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DFMEA技术讲义
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FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式及效应分析)
　　FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
　　具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在之前确定。
　　FMEA最早是由()形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和()都已经采用这种模式进行设计和的管理和监控。
　　FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，
　　1)确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：
需要设计的新系统、产品和工艺；
对现有设计和工艺的改进；
在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；
形成FMEA团队。理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、、、、、 以及供货方等所有有关方面的代表。
　　2)记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
　　3) 创建工艺流程图。
　　工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。　
　　4)列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：
　　对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式.
　　如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊 膏控制、使用的阻焊剂 (soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。
　　对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，
例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。
　　对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因.
　　例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
　　现有的工艺控制手段是基于目前使用的检测失效模式的方法，来避免一些根本的原因。
　　例如，现有的焊球工艺控制手段可能是自动光学检测(AOI)，或者对焊膏记录良好的控制过程。　　
　　5)对事件发生的频率、严重程度和检测等级进行排序：
　　严重程度是评估可能的失效模式对于产品的影响，10为最严重，1为没有影响；
　　事件发生的频率要记录特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率。
　　如果为10，则表示几乎肯定要发生，工艺能力为0.33或者ppm大于10000。
　　检测等级是评估所提出的工艺控制检测失效模式的几率，列为10表　示不能检测，1表示已经通过目前工艺控制的缺陷检测。
　　计算风险优先数RPN(riskprioritynumber)。
　　RPN是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积，用来衡量可能的工艺缺陷，以便采取可能的预防措施减少关键的工艺变化，使工艺更加可靠。对于工艺的矫正首先应集中在那些最受关注和风险程度最高的环节。
　　最坏的情况是1000，最好的情况是1，确定从何处着手的最好方式是利用RPN的pareto图，筛选那些累积等级远低于80%的项目。
　　推荐出负责的方案以及完成日期，这些推荐方案的最终目的是降低一个或多个等级。对一些严重问题要时常考虑拯救方案，如:
一个产品的失效模式影响具有风险等级9或10；
一个产品失效模式/原因事件发生以及严重程度很高；
一个产品具有很高的RPN值等等。
在所有的拯救措施确和实施后，允许有一个稳定时期，然后还应该对修订的事件发生的频率、严重程度和检测等级进行重新考虑和排序。
　　FMEA实际上意味着是事件发生之前的行为，并非事后补救。因此要想取得最佳的效果，应该在工艺失效模式在产品中出现之前完成。的5个阶段包括：计划和界定、设计和开发、工艺设计、预生产、。
　　作为一家主要的EMS提供商，已经在生产工艺计划和控制中使用了FMEA管理，在产品的早期引入FMEA管理对于生产高质量的产品，记录并不断改善工艺非常关键。对于该公司多数客户，在完全确定设计和生产工艺后，产品即被转移到生产中心，这其中所使用的即是FMEA管理模式。
　　在该新产品介绍(NPI)发布会举行之后，即可成立一个FMEA团队，包括生产总监、工艺工程师、、、、材料采购员以及，质量工程师领导该团队。FMEA首次会议的目标是加强初始生产工艺MPI (Manufacturing Process Instruction)和测试工艺TPI(Test Process Instruction)中的同时团队也对产品有更深入的了解，一般首次会议期间和之后的主要任务包括：
　　1．工艺和生产工程师一步一步地介绍工艺流程图，每一步的工艺功能和要求都需要界定。
　　2．团队一起讨论并列出所有可能的失效模式、所有可能的影响、所有可能的原因以及目前每一步的工艺控制，并对这些因素按RPN进行等级排序。例如，在屏幕印制(screen print)操作中对于错过焊膏的所有可能失效模式，现有的工艺控制是模板设计SD (Stencil Design)、定期地清洁模板、视觉检测VI(Visual Inspection)、设备PM ()和焊膏粘度检查。工艺工程师将目前所有的控制点包括在初始的MPI中，如模板设计研究、确定模板清洁、视觉检查的频率以及焊膏控制等。
　　3. FMEA团队需要有针对性地按照MEA文件中的控制节点对现有的生产线进行审核，对目前的生产线的设置和其它问题进行综合考虑。如干燥盒的位置，审核小组建议该放在微间距布局设备(Fine-pitch Placementmachine)附近，以方便对湿度敏感的元器件进行处理。
　　4. FMEA的后续活动在完成NPI的大致结构之后，可以进行FMEA的后续会议。会议的内容包括把现有的工艺控制和NPI大致结构的质量报告进行综合考虑，FMEA团队对RPN重新进行等级排序，每一个步骤首先考虑前三个主要缺陷，确定好推荐的方案、责任和目标完成日期。
对于表面贴装工艺，首要的两个缺陷是焊球缺陷和tombstone缺陷，可将下面的解决方案推荐给工艺工程师：　　
　　对于焊球缺陷，检查模板设计(stencildesign)，检查回流轮廓(reflow profile)和回流预防性维护()记录；
　　检查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)机器的布局(placement)精度.
　　对于墓石(tombstone)缺陷，检查屏幕印制精度以及拾取和放置(pick-and-place)机器的布局(placement)精度；
　　检查回流方向；研究终端(termination)受污染的可能性。　　
　　工艺工程师的研究报告表明，回流温度的急速上升是焊球缺陷的主要原因，终端(termination)受污染是墓石(tombstone)缺陷的可能原因，因此为下一个设计有效性验证测试结构建立了一个设计实验()，设计实验表明一个的元器件出现墓石(tombstone)缺陷的可能性较大，因此对供应商发出进一步调查的矫正要求。
　　5. 对于产品的设计、应用、环境材料以及生产组装工艺作出的任何更改，在相应的FMEA文件中都必须及时更新。FMEA更新会议在产品进行之前是一项日常的活动。
　　批量生产阶段的FMEA管理作为一个工艺改进的历史性文件，FMEA被转移到生产现场以准备产品的发布。
　　FMEA在生产阶段的主要作用是检查FMEA文件，以在之前对每一个控制节点进行掌握，同时审查生产线的有效性，所有在NPI FMEA阶段未受质疑的项目都自然而然地保留到批量生产的现场。
　　拾取和放置机器精度是工艺审核之后的一个主要考虑因素，设备部门必须验证布局机器的Cp/，同时进行培训以处理错误印制的。FMEA团队需要密切监视第一次试生产，生产线的质量验证应该与此同时进行。在试生产之后，FMEA需要举行一个会议核查现有的质量控制与试生产的质量报告，主要解决每一个环节的前面三个问题。
　　FMEA管理记录的是一个不断努力的过程和连续性的工艺改进，FMEA文件应该总是反映设计的最新状态，包括任何在生产过程开始后进行的更改。
　　使用FMEA管理模式在早期确定项目中的风险，可以帮助电子设备提高生产能力和效率，缩短产品的面市时间。此外通过这种模式也可使各类专家对生产工艺从各个角度进行检测，从而对生产过程进行改进。所推荐的方案应该是正确的矫正，产生的效益相当可观。为了避免缺陷的产生，需要对工艺和设计进行更改。使用统计学的方法对生产工艺进行研究，并不断反馈给合适的人员，确保工艺的不断改进并避免缺陷产生。
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以上内容根据网友推荐自动排序生成FMEA风险评估方法在IT系统更新换代项目中的应用--《江苏科技信息》2013年06期
FMEA风险评估方法在IT系统更新换代项目中的应用
【摘要】：文章在分析相关文献的基础上,对IT系统更新换代项目提出了基于WBS-RBS矩阵的风险识别方法和基于FMEA分析法的风险评价模型,并结合实例进行了具体分析。
【作者单位】：
【分类号】：TP311.5
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400-819-9993什么是FMEA？从渔夫与秀才的故事开始讲起
先看看一个不懂FMEA的秀才与渔夫的故事
从前，有个秀才进京赶考，由于天气原因耽误了行程，只好改走水路。可是，来到渡口时，最后一班渡船也走了。这时，有一只小渔船经过，秀才便向渔夫问道：“船家，能不能捎我一程啊？”渔夫得知他要进京赶考，很爽快地答应了他，让秀才上了船。
当船在山水之间驶过，秀才诗兴大发，开始吟诗作对。这时他回头问渔夫：“船家，你可会吟诗颂对啊？”渔夫说：“老夫只会摇船，不曾学过啊！”秀才轻视地笑道说：“太遗憾了，你将会失去人生的30%啊！” 不一会，秀才又看到岸上的秀丽景色，于是又轻吟旋曲歌赋。他又问渔夫：“船家，你可会旋曲歌赋啊？”渔夫笑一笑道：“老夫只会捕鱼，不曾学过啊！”秀才又嗤笑道：“唉！遗憾！你又将失去生命的30%啊，你整天只知道摇船捕鱼，其他什么也不会，生命的一大半都没有了啊！”
这时候，江面上忽起风浪，小渔船被打翻，渔夫和秀才都掉进江里了，渔夫问秀才：“秀才，你会游泳吗？”秀才高声喊道：“我只会诗文歌赋，怎么能会游泳呢！”渔夫笑道：“那你将会失去生命的全部啊！”
从FMEA角度的解读：秀才对潜在“失效模式”（溺水）产生的“效应”（失去生命）的“严重度”估计不足，且“侦测度”为零（完全不会游泳），“发生度”还较高（常在船上走，哪能不落水）。
What:什么是FMEA
潜在失效模式与效应分析Potential Failure mode and effects analysis
当面对一个陌生的概念或领域时，有个东西，用来引导我们，消除我们的陌生，避免因此可能导致的问题发生。这个东西就是FMEA。
在生产制造行业里，这个陌生的概念，可以是新产品、新的工艺、新的环境等等。
FMEA是一种试错的思维模式，什么意思呢？就是给你一个清单，告诉你可能会犯的错，以及错误的结果和严重性。然后你看过之后：哦，原来那个东西是这么回事啊！好可怕，千万不能犯这些错误。
举个例子，考驾照。大家应该都知道，教练没有一个好脾气，从不会和你好好说话，我们经常可以看到下面这样的对话。
教练：前面有一个老头，看到没有？
学员：看到了。
教练：来，加油门过去，撞死他！
学员：教练，我~不~敢~
教练：不敢？不敢还不赶紧踩刹车。
看到没有？教练教你踩刹车，不是直接告诉你『踩刹车，别撞到行人』。而是用失效模式『来，撞死他！』，先告诉失效的结果，形成一种警示，让你对失效模式理解的更深入。然后你自己就有这种意识『遇到行人要踩刹车，减速慢行』。这就是FMEA。
所以FMEA肯定是在事情发生之前就完成的，等到撞到人，就不叫FMEA了，叫返工、不良改善。
当然，这只是一个例子。在生产制造行业里，不会有『来，撞死他！』这样直白的失效模式，更多的是『别撞到行人』和『踩刹车』，这样的预防型的失效和措施。
举个生产上的例子，比如注塑机注塑完成之后，需要人伸手将料头取出来，那么一个潜在的失效模式就是，伸手的过程中，注塑机下压会伤到手。所以在搭建注塑机时，加上一个光线传感器，当探测到人手时，设备处于关闭状态。
Why:为什么要做FMEA
如前面所说，就是为了避免因为陌生、不熟悉，导致一些问题的发生。从两个方面来看：
? 对于全新的产品、设计、生产过程。所以人对这些新的东西，都是陌生的。这时预先从其他相关的产品上，梳理出共同的潜在问题，并加以预防，学习前车之鉴。
? 对于公司新进人员。FMEA是一份包含了大量失效模式的文件，是一个传递“试错”经验的文件，可以解答新人“如果不按照要求去做，会是什么样？”的疑问。让他们快速了解在生产过程、产品设计上，一些特殊的管控项目，并遵守执行。
所以FMEA一定是在动作执行前，产品进入下一阶段之前完成的。给后续产品扩展，提供参考资料。
FMEA虽然表面上也是描述问题，但和FACA、问题点等纯描述性，记录流水账形式的报告不同。FMEA是一个信息的提炼，可以降低从学习、熟悉，到进入一个全新领域的成本。
如果说把问题或经验看做是一个字典，那么FACA、异常问题是字典的内容。FMEA则是字典的目录。
When: 什么时候要做FMEA
什么时候需要做FMEA
当生产一个陌生的、不熟悉的东西时，用来引导我们，消除我们的陌生，避免因为不熟悉可能导致的问题发生。
什么时候不需要做FMEA
当产品进行了稳定期，FMEA报告可以作为一份参考资料存档。当有工艺、环境变更时，相应的更新一下就好了。
Who： 谁来做FMEA
FMEA不是QA一个部门的事情，是整个团队协作输出的内容。因为FMEA分为DFMEA和PFMEA，所以这中间起到关键作用的还是工程和RD人员。
从部门或者说企业绩效的角度来看，高层老板对于FMEA的认识非常重要。如果他觉得FMEA只是流于形式、浪费人力，不输出成绩，那就没有必要做。如果他觉得FMEA对后续的产品扩展，有借鉴意义，就可能会支持、推动、执行。
对于个人来讲，可以基于FMEA的思路，自己梳理产品工艺的失效模式，因为FMEA最终的结果，就是一个参考资料。同一个领域的工艺技术都是相通的，你熟悉了这些东西，就可以在跳槽时，多给自己加一个砝码。
Where：在哪里做FMEA
FMEA还是一种思想，用白话讲就是：吃一堑，长一智。不拘泥于哪个行业，哪个产品。
? 可以把当前产品的所有重大异常，按照FMEA的格式梳理出来，作为下一个迭代产品的FMEA。
? 可以把工作、学习过程中，所犯的错误整理出来，记录在自己的本子上，作为明天的“FMEA”，避免相同的错误犯两次。
How：怎么做FMEA
FMEA最终的输出，从本质上就是一个表格。
填写起来并不难，表头都已经标注好了要写的内容，对照着写就是了。
但最难的也是这里。因为FMEA最终目的还是，引导我们不要再犯FMEA中的错误。所以填写FMEA的一个重点是：把错误描述清楚。
1- 把错误描述清楚
这里的错误，就是上图中的【缺陷模式】，在描述错误的时候，我们要告诉自己两点：
错误是什么？
怎么犯的错误？
如果能分别用一句话来回答上两个问题，同时对于错误的纠正，是一个可以执行的动作，那这个错误就描述清楚了。大家经常犯的错误是，把一个正确的、常识性的概念，用否定句式表达出来，作为错误的描述。
例如上面的案例，【缺陷模式】：焊接短路。反过来说：焊接不短路。这是一个基本的常识。用学车来举例的话，下面两种描述是一个意思。
按照描述要点来思考一下，错误是短路，为什么短路？因为锡丝直径太大，容易镀锡过多。那么【缺陷模式】就可以改为：锡丝直径与焊脚距离不匹配，容易镀锡过多。
做FMEA另外一项工作是：做好RPN的划分。
2- RPN的划分
RPN分别代表严重度、发生率、可检测度，最终乘积表示这一条失效模式的风险指标，指标越大，越要重点规避。
RPN的意义，主要在于分清事情的主次，优先改善风险值较高的潜在失效模式。有效改善发生率较高、检测度较低的问题。
说到底，FMEA的输出，就是一个表格。
结语：从长远意义上来看，FMEA是一个思想，是PDCA的一种实现方式。
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