深 表面太粗糙 变形 表面太光滑 开放电路 短路 未贴卷标,23,潜在失效模式,24,潜在失效后果,对于顾客的定义，可以是下一个制程，后续的作业或地点，经销商和或汽车车主。当评估失效潜在效应后果时，每一个对象均应考虑到。 对于最终使用者而言，其后果以产品或系统性能的感受，如： 噪音 粗糙 操作不规律 作业过多 不舒服的气味 无法操作 操作不良 不稳定 作业中断 渗漏 外观不良 重工修理 报废 顾客不满意 对于下一个制程或后续的作业地点，其后果以制程操作性能的感受，如： 无法系紧 无法配合 无法钻孔 无法连接 无
11、法安装 无法选配 无法装面板 造成过多的工具磨耗 损坏装备危及作业,25,潜在失效后果 案例,26,严重度,严重度是针对失效模式中最严重的效应等级。 严重度等级指数可对系统、子系统或零部件的设计变更，或制程之重新设计来降低。 附记： 失效模式后果的严重度为 1 分者，则不需要作进一步分析。,27,等级,本栏亦可用以区分任何特殊产品或过程特性（ 如：安全特性、关键特性）,28,潜在失效原因机制,扭力不当 过度或不足 定位装置磨损 焊接不当 电流、时间或压力 工具磨损 量测不精确 定位装置有碎屑 热处理不当 时间或温度 工具损坏 不当的浇注空气流通 机器设定不当 润滑不足或未润滑 程序运作不当 零
12、组件遗失或误置 使用明确的错误或功能失效用语( 如：操作员未安装封口 ) ；不可使用不明确的用语 (如 ：操作员失误，机器失效 ) 。,29,潜在失效原因机制案例,30,频 度,频度是特定原因机制可能发生的机率。频度的评价等级分数是相对值，而非绝对值。可由设计变更或过程变更预防或控制失效原因/机制，是降低频度的唯一方法。,频度评价等级分数为 FMEA 制定时的相对评分，并不一定是反映实际可能的发生率。,31,现行的过程管制,过程控制的方式，有以下两种类型： 1 ) 预防：预防失效的原因机制，或降低发生的机率。 2 ) 检测：检测失效的原因机制，或失效模式据以采取纠正措施。 如果可能的话，第一种
13、方式(预防管制)是较好的方式。 本手册 PFMEA 的过程控制有两栏 ( 意即：分开预防控制及检测控制 )，以协助小组能迅速以目视区分两种类型控制方式。,32,探测度,探测度的评价等级是与所列的过程控制有关。 为了降低侦测度评价等级，一般来说所规划的制程控制必须改善。,33,风险顺序(RPN),RPN=(S)x (O)x(D) 风险顺序数是严重度数(S)、频率数(O)和不易探测数(D)三者的乘积。 风险顺序数RPN是对设计风险性的度量。,34,PFMEA 严重度评级表,35,PFMEA 频度评级表,36,PFMEA 探测度评估,37,PFMEA 探测度评估,38,风险顺序(RPN),RPN=(
14、S)x (O)x(D) 风险顺序数是严重度数(S)、频率数(O)和不易探测数(D)三者的乘积。 风险顺序数RPN是对设计风险性的度量。,39,建议措施,建议措施，应首先考虑高严重度，不建议用RPN目标值决定采取措施 一般来说不论 RPN 高低，当严重度是 9 或 10 时，特须注意现行的设计控制或预防纠正措施要将该风险列入控制并采取措施。,40,建议措施,建议措施的考虑顺序应为：降低严重度、频度及探测度。 降低严重度S等级：只有修改设计才能降低严重度等级。,41,建议措施,降低频度O等级：通过对设计进行修改，进而移除或控制一个或多个的失效模式的起因或机现，可以降低频度的级别。 应该考虑但不限于
15、下列措施： 设计防错以消除失效模式 修改设计几何尺寸利公差 修改设计以降低压力或替代缺陷（高失效可能性）零部件 增加冗余 修改材料规格,42,建议措施,降低探测度D等级：首选的方法是用防错的方法，增加设计确认验证措施应会导致探测度等级的降低。在一些情况下，为增加探测可能性（如：降低探测度等级）可能会要求对特定零部件的设计变更。 另外，也需考虑下列内容： 试验设计（特别在失效模式的多种或相互作用的起因存在时） 修改试验计划,43,建议措施,44,措施结果追踪,过程负责工程师可使用下列方法确定建议措施已执行： 确定过程产品要求已达到。 审查工程图面，制程产品规格，和工序流程 确定所有的组装制造文件的变更。 审查控制计划和作业指导书。,45,练习PFMEA,46,FMEA总结,FMEA 流程 DFMEA与PFMEA的关系 FMEA与控制计划关系 FMEA第四版总变更,47,No,No,No,Yes,Yes,Yes,FMEA,低优先顺序,高 RPN,防错法?,修订FMEA,是否客户之 重要特性?,优先持续改善,防错措施,定出特殊特性的防呆作业,列在控制计划中,列在 作业指导书,FMEA 流程图,48,设计FMEA与过程FMEA的关系,失效 模式,零件,过程,失效 模式,影响,原因,现行探测,- 保修 -外部质量问题 - 内部质量问题,设计 问题,制造 问题
