FMEA失效模式与后果分析内容概要

1、 FMEAFMEA失效模式與失效模式與后果后果分析分析Failure Mode and Effects AnalysisFailure Mode and Effects Analysis什什 麼麼 是是 FMEA“早知道早知道就不會就不會”早知道早知道 作好防震設計作好防震設計 就不會就不會 造成大樓倒塌造成大樓倒塌早知道早知道 改進電力輸配設計改進電力輸配設計 就不會就不會 造成全台大停電造成全台大停電早知道早知道 不濫墾濫伐不濫墾濫伐 就不會就不會 造成土石流造成土石流早知道早知道 作好排水系統作好排水系統 就不會就不會 造成淹大水造成淹大水 有些有些 早知道早知道 是必需的是必需的! 有

2、些有些就不会就不会 是不允許發生的是不允許發生的核能電廠、水庫、衛星、飛機核能電廠、水庫、衛星、飛機.有效運用有效運用 FMEA 可減少事後追悔可減少事後追悔什 麼 是 FMEA“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 設計電腦防火牆 所以沒有 被黑客入侵有些 我先我先 是必需的! 有些 所以沒有所以沒有 是預期可避免的核能電廠、水庫、衛星、飛機.有效運用 FMEA 可強化事先預防FMEA 的演进史的演进史1. 1. FMEAFMEA之前身為之前身為FMECA,FMECA,係在係在19501950由格魯曼飛機提出由格魯曼飛機提出,

3、, 用在飛機主控系統的失效分析用在飛機主控系統的失效分析. .2.2.波音與馬丁公司在波音與馬丁公司在19571957年正式編訂年正式編訂FMEAFMEA的作業程的作業程 序序, ,列在其工程手冊中列在其工程手冊中. .3.603.60年代初期年代初期, ,美太空總署將美太空總署將FMECAFMECA成功的應用于太成功的應用于太 空計畫空計畫. .美美軍同時也開始應用軍同時也開始應用FMECAFMECA技術技術, ,並于並于1974 974 年出版年出版MIL-STD-1629FMECAMIL-STD-1629FMECA作業程序作業程序. .4.19804.1980修改為修改為MIL-STD-

4、1629A,MIL-STD-1629A,延用至今延用至今. .5.19855.1985由國際電工委員會（由國際電工委員會（IECIEC）出版之出版之FMECAFMECA國際國際 標準標準(IEC812IEC812）, ,即參考即參考MIL-STD-1629AMIL-STD-1629A加以部份修加以部份修 改而成改而成. . 建立设计失误资料库建立设计失误资料库产品结构图或关系框图产品结构图或关系框图产品使用条件产品使用条件/可靠性及寿命等要求可靠性及寿命等要求针对每一物料分析其失效模式针对每一物料分析其失效模式失效分级失效分级/优先排列优先排列提出纠正措施提出纠正措施/编写文件编写文件过程次品

5、资料库过程次品资料库生产流程图生产流程图判断高判断高/中中/低风险低风险（出现不合格品的危险度）（出现不合格品的危险度）针对高风险工序做针对高风险工序做失效模式及后果分析失效模式及后果分析提出纠正措施（选用）提出纠正措施（选用）追踪措施结果追踪措施结果設計設計 FMEA表表填寫說明填寫說明(1) (1) FMEA FMEA 編號編號: :填入填入 FMEA FMEA 文件編號文件編號, ,以便查询以便查询。 (2) (2) 系統、子系統及零組件系統、子系統及零組件: :指示合適的分析等級指示合適的分析等級, ,並填入系統、並填入系統、 子系統或零組件名稱和編號。子系統或零組件名稱和編號。 (3

6、) (3) 設計責任設計責任: :填入填入OEMOEM、部門和小組部門和小組, ,也包括供應廠商名稱也包括供應廠商名稱。(4) (4) 编制人编制人: :填入準備填入準備 FMEA FMEA 責任工程師的姓名、電話、公司。責任工程師的姓名、電話、公司。 (5) (5) 年型年型/ /车型车型: :填入将使用或正被分析的填入将使用或正被分析的“设计设计”所影响的年所影响的年型型 及车型。及车型。 (6) (6) 关键日期关键日期: :最初最初 FMEA FMEA 预定完成预定完成日期日期, ,不能超過開始計划生不能超過開始計划生 產的日期。產的日期。 (7) (7) FMEAFMEA日期日期:

7、:填入填入 FMEA FMEA 最初制定日期和最新修訂日期。最初制定日期和最新修訂日期。 設計設計 FMEA 填寫說明填寫說明(8)(8)核心小組核心小組: :列出負責執行這項工作的個人和單位。列出負責執行這項工作的個人和單位。( (建議建議將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表將所有小組成員名字、單位、電話號碼、地址等另行列表) )(9)(9)項目項目/ /功能功能 填入要被分析项目的名稱和編號（型号）填入要被分析项目的名稱和編號（型号）, ,利用專用名利用專用名 詞和工程圖面上顯示的設計等級，於首次正式發行之前詞和工程圖面上顯示的設計等級，於首次正式發行之前, , 可以使用實驗

8、時使用的編號。儘可能簡潔地可以使用實驗時使用的編號。儘可能簡潔地, ,填入被分填入被分 析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相 關環境的資訊關環境的資訊 ( (如如: :定溫度、壓力、濕度範圍定溫度、壓力、濕度範圍) ) 。如果。如果 項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時項目包含一個以上有不同潛在失效模式功能時 , ,則列出則列出 所有個別功能。所有個別功能。設計設計 FMEA 填寫說明填寫說明(10)潛在失效模式潛在失效模式 潛在失效模式是零件潛在失效模式是零件、子系統或系統於符合設計意圖子系統或系統於符合設計意圖過程中可能失效的

9、種類過程中可能失效的種類。潛在失效模式也可能是較高階子潛在失效模式也可能是較高階子系統或系統之失效原因系統或系統之失效原因,或較低階零組件的失效后果或較低階零組件的失效后果。 列出特別項目和功能的每一潛在失效模式列出特別項目和功能的每一潛在失效模式。假設失效假設失效是將發生的是將發生的,但不是必須發生的但不是必須發生的。 潛在失效模式僅可能發生於某些操作條件下潛在失效模式僅可能發生於某些操作條件下 ( 如如:熱熱、冷冷、乾乾、多灰塵的條件多灰塵的條件 ) 和在某些使用條件下和在某些使用條件下( 如如:行駛哩行駛哩數在平均數以上數在平均數以上、粗糙不平的地形粗糙不平的地形、僅在市區行駛僅在市區行

10、駛) 。 典型典型的失效模式包含下列各項的失效模式包含下列各項,但不限於此但不限於此:破碎的破碎的、變形變形、鬆弛鬆弛、洩漏洩漏、黏著黏著、短路短路、生銹氧化生銹氧化、龜裂龜裂等等。設計設計 FMEA 填寫說明填寫說明(11)(11)潛在的失效后果潛在的失效后果 即在功能特性上失效模式的后果。也就是即在功能特性上失效模式的后果。也就是: :失效模式失效模式一旦發生時一旦發生時, ,對系統或設備以及操作使用的人員所造成的對系統或設備以及操作使用的人員所造成的后果。一般在討論失效后果時后果。一般在討論失效后果時, ,先檢討失效發生時對於局先檢討失效發生時對於局部所產生的影響部所產生的影響 , ,然

11、後循產品的組合架構層次然後循產品的組合架構層次 , ,逐層分析逐層分析一直到最高層級人員、裝備所可能造成的影響。例如一直到最高層級人員、裝備所可能造成的影響。例如: :由由於某個間歇性的系統作業造成某個零件的破碎於某個間歇性的系統作業造成某個零件的破碎, ,可能造成可能造成於組合過程的震動。這個間歇性系統作業降低了系統功效於組合過程的震動。這個間歇性系統作業降低了系統功效, ,最終引起客戶不滿意。常見的失效后果包括最終引起客戶不滿意。常見的失效后果包括: :噪音、漏氣、噪音、漏氣、操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻操作費力、電動窗不作用、煞車不靈、跳動、亂檔、冷卻不夠、車輛性能

12、退化、產生臭氣、外觀不良等。不夠、車輛性能退化、產生臭氣、外觀不良等。后果后果评定准则：评定准则： 后果后果 的的 严严 重重 度度等级等级危险危险无警讯无警讯潜在的故障模式如果会毫无警讯的影响到汽车的安全操作和或潜在的故障模式如果会毫无警讯的影响到汽车的安全操作和或不符合政府的有关规定不符合政府的有关规定则属于高度危险则属于高度危险10危险危险有警讯有警讯潜在的故障模式如果会在有警讯的情况下潜在的故障模式如果会在有警讯的情况下影响到汽车的安全影响到汽车的安全操作和或不符合政府的有关规定操作和或不符合政府的有关规定则属于非常危险则属于非常危险9很高很高汽车零组件无法操作汽车零组件无法操作但是不

13、影响主要功能但是不影响主要功能8高高汽车零组件还能运作汽车零组件还能运作但是功能降低但是功能降低导致顾客不满导致顾客不满7中等中等汽车零组件还能运作汽车零组件还能运作但是舒适便利的项目无法运作但是舒适便利的项目无法运作让顾客让顾客感到不舒服感到不舒服6低低汽车零组件以及舒适便利的项目都能运作汽车零组件以及舒适便利的项目都能运作但是表现降低但是表现降低让让顾客感到有些不满意顾客感到有些不满意5很低很低完工安装发出异音项目不合格完工安装发出异音项目不合格而且大部份的顾客都注意到而且大部份的顾客都注意到4轻微轻微完工安装出异音项目不合格完工安装出异音项目不合格而且一般顾客都注意到而且一般顾客都注意到

14、3很轻微很轻微完工安装发出异音项目不合格完工安装发出异音项目不合格但很少有顾客发现有缺陷但很少有顾客发现有缺陷2无无无影响无影响1(14) 潛在潛在失效的起失效的起因因/机理机理設計設計 FMEA 填寫說明填寫說明(15)發生度發生度又叫频度（又叫频度（Occurrence） 频度是一特定原因或结构将会发生的可频度是一特定原因或结构将会发生的可能性（发生不良的机率）。发生可能性有能性（发生不良的机率）。发生可能性有其含义但不一定是个数值。透过设计更改其含义但不一定是个数值。透过设计更改来取消或控制一个或多个失效模式的原因来取消或控制一个或多个失效模式的原因或结构是使发生等级下降的唯一方法。或结

15、构是使发生等级下降的唯一方法。设计设计FMEA频度建议的评价准则频度建议的评价准则失失 效效 发生的可能性发生的可能性可能失效的机率可能失效的机率等等级级极高极高失效几乎不可避免失效几乎不可避免1/21/3109高高一再重复失效一再重复失效1/81/2087中等中等偶而发生失效偶而发生失效1/801/4001/2,000654低低相对较少失效相对较少失效1/15,0001/1,500,00032极低极低不太可能出现失效不太可能出现失效1/1,500,0001 設計 FMEA 填寫說明(16)(16)現行設計控制現行設計控制 列出預防措施、設計驗證列出預防措施、設計驗證/ /確認確認( (DV)

16、DV)或其它活動，或其它活動，而這些活動是用來確保對失效模式和起因而這些活動是用來確保對失效模式和起因/ /机理之一机理之一設計充分性。目前常用的控制方法設計充分性。目前常用的控制方法( (如如: :道路试验、設道路试验、設計评审、台架計评审、台架/ /试验室试验、可行性评审、样件測試、试验室试验、可行性评审、样件測試、車隊測試等車隊測試等) )。有三種設計控制方法去考虑。有三種設計控制方法去考虑: : (1) (1)預防原因預防原因/ /机理，或失效模式机理，或失效模式/ /后果發生，或降后果發生，或降 低發生度低發生度 。 (2) (2)查明起因查明起因/ /机理，並提出矯正措施（如机理，

17、並提出矯正措施（如SPCSPC）。 (3) (3)查明失效模式（次品），如百分百检查。查明失效模式（次品），如百分百检查。 可能的話，最先使用第可能的話，最先使用第(1)(1)种方法；其次，才使用种方法；其次，才使用第第(2)(2)种方法；最後，才使用第种方法；最後，才使用第(3)(3)种控制方法。种控制方法。难检度评价准则：由设计控制可探测的可能性等级绝对不确定设计控制不会且/或不能检测潜在原因/失效机制和后绩的失效模式或者根本没有设计控制10极稀少设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续失效模式的机率极其稀少9稀少设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率稀少8极低设计控制检测出潜

18、在原因/失效机制和后续故障模式的机率极低7低设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率低6中等设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率中等5略高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率尚可4高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率高3极高设计控制检测出潜在原因/失效机制和后续故障模式的机率极高2几乎肯定设计控制一定可以检测出潜在原因/失效机制和后续失效模式1設計設計FMEA填寫說明填寫說明(18)(18)风险顺序数（风险顺序数（Risk Priority NumberRisk Priority Number） 风险顺序数风险顺序数（RPNRPN）

19、是嚴重度是嚴重度( (S)S)、發發 生度生度( (O)O)、和難檢度和難檢度( (D)D)的乘積。的乘積。 RPN=(S) RPN=(S) (O) (O) (D)(D) 它它是一項設計風險的指標。當是一項設計風險的指標。當RPNRPN較高時，較高時，設計小組應提出矯正措施來降低設計小組應提出矯正措施來降低RPNRPN值值。一般實。一般實務上，會特別注意嚴重度（務上，會特別注意嚴重度（S S）較高之失效模式，較高之失效模式，而不理會而不理會RPNRPN之數值。之數值。 設計FMEA填寫說明(19)建議措施：建議措施：當失效模式依當失效模式依RPN數排列其風險順序時，針對最高數排列其風險順序時，

20、針對最高級的影響和關鍵項目提出矯正措施。任何建議措施的目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發生度、嚴重度和難檢度。增加設計驗的是要減少任何發生度、嚴重度和難檢度。增加設計驗證或確認只可降低難檢度的等級；透過設計變更去除或證或確認只可降低難檢度的等級；透過設計變更去除或控控制某一制某一个个或多個影響失效模式的或多個影響失效模式的起起因因/机理机理，只能降低，只能降低發生度的等級；只有設計變更發生度的等級；只有設計變更才才能降低嚴重度等級。可能降低嚴重度等級。可以考慮下列的措施，但並不限於此：以考慮下列的措施，但並不限於此： 實驗設計（實驗設計（DOE） 修改設計修改設

21、計 修改測試計修改測試計划划 修改原物料規格修改原物料規格 如果对一特定原因没有建议措施，请在本栏中填入如果对一特定原因没有建议措施，请在本栏中填入“无无”来表示。来表示。設計設計FMEA填寫說明填寫說明追縱確認：追縱確認： 設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已設計責任工程師應負責確認所有的建議措施均已執行或有適當的對策提出。執行或有適當的對策提出。FMEA FMEA 文件應適時修正並文件應適時修正並能反映最新的設計等，和最近有關的措施，包括開始能反映最新的設計等，和最近有關的措施，包括開始量產後所發生的。量產後所發生的。 設計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施設計責任工程師可由下列

22、方法確認所有建議措施已被執行：已被執行： 確認達成設計要求。確認達成設計要求。 審查工程圖面和規格。審查工程圖面和規格。 确认已整合到装配确认已整合到装配/ /製造文件中。製造文件中。 審查制程審查制程FMEAFMEA和控制計畫。和控制計畫。設計設計FMEA之之效益效益1.1.幫助設計需求與設計方案的評估。幫助設計需求與設計方案的評估。2.2.幫助初始設計對製造和裝配的需求。幫助初始設計對製造和裝配的需求。3.3.在設計發展階段，增加失效模式和系統后果分析的次數。在設計發展階段，增加失效模式和系統后果分析的次數。4.4.提供额外讯息，有助于全面的設計测试及开发之規劃。提供额外讯息，有助于全面的

23、設計测试及开发之規劃。5.5.根據對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，並按根據對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，並按 排序改善。排序改善。6.6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7.7.提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計變提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計變 更和开发先期設計。更和开发先期設計。製程製程FMEAFMEA表表填寫說明填寫說明（参考设计（参考设计FMEA FMEA ）(1)(1)FMEA FMEA 編號：填入編號：填入FMEAFMEA文件編號，以便可以追蹤使用。文件編號，以便可以追蹤使用。(2

24、)(2)項項 目：填入將被分析的系統、子系統或零件名目：填入將被分析的系統、子系統或零件名 稱和編號。稱和編號。(3)(3)製程責任者：填入製程責任者：填入OEMOEM、部門和小組，也可包括供應部門和小組，也可包括供應 商名稱。商名稱。(4)(4)编编 制制 者：填入準備者：填入準備FMEAFMEA責任工程師的姓名、電話責任工程師的姓名、電話 號碼、公司名称。號碼、公司名称。(5)(5)車型年份：填入想要分析設計製造用的車型年份。車型年份：填入想要分析設計製造用的車型年份。(6)(6)关键日期关键日期 ：最初：最初FMEAFMEA發佈日期，不能超過開始計畫發佈日期，不能超過開始計畫 生產日期。

25、生產日期。(7)(7)FMEAFMEA日期：填入最初日期：填入最初FMEAFMEA完成日期和最新被修訂日期。完成日期和最新被修訂日期。(10)(10)潛在的失效模式潛在的失效模式 是指製程可能不符合製程要求或設計意圖。敘述規定是指製程可能不符合製程要求或設計意圖。敘述規定作業的不合格事項。它可能是下工程的潛在失效模式或被作業的不合格事項。它可能是下工程的潛在失效模式或被上工程所影響的潛在失效模式。無論如何，於準備上工程所影響的潛在失效模式。無論如何，於準備 FMEAFMEA時，必須假設進料的零組件或原物料是好的。時，必須假設進料的零組件或原物料是好的。 列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製

26、程特性，列出每一個特殊作業零件、分系統、系統或製程特性，所引起的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答所引起的潛在失效模式。製程工程師或小組要提出和回答下列問題：下列問題： 製程或零組件為何不符合規格？製程或零組件為何不符合規格？不考慮工程規格，什麼是客戶不考慮工程規格，什麼是客戶( (最終使用者、下工最終使用者、下工程、或服務程、或服務) )所不滿意的？所不滿意的？一般的失效模式包含下列各項：一般的失效模式包含下列各項：断裂、變形、彎曲、毛刺断裂、變形、彎曲、毛刺、短路、工具磨損、不正確短路、工具磨損、不正確的安裝、灰塵等。的安裝、灰塵等。(11)潛在失效后果潛在失效后果 是指失效模式对

27、客户的影响是指失效模式对客户的影响。客戶指的是：下個作。客戶指的是：下個作業、下工程或地點、經銷商或車業、下工程或地點、經銷商或車主主。每一個潛在失效功。每一個潛在失效功能都必須被考慮。能都必須被考慮。 對於最終使用者，失效后果經常被指為：雜音、不對於最終使用者，失效后果經常被指為：雜音、不規律的動作、不能操作、不穩定、通風不良、外觀不良、規律的動作、不能操作、不穩定、通風不良、外觀不良、 粗糙不平的、過度的費力要求、令人不舒服的氣味、操粗糙不平的、過度的費力要求、令人不舒服的氣味、操控性減弱、車輛控制控性減弱、車輛控制减弱减弱。 對於下工程而言，失效后果經常被指為：不能緊對於下工程而言，失效

28、后果經常被指為：不能緊固固、不能鑽孔或攻牙、不能固定、不能磨光、危不能鑽孔或攻牙、不能固定、不能磨光、危害操作者害操作者、损坏设备损坏设备、不合適、不連接、不相配、不合適、不連接、不相配等等。 (13)(13)等級等級 這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將這個欄位用來區分任何對零件、子系統、或系統將要求附加於製程控制的特殊產品特性要求附加於製程控制的特殊產品特性( (如：關鍵的、主如：關鍵的、主要的、重要的要的、重要的) )。如果在製程。如果在製程FMEAFMEA被認定等級，通知設被認定等級，通知設計負責工程師，這將影響工程文件相關控制項目的認定。計負責工程師，這將影響工程文件相關控制

29、項目的認定。(14)(14)潛在失效起因潛在失效起因/ /机理机理在儘可能的範圍裡，列出所有能想像到的失效原因：在儘可能的範圍裡，列出所有能想像到的失效原因：不當的扭力不當的扭力 不適當的鑽孔不適當的鑽孔不適當的焊接不適當的焊接不適當或沒有潤滑不適當或沒有潤滑不精確的量具不精確的量具缺少零件或放錯缺少零件或放錯不當的熱處理不當的熱處理失效发生的可能性失效发生的可能性可能的失效可能的失效率率Cpk频度频度数数很高，失效几乎是不可避免的很高，失效几乎是不可避免的1/20.33101/30.339高：一般与以前经常发生失效的过程高：一般与以前经常发生失效的过程相似的工艺有关相似的工艺有关1/80.5

30、181/200.677中等：一般与以前时有失效发生，但中等：一般与以前时有失效发生，但不占主要比例的过程相类似的工艺有不占主要比例的过程相类似的工艺有关关1/800.8361/4001.0051/20001.174低：很少几次与相似过程有关的失效低：很少几次与相似过程有关的失效1/150001.333很低：很少几次与几乎完全相同的过很低：很少几次与几乎完全相同的过程有关的失效程有关的失效1/1500001.502极低：失效不大可能发生。几乎完全极低：失效不大可能发生。几乎完全相同的过程也未有过失效相同的过程也未有过失效1/15000001.671(16)現行製程控制現行製程控制現行製程控制是敘

31、述控制方法，用來預防可能擴現行製程控制是敘述控制方法，用來預防可能擴大的失效模式和偵查出失效模式的發生。這些控制方大的失效模式和偵查出失效模式的發生。這些控制方法可能包括治具的防誤或法可能包括治具的防誤或SPC或後製程評估。或後製程評估。有三種製程控制可以考慮：有三種製程控制可以考慮：(1)阻止阻止失效模式失效模式/后果的發生，或降低發生比率。后果的發生，或降低發生比率。 (2)查出失效原因，並提出矯正措施。查出失效原因，並提出矯正措施。 (3)查出失效模式（查出失效模式（全检）全检）。可能的話，最好先使用第可能的話，最好先使用第(1)種控制；其次才使用種控制；其次才使用第第(2)種控制；最後

32、，才使用第種控制；最後，才使用第(3)種控制。種控制。(18)风险顺序数（风险顺序数（RPN） 风险顺序数是嚴重度风险顺序数是嚴重度(S)、频频度度(O)、和難檢度和難檢度(D)的乘積。的乘積。 RPN=(S) (O) (D) 是一項製程風險的指標。當是一項製程風險的指標。當RPN較高時，功能小組較高時，功能小組應提出矯正措施來降低應提出矯正措施來降低RPN數。一般實務上，會特別數。一般實務上，會特別注意嚴重度（注意嚴重度（S）較高之失效模式，而不理會較高之失效模式，而不理會RPN之之數值。數值。 (19)建議措施建議措施當失效模式依當失效模式依RPN數排列其風險順序時，針對最高等數排列其風險順序時，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級的影響和