FMEA基礎知識簡介FailureModeandEffectAnalysis2課程內容何為FMEA失效模式與效應分析

FMEA起源與發展

FMEA在質量系統上的意義與范疇一般執行FMEA分析方法如何執行FMEA

FMEA流程展開執行FMEA最大的困難點結語3何為FMEA失效模式與效應分析FailureModeandEffectAnalysis4什么是FMA？

什么是FMEA？FMA-失效模式分析：關鍵詞:失效-已實際發生

100%既成事實集中于:診斷-處理已知問題FMA在生產或檢驗范圍內實施FMEA-潛在失效模式及后果分析關鍵詞:失效-尚未發生可能會發生集中于:預防可能問題FMEA在設計、生產或其他范圍內實施

5何為FMEA失效模式與效應分析FMEA失效模式與效應分析（FailureModeandEffectsAnalysis），又稱為FMECA失效模式、效應與關鍵性分析（FailureMode,EffectsandCriticalityAnalysis），是一種系統化之工程設計輔助工具，主要利用表格方式協助工程師進行工程分析，使其在產品設計與制程規劃時早期發現潛在缺陷及其影響程度，及早謀求解決之道，以避免失效之發生或降低其發生時產生之影響。由于FMEA的效益非常顯著，因此不論在航天工業、國防工業、交通運輸業、電子制造業或服務業等，都在FMEA之應用范疇中。過去許多的報導與發表案例，都可顯示FMEA卓越的功效。6何謂FMEA失效模式與效應分析預測問題解決問題安排備料安排排程品質檢驗接單出貨設計實際生產問題解決或重修7何為FMEA失效模式與效應分析客戶滿意的品質槓桿8FMEA定義FMEA是一種結構化、預防性的可靠度分析技術，其目的是用以確立可能的失效模式，探討失效發生的原因，并采行預防性措施及謀求改進的對策，以提高產品之可靠度。FMEA是一種有條理的程序，可以使用一張表格，將所有失效以數據方式來呈現優先等級數據，并定義預防措施。FMEA是一有系統的跨功能小組進行的事先預防活動系統結構事前預防輕重緩急9FMEA起源與發展FailureModeandEffectAnalysis10起始195019571970198019851993美國格魯曼美國波音美國太空總署美國軍方航太工業1950年美國格魯曼飛機公司率先提出1957年美國波音正式編訂FMEA作業程序1970年美國太空總署將FMEA成功應用于太空計劃中，并出版MIL-STD16291980年美國軍方正式修訂為MIL-STD1629A，沿用至今1998FMEA起源與發展IECQS9000汽車工業1985年國際電工委員會IEC出版IEC8121993年QS9000出版，掀起汽車工業的震撼6σ製造業服務業1998年6σ之改革，制造業與服務業大量之運用11FMEA在品品質質系系統統上上的的意意義義與與範範疇疇FailureModeandEffectAnalysis12FMEA于質質量量系系統統上上的的意意義義持續改善系統改善措施找尋措施確定改善前與改善后比較事後分析系統嚴重度難檢度發生率失效效應失效模式產品設計預防制程設計預防維修設計預防客服設計預防事前預防系統質量系統的橫向管理與溝通消除異常13FMEA範疇疇可靠靠度度預預估估可靠靠度度成成長長設計計FMEA制造造FMEA客服服FMEA維修修FMEA可靠靠度度試試驗驗可靠靠度度配配置置FMEA為可可靠靠度度工工程程的的一一環環，，輔輔助助取取得得可可靠靠度度之之信信息息，，包包括括失失效效模模式式、、壽壽命預預估估等等。。可可區區分分為為設設計計FMEA、制制造造FMEA、維維修修FMEA、客客服服FMEA等，其其中中以以設設計計FMEA與制制造造FMEA為主主，，這這兩兩者者也也是是許許多多客客戶戶訴訴求求的的重重點點14推行行FMEA之目目的的輔助設計與制程人員深入探討產品各層級可能發生之失效模式，發掘設計或制程上的弱點，累積經驗，早期發現失效原因及采取因應之道作為產品測試規劃之執行，以及失效分析與改正所需參考資料，用以研訂失效準則，協助失效分析及改正作業，并可作為可靠度分析之參考資料設計初期即考慮制造與組裝的需求，并提供健全的失效信息基礎，作為建立測試標準、質量管制程序、制程檢驗、標準操作程序及標準檢驗程序等檢試與管制規范之參考作為維護分析作業之參考資料，據以決定產品操作之限制并訂定避免導致失效之操作條件，亦可作為售后服務規劃、維修保養手冊編訂及備份料件籌補等作業之輸入資料幫助操作人員之訓練，使其能在短期間學到正確找出失效原因的方法及采取有效的矯正措施公司人員異動時，新人到任后很快能進入狀況且對累積的經驗及技術能制度化的保存15FMEA能為為公公司司帶帶來來何何種種效效益益有系系統統、、有有條條理理的的知知識識管管理理：：設設計計技技術術、、制制程程技技術術利用用風風險險指指標標高高低低篩篩選選優優先先處處理理之之問問題題，，可可達達到到20/80效益益跨功功能能、、跨跨部部門門的的橫橫向向整整合合管管道道：：FMEA小組組經驗驗移移植植最最快快速速的的方方法法：：大大量量數數據據庫庫查查詢詢獲得得百百倍倍預預防防效效益益：：早早期期投投入入改改善善成成本本最最低低，，效效益益最最大大協助助成成功功推推行行6σσ：Define（定定義義））與Measure（測測量量））階段段獲得得客客戶戶的的親親賴賴：：大大廠廠客戶戶16一般般執執行行FMEA分析方法法FailureModeandEffectAnalysis17一般執行行FMEA分析方法法

美國三大汽車廠QS9000方式：單一表格綜合各項分析，以關鍵指數(RPN,風險優

先指數)評估其關鍵性。

美國軍方標準MIL-STD-1629A方式：

區分為FMEA與CA表格，以關鍵性矩陣分析其關鍵性。表格式FMEA矩陣式FMEA繪出嚴重度、難檢度、發生率三個矩陣圖，并將三者合并，找出其關鍵性。本課程之介紹將以QS9000之FMEA表格格式為主18一般常用用的FMEA形式設計DFMEA制程PFMEA設計DFMEA是針對產品設計時，預防產品可能的失效，因此主要分析概念以“產品功能”為主。系統：筆子系統：筆蓋、筆身零件：筆蓋、前殼、后殼、筆蕊設計FMEA之分析可依照“系統方塊圖”或“功能方塊圖”為分析項目制程PFMEA是針對產品制造時，預防產品可能的失效，因此主要分析概念以“生產流程”為主。制造流程：C流程、D流程機器設備：熱壓機、回焊爐生產線：一線、二線作業站：黏膠、鎖孔、包裝工具、量具：扭力起子、壓力計制程FMEA之分析可依照“QC工程圖”或“工藝流程圖”為分析項目19如何執行行FMEAFailureModeandEffectAnalysis20如何推行行FMEA1、導入FMEA先期規劃選擇推行產品組成FMEA團隊定義客戶（使用者）教育訓練收集資料設立FMEA數據庫系統2、訂定FMEA執行方案（控制程序）3、執行與不斷維護FMEA21導入FMEA之先期規規劃一、選擇擇推行產產品：可根據產產品復雜雜程度之之狀況，，由公司司政策規規劃選擇擇導入FMEA之產品品，并由由高階主主管宣示示推行之之決心，，產品優優先選擇之建議原原則：1.系系統復雜雜性高之之產品2.可可能為害害人體生生命之產產品3.發發生不良良事故后后處理費費用非常常高之產產品4.良良率一直直無法提提升之產產品5.推推行QS9000或TS16949之產品品6.客客戶要求求推行之之產品上述之選擇原則僅為為建議，，實際上上仍必須須視公司司推行之之決心與與企圖而而定，尤尤其有些些短期即即需完成成研發之之產品，，很多高高階主管管認為研研發時間間都已經經不夠時時，很容容易忽略略了執行行FMEA的重重要性，，其實事事前小小小的預防防動作，，所可能能帶來的的效益，，可能難難以想象象。22導入FMEA之先期規規劃二、組成成FMEA團隊：FMEA之完成，，必須結結合產品品開發、、設計、、測試、、制程、、客服等相關人人員，提提出各領領域之專專業意見見，共同同完成FMEA表格之制作，因此在產產品項目目成立時時，即可可擬定FMEA項目小組組，并視不同階階段由不不同單位位主導：：FMEA項目小組組包括：：設計工程程人員RD單位品管工程程人員QC單位品保工程人員員QA單位制程工程程人員ME單位工藝工程程人員PE客戶服務務工程師師CQE23導入FMEA之先期規規劃設計階段段由設計計單位主主導DFMEA之進行，，制造階階段由生生產單位位主導PFMEA之進行，，沒有必必要要求求每個項項目小組組人員參參加會議議，但是必須提提出各階階段之FMEA意見，以以免內容容失之偏偏頗。24在擬定小小組成員員時，所所有的小小組成員員必須體體認到以以下兩點點：在設計FMEA中不必要包含在制造或組裝中可能產生之潛在失效模式，但也可含在其中。在進行設計FMEA時，不可倚靠制程管制來克服設計之弱點，而應將制造/組裝程序之技銜/實體限制納入考量。例：必須之模具草圖表面精度之限制組裝空間/加工之進出路徑鋼材硬度之限制制程能力/效能導入FMEA之先期規規劃二、組成成FMEA團隊：25導入FMEA之先期規規劃三、理清使用者者：一但確定定導入的的產品，，就必須須先思考考有哪些些產品使使用者。。產品使使用者非非單只最最終的使使用者，，應包含含所有產產品開發發流程所所能接觸觸到的相相關人員員，如設設計工程程師、測測試工程程師、制制程工程程師、組組裝工程程師、維維護工程程師等，，在填寫寫FMEA表格時應應該時時時想到『下工序即客戶』，在設想想失效狀狀況時，，除了考考量最終終客戶的的感受外外，還需需考量下下一階段段工程人人員的感感受，將將每個階階段的使使用者列列出后，，可協助助執行者者的分析析規劃。。例如在設設計的過過程當中中，即需需設想制制造組裝裝時所可可能遭遇遇到的問問題，不可倚靠靠制程管管制來克克服設計計之弱點點，而應應將制造造／組裝裝程序之之技銜／／實體限限制納入入考量。機構工程程師在設設計螺絲絲孔的位位置時，，除了根根據客戶戶認定的美觀、、設計結結構的應應力與承承重之外外，還需需考量組組裝者組組裝的便便利，以以上三者者所可能能發生的的失效模模式，皆皆可列在在表格中中進行分分析，并并及早采采取預防防改善的的措施。。26導入FMEA之先期規規劃四、搜集集資料：：有關產品設計方面的資料：了解所欲分析之產品的功能、工作原理、運行及工作程序、結構形式、其組成的零組件特性、材質等。有關制造工藝方面的資料：了解產品加工過程、組裝過程、方法、檢驗及測試方式等。有關使用維修方面的貸料：了解產品的使用、操作過程、工作條件、操作人員情況、完成每項維修工作所需時間、維修紀錄（失效紀錄、維修方法、維修時間、工時、成本）等。有關環境方面的資料：了解產品的規定使用條件、實際工作環境條件、與其它系統之間的界面關系、人機界面等。27導入FMEA之先期規規劃資料搜集集完畢后后，即針針對現有有之資料料進行進進一步之之分析：：1.定義制造造流程：：涵蓋加加工、組組裝及檢檢驗等，，可以站站別來定定義2.產品特性性分析：：分析產產品（零零件、組組件）之之特性因因子，與與可能之制程程做對照照，做成成矩陣表表3.制程特性性分析：：分析每每一制造造流程之之輸入／／輸出項項目，找找出影響產品品特性之之內部因因子（如如螺絲扭扭力），，外部因子子（如材材質特性性、環境境效應））等28導入FMEA之先期規規劃五、建立立FMEA數據庫系系統：FMEA最有價值值之運用用方式為為事前之之預防，，因此建建立一套套快速而而有效的的數據庫庫系統，，可加速速工程師師進行事事前之預預防與預預測工作作：快速取得有用資源：根據產品功能別、失效項目別等，開發快速的搜尋引擎系統

。跨單位平臺溝通：藉由開放式之數據庫系統，讓各相關單位可隨時提出失效模式相互討論，以確定最后之給分。反饋設計準則或制造流程：將改善成果顯著之成效，反饋至設計準則或制造流程，以進一步進行標準化作業。29訂定FMEA執行方案案規定使用用的表格格、所要要分析的的最低設設計層次次、編碼碼系統、、失效定義、確確認使用用共同FMEA資料的各各個部門門、時程程等。表格形式式：在FMEA作業中，，表格為為記錄分分析結果果的主要要工具。。編碼系統統：編碼系統統對于失失效分析析資料的的搜尋極極具價值值，應注注意所使使用之編碼系統要與與其它工程或或管理規定中中使用之編碼碼系統一致。。失效定義：應先定義產品品之規格與失失效條件。成果整合：可靠度工作計計劃、維護度度工作計劃、、系統安全工工作計劃、后后勤支援分析工作作計劃等等對對FMEA作業或分析結結果的需求應應加以整合。時程：掌握FMEA時機通常是決決定執行FMEA是否有效的關關鍵，將各階階段FMEA報告完成的時時間訂在設計計審查點之前前，以便能配配合計劃的設設計審查作業時時程。30FMEA流程展開FailureModeandEffectAnalysis31FMEA流程圖組成FMEA團隊蒐集資料完成先期規劃訂定執行方案分析製程特性定義製造流程分析產品功能失效模式分析分析失效原因分析現行管制制方法分析失效效應分析發生率分析難檢度分析嚴重度計算關鍵性指數決定關鍵性失失效模式執行改正行動撰寫報告新製程設計參考資料設計改善參考資料標準檢驗程序資料教育訓練參考資料設計審查評估資料檢驗程序改善製程改善設計改善改善無效或有限32FMEA表格介紹33FMEA展開項目FMEACodeFMEA編碼Result結果Item/FunctionProcess/Requirement功能項目/制程需求PotentialFailureMode潛在失效模式式PotentialEffect(s)ofFailure潛在失效效應應Severity嚴重度Classification類別PotentialCause(s)/Mechanism(s)ofFailure潛在失效原因因Occurrence發生率CurrentPrevent/DetectDesign/ProcessControl現行預防/檢測設計/制程管制Detection難檢度RPN風險指標RecommendedAction建議改善措施施Responsibility責任單位TargetCompletionDate目標完成日期期ActionResults措施執行結果果34FMEA展開步驟步驟1：確定功能項目目/制程需求(Item/FunctionProcess/Requirement)注意事項：簡要說明明符合設計目目的應有的功功能與制程或或作業的目的的需有命名名法則與編碼碼原則當其功能能或制程目的的不只一個時時，應個別列列出步驟2：定義潛在失效效模式(PotentialFailureMode)注意事項：失效模式式是指零件、、組件、產品品可能之失效效方式，導致致無法滿足預定之設設計目的潛在失效效模式可能是是導致更高階階的組件、產產品的失效模模式，也可能引發較較低階的零件件失效效應進行PFMEA時，應先假設設輸入的零件件/材料均為正確確失效模式式可能只在某某些操作條件件下發生，在在分析時應加加以考慮分析零組組件被剔退的的原因：制造組裝接收測試35FMEA展開步驟以下列出常見見之失效模式式歸類（59種）：磨耗/用壞(WornOut)，破碎(Broken)，倒塌(Collapsed)，龜裂/破壞(Crack/Fractured)，撕裂/撕破/割裂(Ripped/Torn/Cut)，破裂(Ruptured)，疲勞(Fatigue)，破損(Frayed)，缺口(Breach)，凹痕(Dented)，斑點(Pitted)，條紋(Stripped)，擦傷(Chafed)，抓痕(Scored)，挫曲(Buckled)，變形(Deformed)，彎曲(Bent)，歪曲(Warped)，實體移位(PhysicalDisplacement)，抓住(Seized)，粘著(Sticking)，束縛(Binding)，振動(Vibration)，松動(Loose)，扭曲/失真(Distorted)，不正(Misalign)，阻塞(Clogged)，堵塞(Jammed)，燒燬(Burned)，過熱(Overheated)，泄漏(Leaking)，污染(Contaminated)，潤滑喪失(LossofLubrication)，腐蝕(Corroded)，惡化(Deteriorated)，退化(Degraded)，開路(Opened)，卡住打開(StuckOpen)，短路(Shorted)，卡住關閉(StuckClosed)，過弧(Arcing)，噪音/噪聲(Noisy)，漂移(Drift)，不穩定(Unstable)，超出規格(OutofSpecification)，超出公差(OutofTolerance)，變弱(Weak)，失調(OutofAdjustment)，無運動(NoMovement)，不操作(NoOperation)，工藝(Workmanship)，不定的(Erratic)，錯誤反應(FalseResponse)，不正常流動動(ImproperFlow)，不正常時序序(ImproperTiming)，誘發的(Induced)，間歇性(Intermittent)，其他(Other)，未知(Unknown)36FMEA展開步驟步驟3：確定潛在失效效效應(PotentialEffect(s)ofFailure)注意事項：失效效應應是失效模式式發生，對較較高層次組件件、系統功能能、顧客與政府法規所所可能造成的的影響。一個個失效模式可可能會造成多多個失效效應需根據顧顧客可能發現現或經歷的狀狀況來描述失失效效應顧客可以以是內部顧客客，指下一個個操作、下游游操作/位置，也可以是最終顧客客一般可能能發生的失效效效應如下：：(不侷限于此)噪音粗粗糙/凹凸不平操作異常無無法操作作外觀不良漏漏氣不穩定耗耗電步驟4：決定嚴重度等等級(Sev)注意事項：嚴重度為為失效效應的的嚴重程度指指標，以評點點方式表示，，范圍1~10等級進行分分析時，應應針對每一一個效應作作評分，再再從中找出出最高點數數填入欄位內內降低嚴嚴重度的方方法唯有透透過產品設設計或流程程設計改善善37DFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟38DFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟39PFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟40PFMEA嚴重度評估估準則FMEA展開步驟41FMEA展開步驟步驟5：對于特殊設設計或制程程進行分類類(Classification)注意事項：：對需要要附加制程程控制的零零件、子系系統或系統統的特殊設設計與制程程特性進行分分類，如電電子、機械械、軟件、、制程、材材料、其他他名稱等。或是對對需要特別別處理、管管制或檢驗驗之產品進進行特性分分類，如危險、關關鍵、主要要、重要等等。只要是是在制程FMEA中被認定需需要特別之之制程管制制項目，都都應正式通知負負責設計之之工程師，，因為可能能會影響到到工程文件件中有關管制項目目的認定步驟6：分析潛在失失效原因(PotentialCause(s)/Mechanism(s)ofFailure)注意事項：：針對每每一個失效效效應，盡盡可能列出出想象的到到的失效原原因分析出出一失效原原因為失效效效應的唯唯一原因，，FMEA的思考程序序才算完成。。找出最最主要的原原因與最容容易控制的的原因，例例如使用實實驗設計法法失效原原因需詳細細說明，以以便這些原原因為目標標進行適當當的補救措措施42FMEA展開步驟注意事項：：一般的的失效原因因如下：(不侷限于此此)不適當的扭扭力--過大或過小小設計公差過小/過大材料規格錯錯誤焊接不當--電流、時間間、電壓不不正確量具不準確確熱處理不正正確--時間、溫度度澆口/通氣口不正正確潤滑不當或或無潤滑零件漏裝或或安裝位置置錯誤步驟6：計算發生率率(Occ)注意事項：：特定失失效原因預預期可能發發生的機率率評點等等級在1~10級，數值只只是表示相相對發生頻頻率高低，，而非真正的發生生頻率可從任任何類似的的制程歷史史數據獲取取統計值，，來進行主主觀評點43FMEA展開步驟FMEA發生率評估估準則44FMEA展開步驟發生率評估估準則45步驟7：詳細描述現現行設計或或制程管制制(CurrentPrevent/DetectDesign/ProcessControl)注意事項：：描述失失效模式發發生時可能能的范圍，，或當失效效模式發生生時，目前前之偵測方法法或即將用用于此管制制或類似管管制者現行制制程管制措措施可能是是制程上的的管制，也也可能是制制程后的評評估設計管管制方法可可能是DesignGuide、設計驗證證或其他可可靠度方法。FMEA展開步驟步驟8：計算難檢度度(Det)注意事項：：以評點點方式，評評估潛在失失效原因之之偵測能力力，或另件件在離開制制程或組裝站站前，檢測測初期失效效模式發生生的能力，，評點等級級在1~10級不可因因失效模式式之發生率率低，而自自行假設其其難檢度等等級也低，，以統計計為基礎的的抽樣檢驗驗，才是控控制偵測能能力的正確確方法46FMEA展開步驟DFMEA難檢度評估估準則47FMEA展開步驟PFMEA難檢度評估估準則48FMEA展開步驟PFMEA難檢度評估估準則49FMEA展開步驟步驟9：計算關鍵指指數RPN=(S)(O)(D)注意事項：：關鍵指指數RPN=嚴重度發生率率難難檢度RPN數值范圍應應該在1~1000之間數值用用于設計重重點之排序序，例如以以柏拉圖的的方式FMEA小組應該對對數值偏高高之項目透透過改進措措施降低RPN值一般而而言，無論論RPN數值如何，，當嚴重度度評點很高高時，都必必須加以特別注注意步驟10：策劃建議改改善措施(RecommendedActions)注意事項：：對RPN值高于設定定值之重點點項目，策策劃改善措措施若失效效原因尚未未厘清前，，建議改善善措施要靠靠統計的實實驗設計手手法來決定確定失失效模式及及其效應可可能對制程程或組裝人人員造成傷傷害時，應應立即采取改改善行動應采取取可以量化化效益的正正面改善行行動所有相相關作業部部門，皆因因實施有效效的改善措措施追蹤計計劃參參考考之之改改善善行行動動方方式式：：(不侷侷限限于于此此)實驗驗設設計計法法修修改改設設計計修正正測測試試計計劃劃修