潜在失效模式分析(FMEA)-实例

講授內容一.FMEA基本概念二.FMEA之演變三.國際間採用FMEA之狀況四.設計FMEA表填寫說明五.製程FMEA表填寫說明六.FMEA結果之應用第二版2001/11/071FMEA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、品保等單位採取可行之對策。第二版2001/11/072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)不能完成既定功能。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。第二版2001/11/073FMEA過程順序系統有那功能，特徵，需要條件？會有那些錯誤？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第二版2001/11/074FMEA之功用

階段功用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.必要之處採用可靠性高之零組件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1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點

2.利用FMEA之過程製訂必要之製程標準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４.客戶抱怨階段１.設計階段２.開發階段３製造階段第二版2001/11/075FMEA之演變1.FMECA之前身為FMEA，係在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成功的應用於太空計畫。美軍同時也開始應用FMECA技術，並於1974年出版MIC-STD-1629FMECA作業程序。4.1980修改為MIC-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MIC-STD-1629A加以部份修改而成。第二版2001/11/076FMEA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，使產品在設計與製程規劃時，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.QS9000FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA”及“製程FMECA”，而MIC-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。第二版2001/11/077國際間採用FMEA之狀況1.ISO90048.5節FMEA作為設計審查之要項，另FTA亦是。2.CE標誌，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作為設計與製程失效分析方法。第二版2001/11/078設計FMEA之目的1.幫助設計需求與設計方案的評估。

2.幫助初始設計對製造和裝配的需求。

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。第二版2001/11/079設計FMEA作業流程組成DFMEA小組資料蒐集釐訂DFMEA計畫建立功能方塊圖產品結構樹設計可靠度展開(DQFD)決定分析之項目功能進行DFMEA分析選擇關鍵失效模式矯正預防填寫矯正後風險優先數FTA分析DFMEA報告紀錄保存設計審查選擇關鍵失效模式所有RPN小於規定值？YYNN第二版2001/11/0710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(製訂)(7)(修訂)(7)核心小組：(8)第二版2001/11/0711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：

車型／年份：嘉年華‘94生效日期：85.10.21FMEA日期(製訂)85.8.01(修訂)

核心小組：設計二課成員第二版2001/11/0712

系統FMEA編號：0001

子系統頁次：1of1

零組件：22092720設計責任：

準備者：

車型／年份：運用汽車‘96生效日期：85.08FMEA日期(製訂)85.7.15(修訂)

核心小組：如附表設計FMEA表（範例２)第二版2001/11/0713

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：

車型／年份：

生效日期：85.10.1FMEA日期(製訂)85.9.01(修訂)

核心小組：設計系統開發小組設計FMEA表（範例３)第二版2001/11/0714

系統FMEA編號：1350

子系統頁次：1of1

零組件：PAPER設計責任：

準備者：

車型／年份：1350電氣膠帶生效日期：85.10.25FMEA日期(製訂)85.10.10(修訂)

核心小組：如附表設計FMEA表（範例４)第二版2001/11/0715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、子系統及零組件：指示合適的分析等級，並填入系統、子系統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，也包括供應商名稱。(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FMEA範圍：－底盤系統；－點火系統；－內部系統B.子系統FMEA範圍－底盤系統之前懸吊系統C.零件範圍－〝Strut〞為前懸吊系統之零件。第二版2001/11/0716設計FMEA填寫說明(5)車型／年份：填入想要分析／製造的車型年份。(6)生效日期：最初FMEA發佈日期，不能超過開始計畫生產的日期。(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、電話號號、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。於首次正式發行之前，可以使用實驗時使用的編號。儘可能簡潔地，填入被分析項目的功能使之符合設計意圖。包括這個系統作業相關環境的資訊（如：定溫度、壓力、溼度範圍）。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。第二版2001/11/0717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、或系統於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或系統之失效原因，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。假設失效是將發生的，但不是必須發生的。潛在失效模式僅可能發生於某些作業條件下（如：熱、冷、乾、多灰塵的條件）和在某些使用條件下（如：行駛哩數在平均數以上、粗糙不平的地形、僅在市區行駛）。一般的失效模式包含下列各項，但不限於此：破碎的、變形、鬆弛、洩漏、黏著、短路、生銹氧化、龜裂。第二版2001/11/0718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

效模式一旦發生時，對系統或設備以及操作時使用的人員所造成

的影響。一般在討論失效效應時，先檢討失效發生時對於局部所

產生的影響，然後循產品的組合架構層次，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：由於某個間歇性的系

統作業造成某個零組件的破碎，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，最後引起客戶不滿意。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、產生

臭氣、外觀不良…等。第二版2001/11/0719設計FMEA填寫說明(12)嚴重度第二版2001/11/0720設計FMEA填寫說明(13)等級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製程管制，將被以適當的特

徵或符號列入設計FMEA的分等欄位,並將於建議行動欄位被提出。每一個於設計FMEA列出的項目，將在製程FMEA的特殊

製程管制中被列出。第二版2001/11/0721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格。

不適當的的設計壽命假設。

潤滑或加油能力不足。

不適當的維護作業。

缺之環境保護。

錯誤的算法。

超過壓力。生產良率。

原物料材質不穩定。磨損。

金屬疲勞。

裝備欠流暢。

腐蝕。第二版2001/11/0722設計FMEA填寫說明

(15)發生度參考下列各要素，決定發生度等級值(1~10)：1.相似零件或子系統的過去服務歷史資料和相關經驗?

2.零件、上一階零件或分系統是否滯銷?

3.上一階零件或分系統改變程度的大小？

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品?

6.零件使用條件是否改變?

7.作業環境是否改變?

8.是否運用工程分析去預估，應用此零件之發生度?第二版2001/11/0723設計FMEA填寫說明(15)發生度參考指標：第二版2001/11/0724設計FMEA填寫說明(16)現行設計管制

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徵：

(1)預防原因／設備，或失效模式／效應發生，或降低發

生比率。

(2)偵測原因或設備，並提出矯正措施。

(3)偵測失效模式。

可能的話，最先使用第(1)種管制；其次，才使用第(2)種管制；

最後，才使用第(3)種管制。第二版2001/11/0725設計FMEA填寫說明(17)難檢度第二版2001/11/0726設計FMEA填寫說明(18)風險優先數

風險優先數是嚴重度(S)、發生度(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。一般

實務上，會特別注意注意嚴重度較高之失效模

式，而不理會RPN之數值。第二版2001/11/0727設計FMEA填寫說明(19)建議措施：

當失效模式依RPN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是要減少任何的發生度、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，只能降低發生度的等級。只有設計變更能降低嚴重度等級。可考慮下列的採行措施，但並不限於此：

實驗設計修改測試計畫修改設計修改原物料規格第二版2001/11/0728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)採行措施：完成矯正措施後，填入簡短的執行作業和生效日期(22)RPN結果：將矯正措施實施後，經鑑定、評估和記錄嚴重度、發生度、和難檢度的等級結果填入，進一步的措施只要重覆(19)~(22)之步驟即可。第二版2001/11/0729設計FMEA填寫說明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十執行或

有適當的對策提出。FMEA文件應適時修正並能反應最新的設

計等級，和最近有關的措施，包括開始量產後所發生的。設計責任工程師可由下列方法確認所有建議措施已被執行：

確認達成設計要求。

審查工程圖面和規格。

組裝或製造文件編訂確認。

審查設計FMEA和管制計劃。

第二版2001/11/0730製程FMEA作業流程組成PFMEA小組資料蒐集釐訂PFMEA計畫建立功能方塊圖製程可靠度展開(PQFD)決定需分析之製程功能及需求進行PFMEA分析風險優先數選擇關鍵失效模式矯正預防PFMEA報告所有RPN小於規定值？YN第二版2001/11/0731製程FMEA表項目：(2)製程責任者：(3)FMEA編號：(1)

車型／年份：(5)生效日期：(6)頁次of核心小組：(8)準備者：

FMEA日期(製訂)(7)(修訂)(7)第二版2001/11/0732製程FMEA表（範例１)ADSD系統FMEA編號：ADSD001

子系統頁次：1of1

零組件：ADSD設計責任：

準備者：

車型／年份：BT-57’97生效日期：

FMEA日期(製訂)85.11.04(修訂)

核心小組：如附表第二版2001/11/0733製程FMEA表（範例２)項目：YOKEKINGPIN製程責任者：

FMEA編號：NO.1

車型／年份：(5)生效日期：83.05.18頁次1of1核心小組：工程、模具等相關人員準備者：

FMEA日期(製訂)83.05.18(修訂)85.10.14第二版2001/11/0734製程FMEA表（範例3)項目：鉸孔鑽孔、攻牙作業製程責任者：

FMEA編號：002

車型／年份：22092720BASEPLATE生效日期：85.09.01頁次of核心小組：加工課長、工程課長準備者：

FMEA日期(製訂)85.08.16(修訂)

第二版2001/11/0735製程FMEA表（範例4)項目：壓鑄作業製程責任者：

FMEA編號：001

車型／年份：22092720BASEPLATE生效日期：85.09.01頁次1of1核心小組：壓鑄課長準備者：

FMEA日期(製訂)85.08.16(修訂)

第二版2001/11/0736製程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)項目：填入將被分析製程系統、子系統或零件名稱和編號。

(3)製程責任者：填入OEM、部門和小組，也包括供應商名稱。

(4)準備者：填入準備FMEA責任工程師的姓名、電話號碼、公司。

(5)車型／年份：填入想要分析設計／製造用的車型年份。

(6)生效日期：最初FMEA發佈日期，不能超過開始計畫生產日期。

(7)FMEA日期：填入最初FMEA被完成日期，和最新被修訂日期。

第二版2001/11/0737製程FMEA填寫說明(8)核心小組：列出有權限參與或執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)製程功能／：填入要被分析的製程或作業簡單的敘述(如：車床、需求鑽孔、焊接、組裝)。敘述儘可能與被分析的製程或作業目的一致。當製程包含多種作業(如：組裝)，而有不同的潛在失效模式時，要將不同作業視為不同製程處理。第二版2001/11/0738製程FMEA填寫說明(10)潛在失效模式

為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。它是一個原因成為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FEMA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下列問題：

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(最終使用者、下工程、或服務)所不滿意的？一般的失效模式包含下列各項：破碎的、變形、彎曲、裝訂捆綁、短路、工具磨損、不正確的安裝、灰塵。第二版2001/11/0739製程FMEA填寫說明(11)潛在失效效應

被定義為對客戶要求的功能失效模式。客戶指的是：下個作業、下工程或地點、經銷商、或車輛所有人。每一個潛在失效功能都必須被考慮。對於最終使用者，失效效應經常被指為：雜音、不規律的動作、不能操作的、不穩定的、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、操控性減弱、車輛控制受損。對於下工程而言，失效效應經常被指為：不能拴緊、不能鑽孔或攻牙、不能固定、不能磨光、使作業者危險、危害機器、不合適、不連接、不相配。第二版2001/11/0740製程FMEA填寫說明(12)嚴重度第二版2001/11/0741製程FMEA填寫說明(13)等級這個欄位用來區分任何對零

件、子系統、或系統將要求附加

於製程管制的特殊產品特性(如：

關鍵的、主要的、重要的)。如果

在製程FMEA被認定等級，通知

設計負責工程師，這將影響工程

文件相關管制項目的認定。(14)潛在原因／設備失效在儘可能的範圍裡，列出

所有能想像得到的失效原因：

不當的扭力。

不適當的焊接。

不精確的量具。

不當的熱處理。

不適當的鑽孔。

不適當或沒有潤滑。

缺少零件或放錯。第二版2001/11/0742設計FMEA填寫說明(15)發生度：第二版2001/11/0743製程FMEA填寫說明(16)現行製程管制現行製程管制是敘述管制方法，用來預防可能擴大的失效模式和偵查出失效模式的發生。這些管制方法可能包括治具的防誤或SPC或後製程評估。有三種製程管制可以考慮：(1)預防失效原因或失效模式／效應的發生或降低發生比率。

(2)查出失效原因，並提出矯正措施。

(3)查出失效模式。可能的話，最好先使用第(1)種管制；其次才使用第(2)種管制；最後，才使用第(3)種管制。第二版2001/11/0744製程FMEA填寫說明(17)難檢度檢查類型：A.防呆；B.標準規格；C.參考用的檢查第二版2001/11/0745(18)風險優先數

風險優先數是嚴重度(S)、發生度(O)、和

難檢度(D)的乘積。RPN=(S)(O)(D)

是一項製程風險的指標。當RPN較高時，

設計小組應提出矯正措施來降低RPN數。一般

實務上，會特別注意注意嚴重度較高之失效模

式，而不理會RPN之數值。製程FMEA填寫說明第二版2001/11/0746(19)建議措施：

當失效模式依RPN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是要減少任何的發生度、嚴重度、和／或難檢度。可考慮下列的採行措施，但並不限於此：

為了降低發生機率，需要製程或設計變更。只有設計或製程變更可以降低嚴重等級。為了增加查出的機率，需要製程或設計