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FMEA失效模式与影响分析器|SPC实战工具

叶志辉2周前 (10-10)半导体工具包25

这个工具解决什么问题

FMEA 是质量体系的必做动作,但现场常见两种痛:一是「用 Excel 手算 RPN 排顺序」, 二三十条还好,上百条就容易算错、也看不出重点;二是「算完 RPN 就结束了」, 没有帕累托排序、没有改善前后对比,措施落没落地没人追踪。

本工具把 FMEA 台账读进来,一次算出:RPN 排序、简化 AP 优先级判定、帕累托关键少数、 高风险条目详解、改善前后 RPN 降幅,并给出按「探测度优先 / 发生率优先」分层的改善路径。

输入数据格式

数据文件 fmea_items.csv,列顺序为:process、failure_mode、effect、sev、cause、occ、control、det、action、sev2、occ2、det2、owner。

示例首行:光刻-涂胶,光刻胶膜厚超差,线宽失控,批次报废,8,涂胶转速漂移,4,每班点检转速、抽检膜厚,3,转速闭环监控+每 2 小时抽检,8,2,2,王工

示例输出(真实运行结果节选)

==============================================================================
FMEA 失效模式与影响分析报告
数据文件:fmea_items.csv   条目数:13
==============================================================================

【一、总体风险概览】
------------------------------------------------------------------------------
  风险总 RPN 值            : 1581
  平均 RPN(条目均值)      : 121.6
  高风险(AP=H) 条目数      : 9
  中风险(AP=M) 条目数      : 4
  低风险(AP=L) 条目数      : 0
  RPN 关键少数(累计 80%)  : 前 10 条,占比 77%
  改善后风险总 RPN         : 441(降幅 72.1%)

【二、高风险条目排行(按 RPN 降序,取前 10)】
------------------------------------------------------------------------------
  #   工序           失效模式               S    O    D    RPN   AP 
  1   包装-贴标        标签错贴               8    5    5    200   H  
  2   CMP-研磨       碟形凹陷(Dishing)      6    6    4    144   H  
  3   装配-螺丝锁付      扭矩不足               9    4    4    144   H  
  4   扩散-氧化炉       炉温均匀性超差            7    5    4    140   H  
  5   刻蚀-主刻蚀       刻蚀不足(Under Etch)   9    5    3    135   H  
  6   仓储-发料        发错料号               8    4    4    128   M  
  7   工程变更         变更未彻底执行            7    6    3 

1. 总体风险概览:总 RPN、平均 RPN、AP 分布、帕累托关键少数、改善后降幅 2. 高风险条目排行:按 RPN 降序前 10 条 3. 帕累托分析:逐条累计占比,标出覆盖 80% 风险的关键少数 4. 高风险条目详解:AP=H 条目的影响/原因/控制/措施/预期改善 5. 改善优先级建议:先修探测度、再修发生率,S≥9 不可降 S

· RPN = S×O×D,但不要只看 RPN:S=9、O=1、D=1 的条目 RPN 只有 9, 一旦发生却是灾难性后果,本工具的 AP 判定会把这类条目标成 H。 · 「D 高」= 问题已经在发生但抓不住,属系统性失控,必须加防错而不是加人。 · 帕累托关键少数告诉你:资源有限时该先啃哪几条。

FMEA 失效模式与影响分析器

> 半导体/制造业工程师 Python 实战工具 · 核心功能零第三方依赖

会生成哪些文件

· fmea_analyzer.py:主程序(Python 3.8+,零第三方依赖) · fmea_items.csv:示例 FMEA 台账(13 条,覆盖光刻/刻蚀/薄膜/扩散/注入/CMP/量测/湿法/设备/装配/包装/仓储/变更) · fmea_report.txt:运行后自动生成的中文分析报告 · 附赠提示词.txt:同主题 AI 提示词 1 套

运行后除控制台输出外,还会生成:fmea_items.csv、fmea_report.txt。

运行方法

python fmea_analyzer.py # 首次运行自动生成示例数据 python fmea_analyzer.py --demo # 删除示例数据重新生成

可调参数与计算口径

脚本顶部集中了主要阈值与常量:DATA=os.path.join(BASE, "fmea_items.csv")、REPORT=os.path.join(BASE, "fmea_report.txt")、SAMPLE=[、AP_ORDER={"H": 0, "M": 1, "L": 2}。改完直接重跑即可,不必改动计算逻辑。

脚本里的主要处理步骤

  • action_priority():简化的 AIAG-VDA Action Priority 判定(H=高/M=中/L=低)。
  • num():取值并夹到 1~10。

以上步骤在脚本中是分开的函数,可以单独调用或按需替换其中一段,不必整体重写。

工具中出现的字段与提示

  • 光刻-涂胶
  • 光刻胶膜厚超差
  • 线宽失控,批次报废
  • 涂胶转速漂移
  • 每班点检转速、抽检膜厚
  • 转速闭环监控+每 2 小时抽检
  • 刻蚀-主刻蚀
  • 刻蚀不足(Under Etch)
  • 残留导致短路,良率损失
  • 终点检测误判
  • 终点检测+抽检 CD
  • 引入 OES 双通道终点检测并做 DOE 验证
  • 薄膜-CVD
  • 颗粒污染
  • 缺陷密度上升,良率下降
  • 腔体长期未湿洗
  • 固定 2000 片湿洗
  • 按颗粒趋势触发式湿洗

其余字段以界面与示例报告为准。

下载与文件清单

压缩包内包含:主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档,以及同主题 AI 提示词一套。解压后按说明运行即可,示例数据可直接试跑。

主程序文件:fmea_analyzer.py。

下载 FMEA失效模式与影响分析器 工具包(zip)

本站工具免费下载,无需注册。工具为 Python 脚本,Python 3.8 及以上环境可直接运行,核心功能尽量不依赖第三方库。

常见问题

输入数据要准备成什么样?
按 示例首行中的列顺序准备即可,共 13 列:process、failure_mode、effect、sev、cause、occ、control、det。列为空或格式不符时结果会失真,建议先用示例数据试跑一遍。

跑完最该关注哪几项?
报告按 一、总体风险概览、二、高风险条目排行(按 RPN 降序,取前 10)、三、帕累托分析(二八法则)、四、高风险条目详解(AP=H)、五、改善优先级建议 等部分组织,其中判定结论与建议部分直接对应下一步动作。

阈值可以改成我们自己的标准吗?
可以,脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明,按自己产线的标准修改后重跑即可,不需要改计算逻辑。

附赠的提示词怎么用?
把提示词与自己的数据一起交给大模型,可以让它按同一套口径帮你改写分析流程或扩展报告字段。

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