FMEA 介紹 (Failure Mode & Effect Analysis) 失效模式與影響分析

FMEA介紹 (Failure Mode & Effect Analysis) 失效模式與影響分析

FMEA歷史 1.1960年代在阿波羅任務期間首次應用於航天工業; 2.1974年海軍用FMEA制定了M1L-STD-1629軍事標準; 3.1970年代早期到中期,汽車行業受債務成本驅動應用了這種方法; 4.目前標準是SAE J-1739.

FMEA作用 FMEA是一種工程技術及方法,用以定義、確認及消除產品在系統、設計、制程及服務還沒有達到顧客以前已知的或潛在的失效、問題、錯誤等等.,它是: • 可靠性分析技術 • 系統化工程設計輔助工具 • 利用表格進行工程分析 • 在設計階段早期發現問題 • 及早謀求解決措施 • 根據以往經驗與教訓對一些環節的分析簡而言之:就是用工程方法預防失效或錯誤的發生,防患於未然.

FMEA及時性 它是一個“事前的行為”而不是“事后行為” -------減輕事后修改的危機

FMEA之本質 工程分析專業工程師 (設計、制造、裝配、售后服務、質量及可靠性等)

完善之FMEA必需具備 1.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 3.風險優先評估(嚴重性、發生頻率及難檢度) 4.提供問題跟催及改正行動

FMEA種類 針對產品內子系統互相組合搭配后,可能產生之失效進行FMEA 針對產品本身因設計不當后可能產生之失效進行FMEA 針對產品因制造流程不當后可能產生之失效進行FMEA;或制造工藝不當后可能產生之失效進行FMEA 針對制程中設備之設計或使用不當后可能產生之失效進行FMEA 針對產品開發或生產管理(非工程問題)不當后可能產生之失效進行FMEA 系統組裝FMEA: 設計FMEA: 制程FMEA 設備FMEA: 管理FMEA:

使用FMEA的5個時機 1.一般的原則:FMEA之使用要越早越好,如此才能消除或減少設計錯誤之發生; 2.當設計新的系統、產品、零件、制程、設備時,在作概念設計或草圖時即可開始FMEA; 3.當系統、產品、零件、制程、設備有變更時; 4.當現有的系統、產品、零件、制程、設備有新的應用時; 5.當現有系統、產品、零件、制程、設備被考慮要改善時.

誰負責FMEA ------FMEA總負責人為PDT/PMT Leader或QIT Leader, 因為Leader要對開發案或改善案成敗負責; ------系統組裝工程師及TEAM負責系統組裝FMEA, 並將此給PDT/PMT/QIT; ------設計工程師及TEAM負責設計FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; ------制程工程師及TEAM負責制程FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; ------設備工程師及TEAM負責設備FMEA,並將此給PDT/PMT/QIT; ------各段制作FMEA工程師必定是PDT/PMT/QIT成員.

FMEA的益處 DFMEA: ----有助於潛在失效模式及其結果的說明; -----識別相關的原因和機理; -----識別減少或消除失效發生的措施; -----有助於設計要求及其替代要求的客觀評價; -----有助於生產和裝配要求的最初設計; -----增加設計過程中失效模式及后果被考慮的可能性;

FMEA的益處 DFMEA: ------有助於設計測試和開發程序; -----從顧客角度評價失效; -----允許跟蹤和文件化降低風險的措施; -----將來分析和設計的極好參考; -----設計FMEA過程的文件化.

FMEA的益處 PFMEA: ------有助於確保產品相關過程失效模式及其后果的說明; -----識別相關的原因和機理; -----識別減少或消除失效發生的措施; -----識別潛在生產或裝配過程的失效原因; -----識別過程參數,若該參數受控,則可減少失效情況的發生或增加探測性; -----有助於糾正措施的優先順序安排; ----過程中的極好參考; ----過程FMEA文件化;

DFMEA與PFMEA實施之區別 在開發或設計概念形成時,DFMEA在體現設計意圖的同時,還應保證制造或裝配能夠實現設計意圖.主要由負責設計的工程師應用. 在開發或可行性階段,在生產制程及工裝的設計之前,主要由負責生產的工程師應用; FMEA 是一種隨著新問題和信息的出現而不斷更新的方法,是動態的永無止境的方法. DFMEA PFMEA FMEA

表格格式 分析層次失效定義成果整合時機 FMEA 主流程組成FMEA團隊注:開發案為PDT,改善案為QIT,團隊一定要有負責人使團隊清楚新產品或改善品為目標,並需了望客戶需求. 1.使用方式 2.客戶要求之工程SPEC 3.產品信賴性要求 4.制程、生產、裝配要求 5.品質目標等確認目標 1.產品設計及類似產品之設計問題及原因 2.制造工藝及類似產品之制程異常及不良原因 3.類似產品之制程能力及原因 4.類似產品之客訴及原因資料收集 5.類似產品之依賴性失效及原因 6.類似產品之管理性問題 7.使用維修 8.環境訂定執行方案

分析制程特性 定義製造流程分析產品特性分析預估失效模式分析失效原因分析失效效應分析現行控制方法分析發生率分析難檢度分析嚴重度計算風險優先數決定優先改善之失效模式建議改善措施改善實施結果確認有效

FMEA 結果應用 實際------ • 避免採用不良率高的設計和制程; • 集中資源,循序改善產品設計和制程; • 循環改善,不斷提升設計和制程可靠度改進設計之參考; • 制程檢驗、測試標準、檢驗程序、檢驗規範等之參考; • 下次FMEA分析之參考; • 產品可靠性、制程安全性、環保之評估參考; • 工程師訓練之參考;

嚴重度、發生率、難檢度、風險優先數 • 嚴重度------S • 發生率------O • 難檢度------D • 風險優先數------RPN=S*O*D

嚴重度定義 • 恒量失效的影響程度 • 失效影響:產品或制程的某一失效對產品外觀,結構,功能,性能穩定性,可靠性影響. • 或對下一個制程,使用者和設備的影響 • 或對最終客戶,政府法規,安全,環保的違及. • 劃分標準-----主觀判定 • 1-----幾乎不會有甚麼影響 • 10-----會違及安全,法規

嚴重度分類 1.耐火性、自然性、UL 、CAS 2.工業標准 3.顧客要求 4.內部工程需要由Critical量測項目一. 危險特性(Catestrophie) (無法滿足則不能銷售) 1.客戶及供應商共同制定特性 2.或客戶指定特性,例如:規格/尺寸 /速度/力/溫度等. 3.設計工程師指定的特性 4.業界標准二. 重大特性(Significant) (無法滿足則不能銷售給指定客戶) 1.信賴性測試 2.產品制程不良率及分析三. 主要的特性(Major)

等級/評分(Rank) 劃分標準(Criteria) 1 (Minor) 幾乎不會對產品有任何影響,即使有影響,客戶亦不會注意. 2~3(Low) 客戶可能會注意,可能會對客戶造成裝配和使用上的輕微不便.可能會使下道工站輕微的重工. 4~6(Moderate) 會造成客戶的不滿意,造成客戶抱怨,甚至會導至重工動作發生. 7~8(High) 可能造成客戶很不滿意,並導致客戶重大抱怨,但不會導致安全事故或違及政府法規. 9~10(Very High) 導致客戶停線或對產品有致命性的功能性影響,或可能導致安全事故,或違及政府法規. 嚴重度(S)劃分標准

發生率(Occurrence) • 某一原因而導致失效發生的幾率 • 劃分標準: • CPK 主觀判定統計資料 • 1----幾乎不會發生 • 10---幾乎肯定會發生

等級/評分 劃分標準描述發生率 Cpk 1(Remote) 幾乎不可能發生 1/1500K ≧1.67 2(Very Low) 有輕度發生的可能 1/150K ≧1.50 3(Low) 有可能發生 1/15K ≧1.33 4(Moderate) 偶爾發生,但不佔有大的比例 1/2K ≧1.17 5(Moderate) 1/400 ≧1.00 6(Moderate) 1/80 ≧0.83 7(High) 經常發生 1/20 ≧0.67 8(High) 1/8 ≧0.51 9(Very High) 幾乎不可避免 1/3 ≧0.33 10(Very High) 1/2 <0.33 發生率(O)劃分標準

難檢度(Detection) • 在現行的控制措施下,偵測失效發生的能力 • 劃分標準: • 主觀判定統計資料 • 1----有有效手段完全可以檢測出來 • 10----無任何手段可以檢測出來

等級/評分 劃分標準描述可偵度 1~2 幾乎可以肯定地檢測出來 ≧99.99% 3~5 有良好的手段可以檢測 ≧99.80% 6~8 可能檢測出來 ≧98.00% 9 很有可能檢測不出 ≧90.00% 10 很可能檢測不出來 ≦90.00% 難檢度(D)劃分標準

實施FMEA應注意的問題 • 導入時機:FMEA團隊必須包括產品設計及其相關工程人員 • FMEA分析重在工程分析 • FMEA先期規劃應做好 • FMEA建義改善措施必須認真執行,並追蹤改善效果 • FMEA導入時機貫穿產品設計,制程設計 • FMEA是個循環過程 • FMEA結果利用

設計FMEA 定義: 設計失效模式、效應與關鍵性分析是屬于在概念定義到設計定型整個研究發展過程中的一項實質的設計機能, 為求達到其效益, 設計FMEA必須配合設計發展之程序反復執行. 設計FMEA涵蓋內容包括:產品設計FMEA、制造設計即開模或SOP等設計FMEA. 在設計FMEA中, 預估產品在設計上可能發生的缺點; 衡量該項缺點可能造成的影響, 並擬定為防止或檢測該項目缺點應改善的設計控制, 並推動其標準化作業.

設計FMEA表單

潛在失效模式及后果分析表單格式 _______系統 _______子系統 _______零件部______設計責任______ 機型/料號________ 關鍵日期______ FMEA TEAM 成員_________ 1 FMEA編號______ 頁碼:共1頁第1頁編制人:________ 2 3 4 5 6 審核人:_________ FMEA日期:______ 8 7

設計制程FMEA表單格式 9 10 11 12 13 14 22 15 20 21 16 18 19 17

FMEA表單說明(1/5) 1.FMEA編號:填入FMEA文件的編號,以便查詢; 2.項目:填入所分析的系統、子系統或零件的過程名稱、編號; 3.設計/過程責任:部門、小組還應包括供方的名稱; 4.填入負責準備FMEA工作的工程師姓名、電話及所在公司名稱; 5.機型/料號:填入將使用和正被分析的設計過程影響的預期的機型和料號;

FMEA表單說明(2/5) 6.關鍵日期:填入FMEA初次預定完成日期、該日期不應超過計劃開始設計生產發布日期; 7.FMEA日期:填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期; 8.核心小組:列出有權確定和執行任務的責任部門和個人姓名; 如果對某一特定原因無建議措施,那麼就在該欄中寫“N/A” 9.項目/功能:填入被分析項目的名稱和編號; 如果該項目有多種功能,且有不同的失效模式,應把所有功能都單獨列出;

FMEA表單說明(3/5) 10.潛在失效模式: 對一個特定項目及其功能,列出每一個潛在失效模式, 前提是這種失效可能發生,但不一定發生; 11.潛在失效后果: 潛在失效后果,就是失效模式對系統功能的影響; 12.嚴重度(S) 13.分級(重要程度) 用於對另件、子系統或系統的產品特性分級:關鍵、主要、重要、生點等;

FMEA表單說明(4/5) 14.潛在失效的起因/機理潛在失效起因是指一個設計/工藝薄弱部分的跡象,其作用結果就是失效模式 15.頻度(0):頻度是指某一特定失效起因或機理(已列於前欄中)出現的可能性. 16.現行設計/工藝控制; 17.探測度(D) 18.風險順序數RPN 19.建議措施: 如果對某一特定原因無建議措施,那麼就在該欄中寫“無”

FMEA表單說明(5/5) 20.責任(對建議措施) 把負責建議措施執行的組織和個人及預計完成的日期填寫在本欄中; 21.采取的措施當實施一項措施后,簡要記載一下具體的措施和生效日期. 22.糾正后RPN 23.跟蹤:小組成員應保証所有建議措施被實施或已妥善地落實; 24.RPN在的再改進,直RPN<50.

設計FMEA范例之一

設計FMEA范例之二

制程FMEA • 在規劃設計制造程序時,利用FMEA技術分析其制程中每一步驟可能的潛在失敗模式及其影響程度, 並找出每一失效模式的發生原因與發生機率, 尋求各種可能的方法, 以避免失效模式發生或低其發生率, 減輕其影響程序, 或提高制程之不良之檢出能力, 以便正式進入生產前就能改善其制造或組裝程序, 使制造不良品的機會降低, 並提升制造品質.

PFMEA的作業范例: • 以MPE產品舉例說明 • 1.超音波熔焊 • 2.粘保護膜

1.超音波熔焊

2.粘保護膜 2.粘保護膜

3.制程FMEA范例(簡介)

風險系數RPN評估 1.風險系數RPN排出次序后,先對級數最高的和最關鍵項目采取糾正措施,努力持續減少該值.我們系統文件規定RPN=<50; 2.在一般實踐中,不管RPN大小如何,當嚴重度(S)高時,就應予特別注意; 3.設計/驗証工作只能減少可偵度,要減少嚴重度和出現頻率,只能通過修改設計工藝來消除或控制一個或多個失效模式的起因、機理來實現; 4.若失效的模本起因不祥,則建議采用統計實驗設計(DOE)來確定.

FMEA之運用效應 • 無論設計FMEA, 還是制程FMEA, 一種規劃良好的 FMEA之作業, 均可以使其分析結果得到很好的應用, 使決策者、產品設計人員、工程設計人員、制造工程師、及品保人員都能利用這些分析結果改善其工作品質, 增加其生產力, 進而提升制造產品之品質、可靠度與安全化, 增加顧客滿意程度, 增強產品之競爭力, 建立公司形象, 降低產品發展時程與經費.

FOXCONN FMEA之運用權責 失效分析單位: 設計開發FMEA: 工標主導, 各產品處QE、工程. 及模具設計單位組成. 2.制程FMEA: 各產品處QE主導, 工標、工程、製造單位組成. 3.其他相關單位: 配合失效分析單位采取預防和改正措施.

謝謝大家﹗

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