失效模式分析-FMEA教育训练

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1、FMEA (Failure Mode & Effect Analysis) 失效模式與影響分析,1,乙 盛 機 械,ESON Precision Engineering CO., LTD,Prepared by : Michael Prepared date : 2012.6.25,2,FMEA,F:,Failure,失效、失敗 定義：,達不到預期的功能或目的,Fail to reach Scope. Objective. Purpose.,談Failure，先談定義,要層別得夠細，否則收集的資料會很混淆,Failure Mode (cause) Effect Analysis,3,M:,Mo

2、de,在所有失效中，出現最多的,(眾數),例：2, 3, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 7,集中點：,x,n,=,= 4.2 4,在有限resource的狀況下， 從失效最多的狀況開始著手， 此即Failure Mode,FMEA,Failure Mode (cause) Effect Analysis,4,FMEA,E:,Effect,影響,Effect談三種：,在有限resource的狀況下， 從失效最多的狀況開始著手， 此即Failure Mode,Failure Mode (cause) Effect Analysis,1.Local effect,2.Next high lev

3、el effect,3.End effect,(對本身的立即影響),(對同一Level的影響， 也可能對Next high level effect),(對產品使用者的影響),(對end product的user影響,產品跑到user身上，use時才發現),Downstream Internal effect,Downstream External effect,5,FMEA 之沿革,6,FMEA 定義及分析方式,FMEA是一種工程技術用以定義、確認及消除在系統上、設計、製程及服務還沒有到達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: 使用歷史數據，針對相似產品、

4、服務、 保證數 據、 顧客抱怨、 及其他可取得資訊，加以定義 失效。 第二: 使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工 程等以確認及定義失效。 如果正確及適當地使用，FMEA 方法會使評價行動更準確及更有效率。,7,良好FMEA之具備事項,FMEA是早期預防失效及錯誤發生的最重要 且最有效的方法之一。 一個良好的FMEA必須具備： 1. 確認已知及潛在失效模式 2. 確認每一失效模式的效應和原因 3. 依據風險優先指數(產品的嚴重度、發生率 及偵測度) 4. 提供問題改正行動及跟催,8,FMEA 之效益,指出設計上可靠性的弱點，提出對策 針對要求規格、環境條件等，利用實驗設計或模擬分析，對不

5、適當的設計，即時加以改善，節省無謂的損失 有效的實施FMEA，可縮短開發時程及開發費用 FMEA發展之初期，以設計技術為考量，但後來的發展，除設計階段使用外，製造工程及檢查工程亦可適用,9,以設計的最小構成單位組件，假設使用中可能產生的故障，針對此故障，檢討其可能引起對上層組件、子系統及系統產生的影響，指出可靠性的弱點，提出對策建議，防止未然的故障發生。,FMEA的精神,10,FMEA展開時機,1. 依照FMEA定義，它是一種方法，消除或減少已知或潛在問題， 以強化顧客滿意至最大極限。因此，為了要達成此目的，展開FMEA 的時機必須愈早愈好!縱使相關數據/資訊仍然未知時。 FMEA的口號為:(

6、就你所有，儘全力而為) 2. 經由品質機能展開(QFD)已知某些資料時，就應立刻展開FMEA。 3. 當設計新的系統，新的設計，新產品，新製程，新的服務時。 4. 當現有系統，設計，產品，製程，或服務等不管是何種理由，將要變 更時。 5 當既有的系統，設計，產品，製程，或服務的條件有新的應用時。 6 當既有的系統，設計，產品，製程或服務被考慮要改善時。,11,1.一般的原則:FMEA之使用要越早越好,如此才能消除或減少設計錯誤之發生; 2.當設計新的系統、產品、零件、制程、設備時,在作概念設計或草圖時即可開始FMEA; 3.當系統、產品、零件、制程、設備有變更時; 4.當現有的系統、產品、零件

7、、制程、設備有新的應用時; 5.當現有系統、產品、零件、制程、設備被考慮要改善時.,使用FMEA的5個時機,12,FMEA 之因果模式,1.設計不當 2.製造不當 3.使用不當 4.磨耗 5.安裝不正確 6.逐漸老化,1.實體破壞 2.操作中失效 3.功能退化 4.功能不穩定,1.安全失效 2.機能失效 3.管制失效 感覺、外觀,人,機,料,法,環,CAUSE,MODE,EFFECT,13,FMEA作業展開,任務確認,決定 分析層級,列舉 故障模式,機能 方塊圖,流程步驟 分析表,選定 故障模式,製作 FMEA表,列舉 故障原因,提出 對策方案,RPN評價 選定對象,B.S 故障事例,試驗報告

8、 不良報告 顧客抱怨,經驗累積,DFMEA,PFMEA,系統、 子系統、 零件,14,FMEA 種類,系 統,零組件 子系統 主系統,設 計,零組件 子系統 主系統,製 程,人力 設備 方法 材料 量測 環境,重點： 使系統失效之影響 降至最低,目標： 使系統品質 、可靠性、成本 及維護性 提昇至最佳狀態,重點： 使設計失效之影響 降至最低,目標： 使設計品質 、可靠性、成本 及維護性 提昇至最佳狀態,設 備,工具、 工作站 生產線 作業員訓練 製程 及量具,重點： 使製程失效之影響 降至最低,目標： 使製程品質 、可靠性、成本 及維護性 提昇至最佳狀態,15,針對產品內子系統互相組合搭配后,

9、可能產生之失效進行FMEA 針對產品本身因設計不當后可能產生之失效進行FMEA 針對產品因制造流程不當后可能產生之失效進行FMEA;或制造工藝不當后可能產生之失效進行FMEA 針對制程中設備之設計或使用不當后可能產生之失效進行FMEA 針對產品開發或生產管理(非工程問題)不當后可能產生之失效進行FMEA,設計FMEA:,制程FMEA,設備FMEA:,管理FMEA:,系統組裝FMEA:,FMEA種類,16,FMEA是一種工程技術及方法,用以定義、確認及消除產品在系統、設計、制程及服務還沒有達到顧客以前已知的或潛在的失效、問題、錯誤等等.,它是:,簡而言之:就是用工程方法預防失效或錯誤的發生,防患

10、於未然.,可靠性分析技術 系統化工程設計輔助工具 利用表格進行工程分析 在設計階段早期發現問題 及早謀求解決措施 根據以往經驗與教訓對一些環節的分析,FMEA作用,17,它是一個“事前的行為”而不是“事后行為” -減輕事后修改的危機,FMEA及時性,18,(設計、制造、裝配、售后服務、質量及可靠性等),工程分析 專業工程師,FMEA之本質,19,1.確認已知及潛在失效模式 2.確認每一失效模式的效應和原因 3.風險優先評估(嚴重性、發生頻率及難檢度) 4.提供問題跟催及改正行動,完善之FMEA必需具備,20,-FMEA總負責人為PDT/PMT Leader或QIT Leader, 因為Lead

11、er要對開發案或改善案成敗負責; -系統組裝工程師及TEAM負責系統組裝FMEA, 並將此給PDT/PMT/QIT; -設計工程師及TEAM負責設計FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; -制程工程師及TEAM負責制程FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; -設備工程師及TEAM負責設備FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; -各段制作FMEA工程師必定是PDT/PMT/QIT成員.,誰負責FMEA,21,DFMEA: -有助於潛在失效模式及其結果的說明; -識別相關的原因和機理; -識別減少或消除失效發生的措施; -有助於設計要求及其替代要求的客觀評價; -有助於生產和裝配要求的

12、最初設計; -增加設計過程中失效模式及后果被考慮的可能性;,FMEA的益處,22,DFMEA: -有助於設計測試和開發程序; -從顧客角度評價失效; -允許跟蹤和文件化降低風險的措施; -將來分析和設計的極好參考; -設計FMEA過程的文件化.,FMEA的益處,23,PFMEA: -有助於確保產品相關過程失效模式及其后果的說明; -識別相關的原因和機理; -識別減少或消除失效發生的措施; -識別潛在生產或裝配過程的失效原因; -識別過程參數,若該參數受控,則可減少失效情況的發生或 增加探測性; -有助於糾正措施的優先順序安排; -過程中的極好參考; -過程FMEA文件化;,FMEA的益處,24

13、,在開發或設計概念形成時,DFMEA在體現設計意圖的同時,還應保證制造或裝配能夠實現設計意圖.主要由負責設計的工程師應用. 在開發或可行性階段,在生產制程及工裝的設計之前,主要由負責生產的工程師應用; FMEA 是一種隨著新問題和信息的出現而不斷更新的方法,是動態的永無止境的方法.,DFMEA,PFMEA,FMEA,DFMEA與PFMEA實施之區別,1.產品設計及類似產品之設計問題及原因,2.制造工藝及類似產品之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

14、為QIT,團隊一定要有負責人,組成FMEA團隊,資料收集,訂定執行方案,確認目標,使團隊清楚新產品或改善品為目標,並需了望客戶需求. 1.使用方式 2.客戶要求之工程SPEC 3.產品信賴性要求 4.制程、生產、裝配要求 5.品質目標等,FMEA 主流程,26,分析制程特性,定義製造流程,分析產品特性,分析預估失效模式,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,結果確認有效,27,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

15、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;,實際-,FMEA 結果應用,28,嚴重度-S 發生率-O 難檢度-D 風險優先數-RPN=S*O*D,嚴重度、發生率、難檢度、風險優先數,29,恒量失效的影響程度 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,環保的違及. 劃分標準-主觀判定 1-幾乎不會有甚麼影響 10-會違及安全,法規,嚴重度定義,30,一. 危險特性(Catestrophie) (無法滿足則不能銷售),1.耐火性、自然性、UL 、CAS 2.工業標准 3.顧客要求 4.內部工程需要由Critical量測項目,二. 重大特性(Significant) (無法滿足則不能銷售給指定客戶),1.客戶及供應商共同制定特性 2.或客戶指定特性,例如:規格/尺寸 /速度/力/溫度等. 3.設計工程師指定的特性 4.業界標准,三. 主要的特性(Major),1.信賴性測試 2.產品制程不良率及分析,嚴重度分類,31,嚴重度(S)劃分標准,32,某一原因而導致失效發生的幾率 劃分標準: CPK 主觀判定 統計資料 1