FMEA分析讲解
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6
历史
最早用于20世纪60年代Apollo 计划期间的宇宙航空工 业 1974年美国海军应用FMEA开发了MIL-STD-1629 在20世纪70年代后期，由于成本驱动而应用于汽车工 业
7
FMEA 的类型
系统 - 在早期概念和设计阶段用来分析系统和子系 统
集中于潜在的与系统功能相关的由设计造成的失败模式
for blockage
FMEA 的输入和输出
输入 工程图 C&E 矩阵 工程历史 工程技术程序 输出 为预防要因或探测失败模式而采取的措施 所采取措施的历史
15
FMEA 队
队是必要的 负责的6 Sigma 领导带领这个队 推荐的代表:
设计
研制者/ 作业者/ 管理者
质量 可靠性
列举此输入可能出错的2或3方式 列举至少一个由于这个输入的出错而加于顾客或下一
工序上的影响 对于每个“输入出错”列举一个或多个要因
对于每个要因，列举至少一个预防或探测的方法
10
练习
输入
如何出错
影响
要因
控制
11
FMEA 的作用
工程队是以抢先 的方式（在失败发生之前） 改善工
程的关键工具
用于优化 资源，以确保工程改善的努力有益于顾
5 1 132
125
FMEA
Process
S
Step/Part Potential FailureMode Potential FailureEffects E
Number
V
O
Potential Causes
C
C
Current Controls
D E RPN T
Actions Recommended
保全
材料 测试 供应商
16
术语定义
失败模式（ Failure Mode ） 影响（ Effect ） 要因（ Cause ） 当前设计控制（ Current Design Controls ） 发生（ Occurrence ） 严重度（ Severity ） 探测力（ Detection ） 风险优先数（ Risk Priority Number ） (RPN)
3 9 9 9 1 9 297
冲孔
冲床磨损
9 3 9 0 9 3 249
切割
材料特性
9 1 1 9 9 9 243
22
FMEA 工作表
在我们看示例之前，我们先看一个FMEA 工作表 这张表上的内容是从FMEA 表上直接转移过来的 这张表的目的是让队集中于FMEA的输入，而不是分数
评分应该在完成基本的输入后再做
Decomposition
39
Drier
Water Carryover
34
Drier
Molecular Sieve
10 10 9 9
4
4
8
3266
6
6
26
3
4
33
5
6
5
82
82
8
36 2
6 272
335
8 7 157
4 7 149
4 1 148
4 1 148
144
140
3
138
5 3 137
2
134
记住内部的顾客呀！
3. 对于每个失败模式确定潜在的要因 4. 对于每个要因或失败模式列举目前的控制方法 5. 作出严重度，发生率，和探测力的等级范围 6. 对每个要因，给出严重度，发生率，和探测力的数值 7. 对每个要因计算RPN 8. 决定减少高RPN的措施 9. 采取适当的措施，然后重新计算
20
示例
温度太高 错的 PO 数 表面污染 未对策的要求 (顾客服务) 涂漆太薄
Output
Coating Height
Process Specification (Target, LSL, USL)
Cpk Mean - Sigma
Measurement Technique
22.5, 22, 23
1.22
24,23,25
1.54
UIL-1700 Micrometer
Coating 14,12,16
25%
1/hr
31%/0.47 35 pts per 1/hr
panel
1/hr
Auto-timer Cross check Coating & Adjust previous pump speed
None in place
1/hr
None in place
1/hr
Monitor Compare
guages, look
完成 Multi-vari 研究以确定 潜在的关键输入
评价数据并优化关键的输入变量
步骤 III: 工程改善
用 DOE 验证关键性的输入 决定最优的操作窗口 修正控制计划
步骤IV: 工程管理
最后完成控制计划 持续验证工程的稳定性和能力
4
定义 - FMEA
结构型的方法：
确认产品或工程可能失败的途径 估计与特殊要因相联系的风险 优化为减小风险而采取的措施 评估设计确认计划（产品）或现时的管理计划（工
这是关于以前的制造工程图的C&E矩阵，关键输入已按总分数排 序。
我们在最初的FMEA活动中将只 考虑最前面的5项
工序
工程输入
切割
剪切速度
9 9 9 1 9 9 355
冲孔
冲孔速度
9 9 9 0 9 9 351
拉伸
拉伸速度
9 9 9 9 0 9 333
冲压
冲击速度
9 9 9 3 1 9 315
喂料
齿轮速度
17
方法论
两个主要的方法 ：
从QFD /要因影响矩阵开始 直接从工程图开始FMEA
我们将介绍用C&E 矩阵的方法，尽管两种方法十分相 似。 已经准备好电子表格工具来帮助你准备FMEA
18
方法论 - 从C&E矩阵开始
优点: C&E矩阵在定义重要的、FMEA所涉及帮助优先 化的问题上帮助你的队 重要的顾客要求事项
Failure Mode & Effect Analysis
失败模式及影响分析
1
项目范围：SIPOC图
S
I
P
O
C
供应商 供应商
流程输入 流程输入 流程输入
“大X’s”
流程步骤 1 流程步骤 2 流程步骤 3 流程步骤 4 流程步骤 5 流程步骤 6
流程输出 流程输出 流程输出
“CTQ或大 Y’s”
程） )
根本定向 确认产品或工程可能失败的途径，消除或
减小失败的风险
5
风险从何而来？
未明确的 顾客期望
模糊的作 业标准
潜在的安 全危险
差的管理计划和 标准作业程序
差的工 程能力
累计的风险
原材料散布
设备的可靠性
测量散布 (生产线上和 QC)
差的规格限
D. H. Stamatis, FMEA:FMEA from Theory to Practice, Quality Press, 1995
客户 客户
2
目标
提供FMEA 应用的内涵
确认危险源
定义不同类型的FMEA
学习制定的步骤 练习作FMEA
3
工程改善方法论Ô
步骤 0: 课题定义
步骤 I: 工程测定
计划课题、明确关键的工程输入 /输出变量
进行基础测量系统的测量 仪器研究
进行短期工程能力研究并 建立控制计划
步骤 II: 工程分析
完成 FMEA 并评价控制计划
C
• 冲床磨损
U
• 材料特性
U
• 夹紧力
• 冲击力
C
U
• 溶液类型
C
• 溶液纯度
U
• 溶液龄
U
• 表面粗糙度 U
• 污染程度
• 湿度
U
• 温度
U
U
21
冲孔 按照特征冲孔
• 周期 • 正确部品 • 无毛刺 • 正确尺寸 • 抗张强度
清洗 清洁金属表面
• 周期 • 清洁的表面 • 无残渣
C&E 矩阵示例
输入
• 齿轮速度 • 齿轮磨损 • 材料批号 • 材料特性
工程绘图（Process Mapping）示例
制
类型
C U U U
喂料
以卷形材料投 入l
输出
• 周期 • 材料特性
造
输入
• பைடு நூலகம்伸速度 • 材料特性 • 模具号
类型 C U C
输出
拉伸 按照特性拉伸
• 周期 • 正确部件 • 正确尺寸 • 抗张强度
失败模式-工序 关键工程输入 如何出错
影响
要因
目前的控制
FMEA Worksheet.XLS
23
术语定义 - 失败模式
失败模式 - 因为特定工程输入的失败方式-如果不被
探测或祛除，将导致影响发生
可能与某个缺陷相关（在分离的生产中）或与超出规 格的工程输出变量相关
操作者可以看到的任何错的事件都被认为是一个失败模式
PANELS IMPROVECLEANING PF METHOD
PURCHASEOFF-LINE MG CLEANING SYSTEM
TEST ON-LINEMASK PF REPLACEMENT
工程能力和管理计划的初步评估
14
Process Step
Input
Coating
Dosage
Vacuum
客
用于档案化课题的完成 应该是一个动态 的档案，不断地回顾，补充，修正
12
工程FMEA的目的
分析 新的工程 确认 工程管理计划中的不足 建立 措施的优先顺序 评估 工程变化的风险 确认 Multi-vari和 DOE研究中要考虑的潜在变量 指导 新工程的开发 帮助 建立突破的舞台
13
工程改善计划回顾
可能潜在地影响这些要求的工程输入 按照对输出变量的影响来优化关键工程输入变量（我们想首
先集中于对很多输出有很大影响的输入上） C&E 矩阵也可以提供定量的输出，能用于决定下一阶段FMEA
过程特殊严重系数。
19
FMEA - 步进式
1. 对于每个工程输入，决定其出错的方式（失败模式） 2. 对于每个与输入相关的失败模式，决定其对顾客的影响。
工程绘图
PAPERWORK
TURN STEAM ON TO DICY TANK
LOAD DMF
BILL OF MATERIALS ISO PROCEDURES REWORK
SCALE ACCURACY PREHEATING
LOAD ACCURACY CLEANLINESS RAW MATERIAL
LOAD DICY
设计 - 在产品投产之前，用于分析产品设计
集中于产品功能
工程- 用于分析制造和组装工程
集中于工程输入
8
推荐的时间
FMEA 何时开始？
DFMEA
PFMEA
产品设计选择
开始
开始
产品设计和经营计划
修正
产品/工程开发
完成
修正
商业化
继续 LSs, LSSs, 及工作队
修正
9
练习
在下页的表上填写来自你的课题的一个实际的输入
Resp.
COATING& DIRTYPHOTOMASK IMAGING
MICROCRACKING, DELAMINATION, STREAKS
LOW FREQUENCY OF CLEANING 8
SOP, VISUALINSPECTION 8
INCREASEFREQUENCY MG 7 448 TOONCEEVERY20
LOAD ACCURACY ENVIRONMENT
(HUMIDITY) RAW MATERIAL MIXER SPEED
LOAD 2MI
1
LOAD ACCURACY
ENVIRONMENT (HUMIDITY)
RAW MATERIAL
MIXER SPEED
输入 Heavies in Product Lights in Product Moisture in Product Acidity in Product Low Capacity FromUnit Excessive Downtime Material Losses Corrosion of Equipment Poor Reactor Performance
要因及影响矩阵
Process Step
Process Inputs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
输出
Total
139 Day Tanks Analysis
9
Reactor Cat./HF Ratio
7
Reactor Rxr Temperature
73 Lights Removal Condenser Leak
1.78
width
Coating 36,34,38
1.43
length
35" Hg
Laser Measuring Device Laser Measuring Device Vacuum Gauge
%R&R P/T
Sample Size
Sample Frequency
Control Method
Reaction Plan
74 Lights Removal Reboiler Leak
131 Purification Low Stages
144 Final Storage Containers
100 Neutralization pH Value
16 Catalyst Stripper Pluggage
111
Drying
• 剪切速度 • 刃具磨损 • 材料特性 • 夹紧力 • 剪切力
• 模具磨损 • 材料特性 • 冲击力 • 冲击速度 • 模具号 • 模具硬度
C
U
切割
U
按照长度切割
• 周期 • 正确长度
C
• 无毛刺
U
U
• 周期
U
冲压
• 正确部件
按照尺寸冲压 • 无毛刺
C
成片
• 正确尺寸
C
• 抗张强度
C
C
• 冲孔速度
历史
最早用于20世纪60年代Apollo 计划期间的宇宙航空工 业 1974年美国海军应用FMEA开发了MIL-STD-1629 在20世纪70年代后期，由于成本驱动而应用于汽车工 业
7
FMEA 的类型
系统 - 在早期概念和设计阶段用来分析系统和子系 统
集中于潜在的与系统功能相关的由设计造成的失败模式
for blockage
FMEA 的输入和输出
输入 工程图 C&E 矩阵 工程历史 工程技术程序 输出 为预防要因或探测失败模式而采取的措施 所采取措施的历史
15
FMEA 队
队是必要的 负责的6 Sigma 领导带领这个队 推荐的代表:
设计
研制者/ 作业者/ 管理者
质量 可靠性
列举此输入可能出错的2或3方式 列举至少一个由于这个输入的出错而加于顾客或下一
工序上的影响 对于每个“输入出错”列举一个或多个要因
对于每个要因，列举至少一个预防或探测的方法
10
练习
输入
如何出错
影响
要因
控制
11
FMEA 的作用
工程队是以抢先 的方式（在失败发生之前） 改善工
程的关键工具
用于优化 资源，以确保工程改善的努力有益于顾
5 1 132
125
FMEA
Process
S
Step/Part Potential FailureMode Potential FailureEffects E
Number
V
O
Potential Causes
C
C
Current Controls
D E RPN T
Actions Recommended
保全
材料 测试 供应商
16
术语定义
失败模式（ Failure Mode ） 影响（ Effect ） 要因（ Cause ） 当前设计控制（ Current Design Controls ） 发生（ Occurrence ） 严重度（ Severity ） 探测力（ Detection ） 风险优先数（ Risk Priority Number ） (RPN)
3 9 9 9 1 9 297
冲孔
冲床磨损
9 3 9 0 9 3 249
切割
材料特性
9 1 1 9 9 9 243
22
FMEA 工作表
在我们看示例之前，我们先看一个FMEA 工作表 这张表上的内容是从FMEA 表上直接转移过来的 这张表的目的是让队集中于FMEA的输入，而不是分数
评分应该在完成基本的输入后再做
Decomposition
39
Drier
Water Carryover
34
Drier
Molecular Sieve
10 10 9 9
4
4
8
3266
6
6
26
3
4
33
5
6
5
82
82
8
36 2
6 272
335
8 7 157
4 7 149
4 1 148
4 1 148
144
140
3
138
5 3 137
2
134
记住内部的顾客呀！
3. 对于每个失败模式确定潜在的要因 4. 对于每个要因或失败模式列举目前的控制方法 5. 作出严重度，发生率，和探测力的等级范围 6. 对每个要因，给出严重度，发生率，和探测力的数值 7. 对每个要因计算RPN 8. 决定减少高RPN的措施 9. 采取适当的措施，然后重新计算
20
示例
温度太高 错的 PO 数 表面污染 未对策的要求 (顾客服务) 涂漆太薄
Output
Coating Height
Process Specification (Target, LSL, USL)
Cpk Mean - Sigma
Measurement Technique
22.5, 22, 23
1.22
24,23,25
1.54
UIL-1700 Micrometer
Coating 14,12,16
25%
1/hr
31%/0.47 35 pts per 1/hr
panel
1/hr
Auto-timer Cross check Coating & Adjust previous pump speed
None in place
1/hr
None in place
1/hr
Monitor Compare
guages, look
完成 Multi-vari 研究以确定 潜在的关键输入
评价数据并优化关键的输入变量
步骤 III: 工程改善
用 DOE 验证关键性的输入 决定最优的操作窗口 修正控制计划
步骤IV: 工程管理
最后完成控制计划 持续验证工程的稳定性和能力
4
定义 - FMEA
结构型的方法：
确认产品或工程可能失败的途径 估计与特殊要因相联系的风险 优化为减小风险而采取的措施 评估设计确认计划（产品）或现时的管理计划（工
这是关于以前的制造工程图的C&E矩阵，关键输入已按总分数排 序。
我们在最初的FMEA活动中将只 考虑最前面的5项
工序
工程输入
切割
剪切速度
9 9 9 1 9 9 355
冲孔
冲孔速度
9 9 9 0 9 9 351
拉伸
拉伸速度
9 9 9 9 0 9 333
冲压
冲击速度
9 9 9 3 1 9 315
喂料
齿轮速度
17
方法论
两个主要的方法 ：
从QFD /要因影响矩阵开始 直接从工程图开始FMEA
我们将介绍用C&E 矩阵的方法，尽管两种方法十分相 似。 已经准备好电子表格工具来帮助你准备FMEA
18
方法论 - 从C&E矩阵开始
优点: C&E矩阵在定义重要的、FMEA所涉及帮助优先 化的问题上帮助你的队 重要的顾客要求事项
Failure Mode & Effect Analysis
失败模式及影响分析
1
项目范围：SIPOC图
S
I
P
O
C
供应商 供应商
流程输入 流程输入 流程输入
“大X’s”
流程步骤 1 流程步骤 2 流程步骤 3 流程步骤 4 流程步骤 5 流程步骤 6
流程输出 流程输出 流程输出
“CTQ或大 Y’s”
程） )
根本定向 确认产品或工程可能失败的途径，消除或
减小失败的风险
5
风险从何而来？
未明确的 顾客期望
模糊的作 业标准
潜在的安 全危险
差的管理计划和 标准作业程序
差的工 程能力
累计的风险
原材料散布
设备的可靠性
测量散布 (生产线上和 QC)
差的规格限
D. H. Stamatis, FMEA:FMEA from Theory to Practice, Quality Press, 1995
客户 客户
2
目标
提供FMEA 应用的内涵
确认危险源
定义不同类型的FMEA
学习制定的步骤 练习作FMEA
3
工程改善方法论Ô
步骤 0: 课题定义
步骤 I: 工程测定
计划课题、明确关键的工程输入 /输出变量
进行基础测量系统的测量 仪器研究
进行短期工程能力研究并 建立控制计划
步骤 II: 工程分析
完成 FMEA 并评价控制计划
C
• 冲床磨损
U
• 材料特性
U
• 夹紧力
• 冲击力
C
U
• 溶液类型
C
• 溶液纯度
U
• 溶液龄
U
• 表面粗糙度 U
• 污染程度
• 湿度
U
• 温度
U
U
21
冲孔 按照特征冲孔
• 周期 • 正确部品 • 无毛刺 • 正确尺寸 • 抗张强度
清洗 清洁金属表面
• 周期 • 清洁的表面 • 无残渣
C&E 矩阵示例
输入
• 齿轮速度 • 齿轮磨损 • 材料批号 • 材料特性
工程绘图（Process Mapping）示例
制
类型
C U U U
喂料
以卷形材料投 入l
输出
• 周期 • 材料特性
造
输入
• பைடு நூலகம்伸速度 • 材料特性 • 模具号
类型 C U C
输出
拉伸 按照特性拉伸
• 周期 • 正确部件 • 正确尺寸 • 抗张强度
失败模式-工序 关键工程输入 如何出错
影响
要因
目前的控制
FMEA Worksheet.XLS
23
术语定义 - 失败模式
失败模式 - 因为特定工程输入的失败方式-如果不被
探测或祛除，将导致影响发生
可能与某个缺陷相关（在分离的生产中）或与超出规 格的工程输出变量相关
操作者可以看到的任何错的事件都被认为是一个失败模式
PANELS IMPROVECLEANING PF METHOD
PURCHASEOFF-LINE MG CLEANING SYSTEM
TEST ON-LINEMASK PF REPLACEMENT
工程能力和管理计划的初步评估
14
Process Step
Input
Coating
Dosage
Vacuum
客
用于档案化课题的完成 应该是一个动态 的档案，不断地回顾，补充，修正
12
工程FMEA的目的
分析 新的工程 确认 工程管理计划中的不足 建立 措施的优先顺序 评估 工程变化的风险 确认 Multi-vari和 DOE研究中要考虑的潜在变量 指导 新工程的开发 帮助 建立突破的舞台
13
工程改善计划回顾
可能潜在地影响这些要求的工程输入 按照对输出变量的影响来优化关键工程输入变量（我们想首
先集中于对很多输出有很大影响的输入上） C&E 矩阵也可以提供定量的输出，能用于决定下一阶段FMEA
过程特殊严重系数。
19
FMEA - 步进式
1. 对于每个工程输入，决定其出错的方式（失败模式） 2. 对于每个与输入相关的失败模式，决定其对顾客的影响。
工程绘图
PAPERWORK
TURN STEAM ON TO DICY TANK
LOAD DMF
BILL OF MATERIALS ISO PROCEDURES REWORK
SCALE ACCURACY PREHEATING
LOAD ACCURACY CLEANLINESS RAW MATERIAL
LOAD DICY
设计 - 在产品投产之前，用于分析产品设计
集中于产品功能
工程- 用于分析制造和组装工程
集中于工程输入
8
推荐的时间
FMEA 何时开始？
DFMEA
PFMEA
产品设计选择
开始
开始
产品设计和经营计划
修正
产品/工程开发
完成
修正
商业化
继续 LSs, LSSs, 及工作队
修正
9
练习
在下页的表上填写来自你的课题的一个实际的输入
Resp.
COATING& DIRTYPHOTOMASK IMAGING
MICROCRACKING, DELAMINATION, STREAKS
LOW FREQUENCY OF CLEANING 8
SOP, VISUALINSPECTION 8
INCREASEFREQUENCY MG 7 448 TOONCEEVERY20
LOAD ACCURACY ENVIRONMENT
(HUMIDITY) RAW MATERIAL MIXER SPEED
LOAD 2MI
1
LOAD ACCURACY
ENVIRONMENT (HUMIDITY)
RAW MATERIAL
MIXER SPEED
输入 Heavies in Product Lights in Product Moisture in Product Acidity in Product Low Capacity FromUnit Excessive Downtime Material Losses Corrosion of Equipment Poor Reactor Performance
要因及影响矩阵
Process Step
Process Inputs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
输出
Total
139 Day Tanks Analysis
9
Reactor Cat./HF Ratio
7
Reactor Rxr Temperature
73 Lights Removal Condenser Leak
1.78
width
Coating 36,34,38
1.43
length
35" Hg
Laser Measuring Device Laser Measuring Device Vacuum Gauge
%R&R P/T
Sample Size
Sample Frequency
Control Method
Reaction Plan
74 Lights Removal Reboiler Leak
131 Purification Low Stages
144 Final Storage Containers
100 Neutralization pH Value
16 Catalyst Stripper Pluggage
111
Drying
• 剪切速度 • 刃具磨损 • 材料特性 • 夹紧力 • 剪切力
• 模具磨损 • 材料特性 • 冲击力 • 冲击速度 • 模具号 • 模具硬度
C
U
切割
U
按照长度切割
• 周期 • 正确长度
C
• 无毛刺
U
U
• 周期
U
冲压
• 正确部件
按照尺寸冲压 • 无毛刺
C
成片
• 正确尺寸
C
• 抗张强度
C
C
• 冲孔速度