黄老师与您共读新版FMEA手册09-失效分析(上)

首先我们来看看新版FMEA 2.4章节失效分析开头定义：

设计失效分析的目的是识别失效起因、模式和影响,并显示它们之间的关系,以便能进行风险评估。

设计失效分析的主要目标是：

l 确认每个产品功能的潜在失效影响、失效模式和失效起因(失效链)

l 顾客和供应商之间的协作(失效影响)

l FMEA表格中失效文件化和风险分析步骤的基础

其实FMEA开宗明义就是要讨论失效(Failure) ，先确立可能出现的失效，并针对其影响后果、发生原因预防措施及探测措施的评价，评估风险并进行控制。

在前几次的FMEA改版中，大家发现直接考虑失效往往太天马行空无的放矢，于是又在失效模式之前，又加上了功能要求, 以便更有针对性的进行失效分析。否则你连自己要做什么都不知道，又从何谈起失效呢?

功能的失效由功能推导而来。潜在失效模式包括但不限于以下几种:

1. 功能丧失(即无法操作、突然失效)

2. 功能退化(即性能随时间损失)

3. 功能问歇(即操作随机开始停止/开始)

4. 部分功能丧失(即性能损失)

5. 非预期功能(即在错误的时间操作、意外的方向、不相等的性能)

6. 功能超范围(即超出可接受限的操作)

7. 功能延迟(即非预期时间间隔后的操作)

由上可知，一个功能可能会有多个失效，因此我们在写失效的时候，千万不能只是考虑功能的反面，不应当识别出一个失效后就停止，而是要再思考下，还有没有其它的失效?

那么，是不是先确定了功能要求，后面把各种失效考虑出来就万事ok了呢? 非也，问题大了去了。

零件的功能失效、组件的功能失效、部件的功能失效，都是叫失效。那么，到底哪个是失效影响，哪个是失效模式，哪个是失效原因呢?

之所以会有这个问题出现，主要是因为以前我们在做FMEA 的时候，就只是列举了功能要求，然后就直接写失效模式了。导致失效模式的栏位经常写不清楚。

如下图，这是第四版DFMEA的主要概念，先确定你要分析的系统单位，然后确定功能要求，接下来就直接写失效。

通常此时会有两个问题，要嘛是你的功能写的不完整(上级系统的要求考虑不完整，或是下级零件要求与接口的考虑不完整)，要嘛是失效模式、失效影响、失效原因的逻辑混乱。

如同我们前面几集说的，新版FMEA根据七步法，确定了要分析的对象后，接来下进行结构分析与功能分析，再根据三个级别分别识别失效。

新版FMEA概念图如下：

各位观众，这就是新版FMEA与旧版FMEAzui大的差异点啦。有没有发现，前面辛辛苦苦的做了第二步结构分析、第三步功能分析，到了第四步失效分析，终于拨开云雾见明月了！

有了这样的结构关系，我们可以很清楚的分辨出失效影响、失效模式、失效起因之间的层级关系。这三者之间又有以下的逻辑关系。

关于失效影响、失效模式、失效起因，手册中分别有一个小节做基本的定义及范例，写得还算清楚，我们可以一起来看一下。在此就先不过多解释了。

失效影响

定义为失效模式产生的后果。

失效影响描述的是对下一级产品集成的影响(内部或外部),对操作整车的zui终用户的影响(外部),以及对适用的政府法规的影响(监管)。

顾客影响应当说明用户可能注意到或体验到的情况,包括那些可能影响性的影响。目的是预测与团队知识水平一致的失效影响。一个失效模式可能导致多个与内外部顾客相关的影响。

作为设计协作的一部分,OEM可以和供应商和次级供应商分享这些影响。

对zui终用户的失效影响示例：

l 不可察觉的影响

l 外观不良,如近观难看、褪色、表面腐蚀

l 噪音,例如:未对准/摩擦、流体噪音、吱吱声

l 异味、手感粗糙、操作更费劲。

l 操作受损、间歇、无法操作、电磁不兼容

l 外部泄漏造成性能损失、运行不稳定

l 无法驾驶整车(步行回家)

l 不符合政府规定

l 转向或刹车功能损失

失效模式

定义为一个项目可能无法满足或交付预期功能的方式。

失效模式来源于功能。失效模式应当用技术术语来描述，而不是顾客注意到的症状。

在编制 DFMEA 时,假设设计将按照设计目的进行制造和组装。如果历史数据显示制造过程中存在缺陷,团队可以自行决定是否进行例外处理。

组件级失效模式的示例：

l 组件破裂

l 组件变形

l 组件断裂

l 零件松脱

l 零件氧化

l 组件黏贴

系统级失效模式的示例

l 机液滤失

l 脱离得太快

l 不脱离

l 不传递扭矩

l 不保持充分扭矩

l 结构支撑不足

l 结构支撑损失

l 无信号／间歇信号

l 提供太多的压力／信号／ 电压

l 提供的压力／信号／ 电压不足

l 不能承受负载／温度／震

失效起因

失效起因是指失效模式发生的原因。起因造成的后果是失效模式。尽可能识别每种失效模式的所有潜在起因。无法稳健应对噪音因素(参数图中)也可能是引起失效的起因。起因应当尽可能简明、完整地列出,以便针对具体起因采取适当的补救措施(控制和措施)

失效起因可能源自于下一较低级别的功能失效模式、要求和潜在噪音因素(例如:参数图)。

潜在失效起因的类型可能包括,但不限于：

l 功能性能设计不充分(指定的材料不正确、几何形状不正确、选择的零件不正确、规定的表面处理不正确、行程规范不充分、定义的摩擦材料不当、润滑能力不足、设计寿命假设不当、计算程序不正确、维护描指南不当等)

l 系统交互作用(机械接口、流体流动、热源、控制器反馈等)

l 随时间变化(良率、疲劳、材料不稳定、蠕变、磨损、腐蚀、化学氧化、电迁移、过度压力等)

l 对于应对外部环境设计不足(热、冷、潮湿、振动、路面杂物、路面盐等)

l zui终用户的错误操作或行为(错误使用档位、错误使用踏板、超速、拖曳、错误燃料型号、服务损坏等)

l 制造设计不可靠(零件几何形状使得零件安装向后或倒过来,零件缺乏明显的设计特征,运输容器设计使得零件摩擦或黏在一起,零件处理造成损坏等)

l 软件问题(未定义的状态、损坏的代码/数据)