FMEA潛在失效模式與后果分析

1、Word 版本W(wǎng)ord 版本 PAGE 9FMEA 潛在失效模式與后果分析在設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品時(shí)，通常有三道控制缺陷的防線：避免或消除故障起因、預(yù)先確定或檢測(cè)故障、減少故障的影響和后果。FMEA 正是幫助我們從第一道防線就將缺陷消滅在搖籃之中的有效工具。FMEA 是一種可靠性設(shè)計(jì)的重要方法。它實(shí)際上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影響分析）的組合。它對(duì)各種可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，以便在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上消除這些風(fēng)險(xiǎn)或?qū)⑦@些風(fēng)險(xiǎn)減小到可接受的水平。及時(shí)性是成功實(shí)施 FMEA 的最重要因素之一，它是一個(gè)事前的行為，而不是事后的行為。為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA 必須在故障模式被納入產(chǎn)品之前進(jìn)行。FM

2、EA 實(shí)際是一組系列化的活動(dòng)，其過程包括：找出產(chǎn)品/過程中潛在的故障模式；根據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系對(duì)找出的潛在故障模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估； 列出故障起因/機(jī)理，尋找預(yù)防或改進(jìn)措施。/FMEAFMEAFMEAFMEA四類。FMEA FMEA 最為常用。FMEA（d-FMEA）應(yīng)在一個(gè)設(shè)計(jì)概念形成之時(shí)或之前開始，并并在圖樣加工完成之前結(jié)束。其評(píng)價(jià)與分析的對(duì)象是最終的產(chǎn)品以及每個(gè) 與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。需要注意的是，d-FMEA 在體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的同時(shí)還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。因此，雖然d-FMEA 不是靠過程控制來克服設(shè)計(jì)中的缺陷，但其可以考慮制造 /裝配過程中技術(shù)的/d-FMEA 設(shè)計(jì)

3、要求與設(shè)計(jì)方案的相互權(quán)衡；制造與裝配要求的最初設(shè)計(jì)；提高在設(shè)計(jì)/開發(fā)過程中考慮潛在故障模式及其對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品影響的可能性；為制定全面、有效的設(shè)計(jì)試驗(yàn)計(jì)劃和開發(fā)項(xiàng)目提供更多的信息； 建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)；為將來分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改以及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計(jì)提供參考。FMEA（p-FMEA）應(yīng)在生產(chǎn)工裝準(zhǔn)備之前、在過程可行性分析階段或之前開始，而且要考慮從單個(gè)零件到總成的所有制造過程。其評(píng)價(jià)與分析的對(duì)象是所有新的部件/化的原有部件/p-FMEA 不是靠改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)來克服過程缺陷，但它要考慮與計(jì)劃的裝配過程有關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性參數(shù)， 以便最大限度地保證產(chǎn)品滿足用戶的要求和期望。

4、FMEA 一般包括下述內(nèi)容：確定與產(chǎn)品相關(guān)的過程潛在故障模式； 評(píng)價(jià)故障對(duì)用戶的潛在影響；確定潛在制造或裝配過程的故障起因，確定減少故障發(fā)生或找出故障條件的過程控制變量；編制潛在故障模式分級(jí)表，建立糾正措施的優(yōu)選體系；將制造或裝配過程文件化。FMEA 50 FMEA 思想用于60 年代中期，F(xiàn)MEA 技術(shù)正式用于航天工業(yè)（Apollo 計(jì)劃。1976 FMEA 的軍用標(biāo)準(zhǔn)， 70 技術(shù)開始進(jìn)入汽車工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備工80 80 FMEA 1988 年，美國(guó)聯(lián)邦航空局發(fā)布咨詢通報(bào)要求所有航。1991 年，ISO-9000 FMEA 4 A S0 已在工程實(shí)踐中形成了一套科學(xué)而完整的分析方法。FMEA

5、 有三種類型，分別是系統(tǒng)FMEA、設(shè)計(jì)FMEA 和工藝 FMEA，本文中主要討論工藝 FMEA。需要設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)、產(chǎn)品和工藝；對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn)；在新的應(yīng)用中或新的環(huán)境下，對(duì)以前的設(shè)計(jì)和工藝的保留使用； 形成 FMEA 團(tuán)隊(duì)。FMEA 采購(gòu)、測(cè)試以及供貨方等所有有關(guān)方面的代表。FMEA FMEA 始終是一個(gè)根據(jù)實(shí)際情況變化的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)記錄，需要強(qiáng)調(diào)的是，F(xiàn)MEA 文件必須包括創(chuàng)建和更新的日期。創(chuàng)建工藝流程圖。FMEA 要工藝流程圖，一般情況下工藝流程圖不要輕易變動(dòng)?？刂剖侄危簩?duì)于工藝流程中的每一項(xiàng)工藝，應(yīng)確定可能發(fā)生的失效模式.如就表面貼裝工藝(SMT)而言，涉及的問題可能包括，基于工程經(jīng)驗(yàn)

6、的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊劑(soldermask)類型、元器件的焊盤圖形設(shè)計(jì)等。對(duì)于每一種失效模式，應(yīng)列出一種或多種可能的失效影響，應(yīng)該注明。對(duì)于每一種失效模式，應(yīng)列出一種或多種可能的失效原因.膏量控制等。免一些根本的原因。(AOI)膏記錄良好的控制過程。對(duì)事件發(fā)生的頻率、嚴(yán)重程度和檢測(cè)等級(jí)進(jìn)行排序： 為沒有影響；事件發(fā)生的頻率要記錄特定的失效原因和機(jī)理多長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生一次以及發(fā)生的幾率。100.33 ppm 大于10000。檢測(cè)等級(jí)是評(píng)估所提出的工藝控制檢測(cè)失效模式的幾率，列為 10表 示不能檢測(cè)，1 表示已經(jīng)通過目前工藝控制的缺陷檢測(cè)。RPN(riskprioritynumber)。R

7、PN RPN 10001RPN pareto 80%的項(xiàng)目。推薦出負(fù)責(zé)的方案以及完成日期，這些推薦方案的最終目的是降低一個(gè)或多個(gè)等級(jí)。對(duì)一些嚴(yán)重問題要時(shí)?？紤]拯救方案，如:9 10；一個(gè)產(chǎn)品失效模式/原因事件發(fā)生以及嚴(yán)重程度很高； 一個(gè)產(chǎn)品具有很高的 RPN 值等等。在所有的拯救措施確和實(shí)施后，允許有一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期，然后還應(yīng)該對(duì)修訂的事件發(fā)生的頻率、嚴(yán)重程度和檢測(cè)等級(jí)進(jìn)行重新考慮和排序。FMEA 應(yīng)用FMEA 實(shí)際上意味著是事件發(fā)生之前的行為，并非事后補(bǔ)救。因此要想取得最佳的效果，應(yīng)該在工藝失效模式在產(chǎn)品中出現(xiàn)之前完成。產(chǎn)品開發(fā)的 5 個(gè)階段包括：計(jì)劃和界定、設(shè)計(jì)和開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、預(yù)生產(chǎn)、大批量

8、生產(chǎn)。EMS 提供商，F(xiàn)lextronics International 已經(jīng)在生產(chǎn)工藝FMEA FMEA 質(zhì)量的產(chǎn)品，記錄并不斷改善工藝非常關(guān)鍵。對(duì)于該公司多數(shù)客戶，在完全確定設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝后，產(chǎn)品即被轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)中心，這其中所使用的即FMEA 管理模式。手持產(chǎn)品 FMEA 分析實(shí)例在該新產(chǎn)品介紹(NPI)FMEA FMEA 首次會(huì)議的目標(biāo)是加強(qiáng)初始生產(chǎn)工藝 MPI (Manufacturing Process Instruction)和測(cè)試工藝 TPI(Test Process Instruction)中的質(zhì)控制點(diǎn)同時(shí)團(tuán)隊(duì)也對(duì)產(chǎn)品有更深入的了解，一般首次會(huì)議期間和之后的主要任務(wù)包括：和要求都

9、需要界定。團(tuán)隊(duì)一起討論并列出所有可能的失效模式、所有可能的影響、所有RPN 進(jìn)行等級(jí)排序。例如，在屏幕印制(screenprint)操作中對(duì)于錯(cuò)過焊膏的所有可能失效模SD(StencilDesign)、定期地清潔模板、視覺VI(VisualInspection)PM(Preventive和焊MPI 中，如模板設(shè)計(jì)研究、確定模板清潔、視覺檢查的頻率以及焊膏控制等。FMEA MEA 文件中的控制節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行審核，對(duì)目前的生產(chǎn)線的設(shè)置和其他問題進(jìn)行綜合考慮。如干(Fine-pitch Placementmachine)附近，以方便對(duì)濕度敏感的元器件進(jìn)行處理。FMEA NPI FMEA 的N

10、PI RPN tombstone 可將下面的解決方案推薦給工藝工程師：對(duì)于焊球缺陷，檢查模板設(shè)計(jì) (stencildesign)，檢查回流輪廓 (reflow profile)和回流預(yù)防性維護(hù)(PM)記錄；檢查屏幕印制精度以及拾取和放置 (pick-and-place機(jī)器的布局(placement)精度.對(duì)于墓石(tombstone缺陷， 檢查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)機(jī)器的布局(placement)精度；檢查回流方向；研究終端(termination)受污染的可能性。工藝工程師的研究報(bào)告表明，回流溫度的急速上升是焊球缺陷的主要原因，終端(termination

11、)受污染是墓石(tombstone)缺陷的可能原因，因此為下一個(gè)設(shè)計(jì)有效性驗(yàn)證測(cè)試結(jié)構(gòu)建立了一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(DOE)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表明一個(gè)供應(yīng)商的元器件出現(xiàn)墓石 (tombstone)缺陷的可能性較大，因此對(duì)供應(yīng)商發(fā)出進(jìn)一步調(diào)查的矯正要求。FMEA 文件中都必須及時(shí)更新。FMEA 更新會(huì)議在產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)之前是一項(xiàng)日常的活動(dòng)。批量生產(chǎn)階段的 FMEA 管理作為一個(gè)工藝改進(jìn)的歷史性文件，F(xiàn)MEA 被轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)以準(zhǔn)備產(chǎn)品的發(fā)布。FMEA FMEA 文件，以在大規(guī)模生產(chǎn)之前NPI 階段未受質(zhì)疑的項(xiàng)目都自然而然地保留到批量生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)。拾取和放置 (pick-and-place)機(jī)器精度是工藝審核之后的一個(gè)主要考慮因素，設(shè)備部門必須驗(yàn)證布局機(jī)器的Cp/Cpk， 同時(shí)進(jìn)行培訓(xùn)以處理錯(cuò)誤印制的電路板。FMEA 團(tuán)隊(duì)需要密切監(jiān)視第一次試生產(chǎn)，生產(chǎn)線的質(zhì)量驗(yàn)證應(yīng)該與此同時(shí)進(jìn)行。在試生產(chǎn)之后，F(xiàn)MEA 需要舉行一個(gè)會(huì)議核查現(xiàn)有的質(zhì)量控制與試生產(chǎn)的質(zhì)量報(bào)告，主要解決每一個(gè)環(huán)節(jié)的前面三個(gè)問題。FMEA 管理記錄的是一個(gè)不斷努力的過程和