DFMEA失效模式與效應分析教材

DFMEA失效模式與效應分析PotentialFailureModeEffectsAnalysis

講授內容一、FMEA基本概念二、FMEA之演變三、國際間采用FMEA之狀況四、設計FMEA表填寫說明五、制程FMEA表填寫說明六、FMEA結果之應用FMEA的基本概念1.對失效的產(chǎn)品進行分析，找出零組件之失效模式，鑒定出它的失效原因，研究該項失效模式對系統(tǒng)會產(chǎn)生什么影響。2.失效分析在找出零組件或系統(tǒng)的潛在弱點，提供設計、制造、品保等單位采取可行之對策。失效的定義

在失效分析中，首先要明確產(chǎn)品的失效是什么，否則產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析和可靠度評估結果將不一樣，一般而言，失效是指:1.在規(guī)定條件下(環(huán)境、操作、時間)不能完成即定功能。2.在規(guī)定條件下，產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間。3.產(chǎn)品在工作范圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現(xiàn)象。FMEA過程順序系統(tǒng)有那些功能，特征，需要條件?會有哪些錯誤?發(fā)生錯誤會有多慘?那些錯誤是什么造成的?發(fā)生之頻率?有那些預防和檢測檢測方法能多好程度我們能做什么?--設計變更--過程變更--特殊控制--改變標準程序或指南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?shù)母纳?/p>

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之過程制訂必要之制程標準4.客戶抱怨階段1.不同之環(huán)境產(chǎn)生之失效，以FMEA克服

2.不同之使用法產(chǎn)生之失效，以FMEA克服FMEA之演變1.FMECA為FMEA之前身，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成功的應用于太控計劃。美軍同時也開始應用FMECA技術，并于1974年出版MIL-STD-1629FMECA作業(yè)程序。4.1980年修改為MIL-STD-1629A，延用至今5.1920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。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(chǎn)品在設計與制程規(guī)劃時，早期發(fā)現(xiàn)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.QS9000/IATF16949FMEA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(xiàn)行管制方法，故適合設計時使用。5.FMEA為歸納法之應用，根據(jù)另組件的失效數(shù)據(jù)，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。國際間采用FMEA之狀況1.ISO90048.5節(jié)FMEA作為設計審查之要項。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。設計FMEA之目的1.幫助設計需求與設計方案的評估。2.幫助初始設計對制造和裝配的需求。3.在設計發(fā)展階段，增加失效模式和系統(tǒng)效應分析的次數(shù)。4.提供另一項分析信息，幫助設計驗證之規(guī)劃。5.根據(jù)對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，并按序改善。6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7.提供更好的參考數(shù)據(jù)，協(xié)助現(xiàn)場解決問題，評估設計變更和發(fā)展更進一步的設計。N設計FMEA作業(yè)流程組成DFMEA小組資料匯集厘訂FMEA計劃建立功能方塊圖產(chǎn)品結構樹設計可靠度展開決定分析之項目功能進行DFMEA分析選擇關鍵失效模式選擇關鍵失效模式矯正預防填寫矯正后風險優(yōu)先數(shù)所有RPN小于規(guī)定值FTA分析DFMEA報告設計審查記錄保存NYY設計FMEA表(2)系統(tǒng)FMEA編號:

(1)(2)子系統(tǒng)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(制訂)(7)(修訂)(7).核心小組:(8).項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度等級潛在原因設備失效發(fā)生度現(xiàn)行預防設計管制現(xiàn)行檢測設計管制難檢度風險優(yōu)先數(shù)建議措施負責人與日期執(zhí)行結果采行措施SODRPN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)或零件名稱或零件名稱和編號。(3)設計責任者:填入OEM、部門和小組，也包括供貨商名稱。(4)準備者:填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。

A.系統(tǒng)FMEA范圍:-底盤系統(tǒng);-點火系統(tǒng);-內部系統(tǒng)

B.子系統(tǒng)FMEA范圍

-底盤系統(tǒng)之前懸吊系統(tǒng)

C.零件范圍

-“Strut”為前懸吊系統(tǒng)之零件。設計FMEA填寫說明(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(chǎn)的日期(7)FMEA日期:填入FMEA最初制訂日期，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)(9)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。于首次正式發(fā)行之前，可以使用實驗時使用的編號。盡可能簡潔地，填入被分析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統(tǒng)作業(yè)相關環(huán)境的信息(如:定溫度、壓力、濕度范圍)。如果項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時，則列出所有個別功能。設計FMEA填寫說明(10)潛在失效模式潛在失效模式是零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)于符合設計意圖過程中可能失效的種類。潛在失效模式也可能是較高階子系統(tǒng)或系統(tǒng)之失效原因，或較低階零組件的失效效應。列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設失效是將發(fā)生的，但不是必須發(fā)生的。潛在失效模式僅可能發(fā)生于某些作業(yè)條件下(如:熱、冷、干、多灰塵的條件)和在某些使用條件下(如:行駛哩數(shù)在平均數(shù)以上、粗糙不平的地形、僅在市區(qū)行駛)。一般的失效模式包含下列各項，但不限于此:破碎的、變形、松馳、泄漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。設計FMEA填寫說明(11)潛在失效效應為被客戶查覺在功能特性上失效模式的效應。也就是:失效模式一旦發(fā)生時，對系統(tǒng)或設備以及操作時使用的人員所造成影響。一般在討論失效效應時，先檢討失效發(fā)生時對于局部所產(chǎn)生的影響，然后循產(chǎn)品的組合架構層次，逐層分析一直到最高層級人員、裝備所可能造成的影響。例如:由于某個間歇性的系統(tǒng)作業(yè)造成某個零組件的破碎，可能造成于組合過程的震動。這個間歇性系統(tǒng)作業(yè)降低了系統(tǒng)功效，最后引起客戶不滿意。常見的失效效應包括:噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能退化、產(chǎn)生臭氣、外觀不良……等。設計FMEA填寫說明(12)嚴重度影響標準影響的嚴重性等級無警告的危險非常高的嚴重等級，當潛在失效模式影響到車輛操作安全和/或牽涉到違反政府法規(guī)時，沒有事先警告產(chǎn)生10有警告的危險非常高的嚴重等級，當潛在失效模式影響到車輛操作安全和/或牽涉到違反政府法規(guī)時，有事先警告產(chǎn)生9非常高車輛/項目無法操作，喪失原來功能8高車輛/項目可以操作，但降低功能等級，客戶不滿意。7稍有車輛/項目可以操作，但令人舒適或便利的項目無法運作，客戶通常會感受到不舒適。6低車輛/項目可以操作，但令人舒適或便利的項目未達到功能要求，客戶有時會不滿意5非常低裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點大部份客戶都會發(fā)現(xiàn)。4較小的裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點可能會被客戶發(fā)現(xiàn)。3非常小裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點會被有鑒別能力的客戶發(fā)現(xiàn)。2沒有沒有影響。1設計FMEA填寫說明(13)等級這個字段用來區(qū)分任何對零件、子系統(tǒng)、或系統(tǒng)將要求附加于制程管制的特性(如:關鍵的、主要的、重要的)。任何項目被認為是要求的特殊制程管制，將被以適當?shù)奶卣骰蚍柫腥朐O計FMEA的分等字段，并將于建議行動字段被提出。每一個于設計FMEA列出的項目，將在制程FMEA的特殊制程管制中被列出。設計FMEA填寫說明(14)潛在原因/設備失效1.潛在原因2.設備失效?錯誤的原物料規(guī)格。?生產(chǎn)良率。?不適當?shù)脑O計壽命假設。?原物料材質不穩(wěn)定。?潤滑或加油能力不足。?磨損。?不適當?shù)木S護作業(yè)。?金屬疲勞。?缺之環(huán)境保護。?裝備欠流暢。?錯誤的算法。?腐蝕?超過壓力?設計FMEA填寫說明(15)發(fā)生度參考下列各因素，決定發(fā)生度等級值(1~10):1.相似零件或子系統(tǒng)的過去服務歷史數(shù)據(jù)和相關經(jīng)驗?2.零件、上一階零件或分系統(tǒng)是否滯銷?3.上一階零件或分系統(tǒng)改變程度的大小?4.零件與上一階零件，基本上是否有差異?5.零件是否為全新的產(chǎn)品?6.零件使用條件是否改變?7.作業(yè)環(huán)境是否改變?8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發(fā)生度?設計FMEA填寫說明(15)發(fā)生度之參考指標:失效的機率可能失效的比率等級非常高:持續(xù)不斷的失效。≧100(每1000單位)1050(每1000單位)9高:經(jīng)常失效。20(每1000單位)810(每1000單位)7一般的:失效偶而發(fā)生。5(每1000單位)62(每1000單位)51(每1000單位)4低:失效比較少發(fā)生。0.5(每1000單位)3極少的:失效未必有發(fā)生。0.1(每1000單位)2≦0.01(每1000單位)1設計FMEA填寫說明(16)現(xiàn)行設計管制列出利用預防措施、設計驗證/確認(DV)、或其它活動，而這些活動是用來確認對失效模式設計適當，和/或原因/設備均被考慮，目前常用的管制為一些已被使用或正在使用的相同或類似的設計。(如:道路測試、設計審查、數(shù)學研究、可行性審查、原型測試、車隊測試等)。有三種設計管制或特征:(1)預防原因/設備，或失效模式/效應發(fā)生，或降低發(fā)生比率。

(2)偵測原因或設備，并提出矯正措施。

(3)偵測失效模式?？赡艿脑?，最先使用第(1)種管制;其次，才使用第(2)種管制;

最后，才使用第(3)種管制。設計FMEA填寫說明(17)難檢度查出失效標準:查出可能會因設計管制的缺失等級完全不確定設計管制無法查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式;或根本沒設計管制。10非常些微非常些微機會可以查出在潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。9些微些微的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。8非常低的非常低的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。7低的較低的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。6適中的適中的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。5適度高的適度高的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。4高的較高的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。3非常高的非常高的機會可以查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。2幾乎確定設計管制幾乎可以確定查出潛在原因/設備裝置和后面相關的失效模式。1設計FMEA填寫說明(18)風險優(yōu)先數(shù)風險優(yōu)先數(shù)是嚴重度(S)、發(fā)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(shù)。一般實務上，會特別注意嚴重度之失效模式，而不理會RPN之數(shù)值。設計FMEA填寫說明(19)建議措施:

當失效模式依RPN數(shù)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(fā)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(fā)生度的等級。只有設計變更能降低嚴重度等級?？煽紤]下列的采行措施，但并不限于此:?實驗設計

?修改測試計劃

?修改設計

?修改原物料規(guī)格設計FMEA填寫說明(20)負責人與日期:填入建議措施的負責單位或個人，和預定完成日期。(21)采行措施:完成矯正措施后，填入簡短的執(zhí)行作業(yè)和生效日期。(22)RPN結果:將矯正措施實施后，經(jīng)鑒定、評估和記錄嚴重度、發(fā)生度、和難檢度的等級結果填入，進一步的措施只要重復(19)~(22)之步驟即可。設計FMEA填寫說明

設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執(zhí)行或有適當?shù)膶Σ咛岢?。FMEA文件應適時修正并能反應最新的設計等級，和最近有關的措施，包括開始量產(chǎn)后所發(fā)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(zhí)行:?確認達成設計要求。

?審查工程圖面和規(guī)格。

?組裝和制造文件編訂確認。

?審查設計FMEA和管制計劃追蹤確認設計FMEA表(范例1)

系統(tǒng)FMEA編號:0001.

子系統(tǒng)頁次:1of1.

零組件:

冷凝器.設計責任:

.準備者:(4)車型/年份:

嘉年華.生效日期:20.10.21FMEA日期(制訂)20.8.01(修訂).核心小組:

設計二課成員.項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度等級潛在原因設備失效發(fā)生度現(xiàn)行預防設計管制現(xiàn)行檢測設計管制難檢度風險優(yōu)先數(shù)建議措施負責人與日期執(zhí)行結果采行措施SODRPN冷凝器將高溫高壓氣態(tài)冷煤,變?yōu)楦邏褐袦匾簯B(tài)冷煤冷媒泄漏造成冷氣不冷或AC不動作777材質不當容易腐蝕高溫變形振動接點破損346一般可靠度實驗同上同上875168196210加強耐腐蝕測試加嚴高溫測試加嚴振動測試實驗課依測試報告編號:1212變更材質依測試報告編號:3212容許彎曲2-13mm實結果可接受5%變異以上需作實車作動耐久設計FMEA表(范例2)

系統(tǒng)FMEA編號:0001.

子系統(tǒng)頁次:1of1.

零組件:

主油壓缸.設計責任:

.準備者:(4)車型/年份:

.生效日期:20.10.1FMEA日期(制訂)20.9.01(修訂).核心小組:

設計系統(tǒng)開發(fā)小組.項目功能潛在失效模式潛在失效效應嚴重度等級潛在原因設備失效發(fā)生度現(xiàn)行預防設計管制現(xiàn)行檢測設計管制難檢度風險優(yōu)先數(shù)建議措施負責人與日期執(zhí)行結果采行措施SODRPN提高推高機油壓煞車動力活塞無法正常動作無法煞車8活塞卡住,高低壓油杯不良8自測6384加強活塞零件檢驗是否在設計規(guī)格內全檢品管同建議措施836144活塞無法正常還原8高低壓油杯蓋不良，彈簧片折損