DFMEA失效模式与效应

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.對失效的產品進行分析，找出零組件之失效模式，鑑定出它的失效原因，研究該項失效模式對系統會產生什麼影響。2.失效分析在找出零組件或系統的潛在弱點，提供設計、製造、品保等單位采取可行之對策。失效的定義

在失效分析中，首先要明確產品的失效是什麼，否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣，一般而言，失效是指:1.在規定條件下(環境、操作、時間)不能完成即定功能。2.在規定條件下，產品參數值不能維持在規定的上下限之間。3.產品在工作範圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現象。FMEA過程順序系統有那些功能，特徵，需要條件?會有哪些錯誤?發生錯誤會有多慘?那些錯誤是什麼造成的?發生之頻率?有那些預防和檢測檢測方法能多好程度我們能做什麼?--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.設計階段1.發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.開發階段1.明確把握失效原因，並實施適當的改善2.零件安全之寬放確認3.壽命、性能、強度等之確認3.製造階段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.不同之環境產生之失效，以FMEA克服2.不同之使用法產生之失效，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，用在飛機主控系統的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業程序，列在其工程手冊中。3.60年代初期，美太空總署將FMECA成功的應用於太控計劃。美軍同時也開始應用FMECA技術，並於1974年出版MIL-STD-1629FMECA作業程序。4.1980年修改為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。FMEA之特徵1.是一項以失效為討論重點的支援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劃時，早期發現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.QS9000/TS16949FMEA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，根據另組件的失效資料，由下而上推斷系統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.在設計發展階段，增加失效模式和系統效應分析的次數。4.提供另一項分析資訊，幫助設計驗證之規劃。5.根據對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，並按序改善。6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7.提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計變更和發展更進一步的設計。N設計計FMEA作作業業流流程程組成成DFMEA小小組組資料料彙彙集集釐訂訂FMEA計計劃劃建立功能方塊塊圖產品結構樹設計可靠度展展開決定分析之項項目功能進行DFMEA分析選擇關鍵失效效模式選擇關鍵失效效模式矯正預防填寫矯正后風風險優先數所有RPN小小於規定值FTA分析析DFMEA報報告設計審查記錄保存NYY設計FMEA表(2)系統FMEA編號:

(1)(2)子系統頁次:

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生度現行預防設計管制現行檢測設計管制難檢度風險優先數建議措施負責人與日期執行結果采行措施SODRPN設計FMEA填寫說明(1)FMEA編號:填填入FMEA文件編號，，以便可以追追蹤使用。(2)系統、、子系統及零零組件:指示示合適的分析析等級，並填填入系統、子子系統或零件件名稱或零件件名稱和編號號。(3)設計責責任者:填入入OEM、部部門和小組，，也包括供應應商名稱。(4)準備者者:填入準備備FMEA責責任工程師的的姓名、電話話號碼、公司司。A.系統FMEA範圍:-底盤系統;-點火系統統;-內部系系統B.子系統FMEA範圍圍-底盤系統之之前懸吊系統統C.零件範圍圍-“Strut”為前懸懸吊系統之零零件。設計FMEA填寫說明(5)車型/年份:填入入想要分析/製造的車型型年份。(6)生效日日期:最初FMEA發佈佈日期,不能能超過開始計計劃生產的日日期(7)FMEA日期:填填入FMEA最初制訂日日期，和最新新被修訂日期期。(8)核心小小組:列出有有權限參與或或執行這項工工作的負責個個人和單位。。(建議將所有有小組成員名名字、單位、、電話號碼、、地址等另行行列表)(9)項目/功能:填入入要被分析的的名稱和編號號。利用專用用名詞和工程程圖面上顯示示的設計等級級。於首次正正式發行之前前，可以使用用實驗時使用用的編號。盡可能簡潔地地，填入被分分析項目的功功能使之符合合設計意圖。。包括這個系系統作業相關關環境的資訊訊(如:定溫溫度、壓力、、濕度範圍)。如果項目目包含一個以以上有不同潛潛在失效模式式功能時，則則列出所有個個別功能。設計FMEA填寫說明(10)潛在在失效模式潛在失效模式式是零件、子子系統、或系系統於符合設設計意圖過程程中可能失效效的種類。潛潛在失效模式式也可能是較較高階子系統統或系統之失失效原因，或或較低階零組組件的失效效效應。列出特別項目目和功能的每每一潛在失效效模式。假設設失效是將發發生的，但不不是必須發生生的。潛在失效模式式僅可能發生生於某些作業業條件下(如如:熱、冷、、干、多灰塵塵的條件)和和在某些使用用條件下(如如:行駛哩數數在平均數以以上、粗糙不不平的地形、、僅在市區行行駛)。一般的失效模模式包含下列列各項，但不不限於此:破破碎的、變形形、鬆馳、洩洩漏、黏著、、短路、生銹銹氧化、龜裂裂。設計FMEA填寫說明(11)潛在在失效效應為被客戶查覺覺在功能特性性上失效模式式的效應。也也就是:失效效模式一旦發發生時，對系系統或設備以以及操作時使使用的人員所所造成影響。。一般在討論論失效效應時時，先檢討失失效發生時對對於局部所產產生的影響，，然后循產品品的組合架構構層次，逐層層分析一直到到最高層級人人員、裝備所所可能造成的的影響。例如如:由於某個個間歇性的系系統作業造成成某個零組件件的破碎，可可能造成於組組合過程的震震動。這個間間歇性系統作作業降低了系系統功效，最最后引起客戶戶不滿意。常見的失效效效應包括:噪噪音、漏氣、、操作費力、、電動窗不作作用、煞車不不靈、跳動、、亂檔、冷卻卻不夠、車輛輛性能退化、、產生臭氣、、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時，沒有事先警告產生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時，有事先警告產生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現。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現。3非常小裝備修整或各種雜音造成不舒適。這些缺點會被有鑑別能力的客戶發現。2沒有沒有影響。1設計FMEA填寫說明(13)等級級這個欄位用來來區分任何對對零件、子系系統、或系統統將要求附加加於制程管制制的特性(如如:關鍵的、、主要的、重重要的)。任何項目被認認為是要求的的特殊制程管管制，將被以以適當的特徵徵或符號列入入設計FMEA的分等欄欄位，並將於於建議行動欄欄位被提出。。每一個於設計計FMEA列列出的項目，，將在制程FMEA的特特殊制程管制制中被列出。。設計FMEA填寫說明(14)潛在在原因/設備備失效1.潛在原因因2.設備失效效‧錯誤的原物物料規格。‧‧生產良良率。‧不適當的設設計壽命假設設。‧‧原物料材材質不穩定。。‧潤滑或加油油能力不足。。‧‧磨磨損。‧不適當的維維護作業。‧‧金屬疲疲勞。‧缺之環境保保護。‧‧裝備備欠流暢。‧錯誤的算法法。‧‧腐蝕‧超過壓力‧‧設計FMEA填寫說明(15)發生生度參考下列各因因素，決定發發生度等級值值(1~10):1.相似零件件或子系統的的過去服務歷歷史資料和相相關經驗?2.零件、上上一階零件或或分系統是否否滯銷?3.上一階零零件或分系統統改變程度的的大小?4.零件與上上一階零件，，基本上是否否有差異?5.零件是否否為全新的產產品?6.零件使用用條件是否改改變?7.作業環境境是否改變?8.是否運用用工程分析去去預估，應用用此零件之發發生度?設計FMEA填寫說明(15)發生度之參考指標:失效的機率可能失效的比率等級非常高:持續不斷的失效。≧100(每1000單位)1050(每1000單位)9高:經常失效。20(每1000單位)810(每1000單位)7一般的:失效偶而發生。5(每1000單位)62(每1000單位)51(每1000單位)4低:失效比較少發生。0.5(每1000單位)3極少的:失效未必有發生。0.1(每1000單位)2≦0.01(每1000單位)1設計FMEA填寫說明(16)現行行設計管制列出利用預防防措施、設計計驗證/確認認(DV)、、或其它活動動，而這些活活動是用來確確認對失效模模式設計適當當，和/或原原因/設備均均被考慮，目目前常用的管管制為一些已已被使用或正正在使用的相相同或類似的的設計。(如如:道路測試試、設計審查查、數學研究究、可行性審審查、原型測測試、車隊測測試等)。有三種設計管管制或特徵:(1)預防原原因/設備，，或失效模式式/效應發生生，或降低發發生比率。(2)偵測原原因或設備，，並提出矯正正措施。(3)偵測失失效模式。可能的話，最最先使用第(1)種管制制;其次，才才使用第(2)種管制;最后，才使用用第(3)種種管制。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)風險險優先數風險優先數是是嚴重度(S)、發生度度(O)、和和難檢度(D)的乘積。。RPN=(S)*(O)*(D)是一項設計風風險的指標。。當RPN較較高時，設計計小組應提出出矯正措施來來降低RPN數。一般實實務上，會特特別注意嚴重重度之失效模模式，而不理理會RPN之之數值。設計FMEA填寫說明(19)建議議措施:當失效模式依依RPN數排排列其風險順順序時，針對對最高等級的的影響和關鍵鍵項目提出矯矯正措施。任任何建議措施施的目的是要要減少任何的的發生度、嚴嚴重度、和/或難檢度。。增加設計驗驗證或確認措措施的結果，，只可降低難難檢度的等級級。透過設計計變更去除或或管制某一或或多個影響失失效模式的原原因/設備，，只能降低發發生度的等級級。只有設計計變更能降低低嚴重度等級級。可考慮下下列的采行措措施，但並不不限於此:‧實驗設計‧修改測試計計劃‧修改設計‧修改原物料料規格設計FMEA填寫說明(20)負責責人與日期:填入建議措措施的負責單單位或個人，，和預定完成成日期。(21)采行行措施:完成成矯正措施后后，填入簡短短的執行作業業和生效日期期。(22)RPN結果:將將矯正措施實實施后，經鑑鑑定、評估和和記錄嚴重度度、發生度、、和難檢度的的等級結果填填入，進一步步的措施只要要重覆(19)~(22)之步驟即即可。設計FMEA填寫說明設計責任工程程師應負責確確認所有的建建議措施均已已執行或有適適當的對策提提出。FMEA文件應適適時修正並能能反應最新的的設計等級，，和最近有關關的措施，包包括開始量產產后所發生的的。設計責任工程程師可由下列列方法確認所所有建議措施施已被執行:‧確認達成設設計要求。‧審查工程圖圖面和規格。。‧組裝和製造造文件編訂確確認。‧審查設計FMEA和管管制計劃追蹤確認設計FMEA表(範例1)

系統FMEA編號:0001.

子系統頁次: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:85.10.21FMEA日期(制訂)85.8.01(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生度現行預防設計管制現行檢測設計管制難檢度風險優先數建議措施負責人與日期執行結果采行措施SODRPN冷凝器將高溫高壓氣態冷煤,變為高壓中溫液態冷煤冷媒洩漏造成冷氣不冷或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(範例2)

系統FMEA編號:0001.

子系統頁次:1of1.

零組件:主油壓缸.設計責任:

.準備者:(4)車型/年份:

.生效日期:85.10.1FMEA日期(制訂)85.9.01(修訂).核心小組:設計系統開發小組.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生度現行預防設計管制現行檢測設計管制難檢度風險優先數建議措施負責人與日期執行結果采行措施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8自測4256全檢作疲勞度評估品管品管工程8883326441449664設計FMEA表(範例3)

系