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1、失效模式及效應分析Failure Mode & Effects Analysisjakcy 20150803-講議版1課前小品n以下是HP惠普公司對於不良的成本分析n產品總成本的60取決於最初的設計n75的製造成本取決於設計說明和設計規范n70-80的生產缺陷是由於設計原因造成的2課程目的n讓大家認識FMEAn看的懂n寫的對3FMEA 的功能n減少工程變更，將潛在的問題 。n 品質問題，而不在事後進行矯正措施。事先預防事先解決4課 程 大 綱n FMEA的發展沿革n FMEA與品質成本n FMEA的分類n FMEA基本概念n FMEA表填寫說明n FMEA其它資訊n 分組練習5FMEA的發展沿
2、革n1950年由美國Grumma公司，用在飛機主控系統的失效分析。nBoeing飛機公司與Marting公司在1957年正式編訂FMEA的作業程序，列在其工程手冊中。n在同時期，美國Nasa與美軍也開始應用FMEA技術，並於1974年出版MIC-STD-1629A FMEA應用程序。n1980年修改為MIC-STD-1629A，延用至今。n1985年由國際電工委員會(IEC)出版之FMEA國際標準(IEC812)，即參考MIC-STD-1629A加以部份修改而成。n我國在1970年左右引進，用於航空及汽車工業。6FMEA與品質成本 根據美國汽車工業小組的調查統計報告，客戶滿意的品質槓桿研究指出
3、，在產品推出到市場的過程中，愈早投入品質預防的努力，愈能令客戶滿意，品質回收的利益亦愈大。產品設計開發階段 製程開發階段生產組裝階段售後服務階段客訴處理階段失敗成本低高7 FMEA與品質成本 n工廠的品質成本可以分為三部份n預防成本實驗、分析n檢驗成本品保人員、量測人員、檢測設備n失敗成本返工、報廢、賠款n成本比失敗生產檢驗預防n失敗成本佔產品總成本的80%以上8 FMEA與品質成本 n員工、軟及硬體都是公司的成本，如果沒有產出直接或間接的利潤(預防損失就是間接產出利潤)，對公司而言就是多出來的成本n也因為這樣的觀念多數人會誤把預防及檢驗成本當成是沒有產出的投資n其實洽洽相反這兩個成本反倒是公
4、司避免失敗成本的重點投資(最高的間接利潤)9 FMEA與品質成本 失敗成本實例駕福特休旅車翻覆駕福特休旅車翻覆 美婦癱瘓獲賠億美婦癱瘓獲賠億 聯合晚報聯合晚報 (2004-6-4)n車禍發生在2002年，當時受害婦人駕駛一輛1997年的Explorer在公路上為了閃避路上的金屬物，車輛翻覆失控，造成她從腰部以下癱瘓至今。 n加州法院的陪審團裁定福特必須提供受害婦人2億美元的天價補償性賠償福特過去因Explorer失控翻覆挨告11次10FMEA的分類n設計的失效模式分析(DFMEA)n 它是以設計構想為基礎，來檢討系統與零件的構造、機能上的問題點n製程的失效模式分析(PFMEA)n 在製程施行前
5、階段，用來預測不良製程並檢討防範的 預防對策。11FMEA基本概念1失效是什麼意思就是n失敗的n沒用的n有狀況的n失去功效的12FMEA基本概念1潛在失效是什麼意思就是n有可能n有機會n有存在n隱藏的13FMEA基本概念1失效原因是什麼意思2所以分析出原因是不容易的一件事n你必需要有足够的量測或實驗數據來支持你的論點n你必需要有產品相關的設計或製造的經驗來給你思考 的邏輯n你必需要有敏銳的觀查力及清楚的大腦持續判斷n你其實只需要 14FMEA基本概念1失效原因是什麼意思3n我吃東西 因為 我餓了n我睡覺 因為 我累了n頭髮長了 因為 沒有剪n產品混料 因為 人員疏失n電線斷電 因為 保險絲燒了
6、n產品做太慢 因為 不是最快的人做的15FMEA基本概念1失效模式是什麼一般而言是指一個假設的狀況，而這個狀況要考量的是n在規定條件下 (人、事、時、地、物)l不能完成既定功能。l不能維持在規定的上下限之間。l導致零組件的破裂、斷裂、 卡死等損壞現象。16FMEA基本概念1失效影響是什麼1簡單的話就是狀況造成的結果是什麼n瓦斯漏氣-可能會- 火災n下豪大雨-可能會- 水災n刮龍捲風-可能會- 風災17FMEA基本概念1失效影響是什麼2簡單的說就是造成具體直接的結果是什麼n瓦斯漏氣-可能會-引起火災造成人員傷 亡及財務損失n下豪大雨-可能會- 積水n刮龍捲風-可能會- 飛起18FMEA基本概念1
7、失效影響是什麼3影響有那麼簡單表示出來嗎?1.扣不下2.扣不到3.不好扣4.扣不好19FMEA基本概念2失效嚴重度失效嚴重度(S，Severity-Effect)n指失效模式引發零件本身或對其它零件、系統的特性、功能、可靠度的影響程度，乃至對顧客安全性、經濟性及環境的衝擊程度。n一般而言，DFMEA小組要降低失效嚴重度只能藉助系統重新設計來改善nPFMEA小組要降低失效嚴重度仍應與DFMEA小組協助改善。20FMEA基本概念2-嚴重度(對顧客影響)本分級係當潛在失效的模式導致最終顧客，及/製造者/組裝廠不良時的結果，最終顧客應優先受到考慮，如果二者皆發生，則採用嚴重度較高者。(對生產/ 組裝影
8、響)本分級係當潛在失效的模式號導致最終顧客，及/或製造者/組裝廠不良時的結果，最終顧客應優先受到考慮，如果兩者皆發生，則採用嚴重度較高者。結果等級當潛在的失效模式影響到產品安全操作，及/或與法規不符而無預警即為非常高嚴重度等可能給操作者(機器或組裝)帶來危險而無預警無預警損害10當潛在的失效模式影響到產品安全操作，及/或與法規不符而有預警即為非常高嚴重度等可能給操作者(機器或組裝)帶來危險而有預警有預警損害9最終成品，無法操作(失去主要功能)成品須100%報廢非常高8最終成品可操作但性能降低，顧客不滿意成品全檢後，良品交貨，不良品無法重工，須報廢。高7最終成品可操作，尺寸超出公差或外觀不良，顧
9、客不能接受成品全檢後可重工，但重工後未必可使用中等6最終成品可操作，尺寸超出公差或外觀不良，客戶能特採，但須矯正成品全檢後，重工後，即可交貨 低5最終成品可操作，尺寸超出公差或外觀不良，客戶能接受，但須矯正客戶特採，但須矯正回覆非常低4最終成品可操作，尺寸超出公差或外觀不良，客戶能接受，不須矯正客戶允收，不須矯正回覆輕微3非主要尺寸超出公差或外觀輕微不良，不須通知客戶內部須矯正，不須通知客戶非常輕微2無無無121FMEA基本概念2-嚴重度9-10unsafe 不安全7-8loss of primary function 喪失基本功能5-6discomfort 不舒適、不方便2-4noticea
10、ble 具有明顯的影響1no effect 無影響22FMEA基本概念3-發生率失效發生率失效發生率(O，Occurrence-Cause)n指失效的原因造成失效的機率。n發生率的判定著重於經驗及歷史數據的發生程度。一般而言，DFMEA小組要降低失效發生率常利用設計修改(機構、材料、零件)，來排除失效的原因nPFMEA小組應針對影響失效控制參數進行改善。23FMEA基本概念3-發生率可能性可能性近似的失效率近似的失效率(外觀外觀)Ppk(尺寸尺寸)等級等級非常高：絕對失效每100000中有10000個0.5510每100000中有5000個0.559高：失效頻繁每100000中有2000個0.
11、788每100000中有1000個0.867中等：偶而失效每100000中有500個0.946每100000中有200個15低：非相關性失效每100000中有100個1.14每100000中有50個1.23極低：不太可能失效每100000中有10個1.3320-124FMEA基本概念3-發生率9-10failure is almost inevitable 失效幾乎是不可避免的7-8repeated failures likely 有可能重覆失效4-6occasional failures likely 有可能偶爾失效2-3relatively few failures 很少失效1failur
12、e is unlikely 不可能失效25FMEA基本概念4-難檢度難檢度難檢度(D，Detection-Failure Mode or Cause)n指現行控制方法偵測發生失效的指標 nDFMEA小組要降低檢測度，要改變設計測試方式、驗証方式nPFMEA小組要降低檢測度，要改變檢驗對象、頻率26FMEA基本概念4-難檢度27FMEA基本概念4-難檢度9-10remote chance of detecting failure 查明失效的可能性極小7-8very low chance 可能性很小5-6low to moderate chance 可能性不大2-4good chance 可能性較
13、大1 肯定能探測到失效28FMEA基本概念5-RPN失效風險失效風險(RPN)n風險關鍵指數(RPN-Risk Priority Number)用數據來衡量失效模式的風險處理順序及篩選不必要的項目nRPN由下列組成nS=嚴重度 O=發生率 D=偵測度nRPN=(S)*(O)*(D)29FMEA基本概念6FMEA是一種有系統的跨功能小組進行的事先預防活動其功能為:n評估產品品質潛在失效模式及其影響。n消除或減少潛在失效發生的改善措施。n作為未來同類型產品的FMEA參考依據。n要做為參考依據前需準備n記錄文件化。n產品及製品有變更時，隨時變更文件。30FMEA準備階段n確認顧客品質需求。n決定失效
14、風險分析(RPN)水準。n準備失效模式分析表。31一、確認顧客品質需求1n調查、蒐集顧客的產品規範及國家法規n何謂規範?n產品允收的檢查項目n包含功能、外觀n何謂國家法規n法律規定限制的項目n有害物質含量、安全系數要求32一、確認顧客品質需求2n整理客戶的需求找出重要特性n初步設計，評價重要機構-DFMEAn製程規劃與分析，評價重要製程-PFMEA33一、確認顧客品質需求3n重要特性重要特性n用特殊符號、特別標記，這個欄位所要表達的是”關注”，對於客戶或是內部已知的重要項目列入討論34二.決定失效風險分析(RPN)水準nRPN應設定在多少呢？為什麼?n200%n100?n80?n70?n60?
15、n20?35三、準備失效模式分析表1 F M E A分分析析表表項項目目名名稱稱 : 設設計計責責任任者者 : 負負責責工工程程師師 : 編編 號號 : 發發佈佈日日期期 : FMEA日日 期期 (原原 始始 ): FMEA日日 期期 日日 (修修 訂訂 ) 版版 別別 :跨跨功功能能小小組組成成員員 :功能，特徵或功能，特徵或要求是什麼要求是什麼?失效發生後會失效發生後會出現那些現象出現那些現象!-不導電不導電-變形變形-材料卡住材料卡住-中毒中毒影響有影響有多嚴重多嚴重?可以做什麼可以做什麼 ?- 設計變更設計變更 . 材料材料 . 結構結構- 增加設計驗証增加設計驗証 . 可靠度可靠度
16、. 壽命實驗壽命實驗 . 功能驗証功能驗証- 過程變更過程變更- 使這變更標準化、程序化使這變更標準化、程序化 或成為一指導方針或成為一指導方針 可能有何錯誤可能有何錯誤?-沒碰到沒碰到 (直接直接)-硬度太軟硬度太軟(間接間接)-突然失去電源突然失去電源(偶發偶發)-氣體外洩氣體外洩(意外意外)起因是起因是什麼什麼?發生的機發生的機率為多少率為多少?現行管制中原因可被預現行管制中原因可被預防和失效可被偵側嗎防和失效可被偵側嗎?預預防和偵測方法如何防和偵測方法如何?36三、準備失效模式分析表2DFMEA評審表37FMEA其它資訊-不同的表格138FMEA其它資訊-不同的表格2n現行的預防探測或
17、是管制n理應每一個工序都有一個量測點及一個預防措施n所以討論FMEA時會一並列出預防的方法做為對探測度的評價參考n格式沒有絕對什麼是對的，基於效果而言有做檢討就多一份品質保障，但內容越詳細能傳達的訊息就越精確39FMEA其它資訊-概念討論nP是製作 / D是設計，在探討上差別在那裡?n製程的設計應放在P還？n嚴重度於改善對策後可以調降嗎？n怎麼對一個產品進行FMEA的項目建立40FMEA其它資訊-概念討論nD是設計 / P是製作 ，在使用上差別在那裡?1nn是指設計上要怎麼設計才能達到功能n例如厚度或材料要設計多少才能達到強度需求、等等nn是指製造上的評估要怎麼製造才能做出良品n例如如何確保厚
18、度一致、治具的防呆、外觀自檢位置等等41FMEA其它資訊-概念討論nD是設計 / P是製作 ，在探討上差別在那裡?2n另一個概念差別DFMEA中的”設計管制及檢測”指的是在設計時我們預計要使用的方式，所以探測度也是預計的，如果有類似的產品是已生產的，就能評價出更準確的分數42FMEA其它資訊-概念討論n製程的設計應放在P還？nFMEA是檢討產品在設計上及製造上可能會出現的品質問題及改善對策n如果製程工藝的決策用在FMEA上會浪費很多的精力討論一個不存在的工藝n所以D和P都不是最適合(但可以)用來決定工藝的工具，工藝的決定可以用DFM(Design for Manufacturing可製造性設計
19、)來展開43FMEA其它資訊-概念討論n嚴重度於改善對策後可以調降嗎？1n嚴重度一般來說分析前後會呈現一致的狀況，因為我們只能降低發生率及檢測度，對於不良一旦發生了嚴重效果乃是同樣的n所以要降低嚴重度就要轉換機制，例如撞車對人的危害嚴重度是9，但如果加裝安全氣囊或是裝上安全帶，那嚴重度就會下降到9以下44FMEA其它資訊-概念討論n嚴重度於改善對策後可以調降嗎？2n如果殺車失靈，嚴重度9但如果加裝abs或是殺車板反應器於採下後0.2秒內未出現降速即車子自動於1米內立即熄火並轉換為自動手殺車系統，這樣殺車失靈就不嚴重了，轉換成了其它的狀況，要檢討的就不在是殺車失靈，而是反應器反應失靈或是abs失
20、靈等等情況45FMEA其它資訊-概念討論n怎麼對一個產品進行FMEA的項目建立?11.要先建立一個產品總成的關係圖2.每一個配件之間的連接工藝為何3.每一個工藝的功能為何4.將這些項目條列出來就可以有具體的展開項目46FMEA其它資訊-概念討論n怎麼對一個產品進行FMEA的項目建立?2配件配件A鍚焊鍚焊配件配件D卡扣卡扣配件配件F成品成品包裝包裝測試測試47FMEA其它資訊-表格參考n案例48FMEA其它資訊-分組討論n請將下方的產品進行DFMEAnA/B兩個產品進行組裝n產品要求規範n透光度要達90%n3公斤1.5M高度撞擊產品不可破損n塑材為V-1防火要求n材料需符合ROHS(綠色環保)n配件接合方式為超音波n產品運送中不可刮傷n包裝要通過2米高不同角度掉落3次產品不損傷標準49
