潜在的失效模式与效应分析(FMEA)讲座.pptx
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1、潛在的失效模式與效應分析潛在的失效模式與效應分析(FMEA)1FMEAF:Failure失效、失敗 定義:達不到預期的功能或目的Fail to reach Scope. Objective. Purpose.談Failure,先談定義要層別得夠細,否則收集的資料會很混淆Failure Mode (cause) Effect Analysis 在規定條件下不能完成其規定的功能, 或參數不能保持在規定範圍內, 或操作者失誤,造成產品功能失效, 及因應環境力變化導致功能喪失。2M:Mode在所有失效中,出現最多的 (眾數)例:2, 3, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 7在組織有限的資源下,從失
2、效最多的狀況、最高的頻率開始著手,此即Failure ModeFMEAFailure Mode (cause) Effect Analysis3FMEAE:Effect影響Effect談三種:在有限resource的狀況下,從失效最多的狀況開始著手,此即Failure ModeFailure Mode (cause) Effect Analysis1.Local effect2.Next high level effect3.End effect(對本身的立即影響)(對同一Level的影響, 也可能對Next high level effect)(對產品使用者的影響)(對end product
3、的user影響,產品跑到user身上,use時才發現)Downstream Internal effectDownstream External effect4FMEA 之之沿革沿革GrummanAircraft Company1950 FMEA飛機主飛機主操縱系統失效分析操縱系統失效分析Boeing & Martin MariettaAerospace Company1957 工程手冊中正式工程手冊中正式列出列出FMEA程序程序Nation Aeronautics andSpace Administration (NASA)1960 FMEA成功地成功地應用於航太計劃應用於航太計劃Defen
4、se DepartmentInternational ElectricalCommission (IEC)Chrysler, FordGM, ASQ, AIAG1974出版出版Mil-STD-1629 FMECA1980出版出版Mil-STD-1629A FMECA1985出版出版IEC812 FMEA1993出版出版FMEA手冊手冊1995出版出版FMEA手冊手冊2001出版出版FMEA手冊手冊5FMEA 定義及分析方式定義及分析方式FMEA是一種是一種工程技術工程技術用以定義、確認及消除在系統上、用以定義、確認及消除在系統上、設計、製程及服務還沒有到達顧客前已知的或潛在的失設計、製程及服務
5、還沒有到達顧客前已知的或潛在的失效、問題效、問題等。等。FMEA包含了兩種分析方式:包含了兩種分析方式:第一第一: 使用歷史數據,針對相似產品使用歷史數據,針對相似產品、 服務服務、 保證數保證數 據據、 顧客抱怨顧客抱怨、 及其他可取得資訊,加以定義及其他可取得資訊,加以定義 失效。失效。第二第二: 使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工 程等以確認及定義失效。程等以確認及定義失效。如果正確及適當地使用,如果正確及適當地使用,FMEA 方法會使評價行動更準方法會使評價行動更準確及更有效率。確及更有效率。6良好良好FMEA之之具備事項具備事項FME
6、A是早期預防失效及錯誤發生的最重要是早期預防失效及錯誤發生的最重要且最有效的方法之一。且最有效的方法之一。一個良好的一個良好的FMEA必須具備:必須具備:1.確認已知及潛在失效模式確認已知及潛在失效模式2.確認每一失效模式的效應和原因確認每一失效模式的效應和原因3.依據依據風險優先指數風險優先指數(產品的嚴重度、發生率產品的嚴重度、發生率及偵測度及偵測度)4.提供問題改正行動及跟催提供問題改正行動及跟催7FMEA 之之效益效益 指出設計上可靠性的弱點,提出對策指出設計上可靠性的弱點,提出對策 針對要求規格、環境條件等,利用實驗設針對要求規格、環境條件等,利用實驗設計或模擬分析,對不適當的設計,
7、即時加計或模擬分析,對不適當的設計,即時加以改善,節省無謂的損失以改善,節省無謂的損失 有效的實施有效的實施FMEA,可可縮短開發時程及開縮短開發時程及開發費用發費用 FMEA發展之初期,以設計技術為考量,發展之初期,以設計技術為考量,但後來的發展,除設計階段使用外,製造但後來的發展,除設計階段使用外,製造工程及檢查工程亦可適用工程及檢查工程亦可適用8以設計的以設計的最小構成單位組件最小構成單位組件,假設,假設使用中可能產生的故障,針對此故使用中可能產生的故障,針對此故障,檢討其可能引起對上層組件、障,檢討其可能引起對上層組件、子系統及系統產生的影響,指出可子系統及系統產生的影響,指出可靠性的
8、弱點,提出對策建議,防止靠性的弱點,提出對策建議,防止未然的故障發生。未然的故障發生。FMEA的精神的精神9FMEA展開時機展開時機1.依照依照FMEA定義,它是一種方法,消除或減少已知或潛在問題,定義,它是一種方法,消除或減少已知或潛在問題,以強化顧客滿意至最大極限。因此,為了要達成此目的,展開以強化顧客滿意至最大極限。因此,為了要達成此目的,展開FMEA的時機必須愈早愈好的時機必須愈早愈好!縱使相關數據縱使相關數據/資訊仍然未知時。資訊仍然未知時。FMEA的口號為的口號為:(就你所有,儘全力而為就你所有,儘全力而為)2.經由經由品質機能展開品質機能展開(QFD)已知某些資料時,就應立刻展開
9、已知某些資料時,就應立刻展開FMEA。3.當設計當設計新的系統,新的設計,新產品,新製程,新的服務時新的系統,新的設計,新產品,新製程,新的服務時。4.當現有系統,設計,產品,製程,或服務等不管是何種理由,將要當現有系統,設計,產品,製程,或服務等不管是何種理由,將要變變更時更時。5當既有的系統,設計,產品,製程,或服務的條件有當既有的系統,設計,產品,製程,或服務的條件有新的應用時新的應用時。6當既有的系統,設計,產品,製程或服務被當既有的系統,設計,產品,製程或服務被考慮要改善時考慮要改善時。10FMEA 之因果模式之因果模式人人機機料料法法環環CAUSEMODEEFFECT11FMEA作
10、業展開作業展開任務確認任務確認決定決定分析層級分析層級列舉列舉故障模式故障模式機能機能方塊圖方塊圖流程步驟流程步驟分析表分析表選定選定故障模式故障模式製作製作FMEAFMEA表表列舉列舉故障原因故障原因提出提出對策方案對策方案RPNRPN評價評價選定對象選定對象B.SB.S故障事例故障事例試驗報告試驗報告不良報告不良報告顧客抱怨顧客抱怨經驗累積經驗累積系統、系統、子系統、子系統、零件零件12FMEA 種類種類系系 統統零組件零組件子系統子系統主系統主系統設設 計計零組件零組件子系統子系統主系統主系統製製 程程人力人力設備設備方法方法材料材料量測量測環境環境重點重點:使系統失效之影響使系統失效之
11、影響降至最低降至最低目標目標:使系統品質使系統品質、可靠性、成本、可靠性、成本及維護性及維護性提昇至最佳狀態提昇至最佳狀態重點重點:使設計失效之影響使設計失效之影響降至最低降至最低目標目標:使設計品質使設計品質、可靠性、成本、可靠性、成本及維護性及維護性提昇至最佳狀態提昇至最佳狀態設設 備備工具、工具、 工作站工作站生產線生產線作業員訓練作業員訓練製程製程及量具及量具重點重點:使製程失效之影響使製程失效之影響降至最低降至最低目標目標:使製程品質使製程品質、可靠性、成本、可靠性、成本及維護性及維護性提昇至最佳狀態提昇至最佳狀態13設計的潛在設計的潛在 FMEA 是一種分析技術,係由負責設是一種分
12、析技術,係由負責設計的工程師或小組使用,在儘可能的範圍內用來確計的工程師或小組使用,在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及其原因均已納入考量並予保所有潛在的失效模式及其原因均已納入考量並予以處理。以處理。最終成品及其所有相關的系統、子系統及零組件,最終成品及其所有相關的系統、子系統及零組件,都應納入評估,都應納入評估,FMEA是是設計小組想法之摘錄設計小組想法之摘錄(包括包括依據經驗有可能失效事項之分析依據經驗有可能失效事項之分析)。 根據潛在失效模式對顧客的影響程度,列出優先根據潛在失效模式對顧客的影響程度,列出優先順序來,並據以建立設計、改善、開發及驗收測試順序來,並據以建立設計、改
13、善、開發及驗收測試或分析之優先順序系統。或分析之優先順序系統。14製程的潛在製程的潛在 FMEA 是一種分析技術,係由負責製程的工程師或是一種分析技術,係由負責製程的工程師或小組使用,在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及小組使用,在儘可能的範圍內用來確保所有潛在的失效模式及其原因其原因/機制均已納入考量並予以處理。製程潛在機制均已納入考量並予以處理。製程潛在 FMEA旨在:旨在:鑑別製程的機能和要求鑑別製程的機能和要求鑑別潛在的產品和製程有關的失效模式鑑別潛在的產品和製程有關的失效模式評估失效對顧客的潛在影響評估失效對顧客的潛在影響鑑別潛在的製造或組裝過程原因和鑑別製程變數鑑別潛在的製
14、造或組裝過程原因和鑑別製程變數 ( Variables ),並且據以管制降低發生率或失效情況的並且據以管制降低發生率或失效情況的偵測度。偵測度。鑑別製程變數,以著眼於製程管制鑑別製程變數,以著眼於製程管制列出潛在失效模式之排序,並據以建立考慮採取列出潛在失效模式之排序,並據以建立考慮採取預防預防矯正措施的優先順序矯正措施的優先順序將製造或組裝過程的結果予以文件化。將製造或組裝過程的結果予以文件化。15FMEA與管制特性與管制特性持續不斷的改善持續不斷的改善( (消除或減少失效、錯誤、消除或減少失效、錯誤、成本、不當等成本、不當等) )是改善顧客滿意度最重要是改善顧客滿意度最重要指標。指標。FM
15、EA中有三項非常重要指標和產中有三項非常重要指標和產品品質品品質/ /服務關係密切。服務關係密切。16第一、危險的第一、危險的(Critical)特性:特性: 這些特性會影響生產的產品這些特性會影響生產的產品/ /服務是否符合政府服務是否符合政府法規和安全規定。譬如:法規和安全規定。譬如:正式法律正式法律/ /規章規章工業標準工業標準顧客需要顧客需要內部工程需要或主要量測指標(諸如:尺寸、內部工程需要或主要量測指標(諸如:尺寸、溫度、溫度、 壓力、等等)壓力、等等)17第二、顯著的第二、顯著的(Significant)特特性:性:顧客及供應商共同制定或顧客指定或設計顧客及供應商共同制定或顧客指
16、定或設計/ /製程製程工程師制定。工程師制定。諸如:尺寸、速度、溫度、壓力、等等諸如:尺寸、速度、溫度、壓力、等等設計設計FMEA及製程及製程FMEA的內容必須用於確認的內容必須用於確認重大的產品、製程或服務特性,作為說明最佳重大的產品、製程或服務特性,作為說明最佳設計的方法。所有的重要特性應於可行性研究設計的方法。所有的重要特性應於可行性研究中就設計好中就設計好。18第三、主要的第三、主要的(Major)特性:特性:為量測指標,提供迅速回饋到製程,因此可立即地正確更為量測指標,提供迅速回饋到製程,因此可立即地正確更正品質問題。這種量測指標也提供問題來源及關於品質方正品質問題。這種量測指標也提
17、供問題來源及關於品質方面,顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標諸如下面,顧客不滿意的定性及定量量測。這些量測指標諸如下列結果:列結果:1.長期信賴性測試長期信賴性測試 6.外部檢驗檢討及分析外部檢驗檢討及分析2.內部檢驗及稽核內部檢驗及稽核7.保證(里程、壽命)資料分析保證(里程、壽命)資料分析3.製程不良品檢討及分析製程不良品檢討及分析8.供應商審核分析供應商審核分析4.顧客滿意度調查顧客滿意度調查9.顧客抱怨分析顧客抱怨分析5.產品驗收測試產品驗收測試19先期產品品質規劃先期產品品質規劃(APQP)時序圖時序圖概念啟始概念啟始認可認可1.規劃規劃計畫計畫認可認可原型試作原型試作量試量試
18、2.產品研發產品研發3.製程研發製程研發製程研發製程研發/驗證驗證產品研發產品研發/驗證驗證計畫計畫/定義定義研發立案研發立案生產生產生產階段生產階段/回饋矯正回饋矯正產品產品 / 製程製程驗收驗收4.產品產品/製程驗收製程驗收規劃規劃5.回饋與矯正回饋與矯正量產量產20FMEA FMEA 之展開之展開 “ “ Before - the - event “Before - the - event “,notnot “ After - the - fact “ “ After - the - fact “ 減少產品製減少產品製程設計開發後期的變更程設計開發後期的變更。 FMEA FMEA 不僅是
19、簡單的填表工作不僅是簡單的填表工作,而是藉由對,而是藉由對 FMEA FMEA 之瞭解以消除風險及計劃適當的管制之瞭解以消除風險及計劃適當的管制來達到顧客滿意。來達到顧客滿意。 記錄全部的過程記錄全部的過程儘可能儘可能21FMEA 作業說明作業說明(FMEA分析目的及步驟分析目的及步驟)目的:目的:FMEA是一種系統方法,使用制式表格及問題解決方是一種系統方法,使用制式表格及問題解決方法以確認潛在失效模式及其效應,並評估其嚴重度、發法以確認潛在失效模式及其效應,並評估其嚴重度、發生度、偵測度及目前管制方法,從而計算風險優先指數生度、偵測度及目前管制方法,從而計算風險優先指數(RPN),最後採取
20、進一步改善方法,如此持續進行,以最後採取進一步改善方法,如此持續進行,以達防患失效模式及效應發生於未然。達防患失效模式及效應發生於未然。步驟步驟:( (一一) )評定風險評定風險確認潛在失效模式及評估其效應之嚴重度並評估其發生度及偵測確認潛在失效模式及評估其效應之嚴重度並評估其發生度及偵測度度確認關鍵特性確認關鍵特性( (二二) )使用柏拉圖,展開優先順序評估使用柏拉圖,展開優先順序評估評估潛在製程設計不良大小評估潛在製程設計不良大小( (三三) )依優先次序採取改善措施依優先次序採取改善措施幫助根除(設計變更)產品服務及減少(管制)有問題之產生幫助根除(設計變更)產品服務及減少(管制)有問題
21、之產生服務到達顧客之要求服務到達顧客之要求管制含管制含 - - P P型(預防型)及型(預防型)及D型(偵測型)型(偵測型)22FMEA 作業說明作業說明(FMEA 團隊遴選及流程團隊遴選及流程)FMEA 團隊遴選團隊遴選*跨部門團隊之組成跨部門團隊之組成*遴選跨層人員遴選跨層人員(設計工程師、製程工程師、生產管理、品保工程師設計工程師、製程工程師、生產管理、品保工程師.等人等人)*遴選遴選FMEA負責工程師負責工程師*灌能以執行改善動作灌能以執行改善動作決定製程或遴選標準製程決定製程或遴選標準製程*使用方塊圖使用方塊圖/流程圖以展示目前或計劃的製程流程圖以展示目前或計劃的製程詳細的原因詳細的
22、原因 - 失效失效 - 效應效應*腦力激盪腦力激盪/確認失效模式確認失效模式*確認第一層原因確認第一層原因(第二層、第三層、第四層等多層原因第二層、第三層、第四層等多層原因)*定義失效模式的效應定義失效模式的效應23FMEA 作業說明作業說明(FMEA 團隊遴選及流程團隊遴選及流程-續續)計算風險計算風險*嚴重度嚴重度(每程失效模式取最大值每程失效模式取最大值)*針對每一失效模式,採用最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率針對每一失效模式,採用最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率(SxO)*風險優先指數風險優先指數(RPN)為最高計分的嚴重度乘以最高計分的發生率,再乘為最高計分的嚴重度乘以最高計
23、分的發生率,再乘以最低計分的偵測度以最低計分的偵測度*也可能是較高計分的偵測度也可能是較高計分的偵測度(完全視目前管制方法的性質而定完全視目前管制方法的性質而定)p.s. 目前目前AIAG FMEA 手冊範例以最高計分的偵測度計算手冊範例以最高計分的偵測度計算建立柏拉圖建立柏拉圖(可運用不同統計技術可運用不同統計技術)*針對嚴重度、發生率及風險優先指數逐一建立柏拉圖針對嚴重度、發生率及風險優先指數逐一建立柏拉圖*確認確認“重要的少數失效模式重要的少數失效模式”展開建議行動展開建議行動*專注於少數重要的失效模式專注於少數重要的失效模式24項目/功能(要求)潛在失效模式潛在失效效應嚴重度等級潛在原
24、因/失效機制發生度現行設計(製程)管制預防檢測偵測度RPN建議措施責任與目標完成日期措施結果採行措施嚴重度難檢度偵測度RPN潛在失效模式與效應分析作業序列潛在失效模式與效應分析作業序列功能, 特徵或要求為何?效應為何?什麼會錯誤?- 無功能- 部分/過多/ 降低功能- 間歇功能- 不預期功能有多不好?原因為何?其發生頻率為何?如何能預防及發現這種原因及錯誤?這種方法發現這種問題有多好?改善風險程度能夠做什麼?- 設計變更- 製程變更- 特別管制- 標準, 程序書 或指引變更- 導入防呆措施- 加強設備保養- 加強參數控制- 加強工作技能25FMEA 作業說明作業說明(FMEA展開流程展開流程)
25、編制製程流程編制製程流程決定製程功能決定製程功能決定失效模式決定失效模式三種三種評價評價完成完成?(S * O * D )確認效應確認效應評價嚴重度評價嚴重度確認原因確認原因評價發生度評價發生度確認目前管制確認目前管制評價偵測度評價偵測度輕重緩急輕重緩急柏拉圖分析柏拉圖分析遴選最重要遴選最重要失效模式失效模式知道如知道如何影響何影響嚴重度嚴重度?發生?發生度?偵度?偵測度?測度?收集數據收集數據進行變更進行變更確認改變確認改變執行改變執行改變收集數據收集數據原因順序原因順序影響要因影響要因確認改變確認改變否否是是是是否否更新文件更新文件重訂優先順序重訂優先順序26範例範例 - FMEA展開展開
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