失效模式与效应分析课件

*,*,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,失效模式與效應分析,(FMEA),主講：童超塵副教授,Outline,1.FMEA,簡介,2.,設計,FMEA,3.,製程,FMEA,4.,分析與討論,2,1.FMEA,簡介,失效模式與效應分析,(Failure Modes and Effects Analysis,，,FMEA),：為一種工程技術，用以,定義、確認及消除,在,系統、設計與服務中,，已知或潛在的,失效、問題與錯誤,。,FMEA,包含兩種評價行動：,使用,歷史數據,：針對,相似的產品,、,保證數據,、,顧客抱怨,等，來定義失效。,使用,統計推論,、,數學模式,、,模擬分析,、,同步工程,與,可靠度工程,來確認與定義失效。,FMEA,為,早期預防失效及錯誤發生,之工具，可,排除與避免,產品失效的產生。,3,1.1 FMEA,特性指標,危險性,(Catastrophic),：這些,特性將影響產品是否符合,政府法規與安全規定,。,規定包括產品信賴度、正式法律,/,規章、工業標準、顧客需求、內部工程需求。,重大性,(Significant),：,重大產品與製程特性,，可於,可行性研究,中設計完成。,例如，尺寸、速度、溫度、壓力。,主要性,(Major),：,此為產品,主要量測指標,，用以,回饋至製程,，並正確的解決問題。,例如，信賴性測試、檢驗研究、品質保證資訊、顧客抱怨分析等。,4,1.2 FMEA,五大基本步驟,1,系統功能,定義,(,Definition,),FMEA,五大基本步驟,2,確認,失效模式,(,Failure,),3.,失效效應與原因,(,Effect&Cause,),4.,風險優先指數,(,RPN,),5.,失效改正行動,(,MTTF,),5,1.,系統功能定義,對於系統之,功能與實體,需有充分的描述，可從,產品規格、藍圖或功能分析,等得知。,2.,確認失效模式,指,產品出現缺點,，已導致,無法符合原設計的目的或功能,，可從,品保結果,、測試部門的,失效報告,、各部門,腦力激盪,中取得。,3.,失效效應與原因,描述失效模式可能會,造成之影響,，並找尋其產生原因。,6,4.,風險優先指數,(Risk Priority Number),計算某,失效模式的風險指標,，其公式為,RPN=,嚴重性,(S)*,發生率,(O)*,難檢度,(D),嚴重性為失效發生時，造成之,嚴重程度,。,發生率為此失效模式的,發生頻率,。,難檢度為,檢測,出此失效模式的,難易度,。,5.,失效改正行動,經由,RPN,對於風險程度的排序後，改善行動應從,等級最高之關鍵項目,進行改善。,透過,實驗設計、修訂設計、材料規格,改善,7,1.3 FMEA,步驟途程,潛在失效模式,影響效應,原因,目前管制,持續改善行動,決定嚴重度,決定發生率,決定難檢度,決定,RPN,8,1.4 FMEA,的種類,系統,FMEA,設計,FMEA,製程,FMEA,在早期,概念,與設計階段,中,，分析,系統功,能,與,系統中之,交互作用,。,移轉至,量產,前,，專注於,設,計瑕疵或錯誤,之產品潛在失,效模式。,分析,產品或,日常管理過程,，專注於,製程,缺失,所引起之,潛在失效模式,。,9,2.,設計,FMEA(DFMEA),DFMEA,為在,設計開發階段,開始導入，且在,生產圖面,公佈前，須擬定應採取的,修正措施,。,DFMEA,的效益,有助於對,設計要求和設計抉擇,的客觀評估,有助於,製造與裝配要求,的初次設計,以,“,顧客,”,需求為主,的,失效模式排序,，為設計改進與開發測試建立一個,風險優先系統,。,團隊合作,責任工程師,直接與,受產品設計影響,之部門會談，包含,製造、材料、品質與供應商,等。,促進,意見交換與團隊運作,。,10,2.1 DFMEA,流程圖,研訂,潛在失效模式,鑑別可能,影響與原因,是否有,其他可能,的失效模式,？,編製,產品,/,設計,需求,清單,列出產品,應有,功能與,不應有,的功能,Yes,設定設計驗證,指,缺點原因的預防,，或,查證原因與結果,判定,SOD,No,計算,RPN,值,是否有,其他不良,模式效應,/,原因,之組合,？,將,RPN,製作成柏拉圖,並決定,建議措施,記錄,已執行的改正措施,並,重新計算,RPN,追蹤查核,Yes,No,11,2.2 DFMEA,的形成,工程師群的經驗,品質經歷,(Ex,：工程數據,),顧客需求,規格要求,已知產品要求,製造,/,裝配要求,系統特性定義的越詳細，改正失效模式將會越容易。,2.2.1,準備資訊,12,2.2.2 DFMEA,基礎資訊,FMEA,序號：填入,FMEA,文件編號，用於追查,.,系統、次系統：指明被分析之組件型號,.,設計責任：填入公司名稱、部門和組織,.,編製人：填入,FMEA,工程師之姓名、廠別,.,機型,/,年份：零件裝附於客戶產品的型號,/,年份,.,關鍵日期：預定工程發佈日期,.,FMEA,日期：填入原,FMEA,製表日與修改日,.,核心小組：列出負責與有權確認的部門名單,零件,/,功能：填入被分析,零件的型號與其功能,，如為最初公佈前，則使用,實驗號碼,。,13,2.2.3 DFMEA,分析資訊,潛在失效模式：在此應用物理學或技術性的術語來描述，而非客戶觀察到的,“,病症,”,。,失效的潛在效應：失效模式發生時，所造成之效應與影響。,破裂的,生銹的,短路的,變形的,斷裂的,鬆開的,Ex,：,不穩定動作,噪音,無法作用,外觀不佳,運作受損,外觀不佳,Ex,：,14,嚴重性,(Severity),：零件或系統發生失效時，造成影響之嚴重程度，分類等級如下所示,.,效果,標準：嚴重性,等級,危險,-,無預警,非常高的嚴重性等級、當影響車輛安全時，而無預警,10,危險,-,有警告,非常高的嚴重性等級、當影響車輛安全時，但有警告,9,非常高,功能不能運作，喪失基本功能,8,高,功能可運作，但功能降低，顧客嚴重不滿,7,中等,功能可運作，但舒適性及方便性降低，顧客使用不舒適,6,低,功能可運作，但舒適性及方便性降低，顧客有些不滿,5,很低,如密合性、亮度、雜音等缺陷，大多已顧客注意到,4,輕微的,如密合性、亮度、雜音等缺陷，一般顧客可注意到,3,甚輕微的,如密合性、亮度、雜音等缺陷，敏銳的顧客可注意到,2,無,顧客無法發現的缺陷，且無影響,1,A,B,C,15,失效的潛在原因或結構：失效的原因被定義為設計弱點，其後果是失效模式。典型失效原因：,不恰當的材料,不充分的產品壽命假設,過載使用,不足的潤滑能力,不完備的保養說明,典型的失效結構包括：,可塑性,(Yield),蛻變,(Creep),疲勞,磨損,材料不穩定,腐蝕,16,發生率,(Occurrence),：特定原因或結構將會發生的可能性，已導致失效發生。,推薦的評估標準應由整體團隊共同決定。,失效機率,可能的失效率,等級,很高：失效是不可避免,1/2,10,1/3,9,高,1/8,8,1/20,7,中等,1/80,6,1/400,5,1/2000,4,低：幾乎不可能發生,1/15000,3,1/150000,2,微乎其微：不可能發生,1/2,0.33,9,高：與經常發生失效的前製程聯繫一起,1/8,0.51,8,1/20,0.67,7,中等：與偶然發生失效的前製程聯繫一起,1/80,0.83,6,1/400,1,5,1/2000,1.17,4,低：與相似製程聯繫之孤立失效,1/15000,1.33,3,甚低：僅與相同製成聯繫之單獨失效,1/150000,1.50,2,微乎其微：不可能發生,1.67,1,29,現行的製程管制：製程管制需要一定程度的阻止失效產生。可能為防錯裝置警報，或是統計製程管制。,需考慮,3,種製程管制或特色：,防止原因或失效的發生，降低其發生率,偵測出原因，並採取矯正行動,偵測出失效模式,30,偵測性：對於現行製程管制能力的評估，以偵測出產品潛在的原因或失效模式。,偵測性,標準：由設計控制測出失效的可能性,等級,幾乎不可能,沒有已知,的控制去檢測失效模式,10,極其微乎其微,現行控制將檢測出失效模式的可能性,微乎其微,9,絕少,現行控制將檢測出失效模式的可能性,絕少,8,很低,現行控制將檢測出失效模式的可能性,很小,7,低,現行控制將檢測出失效模式的可能性,小,6,一般,現行控制將檢測出失效模式的可能性,中等,5,有點高,現行控制將檢測出失效模式的可能性,不低,4,高,現行控制將檢測出失效模式的可能性,較高,3,很高,現行控制將檢測出失效模式的可能性,很高,2,幾乎可以確定,現行控制,幾乎可確定,能檢測出失效模式的可能性,1,31,3.2.3 PFMEA,改善資訊,風險領先指數,(RPN),：,RPN=(S)*(O)*(D),推薦行動：當失效模式,排序,後，先針對,等級最高,的失效模式進行,改善動作,。,如,嚴重性很高,(810),，仍須列入優先處理。,經由,降低嚴重性、發生率或偵測性,，以降低,RPN,值，可能方案如下：,為了降低發生率、嚴重性或偵測性，重新進行,製程和設計修訂,利用統計手法對於製程分析改善,如,無推薦行動,，則填入,None,32,推薦,行動之負責人,：填入負責推薦,行動之部門和個人,，並填入,目標完成日期,。,採取的,措施與行動,：在一項行動被執行後，填入,實際行動的簡要描述,與,有效日期,。,改善結果之,RPN,：在矯正措施執行後，,估計與紀錄,改善後之嚴重性、發生性與偵測性。並且,計算改善結果的,RPN,值,。,如果,無實施行動,，則空下這些欄位。,檢討,改善結果之,RPN,後，如果有持續改善必要，則,重複執行,1821,之步驟。,PMEA,案例與表單參照附錄,33,4.,分析與討論,公司目前如何分析與解決產品設計潛在的失效模式議題？,產品設計階段中，是否有與其他受影響的部門共同討論？如製造、採購、品管、供應商。,工廠目前如何解決製程問題？使用何種工具？,目前製程是否存在有潛在致命的危險，或造成設備重大損害的可能？,34,分析與討論,-2,請以,DFMEA,為工具，分析公司之鍛造輪圈？,輪圈有哪些潛在的失效模式？,這些失效可能會對產品產生的影響為何？對產品正常使用之危害程度為何？,導致這些失效產生的原因為何？發生頻率？,這些失效模式是否容易檢測出來呢？,如何改善這些失效模式？公司資源是否能有效配合,(,人力、經費、高階主管支持,),？,35,品管諺語,設計不顧製造，,製造不符設計,36,