FMEA失效模式与效益分析.ppt

FMEA失效模式與影響分析 FailureMode EffectAnalysis 內容提要 FMEA之歷史FMEA之應用FMEA之定義FMEA使用時機FMEA分類FMEA分析流程失效模式及效應分析表單格式設計FMEA之作業程序制程FMEA之作業程序 內容提要 嚴重度S發生率O難檢度D風險優先數 關鍵性指數 RPNFMEA的益處實施FMEA應注意的問題設計FMEA與制程FMEA之區別FMEA在FOXCONNFMEA的作業范例 FMEA之歷史 亡羊補牢 猶未為晚 出自 戰國策 我聽說過 看見兔子牙想起獵犬 這還不晚 羊跑掉了才補羊圈 也還不遲 亡羊補牢 這句成語 便是根據上面約兩句話而來的 表達處理事情發生錯誤以后 如果趕緊去挽救 還不為遲的意思 例如一個事業家 因估計事情的發展犯了錯誤 輕舉冒進 陷入失敗的境地 但他并不氣餒 耐心地將事情再想了一遍 從這次的錯誤中吸取教訓 認為 亡羊補牢 從頭做起 還不算晚呢 FMEA之歷史 1950由美國格魯曼 Grumman 飛機公司首先提出 應用于飛機主操縱系統的失效分析 1957年波音 Boeing 與馬丁 MartinMarietta 公司在其工程手冊中正式提出FMEA之作業程序 60年代初期 美國航空太空總署 NASA 將FMEA技朮成功應用于太空計划 FMEA之歷史 同時代初期 美國軍方也開始應用FMEA技朮 并于1974年出版軍用標准MIL STD 1629A 沿用至今 目前此標准仍為全世界重要之FMEA參考標准之一 1970年代 美國汽車工業受到國際間強大的競爭壓力 不得不努力導入國防與太空工業之可靠度工程技朮FMEA 以提高產品品質可靠度 FMEA之歷史 1985年由國際電工委員會 IEC 所出版之FMEA國際標准 即為參考美軍標准MIL STD 1629A加以部分修改而成之FMEA作業程序 除此之外 目前的國際品質系統ISO9000及歐洲產品CE標志之需求 都將FMEA視為重要的設計管制分析方法 100 發現問題 解決問題 預見問題 1000 10 1 設計 開發 制造 用戶端 DFMEA PFMEA FMEA之應用在品質管理應用 FMEA之應用在品質管理應用 FMEA之應用美國三大汽車公司之要求 八十年代后 許多汽車公司開始開發內部之FMEA手冊 并逐步將其分為設計FMEA和制程FMEA 并開始要求供應商對其所供應的零件進行設計FMEA和制程FMEA 并將其視為供應商的重點考核項目 但由于各公司的要求不同 造成供應商的額外負擔和困擾 因此為改善這一現象 福特 克萊斯勒 通用汽車等三家汽車公司在美國品管學會和汽車工業行動組的協助下 整合各汽車公司之規定與表格 在1993年完成失效模式與效應分析參考手冊 確立胃FMEA在汽車的必要性 并統一了其分析程序與表格 FMEA之應用QS9000標准要求 1產品質量先期策劃 APQP 供方必須建立和實施產品質量先期策劃程序 供方應建立內部多功能小組 為新產品或更改產品進行生產準備 這些小組應采用產品質量先期策劃和控制計劃參考手冊中適當的技術 也可采用能達到同樣效果的類似技術 小組活動應包括 特殊特性的開發和最終確定 見附錄C 失效模式及后果分析的開發和評審制定措施 優先減少高風險順序數的潛在失效模式控制計劃的制定或評審 4產品安全性供方在設計控制 要素4 4 和過程控制 4 9 的方針及規程中 必須考慮適當的安全防護和產品安全性 供方應促使內部人員了解其產品的安全因素 5過程失效模式及后果分析 PFMEA PFMEA必須考慮所有的特殊特性 必須努力改進過程 以防止發生缺陷 而不是找出缺陷 某些顧客要求在生產件批準前進行FMEA評審和批準 見第II部分 參見潛在失效模式及後果分析參考手冊 FMEA之應用QS9000標准要求 1設計輸出補充供方的設計輸出必須是如下過程的結果 包括 努力簡化 優化 創新及減少浪費 如QFD DFM DFA VE DOE 公差研究 響應面方法或其它適當的替代方法 需要時 使用幾何尺寸和公差成本 性能 風險的權衡分析使用試驗 生產和現場的反饋信息使用設計FMEA FMEA之應用QS9000標准要求 FMEA之應用技術發展現狀 目前 FMEA已經廣泛應用在航空 航天 電子 機械 電力 造船和交通運輸等產業 根據美國國防部所屬的112個單位進行的調查顯示 有87個單位認為FMEA是一種有效的可靠度分析技朮 值得推廣 FMEA之應用技術發展與應用 可靠性分析技術系統化工程設計輔助工具利用表格進行工程分析在設計階段早期發現問題及早謀求解決措施 FMEA之定義 FMEA FailureModeandEffectsAnalysisFMEA是一種以失效為討論重點的設計輔助工具 系利用表格方式進行工程分析 在工程設計時早期發現潛在缺陷及其影響程度 以便及早謀求解決之道 避免失效之發生或降低其發生時產生之影響 目的 防患於未然本質 工程分析 1 一般的原則 FMEA之使用要越早越好 如此才能消除或減少設計錯誤的發生2 當設計新的系統 產品 零件 製程 設備時 在作概念設計或草圖時即可開始作FMEA3 當系統 產品 零件 製程 設備有變更時4 當現有的系統 產品 零件 製程 設備有新的應用時5 當現有的系統 產品 零件 製程 設備被考慮要改善時 FMEA使用時機 SYSTEMFMEA 主要用于系統方面潛在失效模式分析 DESIGEFMEA 主要用于產品制造前設計階段失效模式分析PROCESSFMEA 主要用于產品制造及裝配階段失效模式分析SERVICEFMEA 主要用于產品送到客戶前所有服務失效模式分析 FMEA分類 FMEA分析流程 先期規劃 主流程 結果應用 FMEA分析流程先期規劃 組成FMEA團隊 資料收集 訂定執行方案 產品設計 制造工藝 使用維修 環境 表格格式 分析層次 失效定義 成果整合 時機 FMEA分析流程先期規劃 1 組成FMEA團隊FMEA為一系統化輔助工具 此一失效分析工具必然會牽涉到公司內很多部門 人員與各種技朮 因此有必要利用團隊方式進行 FMEA分析流程先期規劃 2 資料收集一般而言在執行FMEA之前應掌握以下几個方面的資料 A 有關產品設計方面的資料 B 有關制造工藝方面的資料 C 有關使用維修方面的資料 D 有關環境方面的資料 FMEA分析流程先期規劃 3 訂定FMEA執行方案根據FMEA之實際需要或合約的要求擬定FMEA執行方案 據以執行FMEA 并隨制程之修正而更新FMEA 且將分析結果提供作為制程設計參考 通常FMEA執行方案中要規定的項目說明如下 FMEA分析流程先期規劃 3 訂定FMEA執行方案A 表格形式B 分析硬品或制程之層次I 分析最低層次以能夠對其功能做完整描述為准 II 從高層之分析結果判斷 III 根據以往經驗決定分析的最低層次 IV 以剛好高于維修保養的最低層次為主 FMEA分析流程先期規劃 3 訂定FMEA執行方案C 編碼系統D 失效定義E 成果整合F 時程 FMEA分析流程主流程 分析制程特性 定義製造流程 分析產品特性 分析失效模式 分析失效原因 分析現行控制方法 分析失效效應 分析發生率 分析難檢度 分析嚴重度 計算風險優先數 決定優先改善之失效模式 建議改善措施 改善實施 失效模式及效應分析表單格式 系統 子系統 零件部 設計責任 機型 料號 關鍵日期 FMEATEAM成員 FMEA編號 頁碼 共1頁第1頁 FMEA日期 編制人 審核人 2 3 5 6 1 4 7 8 10 11 16 15 14 13 12 20 19 18 17 21 22 9 失效模式及效應分析表單格式 1 FMEA編號 填入FMEA文件的編號 以便查詢 2 項目 填入所分析的系統 子系統或零件的過程名稱 編號 3 設計 過程責任 部門 小組還應包括供方的名稱 4 填入負責準備FMEA工作的工程師姓名 電話及所在公司名稱 5 機型 料號 填入將使用和正被分析的設計過程影響的預期的機型和料號 失效模式及效應分析表單格式 6 關鍵日期 填入FMEA初次預定完成日期 該日期不應超過計劃開始設計生產發布日期 7 FMEA日期 填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期 8 核心小組 列出有權確定和執行任務的責任部門和個人姓名 如果對某一特定原因無建議措施 那麼就在該欄中寫 N A 9 項目 功能 填入被分析項目的名稱和編號 如果該項目有多種功能 且有不同的失效模式 應把所有功能都單獨列出 失效模式及效應分析表單格式 10 潛在失效模式 對一個特定項目及其功能 列出每一個潛在失效模式 前提是這種失效可能發生 但不一定發生 11 潛在失效后果 潛在失效后果 就是失效模式對系統功能的影響 12 嚴重度 S 13 分級 重要程度 用於對另件 子系統或系統的產品特性分級 關鍵 主要 重要 生點等 失效模式及效應分析表單格式 14 潛在失效的起因 機理潛在失效起因是指一個設計 工藝薄弱部分的跡象 其作用結果就是失效模式15 頻度 0 頻度是指某一特定失效起因或機理 已列於前欄中 出現的可能性 16 現行設計 工藝控制 17 探測度 D 18 風險順序數RPN19 建議措施 如果對某一特定原因無建議措施 那麼就在該欄中寫 無 失效模式及效應分析表單格式 20 責任 對建議措施 把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中 21 采取的措施當實施一項措施后 簡要記載一下具體的措施和生效日期 22 糾正后RPN23 跟蹤 小組成員應保証所有建議措施被實施或已妥善地落實 24 RPN在的再改進 直RPN 50 失效模式及效應分析表單格式 在完成基本資料的收集且有了執行方案之后 就應按照方案中的規定 利用收集到的資料進行FMEA的分析工作 其分析程序如下 1 系統定義2 功能分析3 硬件組合層次分析4 可靠度分析5 失效模式分析 設計FMEA之作業程序 6 失效效應分析與嚴重登記評估 定量和定性 7 失效原因分析8 失效模式之發生几率分析或評估9 失效檢測方法分析10 補救預防措施11 關鍵性分析 關鍵性指數或風險優先數RPN 12 填寫失效模式效應與關鍵性分析表13 失效模式效應與關鍵性分析報告 設計FMEA之作業程序 制程FMEA與設計FMEA程序類似 但因其分析對象為制程而非硬件設計 其分析程序還是有所區別 主要如下 1 制造流程定義2 制程特性分析3 產品特性分析4 失效模式5 失效效應分析6 嚴重度分析7 失效原因分析 制程FMEA之作業程序 8 發生率分析9 現行失效管制方法分析10 難檢度分析11 關鍵性分析12 建議改進措施13 填寫失效模式效應與關鍵性分析表14 失效模式效應與關鍵性分析報告 制程FMEA之作業程序 一般而言 執行FMEA大都是因為客戶之要求 因此很多公司花費相當大的工夫所做之FMEA可能只用于交給客戶的報告 這種情形不僅會使FMEA成為成本與時間的負擔 造成負面效果 而且就FMEA工作而言 也很可能流于形式 使FMEA分析結果變成廢物 這種情形應盡量避免 FMEA結果之應用 事實上 一個規划良好的FMEA作業可以使其結果得到很好的應用 使決策者 產品設計人員 工程設計人員 制造工程師 及品保人員都能夠利用這些分析結果改善其工作品質 增加其生產力 而提升制造產品之品質 可靠度與安全性 增加顧客滿意度 增強產品之競爭力 建立公司形象 降低產品開發時間與成本 為達到以上之效益 需經以下方式 妥善應用FMEA之結果 1 參考類似產品設計或制程之FMEA FMEA結果之應用 2 應根據失效之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制程 3 應對已改善的失效重復進行分析改善 持續提升產品設計可靠度降低制程不良率或提高查犴民之檢測能力 4 將制程FMEA分析之結果反饋給設計工程師 作為改進產品設計之參考 FMEA結果之應用 5 配合資訊系統將FMEA資料建成資料庫 可供建立制程檢驗 測試標准 檢驗程序 檢驗規范以及其它品質管制措施之參考 6 在應用FMEA時應參考相同之失效并立即應用其改進建議 如果以往FMEA報告與實際情況有不符時 應修改FMEA資料 7 配合設計審查作業 作為正式生產前產品可靠度 制程安全性 環境污染影響之參考資料 8 不斷積累 整理成專業技朮供工程師訓練參考 FMEA結果之應用 嚴重度S Severity 恒量失效的影響程度失效影響 產品或制程的某一失效對產品外觀 結構 功能 性能穩定性 可靠性影響 或對下一個制程 使用者和設備的影響或對最終客戶 政府法規 安全 環保的違及 劃分標準 主觀判定1 幾乎不會有甚麼影響10 會違及安全 法規 嚴重度分類 一 危險特性 Catestrophie 無法滿足則不能銷售 1 耐火性 自然性 UL CAS2 工業標准3 顧客要求4 內部工程需要由Critical量測項目 二 重大特性 Significant 無法滿足則不能銷售給指定客戶 1 客戶及供應商共同制定特性2 或客戶指定特性 例如 規格 尺寸 速度 力 溫度等 3 設計工程師指定的特性4 業界標准 三 主要的特性 Major 1 信賴性測試2 產品制程不良率及分析 嚴重度 S 劃分標準 發生率O Occurrence 某一原因而導致失效發生的幾率劃分標準 Cpk主觀判定統計資料1 幾乎不會發生10 幾乎肯定會發生 發生率 O 劃分標準 難檢度D Detection 在現行的控制措施下 偵測失效發生的能力劃分標準主觀判定統計資料1 有有效手段完全可以檢測出來10 無任何手段可以檢測出來 難檢度 D 劃分標準 風險優先數 關鍵性指數 RPN 風險優先數RPN S O D根據RPN值確定是否對相應失效項采取措施 分析RPN值 確定優先解決的項目 原則一 RPN值愈大且易解決者愈優先解決RPN 150的失效原因應必須解決 50 RPN 150應盡可能解決 不能解決的必須加嚴控制RPN 50可以不加控制 原則二 RPN 150時 嚴重度 S 較大者或發生機率 O 較大者必須加以改善 通常S 9 10或O 9 10的失效必須加以改善 上述侁先原則 即RPN值 的具體界限值亦可由FMEA小組具體討論而定 DFMEA 有助於潛在失效模式及其結果的說明 識別相關的原因和機理 識別減少或消除失效發生的措施 有助於設計要求及其替代要求的客觀評價 有助於生產和裝配要求的最初設計 增加設計過程中失效模式及后果被考慮的可能性 FMEA的益處 DFMEA 有助於設計測試和開發程序 從顧客角度評價失效 允許跟蹤和文件化降低風險的措施 將來分析和設計的極好參考 設計FMEA過程的文件化 FMEA的益處 PFMEA 有助於確保產品相關過程失效模式及其后果的說明 識別相關的原因和機理 識別減少或消除失效發生的措施 識別潛在生產或裝配過程的失效原因 識別過程參數 若該參數受控 則可減少失效情況的發生或增加探測性 有助於糾正措施的優先順序安排 過程中的極好參考 過程FMEA文件化 FMEA的益處 實施FMEA應注意的問題 導入時機 FMEA團隊必須包括產品設計及其相關工程人員FMEA分析重在工程分析FMEA先期規劃應做好FMEA建義改善措施必須認真執行 並追蹤改善效果FMEA導入時機貫穿產品設計 制程設計FMEA是個循環過程FMEA結果利用 設計FMEA與制程FMEA之區別 對象實施階段FMEA團隊成員分析失效原因出發點建議控制措施出發點 FMEA在FOXCONN 在公司內部質量體系中之要求 公司一直很重視FMEA技朮在品質管理中之應用 現在 FMEA技朮在我們公司的產品開發段 制程段 組裝段都有廣泛的應用 它為提高公司產品品質發揮了重要作用 關于FMEA的系統文件有 QS 13失效分析ES13 001失效模式及效應分析辦法 FMEA的職責 DESIGNFMEA ODM 設計開發FMEA 工標 RD主導 各產品處QE ME 模具 設備等單位組成PROCESSFMEA OEM 制程FMEA 各產品處ME QE主導 工標產工 模具 設備 制造等單位組成 FMEA在FOXCONN PFMEA小組成立 召開PFMEA小組會議 分析制程之先后順序 分析制程之機能 預測失效模式 預測失效模式對制程的效應 指定該失效模式對客戶造成的嚴重度 分析該失效模式發生是由于制程何原因造成 分析該失效模式發生的幾率 列出現行控制措施 指定該失效模式被檢測難易程度 計算風險优先數 RPN S O D 給出建議控制措施 並指定責任人和改善完成時間 追蹤改善效果 重新計算RPN值 結案 1 RPN 1502 RPN 150 而S 9 10或O 9 10 RPN 50 FMEA在FOXCONN FMEA在FOXCONN FMEA在FOXCONN FMEA在FOXCONN FMEA在FOXCONN FMEA的作業范例 以NOKIA產品舉例說明1 超音波熔焊2 粘保護膜3 點膠4 B COVER成型 FMEA的作業范例 FMEA的作業范例 FMEA的作業