【培训教材】FMEA失效模式與效應分析

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1、第三版(2002.8.1)1講授內容一.FMEA基本概念二.FMEA之演變三.國際間採用FMEA之狀況四.設計FMEA表填寫說明五.製程FMEA表填寫說明六.FMEA結果之應用http:/ (環境、操作、時間 )不能完成既 定功能。2在規定條件下，產品參數值不能維持在規定的上 下限之間。3產品在工作範圍內，導致零組件的破裂、斷裂、 卡死等損壞現象。http:/ 功用1.發掘所有可能之失效模式2.依固有的技術進行設計變更3.必要之處採用可靠性高之零組件1.明確把握失效原因，並實施適當的改善2.零件安全之寬放確認3.壽命、性能、強度等之確認1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點2.利用FMEA之過

2、程製訂必要之製程標準1.不同之環境產生之失效，以FMEA克服2.不同之使用法產生之失效，以FMEA克服.客戶抱怨階段.設計階段.開發階段製造階段http:/ 飛機提出，用在飛機主控系統的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作 業程序，列在其工程手冊中。3.60年代初期，美太空總署將FMECA成功的應用 於太空計畫。美軍同時也開始應用FMECA技術，並 於1974年出版MIC-STD-1629 FMECA作業程序。4.1980修改為MIC-STD-1629A，延用至今。5.1985由國際電工委員會 (IEC)出版之 FMECA國際標準 (IEC812)，即參考MIC-STD

3、-1629A 加以部份修改而成。http:/ 技術。2.用表格方式進行工程分析，使產品在設計與製程規劃時 ，早期發現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.FMEA因分析對象不同分成 “設計FMEA” 及“製程FMECA” ，而MIC-STD-1629A因分析項目缺少現行管制方法，故適 合設計時使用。5.FMEA為歸納法之應用，根據另組件的失效資料，由下而 上推斷系統的失效模式及其效應，是一種向前推演的方 法。http:/ 9004 8.5 節FMEA作為設計審查之要項 ，另FTA亦是。2.CE標誌，以FMEA作為安全分析方法。3.ISO 14000，以FM

4、EA作為重大環境影響面分 析與改進方法。4.QS 9000 以FMEA作為設計與製程失效分析方法。http:/ 改善。6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7.提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計 變更和發展更進一步的設計。http:/ (2) 系統 FMEA編號： (1) (2) 子系統 頁次： of (2) 零組件： (2) 設計責任： (3) 準備者： (4) 車型年份： (5) 生效日期： FMEA日期 (製訂)(7) (修訂) (7) 核心小組：(8) http:/ 系統 FMEA編號： 0001 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 冷凝器 設計責任

5、： 準備者： 車型年份： 嘉年華94 生效日期：85.10.21 FMEA日期 (製訂) 85.8.01(修訂) 核心小組：設計二課成員 http:/ 系統 FMEA編號： 0001 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 22092720 設計責任： 準備者： 車型年份： 運用汽車96 生效日期：85.08 FMEA日期 (製訂) 85.7.15(修訂) 核心小組：如附表 設計FMEA表（範例)http:/ 系統 FMEA編號： 0001 0001 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： 主油壓缸 設計責任： 準備者： 車型年份： 生效日期：85.10.1 FMEA日期 (製訂)

6、85.9.01(修訂) 核心小組：設計系統開發小組 設計FMEA表（範例)http:/ 系統 FMEA編號： 1350 1350 子系統 頁次： 1 of 1 零組件： PAPER 設計責任： 準備者： 車型年份： 1350電氣膠帶 生效日期：85.10.25 FMEA日期 (製訂) 85.10.10(修訂) 核心小組：如附表 設計FMEA表（範例)http:/ FMEA編號：編號：填入FMEA文件編號，以便可以追蹤使用。(2) 系統、子系統及零組件：系統、子系統及零組件：指示合適的分析等級，並填入系統 、子系統或零件名稱或零件名稱和編號。(3) 設計責任者：設計責任者：填入OEM、部門和小組

7、，也包括供應商名稱。(4) 準備者：準備者：填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。 A.系統FMEA範圍： 底盤系統；點火系統；內部系統 B.子系統FMEA範圍 底盤系統之前懸吊系統 C.零件範圍 Strut為前懸吊系統之零件。http:/ (建議將所有小組成員名字、單位、電話號號、地址等另行列表)。(9)(9)項目功能：項目功能：填入要被分析的名稱和編號。利用專用名詞和工程 圖面上顯示的設計等級。於首次正式發行之前，可以使用實驗時 使用的編號。儘可能簡潔地，填入被分析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相關環境的資訊（如：定溫度、壓力、溼度範圍）。如果項目包含一個以上有不

8、同潛在失效模式功能時，則列出所有個別功能。http:/ 這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附 加於製程管制的特性（如：關鍵的、主要的、重要的。 任何項目被認為是要求的特殊製程管制，將被以適當的特 徵或符號列入設計FMEA的分等欄位,並將於建議行動欄位被提 出。 每一個於設計FMEA列出的項目，將在製程FMEA的特殊 製程管制中被列出。http:/ (15)(15)發生度發生度 參考下列各要素，決定發生度等級值(110)： 1.相似零件或子系統的過去服務歷史資料和相關經驗? 2.零件、上一階零件或分系統是否滯銷? 3.上一階零件或分系統改變程度的大小？ 4.零件與上一階零件，基本上

9、是否有差異? 5.零件是否為全新的產品? 6.零件使用條件是否改變? 7.作業環境是否改變? 8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發生度?http:/ 生比率。(2)偵測原因或設備，並提出矯正措施。(3)偵測失效模式。 可能的話，最先使用第(1)種管制；其次，才使用第(2)種管制；最後，才使用第(3)種管制。http:/ 風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)的乘積。 RPN=(S)(O) (D) 是一項設計風險的指標。當RPN較高時，設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上，會特別注意注意嚴重度較高之失效模式，而不理會RPN之數值。http:/ 當失效模式依RPN

10、數排列其風險順序時，針對最高等級的影響 和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發 生度、嚴重度、和或難檢度。增加設計驗證或確認措施的結果， 只可降低難檢度的等級。透過設計變更去除或管制某一或多個影響 失效模式的原因 設備，只能降低發生度的等級。只有設計變更能 降低嚴重度等級。可考慮下列的採行措施，但並不限於此：實驗設計 修改測試計畫 修改設計 修改原物料規格http:/ 完成日期。(21)採行措施：採行措施：完成矯正措施後，填入簡短的執行作業和生效 日期(22)RPN結果：結果：將矯正措施實施後，經鑑定、評估和記錄嚴重 度、發生度、和難檢度的等級結果填入，進一步 的措施只要重

11、覆(19)(22)之步驟即可。http:/ 設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已十執行或有適當的對策提出。FMEA文件應適時修正並能反應最新的設計等級，和最近有關的措施，包括開始量產後所發生的。設計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施已被執行：確認達成設計要求。審查工程圖面和規格。組裝或製造文件編訂確認。審查設計FMEA和管制計劃。 http:/ 製程責任者： (3)FMEA編號： (1)車型年份：(5) 生效日期： (6) 頁次 of 核心小組： (8) 準備者： FMEA日期(製訂) (7) (修訂) (7) http:/ FMEA編號： ADSD001 ADSD001 子系統 頁

12、次： 1 of 1 零組件： ADSD 設計責任： 準備者： 車型年份： BT-5797 生效日期： FMEA日期 (製訂) 85.11.04(修訂) 核心小組：如附表 http:/ KING PIN 製程責任者： FMEA編號： NO.1車型年份：(5) 生效日期：83.05.18 頁次 1 of 1 核心小組： 工程、模具等相關人員 準備者： FMEA日期(製訂) 83.05.18 (修訂)85.10.14 http:/ 製程責任者： FMEA編號： 002 車型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 85.09.01 頁次 of 核心小組： 加工課長、工程課長 準備者：

13、 FMEA日期(製訂) 85.08.16 (修訂) http:/ 製程責任者： FMEA編號： 001 車型年份：22092720 BASE PLATE 生效日期： 85.09.01 頁次 1 of 1 核心小組： 壓鑄課長 準備者： FMEA日期(製訂) 85.08.16 (修訂) http:/ 。(建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、 地址等另行列表)。(9)(9)製程功能：製程功能：填入要被分析的製程或作業簡單的敘述(如：車 床、需求鑽孔、焊接、組裝)。敘述儘可能與被 分析的製程或作業目的一致。當製程包含多種作 業(如：組裝)，而有不同的潛在失效模式時，要 將不同作業視為不同製程處理

14、。http:/ 為製程可能不符合製程要求或設計意圖。敘述規定作業的不合 格事項。它是一個原因成為下工程的潛在失效模式或被上工程所影 響的潛在失效模式。無論如何，於準備FEMA時，必須假設進料的零 組件或原物料是好的。 列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製程特性，所引起 的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答下列問題： 製程或零組件為何不符合規格？ 不考慮工程規格，什麼是客戶(最終使用者、下工程、或服務)所不 滿意的？ 一般的失效模式包含下列各項： 破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的 安裝、灰塵。 http:/ 被定義為對客戶要求的功能失效模式。客戶指的是：下個作業

15、、 下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛在失效功能都必 須被考慮。 對於最終使用者，失效效應經常被指為：雜音、不規律的動作、 不能操作的、不穩定的、通風不良、外觀不良、粗糙不平的、過度 的費力要求、令人不舒服的氣味、操控性減弱、車輛控制受損。 對於下工程而言，失效效應經常被指為：不能拴緊、不能鑽孔 或攻牙、不能固定、不能磨光、使作業者危險、危害機器、不合適、 不連接、不相配。http:/ 這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附加於製程管制的特殊產品特性(如：關鍵的、主要的、重要的)。如果在製程FMEA被認定等級，通知設計負責工程師，這將影響工程文件相關管制項目的認定。(14

16、)(14)潛在原因設備失效潛在原因設備失效在儘可能的範圍裡，列出所有能想像得到的失效原因：不當的扭力。不適當的焊接。不精確的量具。不當的熱處理。不適當的鑽孔。不適當或沒有潤滑。缺少零件或放錯。http:/ 現行製程管制是敘述管制方法，用來預防可能擴大的失效 模式和偵查出失效模式的發生。這些管制方法可能包括治具的 防誤或SPC或後製程評估。 有三種製程管制可以考慮： (1)預防失效原因或失效模式效應的發生或降低發生比率。 (2)查出失效原因，並提出矯正措施。 (3)查出失效模式。 可能的話，最好先使用第(1)種管制；其次才使用第(2)種 管制；最後，才使用第(3)種管制。http:/ 風險優先數

17、是嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)的乘積。 RPN=(S)(O) (D) 是一項製程風險的指標。當RPN較高時，設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上，會特別注意注意嚴重度較高之失效模式，而不理會RPN之數值。製程FMEA填寫說明http:/ 當失效模式依RPN數排列其風險順序時，針對最高等級的影響 和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目的是要減少任何的發 生度、嚴重度、和或難檢度。可考慮下列的採行措施，但並不限 於此：為了降低發生機率，需要製程或設計變更。 只有設計或製程變更可以降低嚴重等級。 為了增加查出的機率，需要製程或設計變更。通常改進偵查管制 方式，對品質改善是

18、浪費和無效的。增加品質管制檢驗頻率不是 良好的矯正措施。永久改善措施才是必須的。製程FMEA填寫說明http:/ 和難檢度的等級結果填入，進一步的措施只要重覆(19)(22)之步 驟即可製程FMEA填寫說明http:/ 之管制方法。4.找出失效模式嚴重等級排序，並按序矯正。5.製造和裝配文件化。製程FMEA填寫說明http:/ 析資料，避免採用不良率高之設計或製程，在適當程序加入檢 查點，選擇適當的檢查項目與規格等，在對新產品設計或製程 進行FMEA時，類似產品設計與製程之FMEA資料更是重要的參考 資料之一。2.FMEA最重要的價值在於協助改善產品設計與製程，但經過 FMEA之後所發現的失效

19、模式必然很多，一時無法立即全部加以 改善，應從關鍵性的失效模式中根據其關鍵性，建立改進行動 之優先順序，集中資源，循序改善產品設計或製程。http:/ 覆分析、改善，如此不斷的循環，持續提昇產品設計可靠度， 降低製程不良率或提高不良品之檢測能力，提昇設計與製造 品質。4.將製程FMEA的分析結果回饋給設計工程師，可以讓產品設計 工程師瞭解現行的設計在實際進入製程時所可能產生的問題， 作為改進產品設計之參考。http:/ 、原因或效應時，可立即應用已分析過之改進建議；若FMEA報 告中無類似資料或與實際情況不符時，則修改FMEA資料，如此 相互配合，可減少失效處理之時間，並充實FMEA資料。6.配合設計審查作業，作為正式生產前產品可靠度、製程安全性 、與環境污染影響等之評估參考資料。http:/ 可作為工程師訓練之參考教材，亦可為公司保存重要之技術資 料。8.配合資訊系統，將FMEA資料建成資料庫，可提供健全的失效資 訊基礎，作為建立製程檢驗、測試標準、檢驗程序、檢試規範 及其他品質管制措施之參考。http:/