1、 FMEA失效模式和相應后果分析Failure Mode and Effects AnalysisISO/TS16949系列教材課 程 目 標 理解FMEA執行FMEA什 么 是 FMEA“早知道就不會”有些“早知道”是必需的!有些“就不會”是不允許發生的核能電廠、水庫、衛星、飛機.有效運用 FMEA 可減少事后追悔早知道作好防震設計就不會造成大樓倒塌早知道改進電力輸配設計就不會造成大停電早知道不濫墾濫伐就不會造成土石流早知道會下大雨就不會淋成“落湯雞” “我先所以沒有”我先看了天氣預報所以沒有淋成“落湯雞”我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛安我先安裝了計算機防火墻所以沒有被黑客入侵 有些 我

2、先 是必需的! 有些 所以沒有 是預期可避免的核能電廠、水庫、衛星、飛機.有效運用 FMEA 可強化事先預防什 么 是 FMEAFMEA可以理解為通過小組 發現潛在失效及后果消除或減少失效機會思考和行動文件化FMEA 歷史 六十年代-航空業七十年代-汽車業現在-各行業 發現和評價產品/過程中可能出現的失效及其失效后果,及早加以排除,并將不可避FMEA的目的免之失效的影響降至最低,以期產品不致失效或出現不宜送交客戶之缺點。FMEA 實施 事前行動-不是事后練習汽車業-強大防錯工具FMEA 永無止境FMEA 分類 SFMEA-系統失效模式分析DFMEA-設計失效模式分析PFMEA-過程失效模式分析

3、失效模式的定義失效模式在規定條件下, (環境、操作、時間)不能完成既定功能。在規定條件下, 產品參數值不能維持在規定的上下限之間產品在工作范圍內, 導致零組件的破裂、斷裂、卡死、損壞現象FMEA小組1.小組包括設計/裝配/生產/采購/品管/生管/物控/技術等部門的代表，組長可以輪流由各部門代表擔任。 2.小組可以隨時加入其他人員（包括客戶代表/公司最高主管）。 3.小組必須設立一名文書（秘書）負責完成各種報告/會議記錄。 4 .小組開會時可以由組長決定參加人員。設計FMEA工作步驟建立設計失誤資料庫產品結構圖或關系框圖產品使用條件/可靠性及壽命等要求針對每一物料分析其失效模式失效分級/優先排列

4、提出糾正措施/編寫文件設計FMEA用途評估潛在設計不足和失效影響程度識別關鍵特性和重要特性聚焦于問題上, 并努力改進為設計試驗和其它項目開發提供信息降低失效風險，降低開發時間和成本小組討論工作的平臺客戶要求批準的文件之一 降低下游恐慌何時 DFMEA始于-設計概念完成之際或之前啟動隨設計進展-不斷更新（如產品更改時）結束于-最終產品加工圖樣完成設計FMEA的著手點從框圖開始特性和功能(對象)定義清楚特性和功能(對象)定義越清楚，越容易確定潛在失效模式，以采取糾正措施設計FMEA的開發框圖輸入- 進行框圖所示的過程(功能)- 框圖輸出 燈罩A電池B彈簧F燈泡組裝D開/關C極板E潛在失效模式及后果

5、分析 順序子系統/功能要求潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行控制探測度DRPN建議措施責任及目標完成日期措施結果預防探測采取的措施SODRPN起因是什么?發生的頻率如何?怎樣能得到預防和探測?能做些什么?設計更改過程更改特殊控制標準程序或指引的更改功能特性或要求是什么?后果是什么?會有什么問題?無功能部分功能功能過強功能降級功能間歇非預期功能有多嚴重?容易探測程度?設計FMEA表填寫說明1 編號填入FMEA文件編號,以便查詢2 項目填入所分析系統、子系統或零件的名稱、編號3 設計責任填入設計部門和小組，可能包括供方 2 系統 FMEA編號: 1 2 子系統 設計責

6、任: 3 頁次: of 2 零組件: 2 生效日期: 6 編制人: 4 年型/車型: 5 核心小組: 8 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 設計FMEA表填寫說明4 編制人填入負責FMEA準備工作的工程師/ /公司5 年型/車型填入正在分析或影響的車型年及車輛類型6 生效日期填入FMEA初次預定完成日期，不超過APQP計劃中的日期 2 系統 FMEA編號: 1 2 子系統 設計責任: 3 頁次: of 2 零組件: 2 生效日期: 6 編制人: 4 年型/車型: 5 核心小組: 8 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 設計FMEA表填寫說明FMEA 日期填入編制好FMEA初始日期和最

7、新修訂日期核心小組列出CFT小組姓名，建議將CFT詳細信息列在另外的清單上 2 系統 FMEA編號: 1 2 子系統 設計責任: 3 頁次: of 2 零組件: 2 生效日期: 6 編制人: 4 年型/車型: 5 核心小組: 8 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 9、項目功能 填入被分析的項目名稱和編號。用盡可能簡明的文字來說明設計意圖和功能（包括該項目運行的環境信息。如果該項目有多種功能，且有不同的失效模式，應把所有功能單獨列出。項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明10、潛在的失效模式

8、沒有達到設計意圖的形式，假定失效可能發生，但不一定發生；典型的失效模式 : 斷裂、堵塞、變形、粘結、脫開、泄漏等。失效模式應該以物理或技術語言進行描述，不同于客戶所見的現象項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明10、潛在的失效模式（續）失效模式可能是高一級子系統、系統的潛在失效模式的起因，也可能是它低一級的零部件潛在失效模式的后果。系統失效模式被分析的項目失效模式（子系統）零件失效模式后果起因11、潛在的失效后果失效模式對系統功能的影響，如顧客感受的一樣。典型的后果:噪音、無規律的動作、不良的外

9、觀、不穩定斷續的運作、粗糙、不運作、讓人不愉快的氣味其它項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明12、嚴重度 (S)潛在失效模式對客戶影響后果的嚴重程度僅僅適用于后果嚴重度級別的降低只能通過修改設計來實現 嚴重度（S）是對失效所引起的后果作出評分,愈嚴重愈高分；最高/低分是10分/1分。（祥見附表）后果評定準則： 后果 的 嚴 重 度等級危險無警訊潛在的故障模式

10、如果會毫無警訊的影響到汽車的安全操作和或不符合政府的有關規定則屬于高度危險10危險有警訊潛在的故障模式如果會在有警訊的情況下影響到汽車的安全操作和或不符合政府的有關規定則屬于非常危險9很高汽車零組件無法操作但是不影響主要功能8高汽車零組件還能運作但是功能降低導致顧客不滿7中等汽車零組件還能運作但是舒適便利的項目無法運作讓顧客感到不舒服6低汽車零組件以及舒適便利的項目都能運作但是表現降低讓顧客感到有些不滿意5很低完工安裝發出異音項目不合格而且大部份的顧客都注意到4輕微完工安裝出異音項目不合格而且一般顧客都注意到3很輕微完工安裝發出異音項目不合格但很少有顧客發現有缺陷2無無影響1設計 FMEA表填

11、寫說明13、級別產品特殊特性分級，如：關鍵 重點 主要 重要項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明14、潛在失效原因或機理-典型的失效原因:規定的材料不對、設計壽命估計不對、應力過大、潤滑不足、維修保養指引不當、差的環境、計算錯誤典型的失效機理:屈服、疲勞、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明潛在失效起因/機理1失效（次品）出現的原因（成因/起因）。2每個失效模式的原

12、因可能有幾個。3設計FMEA可以把過程控制不當作為失效原 因，但過程FMEA不可以用設計不當作為原因。4失效原因是5M1E出現問題。5不能用工人工作出現失誤作為原因。6失效原因必須具體。15、頻度 (O)失效原因或機理出現的可能性 頻度愈高，分數愈大，最高分數為10分，最低分為1分。（祥見評價準則）可能性大 嗎項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明設計FMEA頻度建議的評價準則失 效 發生的可能性可能失效的機率等級極高失效幾乎不可避免1/21/3109高一再重復失效1/81/2087中等偶而發生

13、失效1/801/4001/2,000654低相對較少失效1/15,0001/1,500,00032極低不太可能出現失效1/1,500,0001設計 FMEA表填寫說明16、現行設計控制 -有三種設計控制方法可以考慮:防止失效模式或效果的出現，或減少其出現率查出原因或機理，進而找到糾正措施查明失效模式項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行設計控制方法910111213141516設計FMEA表填寫說明17、探測度(D) 探測度（D）是找出失效原因的可能性。可能性愈高表示很容易找出，可能性愈低表示很難找出，愈難評分愈高，最高/低是10分/1分。（祥見評價準則）頻

14、度O現行設計控制方法探測度D風險順序數建議措施責任及目標完成日期執行結果采取措施SODRPN1516171819202122222222設計FMEA表填寫說明設計FMEA探測度建議的評定準則 探測度評價準則：由設計控制可探測的可能性等級絕對不確定設計控制不會且/或不能檢測潛在原因/失效機制和后績的失效模式或者根本沒有設計控制10極稀少設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續失效模式的機率極其稀少9稀少設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率稀少8極低設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率極低7低設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率低6中等設計控制檢測出潛

15、在原因/失效機制和后續故障模式的機率中等5略高設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率尚可4高設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率高3極高設計控制檢測出潛在原因/失效機制和后續故障模式的機率極高2幾乎肯定設計控制一定可以檢測出潛在原因/失效機制和后續失效模式118、風險順序數 RPN RPN = (S) * (O) * (D) 對RPN排序 RPN 數量越高風險越高 不管RPN數值如何, 嚴重度(S)高的項目應特別注意 頻度O現行設計控制方法探測度D風險順序數建議措施責任及目標完成日期執行結果采取措施SODRPN1516171819202122222222設計FME

16、A表填寫說明19、建議措施 采取措施的例子： DOE試驗設計、修改設計、修改試驗計劃、修改材料頻度O現行設計控制方法探測度D風險順序數建議措施責任及目標完成日期執行結果采取措施SODRPN1516171819202122222222優先采取行動RPN高的項目關鍵項目全面降低 S O D設計FMEA表填寫說明建 議 措 施1建議可能是 -改變控制方法（此工序） -改變控制方法（上工序） -改變工具/夾具 -改變過程參數等等2改變控制方法只可以減低（O）或/和（D）， 不能減低（S）3減低（S）只可以由改變設計或改變工序流程 才可以實現4建議填寫在FMEA表并以作業批示書確認 20、責任及目標完成

17、日期誰負責實施措施責任何時完成 期限頻度O現行設計控制方法探測度D風險順序數建議措施責任及目標完成日期執行結果采取措施SODRPN1516171819202122222222設計FMEA表填寫說明21、采取措施固化的措施-生效期限22、采取措施后的RPN重新計算RPN頻度O現行設計控制方法探測度D風險順序數建議措施責任及目標完成日期執行結果采取措施SODRPN1516171819202122222222設計FMEA表填寫說明設計FMEA跟進所有推薦的措施是否得到實施?進行了妥善的落實?FMEA 是一份動態的文件 永遠體現最新的設計水平設計FMEA跟進跟進的方式:保証設計要求已達到評審工程圖紙及

18、規范確定與裝配或制造文件的相容性評審過程FMEAs及控制計劃 過程FMEA工作步驟過程次品資料庫生產流程圖判斷高/中/低風險（出現不合格品的危險度）針對高風險工序做失效模式及后果分析提出糾正措施（選用）追蹤措施結果何時進行過程FMEA始于-可行性研究階段或之前啟動 工裝設計生產前伴隨過程開發過程 FMEA作用確定過程失效模式-早期分析過程設計-強大的防錯工具小組交換意見-工作平臺協助開發新設備/機器過程FMEA的開發著手點從整個過程的流程圖的風險評估開始確定與每項工序相關的產品和過程特性 工序 風險評估 1)從容器中取出涂黃蠟的棍 低風險 2) 打開車門 低風險 3)插入棍，推動啟動器，保持1

19、2秒 高風險 等等. 過程FMEA的開發-表格1 編號填入FMEA文件編號,以便查詢2 項目填入所分析系統、子系統或零件的名稱、編號 FMEA編號: 1 頁次: of 項目名稱： 2 過程責任部門: 3 編制人: 4 年型/車型: 5 關鍵日期: 6 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 核心小組: 8 3 過程責任部門過程設計小組4 制表人編制FMEA的工程師姓名/ FMEA編號: 1 頁次: of 項目名稱： 2 過程責任部門: 3 編制人: 4 年型/車型: 5 關鍵日期: 6 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 核心小組: 8 過程FMEA的開發-表格5-車型年/車輛類型填入正在

20、分析或影響的車型年及車輛類型6-關鍵日期FMEA計劃完成日期，不超過計劃生產的日期 FMEA編號: 1 頁次: of 項目名稱： 2 過程責任部門: 3 編制人: 4 年型/車型: 5 關鍵日期: 6 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 核心小組: 8 過程FMEA的開發-表格7-FEMA 日期FMEA原始稿完成日期以及最新更改日期8-核心小組 列出CFT小組姓名，建議將CFT 詳細信息列在另外的清單上 FMEA編號: 1 頁次: of 項目名稱： 2 過程責任部門: 3 編制人: 4 年型/車型: 5 關鍵日期: 6 FMEA日期(制訂) 7 (修訂) 7 核心小組: 8 過程FMEA的

21、開發-表格9-過程功能/要求描述被分析的過程或工序，過程中有不同失效模式的工序，應單獨列出。來源流程圖過程 功能/要求潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法910111213141516過程FMEA的開發-表格10-潛在的失效模式潛在的可能發生的不能滿足過程要求或不能滿足設計意圖的形式，是對某具體工序不符合要求的描述。-上游工序失效后果當前工序失效模式下游工序潛在失效模式的起因典型的失效模式:彎曲、斷裂、變形、粘合、毛刺、斷路、短路搬運損壞、不正常的設置、其它。項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法91011

22、1213141516過程FMEA的開發-表格11-潛在失效后果失效模式對客戶的影響依客戶的觀察或經歷的情況來描述，如： 噪音 、 粗糙、操作反常、需要格外的力量、 無動作 、令人不快的氣味、不穩定、操作受損、搖動 、斷續操作、外觀不良 、汽車控制受損項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法910111213141516過程FMEA的開發-表格11-潛在失效后果 (繼續)如果客戶為下游工序 以工藝或工序性能的方式描述，如:不能鎖緊 無法打孔或攻絲無法安裝 無法加工表面不配合 不連接不配套 損壞設備過程FMEA的開發-表格過程FMEA的開發-表格12-

23、嚴重度(S)潛在失效模式對潛在對客戶影響后果的嚴重程度僅適用于后果失效后果嚴重嗎降低嚴重度只能通過修改設計來實現項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法910111213141516過程FMEA的開發-表格12-嚴重度(S)AIAG 推薦評價準則-見附表過程FMEA的開發-表格13-級別 對特殊過程特性分類 關鍵 重點 主要 重要項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法910111213141516過程FMEA的開發-表格14-潛在失效原因或機理列出所有原因不明原因- DOE設計試驗失效模式怎樣發生的項

24、目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法910111213141516過程FMEA的開發-表格14-潛在失效原因或機理過程FMEA的開發-表格14-潛在失效的原因典型的失效原因:扭矩不正常- 過大、過小焊接不正常 - 電流、時間、壓力測量不準確熱處理不正常 - 時間、溫度澆口或通風不正常X-含糊不清的詞語 操作者失誤-問題根本原因 操作者末裝密封圈過程FMEA的開發-表格15-頻度(O)特定的原因或機理將出現的頻率級別數著重在其含義，而不是具體的數應該使用統計技術來確定頻度數可能性大 嗎項目 功能潛在失效模式潛在失效后果嚴重度S級別潛在失效起因/機理頻度O現行過程控制方法91011121314151