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1、潛在的失效模式與后果分析潛在的失效模式與后果分析(FMEA)Potential Failure Mode and Effects Analysis1FMEA定義定義P:Potential潛在的意味著失效還沒有發生,只是可能會發生,但不是一定會發生,所以FMEA是一種缺陷預防的技術潛在的潛在的方法.2FMEA定義定義F:Failure失效 定義:1.達不到預期的功能或目的談Failure,先談定義要層別得夠細,否則收集的資料會很混淆 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。3FMEA定義定義F:Failure失效
2、 定義:2.產生了非預期的功能 加工製程中使操作者或機器受到了傷害、損害,產生了有害氣體與輻射,過大的噪音與震動,過高的溫度、粉塵與刺眼的光線等談Failure,先談定義要層別得夠細,否則收集的資料會很混淆4M:Mode模式: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,從失效最多的狀況、最高的頻率開始著手,此即Failure ModeFMEA定義定義5彎曲彎曲 毛邊毛邊孔偏位孔偏位破裂破裂 孔太淺孔太淺 未打孔未打孔搬運損壞搬運損壞 髒污髒污孔太深孔太深表面太粗糙表面太粗糙 變形變形 生鏽生鏽開放電路開放電路 短路短路未貼標籤未貼標籤失效模式通常的
3、的表現形式失效模式通常的的表現形式:FMEA定義定義6FMEA定義定義E:Effect後果Effect談三種:1.對本身的立即影響2.對同一水平的影響,也可能對下一工序的影響3.對產品使用者的影響7人身安全人身安全 手感不良手感不良 作業過多作業過多不舒服的氣味不舒服的氣味 無法操作無法操作 操作不良操作不良不穩定不穩定 車控不良車控不良 顧客不滿意顧客不滿意作業中斷作業中斷 滲漏滲漏 外觀不良外觀不良無法繫緊無法繫緊 無法契合無法契合 無法連接無法連接無法安裝無法安裝 無法選配無法選配 無法裝面板無法裝面板損壞裝備損壞裝備 危及作業危及作業 無法鑽孔無法鑽孔FMEA定義定義後果的通常表現形式
4、後果的通常表現形式:8FMEA定義定義 FMEA是一種利用團隊,找出潛在的失效模式及評估其風險,依其風險提出解決問題的方法.9“早知道早知道 就不就不會會”早知道早知道 作好防震设计 就不就不會會 造成大楼倒塌早知道早知道 不滥砍滥伐 就不就不會會 造成泥石流有些 早知道早知道 是必需的!有些 就不就不會會 是不允许發生的FMEA定義定義10“我我先先 所以所以没有没有”我先我先 看了气象预报 所以没有所以没有 淋成落汤鸡我先我先 設計电脑防火墙 所以没有所以没有被黑客入侵 有些 我先我先 是必需的!有些 所以没有所以没有 是可预期避免的核電廠、水庫、衛星、汽車召回事件 有效運用 FMEA 可
5、減少事後追悔FMEA定義定義11失失 效效 鏈鏈水箱支架断裂水箱支架断裂水箱后倾水箱后倾水箱与风扇碰撞水箱与风扇碰撞水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却水管被风扇刮伤水箱冷却液泄漏水箱冷却液泄漏冷却系统过热冷却系统过热发动机气缸损坏发动机气缸损坏汽车停驶汽车停驶FMEAFMA12水箱支架強度不足而造成的支架斷裂是這個失效鏈的根源。水箱支架強度不足而造成的支架斷裂是這個失效鏈的根源。道道路路不不平平引引起起的的車車體體振振動動與與扭扭轉轉是是引引起起支支架架斷斷裂裂的的環環境境條條件件,但但不不能能視視爲爲失失效效的的內內在在原原因因。因因爲爲汽汽車車在在不不平平道道路路上上行行駛駛是是正正常的輸入條
6、件。常的輸入條件。失失效效鏈鏈中中,上上一一個個失失效效模模式式是是下下一一個個失失效效模模式式的的起起因因,下下一一個失效模式是上一個失效模式的後果。個失效模式是上一個失效模式的後果。在在沒沒有有任任何何措措施施情情況況下下,失失效效將將發發展展到到最最終終的的模模式式。最最有有效效的的措措施施是是不不讓讓支支架架斷斷裂裂這這一一根根源源模模式式發發生生。在在失失效效鏈鏈中中任任何何環環節節採採取取“切切斷斷”措措施施,如如在在水水箱箱與與發發動動機機(假假設設風風扇扇安安裝裝在在發發動動機機上上)之之間間增增加加撐撐杆杆,保保證證風風扇扇不不與與水水箱箱碰碰撞撞,可可以以防防止止失失效鏈的
7、發展。但這種措施是否合理要認真評審。效鏈的發展。但這種措施是否合理要認真評審。失失效效鏈鏈的的發發展展常常常常會會有有分分支支,有有時時分分支支的的鏈鏈也也會會産産生生更更加加嚴嚴重的後果失效模式。重的後果失效模式。以上這些概念對進行以上這些概念對進行FMEAFMEA活動時,將十分有幫助。活動時,將十分有幫助。13FMEA之之沿革沿革1、FMEA的前身為FMECA,是在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FMECA的作业程序,列在其工程手冊中3、60年代初期,美太空总署将FMECA成功的应用于太空计划。美军同时也开始应用FMECA技术,并于
8、1974年出版MIL-STD-1629 FMECA作业程序。4、1985年由国际电工委员会(IEC)出版的FMECA国际标准(IEC812),即参考MIL-STD-1629A加以部分修改而成。14FMEA之之適用範圍適用範圍1、ISO9004 8.5節FMEA作為設計審核的要項,另FTA(失效樹分析)風險分析亦是。2、CE標志,以FMEA作為安全分析方法。3、ISO14000,以FMEA技術作為重大環境影響因素分析與改進方法。4、TS16949/QS9000以FMEA作為設計與製程失效分析方法。15FMEA的類型的類型 FMEA主要有三種類型,分別是:v系統FMEASFMEA(System)v
9、設計FMEADFMEA(Design)v製程FMEAPFMEA(Process)16系系 統統設設 計計製製程程部部件件子系統子系統系統系統部部件件子系統子系統系統系統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影響降至最低降至最低重點重點: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設設 備備目標目標: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
10、狀態工具、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FMEA的類型的類型17FMEA的特点的特点FMEAFMEA的特点是:的特点是:1)1)失效还未发生,可能发生,但不是一定要发生失效还未发生,可能发生,但不是一定要发生;2)2)时机时机:在设计或过程开发阶段前开始在设计或过程开发阶段前开始;3)3)FMEAFMEA分析的文件分析的文件记录专用表格记录专用表格作为动态文件使用作为动态文件使用按照过程按照过程/产品产品/服务寿命周期期间要求更改服务寿命周期期间要求更改
11、4 4)核心:预防;)核心:预防;5 5)对潜在失效模式的风险和后果进行评定;)对潜在失效模式的风险和后果进行评定;6 6)指导贯穿整个过程、产品和服务周期。)指导贯穿整个过程、产品和服务周期。18FMEAFMEA的实施的实施及时性及时性它是一个事前的行为,而不是一个事后的行为。它是一个事前的行为,而不是一个事后的行为。事先花时间很好地进行综合的事先花时间很好地进行综合的FMEAFMEA分析,能够容易、分析,能够容易、低成本地对产品或过程进行修改,从而减轻事后修改低成本地对产品或过程进行修改,从而减轻事后修改的危机。的危机。FMEAFMEA能够减少或消除因修改而带来更大的机会。适当能够减少或消
12、除因修改而带来更大的机会。适当地应用地应用FMEAFMEA是一个相互作用的过程,永无止境。是一个相互作用的过程,永无止境。FMEAFMEA是一个动态的文件。是一个动态的文件。FMA FMA是一种事后行为,是对产品是一种事后行为,是对产品/过程已经发生的失效过程已经发生的失效 模式分析其产生的原因,评估其后果采取纠正措施的模式分析其产生的原因,评估其后果采取纠正措施的一种活动。一种活动。类似项目的类似项目的FMAFMA是是FMEAFMEA的重要的输入参考资料。的重要的输入参考资料。19FMEAFMEA的实施的实施FMAFMA(失效模式分析失效模式分析)FMEAFMEA(潜在失效模式及后果分析)潜
13、在失效模式及后果分析)失效已经产生失效已经产生失效还未产生,可能发生,但不是一失效还未产生,可能发生,但不是一定要发生定要发生核心:纠正核心:纠正核心:预防核心:预防诊断已知的失效诊断已知的失效评估风险和潜在失效模式的影响评估风险和潜在失效模式的影响开始于产品设计和工艺开发活动之前开始于产品设计和工艺开发活动之前指引开发和生产指引开发和生产指引贯穿整个产品周期指引贯穿整个产品周期FMAFMA:Failure Mode AnalysisFailure Mode Analysis20項目/功能(要求)潛在失效模式潛在失效后果嚴重度等級潛在原因/失效機制頻度現行設計(製程)管制預防檢測探測度RPN建
14、議措施責任與目標完成日期措施結果採行措施嚴重度頻度探測度RPN潛在失效模式與后果分析作業序列潛在失效模式與后果分析作業序列功能,特徵或要求為何?后果為何?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21潛在失效模式與后果分析作業序列潛在失效模式與后果分析作業序列標題定義標題定義功能功能:製程或設計要做什麼製程或設計要做什麼失效模式失效模式:失效的
15、表現形式失效的表現形式,如不良現象如不良現象後果後果:失效會導致什麼樣的後果失效會導致什麼樣的後果嚴重度嚴重度:後果有多嚴重後果有多嚴重潛在原因潛在原因:產生失效的原因產生失效的原因頻度頻度:失效起因發生的頻率失效起因發生的頻率現行管制現行管制:探測或防止失效傳遞到後續顧客的現探測或防止失效傳遞到後續顧客的現行控制方法行控制方法探測度探測度:失效模式或起因一旦發生失效模式或起因一旦發生,能否探測出能否探測出22良好良好FMEA之之具備事項具備事項FMEA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:
16、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后果和原因確認每一失效模式的后果和原因3.依依據風險順序據風險順序(嚴重度、頻度及探測度嚴重度、頻度及探測度)采取采取措施措施4.提供問題改正行動及跟催提供問題改正行動及跟催23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,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,可縮短開發時程及開可縮短開發時程及開發費用發費用FMEA發展
17、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FMEA之之效益效益24FMEA的精神的精神以設計的最小構成單位組件,假設以設計的最小構成單位組件,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。25FMEA展開時機展開時機1.依照依照FMEA定義
18、,它是一種方法,消除或減少已知或潛在問題,以定義,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。2.FMEA的口號為的口號為:就你所有就你所有,盡全力而為盡全力而為3.經經由品質機能展開由品質機能展開(QFD),新產品新產品,新制程新制程,新的服務時新的服務時。4.當現有系統,設計,產品,製程,或服務等不管是何種理由,將當現有系統,設計,產品,製程,或服務等不管是何種理由,將要要變更時變更時。
19、5.當既有的系統,設計,產品,製程,或服務的條件當既有的系統,設計,產品,製程,或服務的條件有新的應用時有新的應用時。6.當既有的系統,設計,產品,製程或服務當既有的系統,設計,產品,製程或服務被考慮要改善時被考慮要改善時。26FMEA之因果模式之因果模式1.1.設計不當設計不當設計不當設計不當2.2.製造不當製造不當製造不當製造不當3.3.使用不當使用不當使用不當使用不當4.4.磨耗磨耗磨耗磨耗5.5.安裝不正確安裝不正確安裝不正確安裝不正確6.6.逐漸老化逐漸老化逐漸老化逐漸老化1.1.實體破壞實體破壞實體破壞實體破壞2.2.操作中失效操作中失效操作中失效操作中失效3.3.功能退化功能退化
20、功能退化功能退化4.4.功能不穩定功能不穩定功能不穩定功能不穩定1.1.安全失效安全失效安全失效安全失效2.2.機能失效機能失效機能失效機能失效3.3.管制失效管制失效管制失效管制失效感覺、外觀感覺、外觀感覺、外觀感覺、外觀人人機機料料法法環環CAUSEMODEEFFECT27FMEA作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失效失效模式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失效失效模式模式製作製作FMEAFMEA表表列舉列舉失效失效原因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失效失效事例事例試驗報告試驗報告不良報
21、告不良報告顧客抱怨顧客抱怨經驗累積經驗累積DFMEADFMEAPFMEAPFMEA系統、系統、子系統、子系統、部部件件28機機 能能 方方 塊塊 圖圖 系統系統車 體如果產品機能很複雜,如果產品機能很複雜,可將其區分為若可將其區分為若干子系統,干子系統,以鑑別其主要及次要機能,以鑑別其主要及次要機能,予以各個分析予以各個分析子系統子系統部部件件車 門外 部車 窗內 部車門內/外板 玻 璃車門密封帶門扣/鎖29功能功能:提供座位支撐穩定的附著潛在失效模式潛在失效模式:座椅支撐結構失效座椅支撐過度偏斜功能功能:提供令人愉悅的外觀潛在失效模式潛在失效模式:亮度劣化塗料碎片系統功能功能:提供結構的支撐
22、潛在失效模式潛在失效模式:結構的失效過多的偏斜功能功能:提供正確完成本架幾何數據的尺寸管制潛在失效模式潛在失效模式:本車架安裝點的長度太長本車架安裝點的長度太短功能功能:支撐架總成生產方法(焊接)潛在失效模式潛在失效模式:設計目標設計目標1.騎乘至少3000小時不需保養,及10000小時的騎乘壽命2.適應99.5%男性成人舒適的騎乘3.其他功能功能:容易騎用潛在失效模式潛在失效模式駕駛困難踩踏困難功能功能:提供可靠的交通潛在失效模式潛在失效模式鏈條經常損壞輪胎經常需要保養功能功能 :提供舒適的交通潛在失效模式潛在失效模式座椅位置令騎乘者感到不舒服腳踏車子 系 統部 件上 架車 架 總 成手 把
23、 總 成前 輪 總 成後 輪 總 成扣 鏈 齒 輪 總 成座 椅 總 成鏈 條 總 成前下方管下後方管扣鏈齒輪管30設計的潛在設計的潛在FMEA是一種分析技術,係由負責設計是一種分析技術,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保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以所有潛在的失效模式及其原因均已納入考量並予以處理。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
24、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。何謂設計何謂設計FMEA?31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/機機理理均已納入考量並予以處理。製程潛在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
25、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製程原因和鑑別製程變數鑑別潛在的製造或組裝製程原因和鑑別製程變數(Variables),並且據以管制降低頻度或失效情況的探測並且據以管制降低頻度或失效情況的探測度。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預防列出潛在失效模式之排序,並據以建立考慮採取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製程的結果予以文件化。將製造或組裝製程的結果予以文件化。何謂製程何謂製
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