03950-统计制程管制培训-潜在缺陷模式和影响分析.pdf

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1、 41 潜在缺陷模式和影响分析 潜在缺陷模式和影响分析(FMEA-Failure Mode And Effects Analysis)是生产过程中一项事前预防的分析工作，工程技朮人员自设 计时间就通过分析和评估，列出相关过程可能出现的缺陷及后果，用 以在实际设计、生产、组装时的预防，通过不断评估、验证及改进， 使产品趋于最优，最终最大限度地保证产品满足客户地要求和期望。 一 、FMEA 地历史及现状 20 世纪 50 年代，美国格鲁曼公司开发了 FMEA，用以飞机制造 业的发动机故障防范，取得较好成果。美国航空及太空总署(NSNA) 实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施 FMEA。 FM

2、EA 现已被广泛用于飞机制造、汽车制造等多个领域。 二、FMEA 的分类 根据其用途和适用阶段不同，可分为： 1. 设计 FMEA 用于在产品投入生产前分析解决产品问题。 2. 过程 FMEA 用于分析和预防制造和装配工序的问题 3. 系统 FMEA 用于在概念阶段和设计时间分析、 预防系统和子系统存在的问题 42 三、FMEA 实施步骤-过程 FMEA 1. 确认加工工序的流程及判定标准 2. 决定各过程的机能分析水准，依据对象过程的不同，分析水准 亦不同 3. 明确加工过程，包括要求的质量、公差等 4. 作成加工过程的方块图 5. 针对每一加工工序，列出发生的不良模式 6. 整理造成不良品

3、的原因之不良模式，选定作为检讨对象的不良 模式 7. 列举不良发生的推定原因 8. 将不良模式及原因记入过程 FMEA 用表 9. 从影响程度、发生频度、可侦测性、对设备的熟悉程度为评判 根据，对缺陷模式进行等级评价，分.等 10. 整理工序 FMEA，确定何时、何人、对何工序实施 FMEA 11. 实施 四、FMEA 的实施时机 1. 当新的系统、产品或工序在设计时 2. 现存的设计或工序发生变化时 3. 当现在的设计、工序用于新的环境或场合时 43 4. 完成一次纠正行动后 5. 对系统 FMEA，在系统功能被确定，但特定的设备选择前 6. 对设计 FMEA，产品功能已确定，但投入生产前

4、7. 对工序 FMEA，当初步产品的图纸及作业指导作成时。 五、过程 FMEA 表格的应用 1. FMEA 编号 填入 FMEA 文件编号，以便查询 2. 项目 填入所分析的系统、子系统或零件的过程名称及编号 3. 过程责任 填入部门和小组及供方名称(如指导) 4. 编制者 填入负责准备 FMEA 工作的人的姓名 5. 年型/车型 填入将使用和正被分析过程影响的年型 6. 关键日期 填入年型预定完成日期，该日期不应超过计划开始生产的日期 。 7. FMEA 日期 填入编制 FMEA 原始稿的日期及最新修订的日期 44 8. 核心小组 填入执行任务地责任部门和个人姓名 9 .过程功能/要求 简单

5、描述被分析的过程或工序， 尽可能简单地说明该工艺过程或工序 地目的。 10 .潜在失效模式 指工序可能发生地不满足工序要求或设计意图地形式 11.潜在失效后果 是指失效模式对顾客地影响，顾客可以是下一道工序，后续工序或代 理商，及产品最终使用人。 12.严重度 适用于失效的后果，可参照严重度附表，确定等级。 13.分级(重要程度) 根据工序特性进行分级(如 MAJ,MIN 等) 14.潜在失效原因 是指发生原因 15.频度(O) 是指失效发生的频率，可参照附表确定频度 16.现行过程控制 45 现行的过程控制是否可能阻止失效模式的发生， 或探测将发生的失效 模式的控制的描述。 17.不易探测度

6、 指在零部件离开此工序前，找出其失效模式或发生原因的可能性，可 参照附表确定不易探测度。 18.风险系数 RPN=(S)(O)(D) 在实践中，不管 RPN 的结果如何，当严重度(S)高时，就应特别注意。 19.建议措施 当 RPN 指排出后，对排在最前面的项目除去纠正措施，如起因不详， 可通过 DOE 确定 20.责任 负责实施建议的组织和个人，以及预计完成的日期。 21.采取的措施 当实施一次措施后，简要记载具体执行情况，并记下生效日期 22.纠正后的 RPN 纠正措施实施后，评估并记录 S,O,D,计算 RPN 23.跟踪 工艺主管工程师应负责保证所有的建议已被实施或已妥善地落 实，并不

7、断完善 FMEA 文件。 46 FMEA 是用于新设计系统、产品、工艺用于新的环境或有新的用途， 或对当前的工艺问题进行研究， 并进行质量改善对产品或系统构成影 响或潜在不良项进行分析，用以提高产品质量、服务水平及客户满意 度。 六、影响程度评估及风险系数的计算 用 FMEA 分析影响程度是，用 S(Severity)表示严重度，用 O(Occurrence)表示部件的发生概率，用 D(Detection)表示缺陷可被发 现的程度，用 RPN(Risk Priority Number)表示风险系数，RPN 值可查 下表，用 RPN 值可评价缺陷的影响程度大小。 严重性 (Severity)评估

8、标准和排序系统 影响 影响严重性的标准 排 序 无事先预兆的 破坏 非常高的严重性，当此缺陷模式影响安全 操作和(或)舆政府法规相违背且无预兆 10 有预兆的破坏 当此缺陷模式影响安全操作和(或) 舆政府法规相违背且有预兆，严重性很高 9 很高 当操作无法进行，丧失主要功能 8 高 操作可实施，但降低了性能，客户不满意 7 中 操作可实施，但舒适舆方便方面有损失，客户的6 47 实践证实不舒适 低 操作功能可实现，但舒适舆方便性能降低，客户 有些不满意 5 很低 舒适程度不够，这类缺点被大多数客户发现 4 非常低 舒适度等项目不合适，被部分客户发现 3 罕见 舒适度等项目不合适，被个别客户发现

9、 2 极为罕见 无影响 1 发生概率(Occurrence)建议评估标准 缺陷概率 可能不良 率 CPK(工序能 力) 排序 很高， 缺陷几乎不 可避免 1/2 0.33 10 1/3 0.33 9 高， 重复发生的缺 陷 1/8 0.51 8 1/20 0.67 7 中等，偶然缺陷 1/80 0.83 6 中等，偶然缺陷 1/400 1.00 5 低， 相对少的缺陷 1/2000 1.17 4 1/15000 1.33 3 极低， 缺陷基本不 1/150000 1.50 2 48 会发生 1/1500000 1.67 1 可探测性(Detection)建议评估标准 探测性 标准：设计(工序)

10、探测出的可能性 排 序 绝对不 可能 设计(工序)控制不能侦测出潜在原因和缺陷模式，或 没有设计(工序)控制 10 非常困 难 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 微乎其微 9 困难 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 极低 8 很低 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 很低 7 低 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 低 6 中等 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 一般 5 较高 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 较高 4 高 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率3 49 高 非常高 设计(工

11、序) 控制侦测出潜在原因或不良模式的概率 很高 2 几乎没 问题 可侦测 出 设计(工序) 控制侦测出潜在原因或不良模式没有问 题 1 典型缺陷原因、缺陷模式和影响 典型缺陷原因 典型缺陷模式 典型缺陷影响 1. 材料选定不正确 2. 设计寿命评估不合 适 3. 不足的润滑 4. 维护指引不足 5. 很差的环境保护 6. 算法不正确 1. 断裂 2. 变形 3. 松 4. 泄漏 5. 粘贴 6. 短路 7. 破裂 1. 噪声 2. 不稳定的操作 3. 外观不良 4. 不稳定 5. 断断续续的操作 6. 无法动作 7. 不愉快的气味 8. 操作能力削弱 S.O.D 舆风险率的关系 Rate Se

12、verity Occurrence Detection Remarks 1 不严重 严重 可能性 效 必然 发生 可 测 出 不可测出 最好 最差 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 附例，过程 FMEA 应用事例 例：波峰焊是许多电子企业装配印刷线路组件时常用的一种焊接方 式。测量波峰焊焊接水平高低的主要指标为过炉首次通过率(First Pass Yield),即印刷线路组件出波峰炉不经修理可直接投入下道工序 的板数舆出炉板数之比，现对此工序作过程 FMEA 1. 制作流程 1. 目的 找出并预防波峰焊工序潜在缺陷，提升过炉首次通过率(FPY) 2. 分析水准 以波峰焊机为分析水准

13、3. 焊接过程内容 1. 材料：印刷线路板及电子组件装配检查。项目如下：表面氧 化程度，弯角角度及方向、异物、损伤。 2. 浸松香助剂：对助剂比重及成分、液面高度、发泡程度、浸 蘸时间(带速)进行检讨 3. 预加热：对预加热温度、加热时间进行检讨 4. 浸锑：锑液的温度、锑面高度、锑成分、浸锑角度、浸锑时 间对焊接有影响 51 4. 过程方块图 5.各过程不良模式 如下表 过炉名 不良模式 炉前检 查 印锑板铜箔氧化/组件脚氧化/印刷板脏污/印刷板变形/组件 弯脚角度不良/组件弯脚方向不良/组件掉件/组件脚脏/印刷 线路板表面损伤 浸松香 助剂 松香比重过高/松香比重过低/松香活性成分含量不足

14、/松香 液面过高/松香液面过低/带速过快/带速过慢 预热 预热温度过高/预热温度过低/预热时间过长/预热时间不足 浸锑 锑液温度过高/锑液温度过低/锑面高度过高/锑面高度难过 低/浸渍进入角过大/浸渍进入角过小/锑成分不良/浸渍时间 炉前检查 浸松香组剂 炉后检查 目视 预热 浸锑 目视 放大镜 放大镜 锑成分 助剂成分 助剂比重 液面高度 发泡程度 预热温度 锑液温度 锑面高度 预热时间 浸锑时间 浸锑角度 52 不良 6.各过程主要不良模式及推定原因如下表： 过程名 不良模式 推定原因 炉前检 查 1.组件脚氧 化 保存不当导致腐蚀组件来料不良 2.印刷线路 板划伤 作业方法不当(搬运方法

15、不当)/印刷线路板来料 不良 浸松香 助剂 1.松香比重 太低 未及时添加新助剂未及时清理残旧助剂测 定方法错误 2.松香发泡 不良 发泡孔堵塞发泡电机停止工作松香变质 预热 1.预热温度 过高 控制器故障测定方法错误 2.预热时间 过长 带速过低传送带打滑 浸锑 1.锑面过低 未及时加锑电机转速变化 2.浸锑时间 过短 带速过高 53 3.浸锑进入 角过小 传送带角度变化板弯 4.锑液温度 过高 控制器故障测定方法错误 7.推定故障原因，如上表 8.制作 FMEA 表 9. 将不良模式进行等级分类，经综合考虑不良影响、不良发生频度 及不良发现的难易程度，将浸锑时间短的定为缺陷类型(等级) 级，其它为级 10. 波峰焊过程 FMEA 结果的评价 结果使用所推荐方法进行过程改善使类不良不再发生，使类 不良的可侦测度增大，对策实施效果较好 二、潜在缺陷模式和影响分析表。 54