FMEA介绍(Failure Mode Effect Analysis)失效模式与影响分析

FMEA介绍(FailureMode&EffectAnalysis)

失效模式与影响分析FMEA历史1.1960年代在阿波罗任务期间首次应用于航天工业;2.1974年海军用FMEA制定了M1L-STD-1629军事标准;3.1970年代早期到中期,汽车行业受债务成本驱动应用了这种方法;4.目前标准是SAEJ-1739.FMEA是一种工程技术及方法,用以定义、确认及消除产品在系统、设计、制程及服务还没有达到顾客以前已知的或潜在的失效、问题、错误等等.,它是:FMEA作用简而言之:就是用工程方法预防失效或错误的发生,防患于未然.

可靠性分析技术系统化工程设计辅助工具利用表格进行工程分析在设计时间早期发现问题及早谋求解决措施根据以往经验与教训对一些环节的分析它是一个“事前的行为”而不是“事后行为”

-------减轻事后修改的危机FMEA及时性(设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等)工程分析专业工程师FMEA之本质1.确认已知及潜在失效模式2.确认每一失效模式的效应和原因3.风险优先评估(严重性、发生频率及难检度)4.提供问题跟催及改正行动完善之FMEA必需具备针对产品内子系统互相组合搭配后,可能产生之失效进行FMEA针对产品本身因设计不当后可能产生之失效进行FMEA针对产品因制造流程不当后可能产生之失效进行FMEA;或制造工艺不当后可能产生之失效进行FMEA针对制程中设备之设计或使用不当后可能产生之失效进行FMEA针对产品开发或生产管理(非工程问题)不当后可能产生之失效进行FMEA设计FMEA:制程FMEA设备FMEA:管理FMEA:系统组装FMEA:FMEA种类1.一般的原则:FMEA之使用要越早越好,如此才能消除或减少设计错误之发生;2.当设计新的系统、产品、零件、制程、设备时,在作概念设计或草图时即可开始FMEA;3.当系统、产品、零件、制程、设备有变更时;4.当现有的系统、产品、零件、制程、设备有新的应用时;5.当现有系统、产品、零件、制程、设备被考虑要改善时.使用FMEA的5个时机谁负责FMEA------FMEA总负责人为PDT/PMTLeader或QITLeader,

因为Leader要对开发案或改善案成败负责;------系统组装工程师及TEAM负责系统组装FMEA,

并将此给PDT/PMT/QIT;------设计工程师及TEAM负责设计FMEA,并将此给PDT/PMT/QIT;------制程工程师及TEAM负责制程FMEA,并将此给PDT/PMT/QIT;------设备工程师及TEAM负责设备FMEA,并将此给PDT/PMT/QIT;------各段制作FMEA工程师必定是PDT/PMT/QIT成员.DFMEA:----有助于潜在失效模式及其结果的说明;-----识别相关的原因和机理;-----识别减少或消除失效发生的措施;-----有助于设计要求及其替代要求的客观评价;-----有助于生产和装配要求的最初设计;-----增加设计过程中失效模式及后果被考虑的可能性;

FMEA的益处DFMEA:------有助于设计测试和开发程序;-----从顾客角度评价失效;-----允许跟踪和文件化降低风险的措施;-----将来分析和设计的极好参考;-----设计FMEA过程的文件化.FMEA的益处FMEA的益处PFMEA:

------有助于确保产品相关过程失效模式及其后果的说明;-----识别相关的原因和机理;-----识别减少或消除失效发生的措施;-----识别潜在生产或装配过程的失效原因;-----识别过程参数,若该参数受控,则可减少失效情况的发生或增加探测性;-----有助于纠正措施的优先级安排;----过程中的极好参考;----过程FMEA文件化;在开发或设计概念形成时,DFMEA在体现设计意图的同时,还应保证制造或装配能够实现设计意图.主要由负责设计的工程师应用.在开发或可行性阶段,在生产制程及工装的设计之前,主要由负责生产的工程师应用;FMEA是一种随着新问题和信息的出现而不断更新的方法,是动态的永无止境的方法.DFMEA与PFMEA实施之区别DFMEAPFMEAFMEAFMEA主流程表格格式分析层次失效定义成果整合时机1.产品设计及类似产品之设计问题及原因2.制造工艺及类似产品之制程异常及不良原因7.使用维修8.环境3.类似产品之制程能力及原因4.类似产品之客诉及原因5.类似产品之依赖性失效及原因6.类似产品之管理性问题

注:开发案为PDT,改善案为QIT,团队一定要有负责人组成FMEA团队资料收集订定执行方案确认目标使团队清楚新产品或改善品为目标,并需了望客户需求.1.使用方式2.客户要求之工程SPEC3.产品信赖性要求4.制程、生产、装配要求5.质量目标等分析制程特性定义制造流程分析产品特性分析预估失效模式分析失效原因分析现行控制方法分析失效效应分析发生率分析难检度分析严重度计算风险优先数决定优先改善之失效模式建议改善措施改善实施结果确认有效避免采用不良率高的设计和制程;集中资源,循序改善产品设计和制程;循环改善,不断提升设计和制程可靠度改进设计之参考;制程检验、测试标准、检验程序、检验规范等之参考;下次FMEA分析之参考;产品可靠性、制程安全性、环保之评估参考;工程师训练之参考;FMEA结果应用实际------严重度------S发生率------O难检度------D风险优先数------RPN=S*O*D严重度、发生率、难检度、风险优先数严重度定义恒量失效的影响程度失效影响:

产品或制程的某一失效对产品外观,结构,功能,性能稳定性,可靠性影响.

或对下一个制程,使用者和设备的影响或对最终客户,政府法规,安全,环保的违及.划分标准-----主观判定

1-----几乎不会有甚么影响

10-----会违及安全,法规严重度分类一.危险特性(Catestrophie)(无法满足则不能销售)1.耐火性、自然性、UL、CAS2.工业标准3.顾客要求4.内部工程需要由Critical量测项目二.重大特性(Significant)(无法满足则不能销售给指定客户)1.客户及供货商共同制定特性2.或客户指定特性,例如:规格/尺寸

/速度/力/温度等.3.设计工程师指定的特性4.业界标准三.主要的特性(Major)1.信赖性测试2.产品制程不良率及分析等级/评分(Rank)划分标准(Criteria)1(Minor)几乎不会对产品有任何影响,即使有影响,客户亦不会注意.2~3(Low)客户可能会注意,可能会对客户造成装配和使用上的轻微不便.可能会使下道工站轻微的重工.4~6(Moderate)会造成客户的不满意,造成客户抱怨,甚至会导至重工动作发生.7~8(High)可能造成客户很不满意,并导致客户重大抱怨,但不会导致安全事故或违及政府法规.9~10(VeryHigh)导致客户停线或对产品有致命性的功能性影响,或可能导致安全事故,或违及政府法规.严重度(S)划分标准发生率(Occurrence)某一原因而导致失效发生的几率划分标准:

CPK主观判定统计资料

1----几乎不会发生

10---几乎肯定会发生等级/评分划分标准描述发生率Cpk1(Remote)几乎不可能发生1/1500K≧1.672(VeryLow)有轻度发生的可能1/150K≧1.503(Low)有可能发生1/15K≧1.334(Moderate)偶尔发生,但不占有大的比例1/2K≧1.175(Moderate)1/400≧1.006(Moderate)1/80≧0.837(High)经常发生1/20≧0.678(High)1/8≧0.519(VeryHigh)几乎不可避免1/3≧0.3310(VeryHigh)1/2<0.33发生率(O)划分标准在现行的控制措施下,侦测失效发生的能力划分标准:

主观判定统计资料

1----有有效手段完全可以检测出来

10----无任何手段可以检测出来难检度(Detection)难检度(D)划分标准等级/评分划分标准描述可侦度1~2几乎可以肯定地检测出来≧99.99%3~5有良好的手段可以检测≧99.80%6~8可能检测出来≧98.00%9很有可能检测不出≧90.00%10很可能检测不出来≦90.00%实施FMEA应注意的问题导入时机:FMEA团队必须包括产品设计及其相关工程人员FMEA分析重在工程分析FMEA先期规划应做好FMEA建义改善措施必须认真执行,并追踪改善效果FMEA导入时机贯穿产品设计,制程设计FMEA是个循环过程FMEA结果利用设计FMEA定义:

设计失效模式、效应与关键性分析是属于在概念定义到设计定型整个研究发展过程中的一项实质的设计机能,为求达到其效益,设计FMEA必须配合设计发展之程序反复执行.

在设计FMEA中,预估产品在设计上可能发生的缺点;衡量该项缺点可能造成的影响,并拟定为防止或检测该项目缺点应改善的设计控制,并推动其标准化作业.设计FMEA涵盖内容包括:

产品设计FMEA、制造设计即开模或SOP等设计FMEA.设计FMEA窗体潜在失效模式及后果分析窗体格式_______系统_______子系统_______零件部______设计责任______机型/料号________关键日期______FMEATEAM成员_________2356FMEA编号______页码:共1页第1页1编制人:________4审核人:_________FMEA日期:______78设计制程FMEA窗体格式910111615141312201918172122FMEA窗体说明(1/5)1.FMEA编号:填入FMEA文件的编号,以便查询;2.项目:填入所分析的系统、子系统或零件的过程名称、编号;3.设计/过程责任:部门、小组还应包括供方的名称;4.填入负责准备FMEA工作的工程师姓名、电话及所在公司名称;5.机型/料号:填入将使用和正被分析的设计过程影响的预期的机型和料号;FMEA窗体说明(2/5)6.关键日期:填入FMEA初次预定完成日期、该日期不应超过计划开始设计生产发布日期;7.FMEA日期:填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期;8.核心小组:列出有权确定和执行任务的责任部门和个人姓名;

如果对某一特定原因无建议措施,那么就在该栏中写“N/A”9.项目/功能:填入被分析项目的名称和编号;如果该项目有多种功能,且有不同的失效模式,应把所有功能都单独列出;10.潜在失效模式:

对一个特定项目及其功能,列出每一个潜在失效模式,前提是这种失效可能发生,但不一定发生;11.潜在失效后果:

潜在失效后果,就是失效模式对系统功能的影响;12.严重度(S)13.分级(重要程度)

用于对另件、子系统或系统的产品特性分级:关键、主要、重要、生点等;FMEA窗体说明(3/5)14.潜在失效的起因/机理潜在失效起因是指一个设计/工艺薄弱部分的迹象,其作用结果就是失效模式15.频度(0):频度是指某一特定失效起因或机理(已列于前栏中)出现的可能性.16.现行设计/工艺控制;17.探测度(D)18.风险顺序数RPN19.建议措施:

如果对某一特定原因无建议措施,那么就在该栏中写“无”FMEA窗体说明(4/5)20.责任(对建议措施)把负责建议措施执行的组织和个人及预计完成的日期填写在本栏中;21.采取的措施当实施一项措施后,简要记载一下具体的措施和生效日期.22.纠正后RPN23.跟踪:小组成员应保证所有建议措施被实施或已妥善地落实;24.RPN在的再改进,直RPN<50.FMEA窗体说明(5/5)设计FMEA范例之一产品要求预估失效模式预估失效影响严重度S预估失效原因发生率O现行控制措施难检度DRPN建议控制措施责任人完成日期状态已采取之措施SODRPN凸包式的主板架平面翘曲损坏主板7凸包过高7治具298降低高度----OK降低高度73242凸包破裂装配困难6凸包过高5治具260降低高度----OK降低高度62224凸包形状不良2无672更改凸包形状----正在进行设计FMEA范例之二产品要求预估失效模式预估失效影响严重度S预估失效原因发生率O现行控制措施难检度DRPN建议控制措施责任人完成日期状态已采取之措施SODRPN采用抽芽孔以螺丝固定FDD抽芽破裂装配不良7抽芽过高7治具298降低高度----OK降低高度72228材质不良3无484更换材质----OK更换材质71428制程FMEA

在规划设计制造程序时,

利用FMEA技术分析其制程中每一步骤可能的潜在失败模式及其影响程度,并找出每一失效模式的发生原因与发生机率,寻求各种可能的方法,以避免失效模式发生或低其发生率,减轻其影响程序,或提高制程之不良之检出能力,以便正式进入生产前就能改善其制造或组装程序,使制造不良品的机会降低,并提升制造质量.PFMEA的作业范例:以MPE产品举例说明

1.超音波熔焊

2.粘保护膜

1.超音波熔焊2.粘保护膜2.粘保护膜3.制程FMEA范例(简介)制程名称/目的预估失效模式预估失效影响严重度S预估失效原因发生率O现行控制措施难检度DRPN建议控制措施责任人完成日期状态已采取之措施SODRPN装上盖卡钩卡不到位影响外观和功能6人工操