设计失效模式及后果分析

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1、设计失效模式与效应分析目录1、 前言 .012、 设计 FMEA.021. 先期规划.032. 设计 FMEA 展开.073. 后续追踪与应用 .14附录 A：设计 FMEA 方块图范例.16附录 B：设计 FMEA 范例.17附录 C ：设计 FMEA 表格 18案例分析19一、 前言失效模式、效应与关键性分析(Failure Mode ，Effects and Criticality Analysis， FMECA) 是一种系统化之工程设计辅助工具，主要系利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在 工程设计时早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低 其发生时产

2、生之影响。FMECA 之前身为 FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)，系由美国 格鲁曼(Grumman)飞机公司在 1950 年首先提出，应用于飞机主操纵系统的失效分析，在 1957 年波音(Boeing)与马丁(Martin Marietta)公司在其工程手册中正式列出 FMEA 之程序，60 年代 初期，美国航空太空总署(NASA)将 FMEA 成功地应用于航天计画，同时美国军方也开始应 用 FMEA 技术，并于 1974 年出版军用标准 FMECA 程序 MIL-STD-1629，于 1980 年由国际 电工技术委员会(International

3、 Electrothnical Commission ，IEC)所出版之国际 IEC 812 即为参考 MIL-STD-1629A 加以部份修改成之 FMEA 程序。除此之外，ISO 9000 及欧市产品 CE 标志 之需求，也将 FMEA 视为重要的设计管制与安全分析方法。在 70 年代，美国汽车工业受到国际间强大的竞争压力，不得不努力导入国防与太空工业 之可靠度工程技术，以提高产品品质与可靠度，FMEA 手册，此时发展之分析方法与美军标 准渐渐有所区别，最主要的差异在引进半定量之评点方式评估失效模式之关键性，后来更将 此分析法推广应用于制程之潜在失效模式分析，从此针对分析对象之不同，将 F

4、MEA 分成” 设计 FMEA”与制程 FMEA”，并开始要求零件供货商分析其零件之设计与制程。在各个汽车 厂都要求其零件供货商按照其规定之表格与程序进行 FMEA 的情况下，由于各公司的规定不 同，造成零件供货商按照其规定之表格与程序进行 FMEA 的情况下，由于各公司的规定不同， 造成件供货商额外的负担，为改善此一现象，福特 (Ford)、克莱斯勒 (Chrysler)、与通用汽车 (General Motor)等三家公司在美国品管学会(ASQC)与汽车工业行动组(AIAG)的赞助下，整合 各汽车公司之规定与表格，在 1993 年完成潜在失效模式与效应分析(FMEA)参考手册，确 立了 F

5、MEA 在汽车工业的必要性，并统一其分析程序与表格，此参考手册在 1995 年完成修 定二版，并成为 SAE 正式技术文件 SAEJ-1739 。目前 FMEA 已经广泛应用在航空、航天、电子、机械、电力、造船和交通运输等工业，根 据对美国国防部所属的 112 个单位进行的调查显示，有 87 个单位认为 FMEA 是一种有效的可 靠度分析技术，值得推广。FMEA做为设计工具以及在决策过程中的有效性决定于设计初期对于问题的信息是否有效地传达沟通 ，或许 FMEA 给人最大的批评在于其对设计之改进效益有限，其最主要原因为 执行的时机不对，以及单独作业，在设计过程中没有适当的输入 FMEA 信息，掌

6、握时机或许 是执行 FMEA 是否有效的最重要因素。FMEA 的目的为确认在系统设计中的所有失效模式， 其第一要务为及早确认系统设计中所有的致命性 (Catastrophic)与关键性 (Critical)失效发生的可 能性，以便尽早开始进行系统高层次之 FMEA，当获得更多数据后，再扩展分析到低层次硬品。本教材乃针对设计 FMEA 相关技术做一探究。将 FMEA 技术应用于制造组装程序之分析称为”制程 FMEA”，亦即在设计制造程序时，利用 FMEA 技术分析制程中每一步骤可能的潜在失效模式及其影响程度，并找出每一失效模 式的发生原因与发生率，寻求各种可能的方法以避免失效模式发生或降低其发生

7、率，减低其影 响程度，或提高制程不良之检出能力，以便在正式进入生产前就能改善其制造 / 组装程序，使 制造不良品的机会降低，并提升制造品质。有关制程 FMEA 相关技术参见另一教材：制程失 效模式与效应分析。二、设计 FMEA设计 FMEA 是属于在概念阶段到整个过程中的一项实质的设计机能，为求达到其效益， FMEA 必须配合设计发展之程序反复进行。在执行 FMEA 所须投入的努力程度与选用方法的复 杂程度应视个别计画的特性与需求而定，所以需要对个别计画加以裁适(Tailoring)，无论复杂的 程度如何，裁适的原则为必须使 FMEA 对于计画之决策有所助益。在考虑设计发展方式的可行 性与完整

8、性时，对于计画的决策者而言，适当地执行 FMEA 其价值难以估计！设计 FMEA 是一种分析技术，主要提供给负责设计的工程师(或团队)一个方法，使其尽可 能在设计时考虑潜在的失效模式与相对应之原因(机制)，并加以说明。最终产品及其每一 个相关之系统、组件与零件都必需加以展开。当设计零件、组件或系统时，利用其极为精密的 表格可提供做为工程师以及其团队之思考内容的概要归纳。这种系统化的方法与一般正常的设 计程序同步进行，并且将设计过程中工程师脑中思考之知识透过正式的管道记录下来。设计 FMEA 透过以下方式协助设计程序降低失效之风险：(1) 对于设计需求与设计选项之客观评估提供协助。(2) 协助初

9、期设计时考虑制造与组装需求。(3) 提高在设计发展程序中考虑到系统与车辆潜在的失效模式与效应之机率。(4) 提供相关信息协助规划详细且有效率之设计试验与发展计划。(5) 产生潜在失效模式清单，并根据其对顾客之效应排序，建立设计改进与发展试验之优先 顺序系统。(6) 提供给改善建议一个公开之讨论格式，并追踪其降低风险之行动。(7) 提供参考资料协助分析将来市场重点、评估设计变更与发展先进设计。一般在执行 FMEA 时，大都以填写 FMEA 表格作为工作重点，而忽略了其它应配合的 项目。实际上，若要使 FMEA 确实发挥其效用，除了分析表格中之填写项目外，先期规划 与分析结果之应用也加以重视，再配

10、合失效报告、分析与改正作业体系 (FRACAS) ，更 可使其效益大增，图一所示为先期规划、分析、与结果应用等三者较完整之流程，以及与其 它相关配合工作之关系。以下各节将针对此项技术，详细说明其分析方法与步骤，并说明其分 析结果之应用。1. 先期规划如前所述，FMEA 为一系统化辅助工具，此工具必然会牵涉到公司内很多部门、人员与 技术，要将这些参与者有效地整合在一起，必须在事前有很好的准备工作与规划，应考虑之 先期规划工作如下：(1) 定义客户(使用者)在设计 FMEA 中所谓的客户并非单指最终的使用者，应包含更高层次硬品之设计工 师(或团队)、负责制程的工程师，如制造、组装及维护等工程师。当

11、全面实施时，所有的新零件、修改的零件、和用于新用途或新环境之留用零件都 要执行设计 FMEA ，由负责设计的工程师主导，对具有专利之设计而言，则可能是由 供货商主导进行 FMEA 。图一：设计 FMEA 流程组成 FMEA 团队搜集资料完成 FMEA 执行方案分析硬品架构定义系统特性分析系统功能分析失效模式失效报告、分 析与改正操作系统(FRACAS)分析失效原因分析发生率分析设计管制方法分析难检度分析失效效应分析严重度计算关键指数决定关键性 失效模式设计改善建议改进行动撰写报告设计审查评估资料设计改善参考资料可靠度分析参考资料维护度分析参考资料标准检验程序资料教育训练参考资料(2) 组成 F

12、MEA 团队在设计 FMEA 程序中，应由负责设计、制造、组装、品保、可靠度、业务、采购、 测试之工程师、负责上一层次设计之工程师以及其它适当之专业工程师组成团队，利用 FMEA 做为各个不同部门间想法交流的媒介，以促成团队进行 FMEA 工作。FMEA 文件是一个活的文件，应该在设计概念阶段就开始建立，并且随着产品发展过 程中设计变更或获得新资料而不断更新，而原则上在蓝图完成进入加工前结束设计 FMEA。有鉴于在设计过程中一并考虑制造/组装之需求，设计 FMEA 会说明设计之目的，并 假设制造/组装会完成其设计目的，因此在所以在设计 FMEA 中不必要包含在制造或组装 中可能产生之潜在失效模

13、式，但是可能会含在其中，因为在制程 FMEA 中会涵盖这一类 失效模式之确认、效应、管制等。在进行设计 FMEA 时，不可倚靠制程管制来克服设计 之弱点，而应将制造/组装程序之技术/实体限制纳入考虑，例如：必须之模具草图表面精度之限制组装空间/加工之进出路径 钢材硬度之限制制程能力/效能(3) 资料搜集一般而言在执行 FMEA 之前应掌握以下几个方面的资料：A ： 有关产品设计方面的资料：了解所欲分析之产品的功能、工作原理、运行及工作程 序、结构形式、其组成的零件特性、材质等。B ： 有关制造工艺方面资料：了解产品加工过程、组装过程、方法、检验及测试方式等。 C： 有关使用维修方面的资料：了解

14、产品的使用、操作过程、工作条件、操作人员情况、完成每项维修工作所需时间、维修纪录(失效纪录、维修方法、维修时间、工时、成本) 等。D： 有关环境方面的资料：了解产品的规定使用条件、实际工作环境条件、与其它系统之 间的接口关系、人机接口等。这些资料在产品设计初期往往无法立即全部得到，开始时只能对一些清楚的资料作 一些假设，以便进行分析；随着设计工作的进行，所能得到的资料也会更趋完整，当然 FMEA 的分析也要随之修正；而 FMEA 的资料在设计发展过程中，也要不断提供设计者 作为修改设计时的参考，所以说 FMEA 与设计工作彼此间是互动的。(4) 订定 FMEA 执行方案根据 FMEA 的实际需

15、要或合约的需求拟订 FMEA 执行方案，据以执行 FMEA，并随 设计之修正变更 FMEA，且将分析结果提供作为设计改善参考，通常 FMEA 执行方案中要 规定使用的表格、要分析的最低设计层次、编码系统、失效定义、确认使用共定FMEA 资 料的各个部门、时程等，分别说明如下：A :表格形式：在 FMEA 作业中，表格为记录分析结果的主要工具，在 FMEA 执行方案 中应附上使用的表格形式与填表说明，FMEA 所使用的表格形式依其分析方法与各公 司之资料需求而呈现不同的格式，若顾客有所需求时，则以顾客所规定之表格为之， 附件 E 为 SAEJ-1739 所使用之 FMEA 表格，可作为参考。B

16、分析硬品层次：在 FMEA 执行方案中应说明所要分析的硬品的最低层次，一般而言 分析的层次愈低，所要耗费的人力成本愈多，但所能得到的信息愈丰富，所以在决 定分析的层次时应视情况加以取舍。a)b)c)d)所选择的硬品最低层次应以能够对其功能做完整描述之层次较有意义。从高层之分析结果判断是否继续向下层分析，若分析结果显示该程序之重要性 或严重性高时，则继续分析其下一层次；否则就可止于此一层次。根据以往的经验决定分析的最低层次，当所分析的层次以往的可靠度纪录很好 时，则分析层次可以不必到底层；反之，当以的可靠度纪录不好或未经验证时， 则可能需要分析到底层。就设计 FMEA 而言，规定或预期维护保养的

17、层次可作为决定分析层次时的参考 ，通常最低层次的选择以刚好高于维修保养的最低硬品层次为主。C 编码系统：编码系统对于失效分析资料的搜寻极具价值，在 FMEA 执行方案中应根据 产品的组成结构加以规定，并应注意所使用之编码系统要与其它工程或管理规定中使 用之编码系统一致。D 失效定义：在 FMEA 执行方案中应先定义产品之特性参数容许之极限值(规格)与失效 条件。E 成果整合：在可靠度工作计画、维护度工作计画、系统安全工作计画、后勤支持分析 工作计画等等都有对 FMEA 作业或分析结果的需求，在执行方案中应加以整合，定义 执行权责，确保分析结果能满足各项工作计画中的需求，并避免重复执行相同的工作

18、 而造成不必要的资源浪费。F 时程：掌握 FMEA 时机通常是决定执行 FMEA 是否有效的关键，在安排执行 FMEA 的时程时，要配合计画的发展，通常设计审查的时程可作为执行 FMEA 时程的参考， 配合计画发展的几个重要设计审查点，可以将各阶段 FMEA 报告完成的时间订在设计 审查点之前，以便能配合计画的设计审查作业时程。2. 设计 FMEA 展开在执行设计 FMEA 时，负责设计之工程师拥有许多有用的资料可供其任意使用，开始 时应将设计之目的加以展开，并应同时考虑顾客需要与制造/组装之需求，顾客之所需可由 品质机能展开 (QFD)、车辆需求文件、已知之产品需求等资料来源决定，将所需之特

19、性定 义的愈好，将来对于失效模式与改进行动之确认就愈容易。设计 FMEA 程序应由所欲分析之系统、次系统、或零组件之功能方块开始，在功能 方块图中可简要标示出其能量、力量、信息、流体等传递情形，其目的在于了解每一功能方 块之输入，所执行之功能(程序)、与输出，附件 A 为功能方块图之实例。功能方块图中说明了所分析的项目间的主要关系，并建立分析之逻辑顺序， FMEA 分析所 使用之功能方块图应与 FMEA 资料结合在一起。以下就 FMEA 表格中之每一个字段说明其内容，完成之 FMEA 表格请参考附件 C。 (1) FMEA 编号：填入 FMEA 文件之编号以便追踪管理。(2) 系统、次系统、或

20、零组件名称/编号说明所分析之硬品层次为系统、次系统、或零组件名称/编号。(3) 设计负责单位说明主要设计的负责单位。(4) 负责分析人员填入主要进行此 FMEA 之负责人，包括姓名、电话、单位。(5) 车型/年份说明使用本设计之车型年份及系列。(6) 关键日期(KEY DATE)说明此 FMEA 最初之预定完成日期，此日期不应该超过设计之发布日期。(7) FMEA 日期填入 FMEA 之最初完成日期与最近之修改日期。(8) 核心团队列出每一个负责分析的人员(建议能包括姓名、单位、电话等)。(9) 项目功能填入所分析的项目名称与编号，使用工程蓝图内之代号，并显示其设计层次，在蓝图发 布前则使用实

21、验编号。尽可能地简要说明所分析项目欲满足其设计目的所应有的功能，包括此系统操作之相关 环境 (如限定之温度、压力、湿度范围 )，最好以动词 +名词的方式来描述，当其功能不 只一个时，应个别列出。(10) 失效模式潜在之设计失效模式系指零件、次系统、或系统可能失效之方式，导致其无法满足 预定之设计目的、一个潜在失效模式可能是导致其高层次硬品失效模式之原因，也可能 是其下层次硬品失效模式所引发之效应。针对所分析之硬品与其相对应功能列出每一个潜在之失效模式，假设失效模式可能 发生但不一定发生，失效模式可能只在某些操作条件下发生(热、冷、干、灰尘等)，或 某些使用条件下发生 ( 如超过使用里程、恶劣地

22、形、只在市区行驶等 )，在分析时应加 以考虑。一般而言设计失效模式之确认可分为下列两种方法：(a) 功能法列出所分析硬品之功能，指出导致其丧失功能之失效模式，通常用于初步设计阶段， 硬品之细部设计尚未完成前，此法所得之失效模式大致包括以下各类型：*过早动作*无法在预定时间动作*无法在预定时间停止动作 *间歇性的动作*性能降低(b) 硬品法：针对所分析硬品，直接列出其可能的失效模式，通常用于细部设计之资料已经获得 后，此法所得之失效模式大致包括以下各类型。*断裂 *变形 *腐蚀*松动 *卡死 *破裂*短路*泄漏进行失效模式分析应先参考各种相关资料，如类似设计之 FMEA 试验报告、 使用报告、失

23、效报告等、以脑力激荡方式分析出所有可能之失效模式。备注： 描述失效模式时应使用物理或技术用语、非使用者所见得到的征候。(11) 失效效应失效效应系指一失效模式之发生对于较高层组件、系统、车辆、顾客、与政府法 规所可能造成的影响。进行失效效应分析应先参考各种相关资料，如类似设计之 FMEA 报告、实际使用 报告等，考虑零件可能在何时及如何失效，并针对以下方向，分析其影响：(a)零件本身之功能 。 (c)系统之功能。(e)顾客之感觉 。(b)较高层组件之功能。(d)车辆之运转、操控与安全。 (f)政府法规之符合性。一个失效模式可能会造成多个失效效应， 分析后将每一个可能之失效效应填入， 若有影响驾

24、驶安全或不符合政府法规之可能时，应加以详加说明，注明法规条款。 以下为一些典型的失效效应，可供参考：*噪音*操作不正常*外观不好*不稳定*间歇性的操作(操作时断时续) (12) 严重度(Severity ,S)*粗糙、凹凸不平 *无法操作*令人不舒服的味道 *效能受损严重度为失效效应的严重程度指针，以评点的方式表示，评点范围在 110 点之 间，点数高者表示较严重、分析时应针对失效模式之每一个效应评点，再从中找出点 数最高者填入本栏，表示此失效模式之严重度。降低严重度的唯一方法只有透过设计改善才能减低其评点。严重度评点基准建议参考表效应评点评点准则无效应的非常轻微的 Very Minor 轻微

25、的 Minor 很低的 Very Low 低度的 Low中度的 Moderate高度的 High很高的 Very High 危险的-有预警 Hazardous-with warning 危险的-无预警 Hazardous-withoutwarning1 对车辆、系统操作无影响者。2 配合与精度 / 尖锐与碰撞杂音等项目不符合需求，观察力 较强的顾客可能会注意到。3 配合与精度 / 尖锐与碰撞杂音等项目不符合需求，一般的 顾客都可能会注意到。4 配合与精度 / 尖锐与碰撞杂音等项目不符合需求，大部份 顾客都可能会注意到。5 车辆、装备仍可操作、但舒适性或方便性装备要降低水准 或性能下才能操作，顾

26、客会感到有些满足。6 车辆、装备仍可操作、但舒适性或方便性装备无法操作， 顾客会感到不舒服。7 车辆、装备仍可操作、但要降低水准或性能下才能操作， 顾客会感到不满。8 装备损坏；车辆不能行驶，主要功能丧失。9 非常高的严重度等级，会导致与车辆操作安全有关的失效 或不符合政府法规而有事先预警。10 非常高的严重度等级，会导致与车辆操作安全有关的失效 或不符合政府法规而无事先预警。(13) 特性分类(Characteristic Classification)本字段是用来对需要特别处理、管制、或检验之产品进行特性分类(如危险、关键、 主要、重要等)，只要是被认定需要特别之制程管制的项目，都应在设计

27、 FMEA 表格的 本字段中以适当之字母或符号注明，并于建议改进措施字段中加以说明。本字段通常要在 9-15 栏完成后再加以判断填写，下表之分类原则可供参考：填写内容YCYS空白代表意义 产品可能有关键特性 (执行制程 FMEA) 产品可能有重要特性 (执行制程 FMEA) 非关键、也非重要判断范围 严重度8&发生率1严重度1 顾客不满意 其它状况(14) 失效原因机制失效模式发生原因可定义为设计弱点之征候，会导致失效模式的发生。针对每一个 失效模式，尽可能列出想象的失效原因与机制，所列出之失效原因 /机制应尽可能简要 而完整，以便使改善行动能以适当的原因为对象进行。典型的失效原因如下(非全部

28、)：*材料规格错误 *润滑能力不足 *计算法则错误*设定之设计寿命不恰当 *维修说明不清楚*超应力(Over-stressing) *环境保护不良典型的失效机制如下(非全部)：*降伏(yield) *潜变(creep) *疲劳(fatigue) *磨耗(wear)*材料不安定*腐蚀(corrosion)失效原因的分析可从两个方向进行：(a) 假设制造组装符合工程规格先假设制程没有问题，分析造成失效的直接原因，参考各种相关资料，如类似 设计 FMEA、实际使用报告、维修报告等，以脑力激荡方式分析出所有可能之失效 原因。根据零件特性，如尺寸、重量、位置、方向、硬度、形状、构造、强度、表 面处理等，

29、确认其失效根本原因。这一类失效原因的实例如下：*材料多孔性太高*材料硬度规格太低*假设负荷低于实际应力 *与邻近零件太靠近*边角设计太尖 *润滑油规格太粘 *扭力规定太低(b) 考虑因设计之缺陷造成制造/组装产生变异因设计之缺陷而使制造 / 组装产生变异之可能情况包括规定之热处理使材料 无 法加工至所需规格、对称之外形设计使得组装时容易装反等，分析时应以脑力激荡 方式，考虑设计规格是否能与制造程序配合。会不会造成组装错误等，找出其失效 原因，这一类失效原因实例如下：*因对称之外形设计造成组装颠倒。*因组装出入位置设计错误造成组装扭力错误。*因设计之扣件与标准扣件类似，造成误用。*因设计之凸轮轴

30、硬度规格太高，超出工具机能力，使得加工产生错误。(15) 发生率(Occurrence, O)发生率系以评点的方式，对一失效原因/机制评定其在现行设计下的发生频度，降 低发生率评点数的唯一方法为经由设计改善除去或控制部份失效原因/机制。评点范围 在 1-10 点之间，点数高者表示较容易发生，在决定此评点时，应考虑以下问题：*类似零组件或次系统之以往使用经验如何？*所使用零件是为留用品或是与以前同等级的零件或次系统相似？*所使用零件与以前同等级的零件或次系统有多大差异？*所使用零件与以前同等级的零件或次系统是否完全不同？*是否为全新的零件？*零件之使用方式是否有改变？*环境有甚幺改变？*是否有利

31、用工程分析来评估其发生率？发生率之评点可针对以下二种原则、配合评点表进行评点：(a) 可能之失效比例评估每一个失效原因在零件之设计寿命内每几个会发生一次此原因之失 效， 通常根据以往使用或类似零件之数据来评估其失效比例。(b) 主观评点准则若无数据可供评估时，以主观方式评判，决定评点数。使用评点表时，当数据介于两个评点值中间时，选择点数较高者做为评点值。 例：假设以往数据显示失效比例为 1 in 1000 ，则其评点值在 4 与 5 之间，此时应取5 为其评点值。发生率微小机会评点1可能失效机率 1 in 1,500,000评点准则 非常不可能失效Remote低Low中度Moderate高Hi

32、gh非常高Very High23456789101 in 150,0001 in 15,0001 in 2,0001 in 4001 in 801 in 201 in 81 in 31in 2可能发生少数量之失效偶尔可能会发生失效可能时常发生失效几乎一定会发生失效发生率评点基准建议参考表：(16) 现行设计管制(Current Design Controls)针对失效模式或其发生原因列出预防方法、设计确认/验证(DV) 、或其它可确保设 计有效之措施，且目前已用于或即将用于此设计或类似设计者，如路试、设计审查、 安全性破坏 (泄压阀 )、数学模型研究、装备 /实验室试验、可行性分析、原型试验、

33、车 队测试等。设计管制方法或特色可分成下列三种型式：(a) 防止失效模式或失效原因发生，或降低其发生率；(b) 查出失效原因并导入改正行动；(c) 发现失效模式。在以上三种型式中应尽可能选择用(a)型之设计管制最佳，其次为(b)型，再其次为 (c)型。如果将(a)型设计管制方法与设计结合时，将可影响发生率之初始评点；而难检 度之初始评点则决定于(b)与(c)型之设计管制方法。(17) 难检度(DETECTION ,D)难检度系以评点的方式，评估现行设计管制方式中， (b)型之设计管制对于潜在失 效原因 /机制 (设计弱点 )之侦测能力，或 (c)型之设计管制对于零件、次系统、系统之失 效模式在

34、进入制造前所能检测出的能力。分析难检度时先假设失效模式已发生，逐一分析现行设计管制方式所能检测出此 一失效模式之能力，参考以下评点表评定其难检度，若同一失效模式有数种设计管制 方式时，则从中选取点数最低者。难检度评点基准建议参考表：检出能力评点评点准则几乎一定Almost Certain非常高Very High高High1 现行设计设计管制方式几乎一定可以发现此潜在原因 /机制及其导致之失效模式2 现行设计设计管制有非常高的可能性可以发现此潜在 原因/机制及其导致之失效模式3 现行设计设计管制方式有有高度的可能性可以发现此 潜在原因/机制及其导致之失效模式中高4现行设计设计管制方式有中高度的可

35、能性可以发现此Moderately High中度Moderate低Low非常低Very Low微小机会Remote非常微小机会 Very Remote 几乎无法检出 Almost Never5678910潜在原因/机制及其导致之失效模式现行设计设计管制方式有中度的可能性可以发现此潜 在原因/机制及其导致之失效模式现行设计设计管制方式有低度的可能性可以发现此潜 在原因/机制及其导致之失效模式现行设计设计管制方式发现此潜在原因 / 机制及其导 致之失效模式之能力非常低现行设计设计管制方式发现此潜在原因 / 机制及其导 致之失效模式之机率微小现行设计管制方式发现此潜在原因 / 机制及其导致之 失效模

36、式机率非常微小现行设计管制方式无法发现此潜在原因 / 机制及其导 致之失效模式；或根本没有任何发现方法(18) 关键指数(RISK PRIORITY NUMBER，RPN)关键指数为严重度(S)、发生率(O)、与难检度(D)三者之乘积RPN=(S)(O)(D)关键指数为一设计风险之评价指针，其数值应该用于设计重点排序(例如以柏拉图 的方式)。RPN 数值范围应该在”1”与”1,000” 之间，负责设计 FMEA 之团队应该对数值 偏高之项目透过设计改进措施降低其 RPN 值；一般而言，无论 RPN 数值如何，当严 重度评点很高时，都必须加以特别注意。(19) 建议改进措施(RECOMMENDE

37、D ACTIONS)当失效模式以 RPN 排序完成后，应该优先对评点最高之重点与关键项目进行改进 措施，任何建议改进措施之目的都是为了降低其发生率、严重度、与/或难检度评点。 增加设计确认 /验证只能降低难检检度评点；若要降低发生率评点，则只能透过设计更 改消除或降低失效模式发生之原因 /机制；也只有设计更改才能降低严重度之评点，以 下有一些改进行动方式可供参考：(a) 实验设计 (尤其当有多重或相互影响之原因存在时 )；(b) 修改试验方案；(c) 修改设计；(d) 修改材料规格。若因特别的原因而无任何建议改进措施时，应在此字段注明”无”。(20) 负责部门与完成日期负责执行改进措施之部门或

38、个人，以及完成改正措施之预定日期。 (21) 已采措施(ACTIONS TAKEN)在采取改进措施之后，应于此字段概要说明实际采取之行动与有效日期。 (22) 改进后之关键指数/在执行改进措施确认后，必须对严重度、发生率、与难检度等重新评点，并计 算新的关键指数。如果没有采取任何改进措施，则本字段留空白。所有关键指数 评点结果应该再次检讨，若有必要采取更进一步之改进行动时，再重复以上(19)至 (22)步骤。3. 后续追踪与应用负责设计之工程师有责任确保所有建议之改进措施都已执行或有适当的说明。FMEA 表为一不断更新之文件，应随时反应其最新之设计情况、最新之改进情况，包括开始进入 生产后的改

39、变情形。负责设计之工程师有一些方法可确保设计重点之确认与建议改进行动之执行，以下为 一些方法可供参考：*确定设计目标都已达成。*审查工程蓝图与规格。*确定纳入组装/制造文件。*审查制程 FMEA 与管制计画。一个规划良好的 FMEA 作业应使其分析结果得到很好的应用，使决策者、产品设计 人员、工程设计人员、制造工程师、及品保人员都能利用这些分析结果改善其工作品质 ，增加其生产力，进而提升制造产品之品质、可靠度与安全性，增加顾客满意程度，降 低产品发展时程与经费，为达到以上所述之效益，必须经由以下方式，妥善应用 FMEA 结果：(a)在开始新产品设计时，参考类似产品设计或制程之 FMEA 分析资

40、料，避免采用不 良率高之设计，选择适当的设计管制项目等，在对新产品设计进行 FMEA 时，类 似产品设计与制程之 FMEA 资料更是重要的参考资料之一。(b) FMEA 最重要的价值在于协助改善产品设计，但经过 FMEA 之后所发现的失效模 式必然很多，一时无法立即全部加以改善，应从关键性的失效模式中根据其关键性，(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)建立改进行动之优先级，集中资源，循序改善产品设计。经由分析所得的关键性失效模式，按其优先级进行改善，然后再重复分析、改 善，如此不断的循环，持续提升产品设计可靠度。将设计 FMEA 的分析结果交给负责制程设计之工程师了解现行的设计于制程设计

41、时所应注意的问题，作为制程设计之参考。配合信息系统，将 FMECA 资料建成数据库，可提供健全的失效信息基础，作为 建立制程检验、测试标准、检验程序、检试规范及其它品质管制措施之参考。配合失效报告、分析与改正操作系统(FRACAS)之运作，当实际发生失效时，可查 看 FMECA 报告，若找到相同之失效模式、原因或效应时，可立即应用已分析过之 改进建议，若 FMECA 报告中无类似资料或与实际情况不符时，则修改 FMECA 资料，如此相互配合，可减少失效处理之时间，并充实 FMECA 资料。利用其资料加以整理为维修参考手册，提高售后维修服务效率。配合设计审查作业，作为正式生产前产品可靠度、制程安

42、全性、与环境污染影响 等之评估参考资料。经由不断累积 FMECA 资料，加以整理编成很好的专业技术资料，可作为工程师 训练之参考教材。附录 A：设计 FMEA 方块图范例 失效模式、效应与关键性分析(FMEA)方块图/环境极值系统名称：闪光灯车型年份：1994 新车种FMEA 编号：XXX110D001操作环境条件极值温度：-20到 60 腐蚀：TEST SCHEDULE B振动：不适用冲击：6 英呎跌落外部材料：沙尘湿度：0100%RH易燃性：(什幺零件? 靠近什幺热源?)_ 其它：_=字母=零件_=连接 / 有接点-=界面，无接点=不在本 FMEA 范围数字=连接方式 = 以下为本范例所用

43、的关系方块图，FMEA 团队也可能使用其它型态的方块图来说明其所要分析 的项目：连接方式：开关ON/OFFC1. 表面接触 2. 铆接3. 线接4. 扣接25. 压接3灯泡组D外壳A441金属薄板E+5电池B5弹簧F-零件：A.外壳 B.电池(2D CELL) C.ON/OFF 开关 E.金属薄板 F.弹簧D.灯泡组附录 B ：设计 FMEA 范例设计失效模式、效应与关键性分析FM_系统_x_次系统(DESIGN FMEA)_零件 01.03/Body Closure负责设计单位 Body Engineering负责车型/年份 199X/Lion 4dr/Wagon关键日期 9x 03 01

44、ER FM核心团队 XX 制造厂,工程部_(8)_项目失效功能 模式失效效应严 特重 性失效原因 发 生现行设计管制方法难 关键 建议改进措施 检 指数负责部门与度 分率度完成日期类左侧前车 车门 门 H8HX- 板底0000-A 部内车门寿命 7 退化导致：车门板内面 护蜡涂抹之 上缘规定过6车辆一般耐久性 试验 T-118T-1097 294 实施加速腐蚀试 验，验证涂蜡之上缘A Tate-BodyEngrg.8X 09 301. 提供乘 面腐1. 长期锈低T-301员进出车 蚀 辆2. 保护乘员不受气 候、噪音、 及碰撞影响蚀影响外观2. 门内硬品功能受损护蜡厚度规 定过低蜡成份不适 当

45、42车辆一般耐久性 试验同上物性与化性试验 一报告编号 12657 196 1 实施加速腐蚀 试验，验证蜡厚 2 利用实验设计 研究蜡厚2 28 无A Tate-BodyEngrg.9X 01 153. 支撑车门各项附气滞阻碍喷 蜡进入边角5使用无功能喷头 辅助设计研究8 280 使用制造用之喷 Body Engrg&Assy 蜡进行整合评估 Ops属配件8X 11 154. 提供外喷蜡阻塞车3使用最恶劣之喷1 21无观件适当的外表门排雨水孔蜡与孔径组合进 行实验室仿真5.光滑的油车门板空间4图面评估喷头进4 112 使用原设计之门 Body Engrg&Assy漆不足以供喷 蜡头进入入情形框

46、与喷头进行整 Ops 合性评估 8X 11 15附录 C： 设计 FMEA 表格 设计失效模式、效应与关键性分析(DESIGN FMEA)_ 系统_ 次系统_ 零件 _(2)负责设计单位_ _(3)_负责分车型/年份_(5)关键日期_(6)_ FMEA核心团队 _ _(8)_项目功能失效模式特严失效 性重效应 分度类失效原因发生率现行设计管制方法难检度关键指数建议改进措施负责部与完成日(9)(10)(11) (12) (13)(14) (15) (16) (17) (18) (19)(20)QS 9000驱动系统 系统 _ _ 次系统设计失效模式、效应与关键性分析(DESIGN FMEA)_

47、零件负责设计单位 ACUSTAR负责分析车型/年份 Tx-5/03关键日期 02 03 01 ER FMEA 日核心团队 XX 制造厂,工程部_ _项目功能失效模式失效效应严重度特性分类失效原因发生率现行设计管制方法难检度关键指数建议改进措施完增 加 驱 动 负荷，并发 出噪音增加保固期 支出883驱 动 轴 与 固 定 板 发生干扰 扣件余裕(间隙)过 大壳 板 与 驱 动 歯 轮 发生干扰666100%检验 转动力矩自动测试RF-8559QC 检验10 480 设计改善加 强 制 程 管 制 或 9 432设计改善6 108 设计改善驱动系统8锁 定 弹 簧 负 荷 过 大8RF-8559

48、QC 检验7 448 设计改善在任何姿 态驱动车体空增加保固期 转 支出，顾客抱怨88衬垫磨耗 不适的预力(Preload)66PF-8559挀动试验PF-8559挀动试验7 3367 336加 强 执 行 定 期 检 验组 装 过 程 加 强 检 验6偶合作用不同相5 检验3 180 设计改善增加保固期 巅簸推进 支出，顾客抱怨8 SP 连接点不吻合6 轴承规格变异66RF-8559QC 检验供货商QC 检验组6 216 实施制程 FMEA加 强 零 件 进 料 检 组 7 252验设计失效模式、效应与关键性分析驱动系统 系统 _ _ 次系统(DESIGN FMEA)_ 零件负责设计单位 A

49、CUSTAR负责分析车型/年份 Tx-5/03关键日期 02 03 01 ER FMEA 日核心团队 XX 制造厂,工程部_ _项目功能失效模式失效效应严重度特性分类失效原因发生率现行设计管制方法难检度关键指数建议改进措施完驱动系统8传动轴失效10 PF47188 640无法控制汽设计改善在任何姿无推力车，影响安8高温时，轴承锁住 10 无7 560态驱动车体(续)全8传动轴咬合8PF-8559挀动试验8 512 设计改善组X 系统次系统 _零件_设计失效模式、效应与关键性分析 (DESIGN FMEA)负责设计单位: 工程部型别/年份: RV2 Series / 2000 年 关键日期:_

50、核心团队: 黄振丰副总经理 ; 工程部吴中铭课长 ; 制造部蔡义盛经理 ; 品保部林文崇课长项目功能失效模式失效效应严重度特性分类失效原因发生率现行设计管制方法难检度关键指数建议改进措施铝箔铝箔导针导针耐压不足毛剌圆棒刮伤焊接不良铝壳爆开短路电解液漏CP 线断8855化成不良裁切不良 厂 商 作 业 管 制 不良厂 商 作 业 管 制 不 良3433铝箔耐压测 试目视刻度放大镜目视2535481604575电子显微镜检视及量测电子显微镜检视作 CP 线直角抗拉试验导针化 成 电 压 不 制 品 漏 电 流 足 高6化成不良3无6108导针作化成电压测试电解纸电解液铝壳铝壳铝壳橡胶盖橡胶盖橡胶盖

51、黏合不良火花点不足长度不足 表 面 尼 龙 脱落内部刮伤厚度太厚孔距过小硬度太高机 台 作 业 困 难制品爆开无法封口绝缘性差电解液漏无法封口 制 品 脚 距 太小无法作业 制 品 气 密 性 差58445555厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良厂 商 作 业 管 制 不 良33333334目视 电解液火花测试 光标尺量测 目视目视光标尺量测 刻度放大镜量测 硬度计量测532552427572246075306040电解

52、纸(拉力试验)电子显微镜检视电子显微镜检视投影机量测X 系统次系统_零件_设计失效模式、效应与关键性分析 (DESIGN FMEA)负责设计单位: 工程部型别/年份: RV2 Series / 2000 年 关键日期:_ 核心团队: 黄振丰副总经理 ; 工程部吴中铭课长 ; 制造部蔡义盛经理 ; 品保部林文崇课长项目座板座板座板功能失效模式高度不足脚 距 寸 法 错 误座 板 宽 度 太 大失效效应机 台 作 业 误 判机 台 无 法 作 业机 台 作 业 困 难严重度444特性分类失效原因厂 商 作 业 管 制 不 足或规格错误 厂 商 作 业 管 制 不 足或规格错误 厂 商 作 业 管 制 不 足或规格错误发生率222现行设计管制方法光标尺量测刻度放大镜 量测光标尺量测难检度232关键指数162416建议改进措施投影机量测投影机量测投影机量测