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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:湯群輝
研究生(外文):Tang Chun Hui
論文名稱:以失效為基礎的設計回饋及績效評量系統
論文名稱(外文):A Failure-based Manufacturing to Design Feedback and Performance Measurement System
指導教授:許棟樑許棟樑引用關係
指導教授(外文):D. Daniel Sheu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工業工程與工程管理學系
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:失效模式效應分析(FMEA)特性要因分析(Cause and Effect Diagrams)故障樹分析(FTA)績效評量(Performance Measurement)延伸型失效模式效應分析(EFMEA)
外文關鍵詞:Failure Mode and Effects Analysis(FMEA)Cause and Effect DiagramsFault Tree Analysis(FTA)Extended Failure Mode and Effects Analysis (EFMEA)
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摘要
本研究的目的是以製造的角度去建立設計單位應遵守的的設計屬性與規範,並建立設計單位績效表現的評量系統。本研究以電子組裝業為例,從製造以往所發生的問題點,包括SMT線、後段組裝、測試到包裝全部包含其中,利用失效模式效應分析(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA)、特性要因分析(Cause and Effect Diagrams)以及故障樹分析(Fault Tree Analysis, FTA)分析問題點,以追蹤因設計缺失所導致的問題點並建立設計屬性與設計時的檢核表作為避免問題點重複發生的預防機制,以求可以在產品設計階段將後續製造所可能產生的問題點design out以縮短因發生問題點所造成的產品延誤上市,進而提升企業的競爭優勢。
本研究成果包括:
1.利用失效模式效應分析(Failure Mode and Effects
Analysis, FMEA)、特性要因分析(Cause and Effect
Diagrams)以及故障樹分析(Fault Tree Analysis, FTA)
分析製造問題點進而推導出設計單位之設計屬性與規範
2.以程式(Visual Basic Application; VBA)建構設計單位
績效回饋與評量系統,使本研究所建立之設計規範除參
考作用外更增加實際的評量價值。主要功能包含:
i.檢視問題點編碼表;
ii.選擇問題點失效碼以檢視單一問題點的資料;
iii.以發生階段為基礎檢視各階段所產生過之問題點類
型;
iv.以檢核項目為基礎評量設計單位績效。
Abstract
Because design has performed impacts on the manufacturing results, this research intended to use the failures occurred in the manufacturing stage as the sources for problem prevention to design-in mechanism for designers to design out future manufacturing problems. Using notebook computer manufacturing as an example, the research established an failure mode and effect analysis and used extended form for Fault tree analysis and Cause and Effect diagram to support the failure analysis and identified failure prevention design guidelines and checklist for designers to follow. In addition, a design performance measurement system based on the designers’ compliance to the design guidelines was developed. It is the author’s belief that having a designer’s performance measurement indices considering the manufacturing perspectives will give designers incentives to create a better design for manufacturing.
The contributions of the research include:
1.Established an Extended Failure Mode and Effect
Analysis mechanism, which create design guidelines
and checklist to avoid future occurrence of the
manufacturing failures.
2.Established a prototype Excel and Visual Basic
based software application allowing easy
assessment of design performance from the
manufacturing perspective.
目 錄
摘 要…………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT..……………………………………………………Ⅱ
致 謝…………………………………………………………Ⅲ
目 錄…………………………………………………………Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………Ⅷ
表目錄…………………………………………………………Ⅹ
第一章 緒 論……………………………………………….01
1.1 研究背景與動機…………………………………………01
1.2 研究目的…………………………………………………02
1.3 研究流程圖………………………………………………02
1.4 研究成果與效益…………………………………………04
第二章 文獻探討……………………………………………05
2.1 DFX相關研究….…..……………………………………05
2.1.1 DFX發展沿革………………………………………….05
2.1.2 設計考慮組裝(Design for assembly;DFA)………06
2.1.3 設計考慮製造(Design for Manufacture;DFM)….07
2.1.4 同時考慮DFM與DFA因素(DFMA)………………………08
2.1.5 DFA 裝配原則整理.………………………………….09
2.1.6 將生命週期整合入新產品開發(Design For Life-Cycle;DFLC)………………………………………………………….10
2.1.7 將品質工程整合入新產品開發 (Design For Quality;DFQ)…………………………………………………………………10
2.1.8 延緩設計(Design For Postponement)…………….11
2.2 失效模式效應分析(Failure Mode and Effects Analysis; FMEA)………………………………………………………….11
2.2.1 FMEA的演進……………………………………………11
2.2.1.1 設計FMEA……………………………………………12
2.2.1.2製程FMEA…………………………………………….12
2.2.2 FMEA之概念……………………………………………12
2.2.3 FMEA之施行步驟………………………………………13
2.2.3.1確認製程與資料蒐集……………………………….14
2.2.3.2訂定FMEA的分析水準與製程的再明確化………….14
2.2.3.3製作流程機能圖與可靠度方塊圖………………….15
2.2.3.4列舉所有的失效模式……………………………….15
2.2.3.5選定重要的失效模式並記錄於FMEA工作表中…….16
2.2.3.6推斷失效模式的原因與影響……………………….16
2.2.3.7說明目前對失效模式的管制方法………………….16
2.2.3.8失效風險的評估…………………………………….16
2.2.3.9提出改善建議與預期目標………………………….16
2.2.3.10改善評估與是否改善………………………………17
2.2.4 失效風險評估與改善決策……………………………17
2.2.5 風險優先數法…………………………………………17
2.2.5.1訂定嚴重度………………………………………….17
2.2.5.2訂定發生度………………………………………….18
2.2.5.3訂定難檢度………………………………………….18
2.2.6 建立問題點處理優先順序原則………………………19
2.3 特性要因圖(Cause and Effects Charts)…………19
2.3.1 特性要因圖的繪製與實施方法………………………20
2.3.1.1 定義問題……………………………………………20
2.3.1.2 集合相關人員………………………………………20
2.3.1.3 腦力激盪及繪製特性要因圖………………………20
2.3.1.4追綜與修正………………………………………….21
2.4 故障樹分析( Fault Tree Analysis, FTA )…………21
2.4.1 故障樹分析起源………………………………………21
2.4.2 故障樹分析概要………………………………………21
2.4.3 故障樹分析常用符號說明……………………………22
2.4.4 故障樹分析實施步驟…………………………………23
2.4.5 布爾代數計算法則……………………………………24
2.5 文獻整理與探討…………………………………………24
第三章 研究方法……………………………………………25
3.1 研究架構…………………………………………………25
3.1.1 正向設計鏈分析………………………………………26
3.1.2 反向設計鏈分析………………………………………26
3.2 研究方法…………………………………………………26
3.3 研究流程…………………………………………………30
第四章 案例說明…………………………………………….41
4.1 焊點空焊…………………………………………………41
4.1.1 問題點編碼……………………………………………41
4.1.2 問題點FMEA分析………………………………………42
4.1.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………42
4.1.2.2 問題點難檢度分析…………………………………42
4.1.2.3 問題點發生機率分析………………………………42
4.1.2.4 計算問題點優先序…………………………………45
4.1.3 完成EFMEA表格……………………………………….46
4.2 焊點變形…………………………………………………47
4.2.1 問題點編碼……………………………………………47
4.2.2 問題點FMEA分析………………………………………47
4.2.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………47
4.2.2.2 問題點難檢度分析…………………………………47
4.2.2.3 問題點發生機率分析………………………………48
4.2.2.4 計算問題點優先序…………………………………50
4.2.3 完成EFMEA表………………………………………….51
4.3 墓碑效應…………………………………………………52
4.3.1 問題點編碼……………………………………………52
4.3.2 問題點FMEA分析………………………………………52
4.3.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………52
4.3.2.2 問題點難檢度分析…………………………………52
4.3.2.3 問題點發生機率分析………………………………53
4.3.2.4 計算問題點優先序…………………………………55
4.3.3 完成EFMEA表格……………………………………….55
4.4 塑膠外蓋變形……………………………………………57
4.4.1 問題點編碼……………………………………………57
4.4.2 問題點FMEA分析………………………………………57
4.4.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………57
4.4.2.2 問題點難檢度分析…………………………………57
4.4.2.3 問題點發生機率分析………………………………58
4.4.2.4 計算問題點優先順序………………………………60
4.4.3 完成EFMEA表………………………………………….61
4.5 螺絲不易鎖付……………………………………………62
4.5.1 問題點編號……………………………………………62
4.5.2 問題點FMEA分析………………………………………62
4.5.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………62
4.5.2.2 問題點難檢度分析…………………………………62
4.5.2.3 問題點發生機率分析………………………………63
4.5.2.4 計算問題點優先順序………………………………66
4.5.3 完成EFMEA表格……………………………………….66
4.6 固定裝置損壞……………………………………………68
4.6.1 問題點編碼……………………………………………68
4.6.2 問題點FMEA分析………………………………………68
4.6.2.1 問題點嚴重度分析…………………………………68
4.6.2.2 問題點難檢度分析…………………………………68
4.6.2.3 計算問題點發生機率………………………………69
4.6.2.4 計算問題點處理優先序……………………………71
4.6.3完成EFMEA表格…………………………………………72
第五章 結論與後續研究方向………………………………73
5.1 結論………………………………………………………73
5.2 後續研究方向……………………………………………73
第六章 參考文獻……………………………………………75
附錄一:FEMA分析問卷………………………………………78
附錄二:問題點EFMEA表整理……………………………….95
附錄三:設計屬性與check list一覽表………………….117
附錄四:製造屬性與check list一覽表………………….122
附錄五:問題點失效碼編碼表…………………………….124
附錄六:發生處編碼表…………………………………….129
附錄七:問題點發現處編碼表…………………………….130
附錄八:負責單位編碼表………………………………….131

圖目錄
圖1.1 DFX績效管理系統架構圖…………………………….03
圖2.1 DFM流程架構………………………………………….07
圖2.2 DFMA程序………………………………………………08
圖2.3 FMEA手法之概要………………………………………13
圖2.4 FMEA細部程序概略圖…………………………………14
圖2.5 可靠性方塊圖…………………………………………15
圖2.6 基礎魚骨圖……………………………………………20
圖2.7 魚骨圖之主問題定義…………………………………21
圖2.8 故障樹分析概要圖……………………………………22
圖3.1 整體研究架構圖………………………………………25
圖3.2 特性要因分析圖樣……………………………………28
圖3.3反向特性要因圖樣式………………………………….29
圖3.4 FTA分析圖樣式……………………………………….29
圖3.5研究流程圖….…………………………………………30
圖3.6問題點編碼表說明圖………………………………….31
圖3.7軟體介面架構圖……………………………………….33
圖3.8系統登入頁面………………………………………….34
圖3.9系統說明頁面………………………………………….34
圖3.10系統頁面………………………………………………35
圖3.11依發生日期檢視問題點類型表單……………………35
圖3.12問題點失效編碼表頁.……………………………….36
圖3.13 依據問題點檢視問題點資料表單………………….37
圖3.13 依據負責單位檢視問題點資料頁面……………….38
圖3.15 依據發生處檢視問題點類型表單………………….39
圖3.16 績效評量系統頁面………………………………….40
圖4.1 焊點空焊特性要因分析圖……………………………42
圖4.2 焊點空焊反向特性要因圖……………………………44
圖4.3 焊點空焊FTA分析圖………………………………….45
圖4.4 焊點變形特性要分析因圖……………………………48
圖4.5 焊點變形反向特性要因圖……………………………49
圖4.6 焊點變形FTA分析圖………………………………….50
圖4.7 墓碑效應特性要因分析圖……………………………53
圖4.8 墓碑效應反向特性要因圖……………………………54
圖4.9 墓碑效應FTA分析圖………………………………….55
圖4.10 塑膠外蓋彎曲特性要因分析圖…………………….58
圖4.11 塑膠外蓋彎曲反向特性要因圖…………………….59
圖4.12 塑膠外蓋彎曲FTA分析圖……………………………60
圖4.13 螺絲不易鎖付特性要因分析圖…………………….63
圖4.14 螺絲不易鎖付反向特性要因圖…………………….64
圖4.15 螺絲不易鎖付FTA分析圖……………………………65
圖4.16 固定裝置損壞特性要因分析圖…………………….69
圖4.17 固定裝置損壞反向特性要因圖…………………….70
圖4.18 固定裝置損壞FTA分析圖……………………………71

表目錄
表2.1 製程FMEA分析表………………………………………16
表2.2 嚴重度評分表(註:表格製定視產品別而定)……17
表2.3 發生度評分表(註:表格製定與產品別而定)……18
表2.4 難檢度評分表(註:表格製定與產品別而定)……19
表2.5 故障樹分析常用記號說明表…………………………22
表2.6 布爾代數計算法則……………………………………23
表3.1 嚴重度評分基準表[公司評分基準整理]……………27
表3.2 問題點難檢度評分標準[本研究整理]………………27
表3.3 發生機率評分基準表[文獻整理與公司人員諮詢]…28
表3.4 問題點編碼說明表……………………………………31
表3.5 優先序分級表…………………………………………32
表4.1 焊點空焊編碼表………………………………………41
表4.2 焊點空焊發生機率計算………………………………45
表4.3 焊點空焊EFMEA分析表……………………………….46
表4.4 焊點變形編碼表………………………………………47
表4.5 焊點變形發生機率計算表……………………………50
表4.6 焊點變形EFMEA分析表……………………………….51
表4.7 墓碑效應編碼表………………………………………52
表4.8 墓碑效應發生機率計算表……………………………55
表4.9 墓碑效應EFMEA分析表……………………………….56
表4.10 塑膠外蓋彎曲編碼表………….……………………57
表4.11 塑膠外蓋彎曲發生機率計算表…………………….60
表4.12 塑膠外蓋變形EFMEA分析表…………………………61
表4.13 螺絲不易鎖付編碼表……………………………….62
表4.14 螺絲不易鎖付發生機率計算表…………………….65
表4.15 螺絲不易鎖付EFMEA分析表…………………………67
表4.16 固定裝置損壞編碼表……………………………….68
表4.17 固定裝置損壞發生機率計算表…………………….71
表4.18 固定裝置損壞EFMEA分析表…………………………72
中文:
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