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一、前言……………………………………………….……………………..…01二、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………………………………

2、…………………….….17附录C：设计FMEA表格……………………………………………………18案例分析……………………………………………………………………………19一、一、前言失效模式、效应与关键性分析(FailureMode，EffectsandCriticalityAnalysis，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生之影响。FMECA之前身为FMEA(Fa

3、ilureModeandEffectsAnalysis)，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(MartinMarietta)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(InternationalElectr

4、othnicalCommission，IEC)所出版之国际IEC812即为参考MIL-STD-1629A加以部份修改成之FMEA程序。除此之外，ISO9000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，

5、从此针对分析对象之不同，将FMEA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(GeneralMotor)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

6、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FMEA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

7、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”

8、，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