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文档简介
FMEA基础知识简介FailureModeandEffectAnalysis2课程内容何为FMEA失效模式与效应分析
FMEA起源与发展
FMEA在质量系统上的意义与范畴一般执行FMEA分析方法如何执行FMEA
FMEA流程展开执行FMEA最大的困难点结语3何為FMEA失效模式與效應分析FailureModeandEffectAnalysis4什么是FMA?
什么是FMEA?FMA-失效模式分析:关键词:失效-已实际发生
100%既成事实集中于:诊断-处理已知问题FMA在生产或检验范围内实施FMEA-潜在失效模式及后果分析关键词:失效-尚未发生可能会发生集中于:预防可能问题FMEA在设计、生产或其他范围内实施
5何为FMEA失效模式与效应分析FMEA失效模式与效应分析(FailureModeandEffectsAnalysis),又称为FMECA失效模式、效应与关键性分析(FailureMode,EffectsandCriticalityAnalysis),是一种系统化之工程设计辅助工具,主要利用表格方式协助工程师进行工程分析,使其在产品设计与制程规划时早期发现潜在缺陷及其影响程度,及早谋求解决之道,以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。由于FMEA的效益非常显著,因此不论在航天工业、国防工业、交通运输业、电子制造业或服务业等,都在FMEA之应用范畴中。过去许多的报导与发表案例,都可显示FMEA卓越的功效。6何谓FMEA失效模式与效应分析預測問題解決問題安排備料安排排程品質檢驗接單出貨設計實際生產問題解決或重修7何為FMEA失效模式與效應分析客戶滿意的品質槓桿8FMEA定义FMEA是一种结构化、预防性的可靠度分析技术,其目的是用以确立可能的失效模式,探讨失效发生的原因,并采行预防性措施及谋求改进的对策,以提高产品之可靠度。FMEA是一种有条理的程序,可以使用一张表格,将所有失效以数据方式来呈现优先等级数据,并定义预防措施。FMEA是一有系統的跨功能小組進行的事先預防活動系统结构事前预防轻重缓急9FMEA起源與發展FailureModeandEffectAnalysis10起始195019571970198019851993美國格魯曼美國波音美國太空總署美國軍方航太工業1950年美国格鲁曼飞机公司率先提出1957年美国波音正式编订FMEA作业程序1970年美国太空总署将FMEA成功应用于太空计划中,并出版MIL-STD16291980年美国军方正式修订为MIL-STD1629A,沿用至今1998FMEA起源与发展IECQS9000汽車工業1985年国际电工委员会IEC出版IEC8121993年QS9000出版,掀起汽车工业的震撼6σ製造業服務業1998年6σ之改革,制造业与服务业大量之运用11FMEA在品品質質系系統統上上的的意意義義與與範範疇疇FailureModeandEffectAnalysis12FMEA于质质量量系系统统上上的的意意义义持續改善系統改善措施找寻措施确定改善前与改善后比较事後分析系統严重度难检度发生率失效效应失效模式产品设计预防制程设计预防维修设计预防客服设计预防事前預防系統质量系统的横向管理与沟通消除异常13FMEA範疇疇可靠靠度度预预估估可靠靠度度成成长长设计计FMEA制造造FMEA客服服FMEA维修修FMEA可靠靠度度试试验验可靠靠度度配配置置FMEA为可可靠靠度度工工程程的的一一环环,,辅辅助助取取得得可可靠靠度度之之信信息息,,包包括括失失效效模模式式、、寿寿命预预估估等等。。可可区区分分为为设设计计FMEA、制制造造FMEA、维维修修FMEA、客客服服FMEA等,其其中中以以设设计计FMEA与制制造造FMEA为主主,,这这两两者者也也是是许许多多客客户户诉诉求求的的重重点点14推行行FMEA之目目的的辅助设计与制程人员深入探讨产品各层级可能发生之失效模式,发掘设计或制程上的弱点,累积经验,早期发现失效原因及采取因应之道作为产品测试规划之执行,以及失效分析与改正所需参考资料,用以研订失效准则,协助失效分析及改正作业,并可作为可靠度分析之参考资料设计初期即考虑制造与组装的需求,并提供健全的失效信息基础,作为建立测试标准、质量管制程序、制程检验、标准操作程序及标准检验程序等检试与管制规范之参考作为维护分析作业之参考资料,据以决定产品操作之限制并订定避免导致失效之操作条件,亦可作为售后服务规划、维修保养手册编订及备份料件筹补等作业之输入资料帮助操作人员之训练,使其能在短期间学到正确找出失效原因的方法及采取有效的矫正措施公司人员异动时,新人到任后很快能进入状况且对累积的经验及技术能制度化的保存15FMEA能为为公公司司带带来来何何种种效效益益有系系统统、、有有条条理理的的知知识识管管理理::设设计计技技术术、、制制程程技技术术利用用风风险险指指标标高高低低筛筛选选优优先先处处理理之之问问题题,,可可达达到到20/80效益益跨功功能能、、跨跨部部门门的的横横向向整整合合管管道道::FMEA小组组经验验移移植植最最快快速速的的方方法法::大大量量数数据据库库查查询询获得得百百倍倍预预防防效效益益::早早期期投投入入改改善善成成本本最最低低,,效效益益最最大大协助助成成功功推推行行6σσ:Define(定定义义))与Measure(测测量量))阶段段获得得客客户户的的亲亲赖赖::大大厂厂客户户16一般般執執行行FMEA分析方法法FailureModeandEffectAnalysis17一般执行行FMEA分析方法法
美国三大汽车厂QS9000方式:单一表格综合各项分析,以关键指数(RPN,风险优
先指数)评估其关键性。
美国军方标准MIL-STD-1629A方式:
区分为FMEA与CA表格,以关键性矩阵分析其关键性。表格式FMEA矩阵式FMEA绘出严重度、难检度、发生率三个矩阵图,并将三者合并,找出其关键性。本课程之介绍将以QS9000之FMEA表格格式为主18一般常用用的FMEA形式设计DFMEA制程PFMEA设计DFMEA是针对产品设计时,预防产品可能的失效,因此主要分析概念以“产品功能”为主。系统:笔子系统:笔盖、笔身零件:笔盖、前壳、后壳、笔蕊设计FMEA之分析可依照“系统方块图”或“功能方块图”为分析项目制程PFMEA是针对产品制造时,预防产品可能的失效,因此主要分析概念以“生产流程”为主。制造流程:C流程、D流程机器设备:热压机、回焊炉生产线:一线、二线作业站:黏胶、锁孔、包装工具、量具:扭力起子、压力计制程FMEA之分析可依照“QC工程图”或“工艺流程图”为分析项目19如何執行行FMEAFailureModeandEffectAnalysis20如何推行行FMEA1、导入FMEA先期规划选择推行产品组成FMEA团队定义客户(使用者)教育训练收集资料设立FMEA数据库系统2、订定FMEA执行方案(控制程序)3、执行与不断维护FMEA21导入FMEA之先期规规划一、选择择推行产产品:可根据产产品复杂杂程度之之状况,,由公司司政策规规划选择择导入FMEA之产品品,并由由高阶主主管宣示示推行之之决心,,产品优优先选择之建议原原则:1.系系统复杂杂性高之之产品2.可可能为害害人体生生命之产产品3.发发生不良良事故后后处理费费用非常常高之产产品4.良良率一直直无法提提升之产产品5.推推行QS9000或TS16949之产品品6.客客户要求求推行之之产品上述之选择原则仅为为建议,,实际上上仍必须须视公司司推行之之决心与与企图而而定,尤尤其有些些短期即即需完成成研发之之产品,,很多高高阶主管管认为研研发时间间都已经经不够时时,很容容易忽略略了执行行FMEA的重重要性,,其实事事前小小小的预防防动作,,所可能能带来的的效益,,可能难难以想象象。22导入FMEA之先期规规划二、组成成FMEA团队:FMEA之完成,,必须结结合产品品开发、、设计、、测试、、制程、、客服等相关人人员,提提出各领领域之专专业意见见,共同同完成FMEA表格之制作,因此在产产品项目目成立时时,即可可拟定FMEA项目小组组,并视不同阶阶段由不不同单位位主导::FMEA项目小组组包括::设计工程程人员RD单位品管工程程人员QC单位品保工程人员员QA单位制程工程程人员ME单位工艺工程程人员PE客户服务务工程师师CQE23导入FMEA之先期规规划设计阶段段由设计计单位主主导DFMEA之进行,,制造阶阶段由生生产单位位主导PFMEA之进行,,没有必必要要求求每个项项目小组组人员参参加会议议,但是必须提提出各阶阶段之FMEA意见,以以免内容容失之偏偏颇。24在拟定小小组成员员时,所所有的小小组成员员必须体体认到以以下两点点:在设计FMEA中不必要包含在制造或组装中可能产生之潜在失效模式,但也可含在其中。在进行设计FMEA时,不可倚靠制程管制来克服设计之弱点,而应将制造/组装程序之技衔/实体限制纳入考量。例:必须之模具草图表面精度之限制组装空间/加工之进出路径钢材硬度之限制制程能力/效能导入FMEA之先期规规划二、组成成FMEA团队:25导入FMEA之先期规规划三、理清使用者者:一但确定定导入的的产品,,就必须须先思考考有哪些些产品使使用者。。产品使使用者非非单只最最终的使使用者,,应包含含所有产产品开发发流程所所能接触触到的相相关人员员,如设设计工程程师、测测试工程程师、制制程工程程师、组组装工程程师、维维护工程程师等,,在填写写FMEA表格时应应该时时时想到『下工序即客户』,在设想想失效状状况时,,除了考考量最终终客户的的感受外外,还需需考量下下一阶段段工程人人员的感感受,将将每个阶阶段的使使用者列列出后,,可协助助执行者者的分析析规划。。例如在设设计的过过程当中中,即需需设想制制造组装装时所可可能遭遇遇到的问问题,不可倚靠靠制程管管制来克克服设计计之弱点点,而应应将制造造/组装装程序之之技衔//实体限限制纳入入考量。机构工程程师在设设计螺丝丝孔的位位置时,,除了根根据客户户认定的美观、、设计结结构的应应力与承承重之外外,还需需考量组组装者组组装的便便利,以以上三者者所可能能发生的的失效模模式,皆皆可列在在表格中中进行分分析,并并及早采采取预防防改善的的措施。。26导入FMEA之先期规规划四、搜集集资料::有关产品设计方面的资料:了解所欲分析之产品的功能、工作原理、运行及工作程序、结构形式、其组成的零组件特性、材质等。有关制造工艺方面的资料:了解产品加工过程、组装过程、方法、检验及测试方式等。有关使用维修方面的贷料:了解产品的使用、操作过程、工作条件、操作人员情况、完成每项维修工作所需时间、维修纪录(失效纪录、维修方法、维修时间、工时、成本)等。有关环境方面的资料:了解产品的规定使用条件、实际工作环境条件、与其它系统之间的界面关系、人机界面等。27导入FMEA之先期规规划资料搜集集完毕后后,即针针对现有有之资料料进行进进一步之之分析::1.定义制造造流程::涵盖加加工、组组装及检检验等,,可以站站别来定定义2.产品特性性分析::分析产产品(零零件、组组件)之之特性因因子,与与可能之制程程做对照照,做成成矩阵表表3.制程特性性分析::分析每每一制造造流程之之输入//输出项项目,找找出影响产品品特性之之内部因因子(如如螺丝扭扭力),,外部因子子(如材材质特性性、环境境效应))等28导入FMEA之先期规规划五、建立立FMEA数据库系系统:FMEA最有价值值之运用用方式为为事前之之预防,,因此建建立一套套快速而而有效的的数据库库系统,,可加速速工程师师进行事事前之预预防与预预测工作作:快速取得有用资源:根据产品功能别、失效项目别等,开发快速的搜寻引擎系统
。跨单位平台沟通:藉由开放式之数据库系统,让各相关单位可随时提出失效模式相互讨论,以确定最后之给分。反馈设计准则或制造流程:将改善成果显著之成效,反馈至设计准则或制造流程,以进一步进行标准化作业。29订定FMEA执行方案案规定使用用的表格格、所要要分析的的最低设设计层次次、编码码系统、、失效定义、确确认使用用共同FMEA资料的各各个部门门、时程程等。表格形式式:在FMEA作业中,,表格为为记录分分析结果果的主要要工具。。编码系统统:编码系统统对于失失效分析析资料的的搜寻极极具价值值,应注注意所使使用之编码系统要与与其它工程或或管理规定中中使用之编码码系统一致。。失效定义:应先定义产品品之规格与失失效条件。成果整合:可靠度工作计计划、维护度度工作计划、、系统安全工工作计划、后后勤支援分析工作作计划等等对对FMEA作业或分析结结果的需求应应加以整合。时程:掌握FMEA时机通常是决决定执行FMEA是否有效的关关键,将各阶阶段FMEA报告完成的时时间订在设计计审查点之前前,以便能配配合计划的设设计审查作业时时程。30FMEA流程展開FailureModeandEffectAnalysis31FMEA流程圖組成FMEA團隊蒐集資料完成先期規劃訂定執行方案分析製程特性定義製造流程分析產品功能失效模式分析分析失效原因分析現行管制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關鍵性指數決定關鍵性失失效模式執行改正行動撰寫報告新製程設計參考資料設計改善參考資料標準檢驗程序資料教育訓練參考資料設計審查評估資料檢驗程序改善製程改善設計改善改善無效或有限32FMEA表格介紹33FMEA展开项目FMEACodeFMEA编码Result结果Item/FunctionProcess/Requirement功能项目/制程需求PotentialFailureMode潜在失效模式式PotentialEffect(s)ofFailure潜在失效效应应Severity严重度Classification类别PotentialCause(s)/Mechanism(s)ofFailure潜在失效原因因Occurrence发生率CurrentPrevent/DetectDesign/ProcessControl现行预防/检测设计/制程管制Detection难检度RPN风险指标RecommendedAction建议改善措施施Responsibility责任单位TargetCompletionDate目标完成日期期ActionResults措施执行结果果34FMEA展开步骤步骤1:确定功能项目目/制程需求(Item/FunctionProcess/Requirement)注意事项:简要说明明符合设计目目的应有的功功能与制程或或作业的目的的需有命名名法则与编码码原则当其功能能或制程目的的不只一个时时,应个别列列出步骤2:定义潜在失效效模式(PotentialFailureMode)注意事项:失效模式式是指零件、、组件、产品品可能之失效效方式,导致致无法满足预定之设设计目的潜在失效效模式可能是是导致更高阶阶的组件、产产品的失效模模式,也可能引发较较低阶的零件件失效效应进行PFMEA时,应先假设设输入的零件件/材料均为正确确失效模式式可能只在某某些操作条件件下发生,在在分析时应加加以考虑分析零组组件被剔退的的原因:制造组装接收测试35FMEA展开步骤以下列出常见见之失效模式式归类(59种):磨耗/用坏(WornOut),破碎(Broken),倒塌(Collapsed),龟裂/破坏(Crack/Fractured),撕裂/撕破/割裂(Ripped/Torn/Cut),破裂(Ruptured),疲劳(Fatigue),破损(Frayed),缺口(Breach),凹痕(Dented),斑点(Pitted),条纹(Stripped),擦伤(Chafed),抓痕(Scored),挫曲(Buckled),变形(Deformed),弯曲(Bent),歪曲(Warped),实体移位(PhysicalDisplacement),抓住(Seized),粘着(Sticking),束缚(Binding),振动(Vibration),松动(Loose),扭曲/失真(Distorted),不正(Misalign),阻塞(Clogged),堵塞(Jammed),烧燬(Burned),过热(Overheated),泄漏(Leaking),污染(Contaminated),润滑丧失(LossofLubrication),腐蚀(Corroded),恶化(Deteriorated),退化(Degraded),开路(Opened),卡住打开(StuckOpen),短路(Shorted),卡住关闭(StuckClosed),过弧(Arcing),噪音/噪声(Noisy),漂移(Drift),不稳定(Unstable),超出规格(OutofSpecification),超出公差(OutofTolerance),变弱(Weak),失调(OutofAdjustment),无运动(NoMovement),不操作(NoOperation),工艺(Workmanship),不定的(Erratic),错误反应(FalseResponse),不正常流动动(ImproperFlow),不正常时序序(ImproperTiming),诱发的(Induced),间歇性(Intermittent),其他(Other),未知(Unknown)36FMEA展开步骤步骤3:确定潜在失效效效应(PotentialEffect(s)ofFailure)注意事项:失效效应应是失效模式式发生,对较较高层次组件件、系统功能能、顾客与政府法规所所可能造成的的影响。一个个失效模式可可能会造成多多个失效效应需根据顾顾客可能发现现或经历的状状况来描述失失效效应顾客可以以是内部顾客客,指下一个个操作、下游游操作/位置,也可以是最终顾客客一般可能能发生的失效效效应如下::(不侷限于此)噪音粗粗糙/凹凸不平操作异常无无法操作作外观不良漏漏气不稳定耗耗电步骤4:决定严重度等等级(Sev)注意事项:严重度为为失效效应的的严重程度指指标,以评点点方式表示,,范围1~10等级进行分分析时,应应针对每一一个效应作作评分,再再从中找出出最高点数数填入栏位内内降低严严重度的方方法唯有透透过产品设设计或流程程设计改善善37DFMEA严重度评估估准则FMEA展开步骤38DFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟39PFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟40PFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟41FMEA展开步骤步骤5:对于特殊设设计或制程程进行分类类(Classification)注意事项::对需要要附加制程程控制的零零件、子系系统或系统统的特殊设设计与制程程特性进行分分类,如电电子、机械械、软件、、制程、材材料、其他他名称等。或是对对需要特别别处理、管管制或检验验之产品进进行特性分分类,如危险、关关键、主要要、重要等等。只要是是在制程FMEA中被认定需需要特别之之制程管制制项目,都都应正式通知负负责设计之之工程师,,因为可能能会影响到到工程文件件中有关管制项目目的认定步骤6:分析潜在失失效原因(PotentialCause(s)/Mechanism(s)ofFailure)注意事项::针对每每一个失效效效应,尽尽可能列出出想象的到到的失效原原因分析出出一失效原原因为失效效效应的唯唯一原因,,FMEA的思考程序序才算完成。。找出最最主要的原原因与最容容易控制的的原因,例例如使用实实验设计法法失效原原因需详细细说明,以以便这些原原因为目标标进行适当当的补救措措施42FMEA展开步骤注意事项::一般的的失效原因因如下:(不侷限于此此)不适当的扭扭力--过大或过小小设计公差过小/过大材料规格错错误焊接不当--电流、时间间、电压不不正确量具不准确确热处理不正正确--时间、温度度浇口/通气口不正正确润滑不当或或无润滑零件漏装或或安装位置置错误步骤6:计算发生率率(Occ)注意事项::特定失失效原因预预期可能发发生的机率率评点等等级在1~10级,数值只只是表示相相对发生频频率高低,,而非真正的发生生频率可从任任何类似的的制程历史史数据获取取统计值,,来进行主主观评点43FMEA展開步驟FMEA發生率評估估準則44FMEA展開步驟发生率评估估准则45步骤7:详细描述现现行设计或或制程管制制(CurrentPrevent/DetectDesign/ProcessControl)注意事项::描述失失效模式发发生时可能能的范围,,或当失效效模式发生生时,目前前之侦测方法法或即将用用于此管制制或类似管管制者现行制制程管制措措施可能是是制程上的的管制,也也可能是制制程后的评评估设计管管制方法可可能是DesignGuide、设计验证证或其他可可靠度方法。FMEA展开步骤步骤8:计算难检度度(Det)注意事项::以评点点方式,评评估潜在失失效原因之之侦测能力力,或另件件在离开制制程或组装站站前,检测测初期失效效模式发生生的能力,,评点等级级在1~10级不可因因失效模式式之发生率率低,而自自行假设其其难检度等等级也低,,以统计计为基础的的抽样检验验,才是控控制侦测能能力的正确确方法46FMEA展開步驟DFMEA难检度评估估准则47FMEA展開步驟PFMEA难检度评估估准则48FMEA展開步驟PFMEA难检度评估估准则49FMEA展开步骤步骤9:计算关键指指数RPN=(S)(O)(D)注意事项::关键指指数RPN=严重度发生率率难难检度RPN数值范围应应该在1~1000之间数值用用于设计重重点之排序序,例如以以柏拉图的的方式FMEA小组应该对对数值偏高高之项目透透过改进措措施降低RPN值一般而而言,无论论RPN数值如何,,当严重度度评点很高高时,都必必须加以特别注注意步骤10:策划建议改改善措施(RecommendedActions)注意事项::对RPN值高于设定定值之重点点项目,策策划改善措措施若失效效原因尚未未厘清前,,建议改善善措施要靠靠统计的实实验设计手手法来决定确定失失效模式及及其效应可可能对制程程或组装人人员造成伤伤害时,应应立即采取改改善行动应采取取可以量化化效益的正正面改善行行动所有相相关作业部部门,皆因因实施有效效的改善措措施追踪计计划参参考考之之改改善善行行动动方方式式::(不侷侷限限于于此此)实验验设设计计法法修修改改设设计计修正正测测试试计计划划修
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