FMEA失效模式與效應分析

0柏恩氏電子股份有限公司

FMEA失效模式與效應分析1講授內容A、入門班頁次一·產品風險與可靠度-------------------------------------------1二·FMEA基本的概念--------------------------------------------5三·設計FMEA表填寫說明---------------------------------------20四·制程FMEA表填寫說明---------------------------------------41五·FMEA實施步驟-----------------------------------------------56B、實用班六·FMEA精義與要項說明--------------------------------------59七·應用FMEA提升產品可靠度---------------------------------72八·如何有效施行FMEA------------------------------------------74九·FMEA學員演練-----------------------------------------------82十·如何應用FMEA與controlplan-------------------------------84

2一、產品風險與可靠度QualitySystem9000是美國汽車工業(yè)的質量管理系統(tǒng)，以持續(xù)改善為目標，強調缺點預防，降低質量差異，減少生產線的浪費與廢棄物。QS-9000訂定了美國三大汽車公司，福特，克賴斯勒，通用汽車公司，以及卡車制造業(yè)者，和其他相關產業(yè)，的質量標準，作為內外服務、零件、材料供應的要求規(guī)范。1、什么是QS-9000？福特Q-101質量管理系統(tǒng)標準通用汽車NAOTargetsforExcellence克賴斯勒供應商質量保證手冊3一、產品風險與可靠度1.面對市場開放與日本車的競爭壓力，美國福特汽車、克萊斯勒、與通用汽車等三大車廠共同主導制訂QS9000質量系統(tǒng)，并結合美國品管學會（ASCQ）與車輛工程學會（SAE），開始研究如何將可靠度之失效預防觀念

工程技術導入車輛業(yè)。

善用現有之可靠度工程分析工具(如FMEA、FTA等)作為前端工程作業(yè)，以提供開發(fā)產品過程中之工程決策支持，并發(fā)展新的前端工程分析工具。4一、產品風險與可靠度2.QS9000質量系統(tǒng)之各種作業(yè)程序與參考手冊，成為美國車輛工業(yè)共同之作業(yè)準則，并且有成為全世界車輛業(yè)共同規(guī)范之趨勢。3.工程人員普遍缺乏整體系統(tǒng)開發(fā)觀念，前端工程分析作業(yè)無法連貫，分析工作變成多余而無效的，造成許多在研發(fā)初期就應該做好預防的工作，卻要等到進入原型生產，才提出修改建議進行矯正如此不僅浪費時間，而且浪費金錢。4.必須要有整體性之規(guī)劃，并且循序漸進地逐步改善企業(yè)之研發(fā)環(huán)境。ISO9000質量系統(tǒng)客戶要求QS9000+IASG生產零件核準程序(PPAP)客戶指定要求品質手冊程序作業(yè)指導書其他文件客戶參考手冊APQP&CPFMEAMSASPCQS9000質量系統(tǒng)要求6二、FMEA的基本概念”早知道………就不會”

早知道作好防震設計就不會造成大樓倒塌

早知道改進電力輸配設計就不會造成全臺大停電

早知道不濫墾濫伐就不會造成土石流

早知道作好橋梁維護就不會造成高屏大橋倒塌有些早知道是必需的!有些就不會是不允許發(fā)生的

核能電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機…….有效運用

FMEA

可減少事后追悔7二、FMEA的基本概念”我先……所以沒有”

我先看了氣象預報所以沒有淋成落湯雞

我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛安

我先設計計算機防火墻所以沒有被黑客入侵有些我先是必需的!有些所以沒有是預期可避免的

核能電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機…….有效運用FMEA

可強化事先預防8二、FMEA的基本概念

1.對產品設計與制程進行失效分析，找出元/組件的失效模式，鑒定出它的失效原因，并評估該項失效模式對系統(tǒng)會產生什么影響。

2.找出元/組件或系統(tǒng)的潛在弱點，提供設計、制造、品保等單位采取可行之對策，及早進行設計與制程研改，強化產品質量。

3.書面描述上述分析過程，確保產品質量符合顧客需求。9二、FMEA的基本概念

1.及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一。

2.它是“事前的預防”而不是“事后的追悔”。

3.事先花時間進行FMEA分析，能夠容易且低成本地對產品設計或制程進行修改，從而減輕事后修改的危機。

4.FMEA能夠減少或消除因修改而帶來更大損失的機會，它是一個相互作用的過程，永無止境的改善活動。10二、FMEA的基本概念利用表格方式協(xié)助工程師進行工程分析，使其在工程設計早期發(fā)現潛在缺陷及其影響程度，及早謀求解決之道，以避免失效之發(fā)生或降低其發(fā)生時產生之影響。1.失效模式分析(failuremodeanalysis)由下而上分析，即由組件、組件至系統(tǒng)，確定在系統(tǒng)內不同結構層或功能層次的失效模式。2.失效效應分析(failureeffectanalysis)對每一個失效模式，確定其失效對其上一層模塊及最終系統(tǒng)的失效影響，了解其組件接口失效關聯性，做為改進行動的依據。3.關鍵性分析(criticalanalysis)對每一個失效模式，依其嚴重等級和發(fā)生機率綜合評估并予以分類，以便確定預防或改正措施的內容和優(yōu)先級。FMEA內容

FM

EA

CA11二、FMEA的基本概念失效的定義根據Collins(1981)的定義「失效為一件裝備，裝備的組件或一件結構發(fā)任何形狀、尺度或材料性質的變化，造成這些物品處于無法充分地執(zhí)行其特定的功能的狀態(tài)?！?/p>

規(guī)格：對于系統(tǒng)或裝備的性能或功能范圍，必須驗證時可以量測。GO/NOGO計數型：較易分析計量型：功能與規(guī)格界限不易確定12二、FMEA的基本概念物品直接表現失效的形式如下：1.實體破壞：硬式失效2.操作功能中止3.功能退化4.功能不穩(wěn)定軟式失效2~4項物品機能因老化(Aging)、退化(Degradation)或不穩(wěn)定(Unstable)而不能滿足原設定的要求標準，所以失效現象及分析準則必須量化。13二、FMEA的基本概念

將失效依照其應用的目的或特性加以分類：1.依失效發(fā)生原因分類

先天性弱點的失效誤用失效2.依失效發(fā)生時間情況分類

突發(fā)性失效漸次性失效3.依失效范圍程度分類

局部性失效全面性失效4.依失效根源分類

老化、組件、環(huán)境、人員14二、FMEA的基本概念

列出PPTC之失效定義

(功能、外觀、尺寸)列出下列系統(tǒng)對PPTC之特殊功能需求車用電池通訊電腦有否見過PPTC極端失效狀況15二、FMEA的基本概念電池failuremodeoverchargeShortcircuitExcessivecurrentOvertemperature16二、FMEA的基本概念17二、FMEA的基本概念18二、FMEA的基本概念思考各功能參數相互之影響19

FMEA之演變1.FMECA之前身為FMEA,系在1950由格魯曼飛機提出,用在飛機主控系統(tǒng)的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業(yè)程序,列在其工程手冊中。3.60年代初期,美太空總署將FMECA成功的應用于太空計劃。美軍同時也開始應用FMECA技術,并于1974年出版MIL-STD-1629

FMECA作業(yè)程序。4.1980修改為MIL-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MIL-STD-1629A加以部份修改而成。二、FMEA的基本概念20

國際間采用FMEA之狀況1.ISO90048.5節(jié)FMEA作為設計審查之要項，另FTA、EN1441風險分析亦是。2.CE標志，以FMEA作為安全分析方法。3.ISO14000，以FMEA作為重大環(huán)境影響面分析與改進方法。4.QS9000以FMEA作為設計與制程失效分析方法。二、FMEA的基本概念21二、FMEA的基本概念典型車輛工業(yè)開發(fā)三步驟APQP

Timeline過程流程圖(包含所有流程)設計FMEA(包含所有流程)制程FMEA

關鍵特性與失效影響議題(在所有流程)有些要素可能含在過程管制計劃關鍵特性與特性管制議題過程/流程管制計劃(所有主要流程)由APQP程序啟動過程22二、FMEA的基本概念車輛文件發(fā)展發(fā)展過程流程列表檢查顧客需求

將流程列表主要的流程填入FMEA仔細考慮什么是主要的過程

運用FMEA思索每一個過程的要素使用RPN指針及相關信息決定關鍵特性

針對關鍵特性發(fā)展管制計劃對關鍵特性發(fā)展合適的管制機制

仔細考慮每一階段之管制計劃prototypepre-launchproduction23

FMEA之功用

階段功用

1.設計時間

1.發(fā)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，采用可靠性高之零組件

2.開發(fā)階段

1.明確把握失效原因，并實施適當的改善

2.零件安全之寬放確認

3.壽命、性能、強度等之確認

3.制造階段

1.活用工程設計，進而改善制程上之弱點

2.利用FMEA之過程制定必要之制程標準

4.客戶抱怨階段

1.不同環(huán)境產生之失效，以FMEA克服

2.不同使用法產生之失效，以FMEA克服二、FMEA的基本概念24

FMEA之特征1.是一項以失效為討論重點的支持性與輔助性的可靠度技術。2.用表格方式進行工程分析,使產品在設計與制程規(guī)劃時,早期發(fā)現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統(tǒng)化之工程設計輔助工具。4.QS9000FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA”及“制程

FMEA”，而MIL-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，根據零組件的失效數據,由下而上推斷系統(tǒng)的失效模式及其效應，是一種向前推演的方法。二、FMEA的基本概念25

QS9000設計/制程FMEA表二、FMEA的基本概念26

MLD-STD-1629AFMECA二、FMEA的基本概念27三、設計FMEA填寫說明(1)FMEA編號:填入FMEA文件編號,以便可以追蹤使用。(2)系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零組件:指示合適的分析等級,并填入系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零組件名稱和編號。(3)設計責任者

:填入OEM、部門和小組,也包括供應廠商名稱。(4)準備者

:填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。(5)車型/年份:填入想要分析/制造的車型年份。(6)生效日期:最初FMEA發(fā)布日期,不能超過開始計劃生產的日期。(7)FMEA日期

:填入FMEA最初制定日期,和最新被修訂日期。(8)核心小組

:列出有權限參與或執(zhí)行這項工作的負責個人和單位。

(建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表)

通常于藍圖完成時開始實