新版FMEA第五版2019版FMEA：設(shè)計DFMEA全解

新版FMEA第五版2019版FMEA：設(shè)計DFMEA全解如有其他需要，請查看看更多。FMEA的七步法2.1設(shè)計FMEA步驟一：策劃和準備2.1.1目的設(shè)計FMEA“策劃和準備”步驟的目的是確定項目將要執(zhí)行的FMEA類型，并根據(jù)正在進行的分析類型（即系統(tǒng)、子系統(tǒng)或組件）定義每個FMEA類型中包含和不包含的內(nèi)容。設(shè)計FMEA（DFMEA）“策劃和準備”步驟的主要目標是：·項目識別·項目計劃：目的、時間安排、團隊、任務(wù)和工具（5T）·分析邊界：確定分析中包括什么、不包括什么·利用以往的經(jīng)驗識別基準FMEA·結(jié)構(gòu)分析步驟的基礎(chǔ)2.1.2DFMEA項目識別和邊界DFMEA項目識別包括明確了解需要評估的內(nèi)容。這涉及到一個決策過程來定義顧客項目所需的DFMEA。在分析中需要不包括和包括的內(nèi)容同樣重要。以下基本問題可幫助識別DFMEA項目：·顧客要向我們購買什么？·是否有新要求？·顧客或公司是否需要DFMEA？·我們是否制造產(chǎn)品、并擁有設(shè)計控制權(quán)？·我們是否購買產(chǎn)品、并擁有設(shè)計控制權(quán)？·我們是否購買產(chǎn)品、但不擁有設(shè)計控制權(quán)？·誰負責(zé)接口設(shè)計？·我們是否需要系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件或其它層面的分析？對這些問題和公司定義的其他問題的回答有助于創(chuàng)建所需的設(shè)計FMEA項目清單，從而確保了方向、承諾和工作重點的一致性。以下可有助于團隊定義邊界，適用于：·法律要求/技術(shù)要求·顧客需求/需要/期望（內(nèi)部和外部顧客）·要求規(guī)范·類似項目圖表（方塊圖/邊界圖）·示意圖、圖紙和/或3D模型·物料清單、風(fēng)險評估·類似產(chǎn)品曾用的FMEA·防錯要求、可制造性和可裝配性設(shè)計（DFM/A）·質(zhì)量功能展開（QFD）在界定FMEA范圍時，如適用，以下方面可能被考慮：·技術(shù)新穎性/創(chuàng)新程度·質(zhì)量/可靠性歷史（內(nèi)部、零公里、現(xiàn)場失效、類似產(chǎn)品的保修和保險索賠）·設(shè)計復(fù)雜性·人員和系統(tǒng)的安全·網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)安全）·法律合規(guī)性·目錄和標準零件2.1.3DFMEA項目計劃確定設(shè)計FMEA項目后，應(yīng)立即制定DFMEA的執(zhí)行計劃。建議使用本手冊1.5節(jié)所述的5T方法（目的、時間安排、團隊、任務(wù)、工具）。DFMEA的計劃有助于公司提前啟動DFMEA。DFMEA活動（七步法過程）應(yīng)納入總體項目計劃。2.1.4識別基準DFMEADFMEA的部分準備工作包括了解哪些可用信息可以幫助跨職能團隊，如基礎(chǔ)DFMEA（第1.3節(jié)中所述）、類似產(chǎn)品的DFMEA或同一產(chǎn)品系列的DFMEA。家族DFMEA是一個基礎(chǔ)設(shè)計FMEA的具體化，用于那些包含共同或一致產(chǎn)品邊界和相關(guān)功能的產(chǎn)品。對于同一個產(chǎn)品系列中的新產(chǎn)品，為完成該新產(chǎn)品DFMEA所需的新項目特定組件和功能將添加到家族FMEA中。新產(chǎn)品的添加內(nèi)容可能來源于家族DFMEA，也可能來源于參考初始家族DFMEA或基礎(chǔ)DFMEA的新文件。如果沒有可用的基準，那么團隊將開發(fā)一個新的DFMEA。2.1.5DFMEA表頭在策劃和準備階段，DFMEA文件的表頭應(yīng)當填寫。表頭可根據(jù)組織的需要修改。表頭包含了一些基本的DFMEA范圍的信息，如下：2.1.6結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)在步驟一“策劃和準備”中收集的信息將為步驟二“結(jié)構(gòu)分析”做準備。2.2設(shè)計FMEA步驟二：結(jié)構(gòu)分析2.2.1目的設(shè)計結(jié)構(gòu)分析的目的是將設(shè)計識別和分解為系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件和零件，以便進行技術(shù)風(fēng)險分析。設(shè)計結(jié)構(gòu)分析的主要目標是：·分析范圍的可視化·結(jié)構(gòu)樹或其它：方塊圖、邊界圖、數(shù)字模型、實體零件·設(shè)計接口、交互作用和間隙的識別·顧客和供應(yīng)商工程團隊之間的協(xié)作（接口責(zé)任）·功能分析步驟的基礎(chǔ)2.2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)要素組成，根據(jù)分析的范圍，設(shè)計結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)要素可以由系統(tǒng)、子系統(tǒng)、裝配件和組件組成。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以分為若干個子結(jié)構(gòu)（工作包）或不同層次的方塊圖，并根據(jù)組織起因分別進行分析，或確保足夠清楚。系統(tǒng)有一個邊界，將自身與其他系統(tǒng)和環(huán)境分開。其與環(huán)境的關(guān)系是由輸入和輸出決定。系統(tǒng)要素是功能項目的獨立部分，而不是功能、要求或特性。2.2.3定義顧客在FMEA分析中有兩種主要顧客需要考慮：·最終用戶：在產(chǎn)品充分開發(fā)和銷售后使用該產(chǎn)品的個人。·裝配和制造作業(yè)：制造作業(yè)（如動力總成、沖壓和制造）以及整車/產(chǎn)品總裝和生產(chǎn)材料加工的地點。處理好產(chǎn)品與其裝配過程之間的接口對于有效的FMEA分析至關(guān)重要。這可能是任何后續(xù)或下游作業(yè)，或是下一級的制造過程。了解這些顧客有助于更好的定義功能、要求和規(guī)范，并有助于確定相關(guān)失效模式的影響。注：在不知道最終用戶的情況下，參考第2.4.4節(jié)中的說明。2.2.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可視化系統(tǒng)機構(gòu)的可視化有助于DFMEA團隊進行結(jié)構(gòu)分析。團隊可以使用各種工具來實現(xiàn)這一點。以下章節(jié)種中介紹了常用的兩種方法：·方塊圖/邊界圖·結(jié)構(gòu)樹2.2.4.1方塊圖/邊界圖方塊圖/邊界圖是一種有用的工具，用于描述考慮中的系統(tǒng)及其與相鄰系統(tǒng)、環(huán)境和顧客的接口。它是一種圖表展示法，為結(jié)構(gòu)化的頭腦風(fēng)暴提供指導(dǎo)，并有助于分析系統(tǒng)接口，從而為設(shè)計FMEA打下基礎(chǔ)。下圖顯示了產(chǎn)品組件之間的物理和邏輯關(guān)系，表示了設(shè)計范圍內(nèi)組件和子系統(tǒng)的交互作用、以及與產(chǎn)品顧客、制造、服務(wù)、運輸?shù)鹊慕涌?。該圖還標識了設(shè)計在其使用壽命期間與之交互的人員和事物。邊界圖可以用來識別結(jié)構(gòu)分析和功能分析中需要評估的關(guān)注要素。圖表可能以直線連接的方框形式出現(xiàn)，每個方框?qū)?yīng)產(chǎn)品的一個主要組件。直線對應(yīng)產(chǎn)品組件之間的關(guān)系或相互接口，直線的箭頭表示流動方向。邊界圖中要素之間的接口可以作為關(guān)注要素被納入結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)構(gòu)樹中。構(gòu)建方塊圖/邊界圖的方法和格式有很多，可由組織自己決定。在本手冊中，術(shù)語“方塊圖”和“邊界圖”交替使用。然而，由于邊界圖包含了外部影響和系統(tǒng)交互作用，因此更為全面。圖2.2-1方塊圖/邊界圖示例在DFMEA語境下，方塊圖/邊界圖定義了分析范圍和責(zé)任，并為結(jié)構(gòu)化的頭腦風(fēng)暴提供了指導(dǎo)。分析范圍由系統(tǒng)的邊界來確定；但是，需要解決與外部因素/系統(tǒng)的接口問題。·定義分析范圍（有助于確定潛在的團隊成員）·識別內(nèi)部和外部接口·使系統(tǒng)、子系統(tǒng)和組件層次得以應(yīng)用正確構(gòu)建的方塊圖/邊界圖可為參數(shù)圖（P圖）和FMEA提供詳細信息。盡管方塊圖/邊界圖的詳細程度可以不同，但要識別出主要要素，并了解它們?nèi)绾谓换プ饔?，以及它們?nèi)绾闻c外部系統(tǒng)交互作用，這一點很重要。方塊圖/邊界圖隨著設(shè)計的成熟而不斷完善。方塊圖/邊界圖的制作可包括以下步驟：其它示例：AIAGFMEA第四版框（界線）圖范例2.2.4.2接口分析接口分析描述系統(tǒng)要素之間的交互作用接口有五種主要類型：·物理連接（例如：支架、螺栓緊固、夾緊和其各種連接）·材料交換（例如：氣壓、液壓油或任何其它液體或物料的交換）·能量傳遞（例如：熱量傳遞、摩擦或運動傳遞，如鏈條或齒輪）·數(shù)據(jù)交換（例如：計算機輸入或輸出、線束、電信號或任何其它類型的信息交換、網(wǎng)絡(luò)安全項目）·人-機（例如：控制、開關(guān)、鏡子、顯示器、警告、座位、出入口）另一種類型的接口可以描述為沒有物理連接的零件之間的物理間隙，間隙可以是靜態(tài)和/或動態(tài)的。除了子系統(tǒng)和組件本身的內(nèi)容外，還應(yīng)考慮子系統(tǒng)和組件之間的接口。接口分析將方塊圖/邊界圖中顯示的所有內(nèi)、外部接口發(fā)生的關(guān)系性質(zhì)（強/弱/無、有益/有害）和類型（物理、能量、信息或材料交換）形成文件。接口分析中的信息可為設(shè)計FMEA提供有價值的輸入，例如主要功能或接口功能，這些功能將與相鄰系統(tǒng)和環(huán)境影響導(dǎo)致的潛在失效起因/機理一起進行分析。接口分析還為參數(shù)圖（P圖）提供理想功能和噪音因素的輸入。2.2.4.3結(jié)構(gòu)樹結(jié)構(gòu)樹按層次排列系統(tǒng)要素，并通過結(jié)構(gòu)化連接展示依賴關(guān)系。為了防止冗余，每個系統(tǒng)要素只存在一次，這就保證了整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了。在每個系統(tǒng)要素下排列的結(jié)構(gòu)都是獨立的子結(jié)構(gòu)（圖2.2-2）。系統(tǒng)要素之間的交互作用稍后可以描述為功能并由功能網(wǎng)描述（見步驟三：功能分析）。結(jié)構(gòu)樹中總是會存在一個系統(tǒng)要素，即使它只是從功能派生出來，而且還不能清楚地定義它到底是什么。圖2.2-2結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)樹示例圖2.2-3結(jié)構(gòu)分析表格示例1.上一較高級別：分析范圍內(nèi)最高集成層級。2.關(guān)注要素：受關(guān)注的要素，也是考慮失效鏈的主題項目。3.下一較低級別或特性類型：結(jié)構(gòu)中處于關(guān)注要素下一低級別的要素2.2.5顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作結(jié)構(gòu)分析的輸出（設(shè)計及其接口的可視化）為顧客和供應(yīng)商在設(shè)計和/或DFMEA項目技術(shù)評審期間的協(xié)作提供了工具。2.2.6功能分析的基礎(chǔ)步驟二“結(jié)構(gòu)分析”中定義的信息將被用于步驟三“功能分析”。結(jié)構(gòu)分析中缺少的設(shè)計要素（項目），在功能分析中也會缺少。2.3設(shè)計FMEA步驟三：功能分析2.3.1目的設(shè)計功能分析的目的是確保要求/規(guī)范中規(guī)定的功能被適當?shù)胤峙浣o系統(tǒng)要素。無論設(shè)計FMEA使用什么工具創(chuàng)建，其分析都要用功能術(shù)語編寫，這一點至關(guān)重要。設(shè)計功能分析的主要目標是：·產(chǎn)品或過程功能可視化·制作功能樹/網(wǎng)或者功能分析表格和參數(shù)圖（P圖）·具備相關(guān)要求的顧客（內(nèi)部和外部）功能的展開·將要求或特性與功能關(guān)聯(lián)·工程團隊（系統(tǒng)、安全和組件）之間的協(xié)作·失效分析步驟的基礎(chǔ)該結(jié)構(gòu)提供了基礎(chǔ)，以便能夠就每個系統(tǒng)要素的功能和要求對其進行單獨分析。為此，有必要全面了解系統(tǒng)及其運行條件和環(huán)境，如熱、冷、灰塵、濺水、鹽、冰、振動、電氣故障等。2.3.2功能功能描述了項目/系統(tǒng)要素的預(yù)期用途。一個功能被分配給一個系統(tǒng)要素，一個結(jié)構(gòu)要素也可以包含多個功能。功能的描述需清晰準確。推薦的短語格式為：一個“行為動詞”后加一個“名詞”，表示可測量的功能。功能應(yīng)當是“現(xiàn)在時態(tài)”，并使用動詞的基本形式（交付、包含、控制、組裝、傳輸）例子：傳輸動力、包含液體、控制速度、傳遞熱量、標記黑色。功能描述了一個項目/系統(tǒng)要素的輸入和輸出之間的關(guān)系，目的是完成一個任務(wù)。注：一個組件（即零件清單中的零件或項目）在沒有輸入/輸出的情況下，也可能有一個目的/功能。例如密封件、潤滑脂、夾具、支架、外殼、連接件、焊劑等都有功能和要求，此功能和要求包括材料、形狀和厚度等。圖2.3-1輸入/接口/輸出流程2.3.3要求ISO9000將要求定義為一個特定設(shè)計、產(chǎn)品或過程需要滿足的需求或期望。要求可分為兩類：功能性要求和非功能要求。功能性要求是判斷或測量功能預(yù)期性能的標準（如材料硬度）。非功能性要求是對設(shè)計決策自由度的限制（如溫度范圍，材料剛度(功能)）要求可以來自外部和內(nèi)部的各種來源，它們可能是：法律要求：·環(huán)境友好型產(chǎn)品設(shè)計、適合回收利用、操作員不當使用時仍能保持安全、不易燃等。行業(yè)規(guī)范和標準：·ISO9001、VDA6.3過程審核、SAEJ等(如ISO26262功能安全、SAEJ3061網(wǎng)絡(luò)安全）顧客要求：·明確要求（如顧客規(guī)范）和隱含要求（如無違禁材料）-在所有規(guī)定的條件下內(nèi)部要求：·特定產(chǎn)品的要求（如：要求規(guī)范、可制造性、測試應(yīng)用性、與其他現(xiàn)有產(chǎn)品的兼容性、可重復(fù)使用性、清潔性、顆粒物的進入和擴散性）產(chǎn)品特性·產(chǎn)品特性指產(chǎn)品的顯著特征(或可量化的屬性)，如軸的直徑、表面光潔度2.3.4參數(shù)圖（P-圖）參數(shù)是功能行為的屬性。參數(shù)圖（P-圖）是一個項目所在環(huán)境的圖表展示。參數(shù)圖（P圖）包括影響輸入和輸出之間轉(zhuǎn)化功能的因素，專注于優(yōu)化輸出所需的設(shè)計決策。參數(shù)圖（P圖）用于描述單個功能語境下系統(tǒng)或組件的行為特點。并非所有功能都需要參數(shù)圖（P圖）。團隊應(yīng)當關(guān)注于受新條件影響的幾個關(guān)鍵功能、以及那些在以前的應(yīng)用中具有穩(wěn)健性歷史問題的功能?？赡苄枰粋€以上的參數(shù)圖（P圖），以便說明FMEA團隊關(guān)注的系統(tǒng)或組件的功能。完整的功能描述能夠為后續(xù)失效分析和風(fēng)險緩解提供基礎(chǔ)。參數(shù)圖（P圖）專注于功能的實現(xiàn)。它可以清楚的識別該功能的所有影響因素，包括可以控制的因素（控制因素）和不能適當控制的因素（噪音因素）。針對特定理想功能完成的參數(shù)圖（P圖）有助于確認以下各項：·系統(tǒng)優(yōu)化所需的因素、級別、響應(yīng)和信號·作為設(shè)計FMEA輸入的功能·可能影響功能性能的控制和噪音因素·非預(yù)期系統(tǒng)輸出通過創(chuàng)建參數(shù)圖（P圖）獲得的信息為測試計劃提供了輸入。參考下文中的圖2.3-2，項目/系統(tǒng)要素的輸出（灰域）經(jīng)常偏離/異于期望的行為的變差（直線）。控制因素作用于設(shè)計，以盡可能接近期望行為。圖2.3-3電機參數(shù)圖示例輸入（為取得期望結(jié)果您想要輸入什么）是對實現(xiàn)系統(tǒng)功能所需的信息源的描述。功能（您想要發(fā)生什么）在參數(shù)圖中描述，使用現(xiàn)在時態(tài)，主動動詞后加上一個可測量的名詞，并與需求相關(guān)。功能要求（實現(xiàn)功能所需的要求）與功能的性能相關(guān)?？刂埔蛩兀閷崿F(xiàn)功能要求，您可以做什么）被識別出來?？刂埔蛩乜梢哉{(diào)整，以使設(shè)計對噪音更不敏感（更穩(wěn)健）。信號因素是控制因素的一種，它是由系統(tǒng)用戶直接或間接設(shè)置的調(diào)整因素，可適當?shù)母淖兿到y(tǒng)響應(yīng)（即，制動踏板的移動改變剎車距離）。僅動態(tài)系統(tǒng)才使用信號因素。沒有信號因素的系統(tǒng)稱為靜態(tài)系統(tǒng)。非功能性要求（除功能性要求以外您需要什么）可以限制設(shè)計選擇。預(yù)期輸出（您希望從系統(tǒng)獲得什么）是理想的、預(yù)期的功能輸出，其量級可能會（動態(tài)系統(tǒng)）或可能不會（靜態(tài)系統(tǒng)）與信號因素成線性比例（如，前照燈的近光啟動、制動踏板移動導(dǎo)致的剎車距離）。非預(yù)期輸出（您不希望從系統(tǒng)中獲得什么）指故障行為或意外的系統(tǒng)輸出，它們使得系統(tǒng)性能從理想的預(yù)期功能偏高。例如，與制動系統(tǒng)相關(guān)的能量理想的轉(zhuǎn)化為摩擦。熱量、噪音和振動是制動能量的非預(yù)期輸出。轉(zhuǎn)向輸出可能會對熱輻射、振動、電阻、流量限制造成損失。噪音因素（干擾實現(xiàn)期望輸出的因素是什么）是指代表系統(tǒng)響應(yīng)潛在的顯著變化源的參數(shù)，從工程師的角度來看，這些參數(shù)無法控制或要控制它們不切實際。噪音以物理單位描述。噪音因素分為以下幾類：·組件間的變化（在一個組件中，以及組件之間的相互干擾）·隨著時間變化（隨著使用壽命增加不斷老化，如里程、老化和磨損）·顧客使用（超出預(yù)期規(guī)范的使用）·外部環(huán)境（顧客使用時的環(huán)境，例如道路狀況、天氣等）·系統(tǒng)交互作用（與其它系統(tǒng)之間的相互干擾）2.3.5功能分析利用功能樹/網(wǎng)或DFMEA表格展示若干系統(tǒng)要素功能之間的交互作用。分析的重點從OEM到一級供應(yīng)商再到N級供應(yīng)商。創(chuàng)建功能樹/網(wǎng)或功能矩陣的目的是將功能之間的技術(shù)依賴關(guān)系進行整合。因此，它在后期將支持失效依賴關(guān)系的可視化。當按層次連接的功能之間存在功能關(guān)系時，相關(guān)失效之間就會存在潛在關(guān)系。否則，如果按層次連接的功能之間不存在功能關(guān)系，那么相關(guān)失效之間也將不存在潛在關(guān)系。為了創(chuàng)建功能樹/網(wǎng)，必須檢查所涉及的功能。子功能使整體功能得以執(zhí)行。所有子功能在功能結(jié)構(gòu)（布林邏輯AND關(guān)系）中按照邏輯相互連接。功能結(jié)構(gòu)自上至下逐級詳細，較低級別功能描述了較高級別功能是如何被滿足的。以下幾個問題有助于功能結(jié)構(gòu)符合邏輯的連接：·“較低級別功能如何使得較高級別功能生效？”（自上而下）以及·“為什么需要較低級別功能？”（自下而上）圖2.3-4功能分析結(jié)構(gòu)樹示例表頭欄的編號（1，2，3）和顏色有助于顯示結(jié)構(gòu)分析和功能分析相關(guān)內(nèi)容的一致性（見圖2.3-5）。在這一節(jié)中，從左到右回答這個問題：“較低級別的功能如何使得較高級別的功能失效？”1、上一較高級別功能及要求：在分析范圍內(nèi)的功能2、關(guān)注要素功能及要求：在結(jié)構(gòu)分析中識別的相關(guān)系統(tǒng)要素的功能（關(guān)注項目）3、下一較低級別功能及要求或特性：在結(jié)構(gòu)分析中識別的相關(guān)組件的功能2.3.6工程團隊之間的協(xié)作(系統(tǒng)、安全和組件)公司內(nèi)部的工程團隊需要彼此協(xié)作，以確保項目或顧客項目的信息一致，特別是當多個DFMEA團隊同時進行技術(shù)風(fēng)險分析時。例如，系統(tǒng)團隊可能正在創(chuàng)建一個設(shè)計架構(gòu)(結(jié)構(gòu))，這些信息將有助于DFMEA避免重復(fù)工作。安全團隊可能正與顧客協(xié)作了解安全目標和危險。此信息將有助于DFMEA確保失效影響的嚴重度評級一致。2.3.7失效分析的基礎(chǔ)功能的完整定義（用肯定的詞語）將使步驟四失效分析更全面，因為潛在失效的方式和功能失效的方式相同（用負面的詞語）。2.4設(shè)計FMEA步驟四：失效分析2.4.1目的設(shè)計失效分析的目的是識別失效起因、模式和影響，并顯示它們之間的關(guān)系，以便進行風(fēng)險評估。設(shè)計失效分析的主要目標是：·確認每個產(chǎn)品功能的潛在失效影響、失效模式和失效起因（失效鏈）·顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作（失效影響）·FMEA表格中失效文件化和風(fēng)險分析步驟的基礎(chǔ)2.4.2失效功能的失效由功能推導(dǎo)而來。潛在失效模式包括但不限于以下幾種：·功能喪失（即無法操作，突然失效）·功能退化（即性能隨時間損失）·功能間歇（即操作隨機開始/停止/開始）·部分功能喪失（即性能損失）·非預(yù)期功能（即在錯誤的時間，意外的方向，不相等的性能）·功能超范圍（即超出可接受極限的操作）·功能延遲（即非預(yù)期時間間隔后的操作）圖2.4-1失效模式的類型系統(tǒng)和子系統(tǒng)的失效模式描述的是功能損失或退化，例如，當向左打方向盤時，車輛向右轉(zhuǎn)，這就是一個非預(yù)期功能。必要時，應(yīng)當包括整車的操作條件，例如：在車輛啟動或熄火時失去轉(zhuǎn)向助力。組件/零件的失效模式由名詞和失效描述組成，例如：密封件扭曲。對失效的描述一定要清楚，以便閱讀人員能看懂，這一點很重要。例如“未滿足”、“不好”、“有缺陷”和“壞了”這樣的陳述都是不充分的。一個功能可能會有多個失效，因此團隊不能識別出一個失效后就停止。他們應(yīng)當問：“還有沒有其他的失效？”圖2.4-2失效定義2.4.3失效鏈FMEA中對失效的分析包括三個不同方面：l失效影響（FE）l失效模式（FM）l失效起因（FC）2.4.4失效影響失效影響定義為失效模式產(chǎn)生的后果。失效影響描述的是對下一級產(chǎn)品集成（內(nèi)部或外部）的影響，對操作整車的最終用戶的影響（外部），以及對適用的政府法規(guī)的影響（監(jiān)管）。顧客影響應(yīng)當說明用戶可能注意到或體驗到的情況，包括那些可能影響安全性的影響。目的是預(yù)測與團隊知識水平一致的失效影響。一個失效模式可能導(dǎo)致多個與內(nèi)外部顧客相關(guān)的影響。作為設(shè)計協(xié)作的一部分，OEM可以和供應(yīng)商和次級供應(yīng)商分享這些影響。失效影響的嚴重度按照表格D1中的10分制進行評級對最終用戶的失效影響示例：·無可察覺的影響·外觀不良，如近觀難看，褪色，表面腐朽·噪音，例如：未對準/摩擦、流體噪音、吱吱聲、啁啾聲、嘎嘎聲·異味、手感粗糙、操作更費勁·操作受損、間歇，無法操作，電磁不兼容（EMC）·外部泄漏造成性能損失，運行不穩(wěn)定·無法駕駛車輛（步行回家）·不遵守政府規(guī)定·轉(zhuǎn)向或剎車功能損失在某種情況下，進行分析的團隊可能不知道最終用戶影響，例如：目錄部件、現(xiàn)貨成品、第3級組件。當不了解這些信息時，應(yīng)當按照零件功能和規(guī)格(specification)來定義影響。在這種情況下，系統(tǒng)集成人員負責(zé)確保選擇正確的應(yīng)用零件。如汽車、卡車、船舶、農(nóng)用車。另一列顯示在“公司或產(chǎn)品線示例”的評級表上。2.4.5失效模式失效模式定義為一個項目可能無法滿足或交付預(yù)期功能的方式。失效模式來源于功能。失效模式應(yīng)當用技術(shù)術(shù)語來描述，而不一定是顧客注意到的癥狀。在編制DFMEA時，假設(shè)設(shè)計將按照設(shè)計目的進行制造和組裝。如果歷史數(shù)據(jù)顯示制造過程中存在缺陷，團隊可以自行決定是否進行例外處理。組件級失效模式的示例可以包括，但不限于以下：系統(tǒng)級失效模式的示例包括但不限于以下：·機液完全濾失·脫離的太快·不脫離·不傳遞轉(zhuǎn)矩·不保持充分扭矩·結(jié)構(gòu)支撐不足·支撐結(jié)構(gòu)損失·無信號/間歇信號·提供太多的壓力/信號/電壓·提供的壓力//電壓/信號不足·不能承受負載/溫度/震動2.4.6失效起因失效起因是指失效模式發(fā)生的原因。起因造成的后果是失效模式。盡可能識別每種失效模式的所有潛在起因。無法穩(wěn)健應(yīng)對噪音因素（參數(shù)圖中）也可能是引起失效的起因。起因應(yīng)盡可能簡明、完整的列出，以便針對具體起因采取適當?shù)难a救措施（控制和措施）。失效起因可能源自于下一較低級別的功能失效模式、要求和潛在噪音因素（例如：參數(shù)圖）。潛在失效起因的類型可能包括，但不限于：·功能性能設(shè)計不充分（指定的材料不正確、幾何形狀不正確、選擇的零件不正確、規(guī)定的表面處理不正確、行程規(guī)范不充分、定義的摩擦材料不當、潤滑能力不足，設(shè)計壽命假設(shè)不當、計算程序不正確、維護指南不當?shù)龋は到y(tǒng)交互作用（機械接口、流體流動、熱源，控制器反饋等）·隨時間變化(良率、疲勞、材料不穩(wěn)定、蠕變、磨損、腐蝕、化學(xué)氧化、電遷移、過度壓力等)·對于應(yīng)對外部環(huán)境設(shè)計不足（熱、冷、潮濕、振動、路面雜物、路面鹽等）·最終用戶的錯誤操作或行為（錯誤使用擋位、錯誤使用踏板、超速、拖拽、錯誤燃料型號、服務(wù)損壞等）·制造設(shè)計不可靠（零件幾何形狀使得零件安裝向后或倒過來，零件缺乏明顯的設(shè)計特征，運輸容器設(shè)計使得零件摩擦或黏在一起，零件處理造成損壞等）·軟件問題（未定義的狀態(tài)、損壞的代碼/數(shù)據(jù)）2.4.7失效分析根據(jù)分析是在系統(tǒng)、子系統(tǒng)還是組件級別進行的，失效可以視為失效影響、失效模式或失效起因。失效模式、失效起因和失效影響應(yīng)當與FMEA表格中的相應(yīng)列相對應(yīng)。圖2.4-4顯示了從整車層面到特性層面的設(shè)計相關(guān)失效模式、起因和影響之間的級聯(lián)。關(guān)注要素（失效模式）、起因和影響因設(shè)計集成的級別而異。因此，OEM級別的失效起因在下一個（一級供應(yīng)商）級別上可能成為失效模式。無論如何，當已知情況下，而沒有做過假設(shè)，在整車層面上的失效影響（如最終用戶所感知的）應(yīng)當進行文件化。因此，應(yīng)考慮圖1.5-1所示的溝通。失效網(wǎng)可由擁有多個設(shè)計級別的組織創(chuàng)建。當多個組織負責(zé)不同級別的設(shè)計時，他們應(yīng)負責(zé)酌情將失效影響傳達給上一較高或下一較低級別。圖2.4-5使用結(jié)構(gòu)樹進行失效分析的示例再次遵循表頭編號（1、2、3）和顏色標注，通過檢查功能分析中的各個項目，開始構(gòu)建失效鏈。1.失效影響（FE）：功能分析中與“上一較高級別要素和/或最終用戶”相關(guān)的失效影響。2.失效模式（FM）：功能分析中與“關(guān)注要素”相關(guān)的失效模式（或類型）3.失效起因（FC）：結(jié)構(gòu)樹中與“下一較低級別要素或特性”相關(guān)的失效起因結(jié)構(gòu)分析、功能分析和失效分析可按照下表記錄。圖2.4-9較低級別項目–功能-失效表格視圖2.4.9顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作（失效影響）根據(jù)與顧客的協(xié)議和與供應(yīng)商共享的需要，失效分析的輸出可在風(fēng)險分析步驟之前或之后由顧客和供應(yīng)商進行評審。2.4.10風(fēng)險分析的基礎(chǔ)對潛在失效的完整定義將為步驟五“風(fēng)險分析”的完整實施提供基礎(chǔ)，因為嚴重度、頻度和探測度的評級都基于失效描述。如果潛在失效過于模糊或缺失，可能導(dǎo)致風(fēng)險分析不完整。2.5設(shè)計FMEA第五步：風(fēng)險分析2.5.1目的設(shè)計風(fēng)險分析的目的是通過評估嚴重度、頻度和探測度來估計風(fēng)險,并對需要采取的措施進行優(yōu)先排序。設(shè)計風(fēng)險分析的主要目標是：·對現(xiàn)有和/或計劃的控制進行分配、并對失效進行評級·針對失效起因，分配預(yù)防控制·針對失效起因和/或失效模式，分配探測控制·針對每個失效鏈進行嚴重度、頻度和探測度評級·顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作（嚴重度）·產(chǎn)品或過程優(yōu)化步驟的基礎(chǔ)2.5.2設(shè)計控制現(xiàn)有的設(shè)計控制是針對以前類似的設(shè)計建立的，其效果已得到證實。設(shè)計控制文件為設(shè)計的穩(wěn)健性提供基礎(chǔ)。預(yù)防型控制和探測型控制是現(xiàn)有的驗證和確認方法庫的一部分。預(yù)防控制提供信息或指導(dǎo)，作為設(shè)計的輸入使用。探測控制則描述了已建立的驗證和確認程序，這些程序已被證明在出現(xiàn)失效時，能探測到失效。對用于防止已發(fā)布測試程序中的失效或條目的設(shè)計特征的特定引用將在失效和設(shè)計控制之間建立可靠的聯(lián)系。對于那些必要的但不屬于當前已確定的程序庫中的預(yù)防和/或探測方法，應(yīng)作為措施寫入設(shè)計FMEA。2.5.3當前預(yù)防控制（PC）當前預(yù)防控制描述了如何使用現(xiàn)有的和計劃中的活動來減少導(dǎo)致失效模式的潛在起因。為確定頻度評級提供基礎(chǔ)。預(yù)防控制與性能要求有關(guān)。對于不是在該背景下設(shè)計的項目或從供應(yīng)商購買的作為庫存或目錄項的項目，預(yù)防控制應(yīng)當具體說明該項目如何滿足要求?？梢砸媚夸浿械囊?guī)范表。當前預(yù)防控制必須清楚全面地說明,并引證。如有必要,可以通過參考附加的文件來完成。諸如“經(jīng)過證明的材料”或“汲取的經(jīng)驗”之類的陳述，不能算是對控制的清楚說明。DFMEA團隊還應(yīng)當在設(shè)計中把安全邊際作為預(yù)防控制來考慮。當前預(yù)防控制的示例:·EMC指令遵守、指令89/336/EEC·根據(jù)模擬、公差計算和程序的系統(tǒng)設(shè)計-分析概念，以建立設(shè)計要求·公布的線程類設(shè)計標準·圖紙熱處理規(guī)范·傳感器的性能規(guī)格·機械冗余(安全失效)·可測試性設(shè)計·設(shè)計和材料標準（內(nèi)部和外部）·文件–類似設(shè)計的最佳實踐、經(jīng)驗等記錄·防錯法（如：零件的幾何結(jié)構(gòu)防止錯誤方向）·與以前應(yīng)用中經(jīng)過驗證的并具有性能歷史記錄的設(shè)計完全相同。（然而，如果工作周期或操作條件發(fā)生變化，則借用的項目需要重新驗證，以便探測控制與此相關(guān)。）·屏蔽或保護，可減輕潛在的機械磨損、熱暴露或EMC電磁兼容?！づc最佳實踐相一致預(yù)防措施完成后，頻度通過探測控制來確認。2.5.4當前探測控制（DC）當前探測控制在項目交付生產(chǎn)前探測失效起因或失效模式是否存在。FMEA中列出的當前探測控制表示計劃的活動（或已完成的活動），而不是可能永遠不會實施的潛在活動。當前探測控制必須清楚全面地說明。諸如“測試”或“實驗室測試”之類的陳述，不能算是對探測控制的明確說明。如適用，應(yīng)當引用具體測試、測試計劃或程序，以表明FMEA團隊已確定該測試將在失效模式或起因發(fā)生時切實探測出它們（例如：測試號1234爆破壓力測試，第6.1段）。當前探測控制的例子：·功能檢查·爆裂測試·環(huán)境測試·駕駛測試·耐久性測試·運動范圍研究·硬件、軟件仿真·試驗設(shè)計·電壓輸出的實驗室測量所有對于失效起因或失效模式的探測控制都應(yīng)輸入到“當前探測控制”欄中。圖2.5-1設(shè)計FMEA中的預(yù)防和探測2.5.5當前預(yù)防和探測控制的確認應(yīng)當確認當前預(yù)防和探測控制的有效性。這可以在確認分解評審過程中完成。該確認可以根據(jù)團隊的正常產(chǎn)品開發(fā)程序，適當?shù)脑贒FMEA或其他項目文件中記錄。如果這些控制被證明是無效的，則需要額外的措施。若使用之前產(chǎn)品的FMEA條目，應(yīng)當對頻度和探測度評估進行評審，因為新產(chǎn)品可能有不同的條件。圖2.5-2設(shè)計理解路線圖2.5.6評估應(yīng)評估每一個失效模式、起因和影響，以便對風(fēng)險進行估計。評估風(fēng)險的級別標準如下：嚴重度（S）：代表失效影響的嚴重程度頻度（O）：代表失效起因的發(fā)生頻率探測度（D）：代表已發(fā)生的失效起因和/或/失效模式的可探測程度S、O和D的評估分別采用1-10分制，10代表最高風(fēng)險。注：即使產(chǎn)品/過程看起來相同，將一個團隊的FMEA和另一個團隊的FMEA評級進行比較是不合適的，因為每個團隊的環(huán)境都不同，因此他們各自的評級都是獨一無二的（也就是說，評級是主觀的）。2.5.7嚴重度（S）嚴重度評級是一種度量，它關(guān)系到被評估功能的既定失效模式的最嚴重失效影響程度。嚴重度評級用于識別某個FMEA范圍的優(yōu)先級，并在不考慮頻度和探測度的情況下確定。嚴重度應(yīng)當使用嚴重度表D1中的標準進行估計。該表可以擴充，以包括特定產(chǎn)品的示例。FMEA項目團隊應(yīng)當就評估標準和評級體系達成一致，即使根據(jù)單個設(shè)計分析做了修改，該標準和體系也是一致的。如果需要，失效影響的嚴重度評估應(yīng)當由顧客轉(zhuǎn)移給供應(yīng)商。2.5.8頻度（O）頻度評級是根據(jù)評級標準對預(yù)防控制有效性的衡量。頻度評級應(yīng)當使用頻度表D2中的標準進行估計。該表可以擴充，以包括特定產(chǎn)品的示例。FMEA項目團隊應(yīng)當就評估標準和評級體系達成一致，即使根據(jù)單個設(shè)計分析（例如：客車，卡車、摩托車等）做了修改，該標準和體系也是一致的。頻度評級值是FMEA范圍內(nèi)的一個相對級別，可能不能反映實際發(fā)生的情況。根據(jù)評級表，并考慮已經(jīng)完成的探測控制的結(jié)果，頻度評級描述了顧客操作中可能發(fā)生的潛在失效起因。在分析評價值時，可以查閱類似產(chǎn)品領(lǐng)域的專家意見、數(shù)據(jù)手冊、保修數(shù)據(jù)庫或其他經(jīng)驗。當針對頻度評定失效起因時，考慮了對當前預(yù)防控制有效性的估計。評級的準確性取決于對預(yù)防控制的描述。以下問題可幫助團隊確定適當?shù)念l度等級:·類似組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)的過往使用情況和使用現(xiàn)場經(jīng)驗是怎樣的？·該項目是否是一個借用件或類似于先前水平的項目？·與先前水平的項目相比，變化有多大？·該項目是完全新的嗎？·應(yīng)用是什么或有哪些環(huán)境改變？·是否使用了工程分析(例如：可靠性)來對應(yīng)用的預(yù)期可比較頻度等級進行估計？·預(yù)防控制是否到位？·在產(chǎn)品開發(fā)過程中，其穩(wěn)健性是否得到驗證？2.5.9探測度（D）探測度評級(D)是對探測控制有效性的估計，用于在項目交付生產(chǎn)前，可靠的證明失效起因或失效模式。探測評級與最有效的探測控制相關(guān)。探測度是一個相對的等級，且在單個FMEA范圍內(nèi)進行評級，它的確定不考慮嚴重度或頻度。應(yīng)當使用表D3中的標準對探測度進行評估。這個表格可以用公司常用的探測方法進行補充。FMEA項目團隊應(yīng)當就評估標準和評級體系達成一致，即使針對個別產(chǎn)品分析做了修改，該標準和體系也是一致的。探測度評級最初是對任何尚未被證實的控制的有效性進行的預(yù)測。在探測控制完成后，可以對其有效性進行驗證和重新評估，然而，探測控制(例如：測試)的完成或取消也會影響對頻度的估計。在確定該估計時，應(yīng)考慮如下問題：·探測失效起因或失效模式的最有效測試是什么?·探測失效所需要的使用記錄/工作周期是什么?·探測失效需要多少樣品?·探測該起因/失效模式的測試程序是否已得到證明?2.5.10措施優(yōu)先級（AP）團隊完成失效模式、失效影響、失效起因和控制的初始識別（包括嚴重度、頻度和探測度的評級）后，他們必須決定是否需要進一步努力來降低風(fēng)險。由于資源、時間、技術(shù)和其它因素的固有限制，他們必須選擇如何最好的將這些措施進行優(yōu)先排序。本手冊介紹了措施優(yōu)先級（AP）方法，提供了所有1000種S、O、D的可能組合。該方法首先著重于嚴重度，其次為頻度，然后為探測度。其邏輯遵循了FMEA的失效預(yù)防目的。AP表建議將措施分為高-中-低優(yōu)先級別。公司可使用一個體系來評估措施優(yōu)先級，而不是使用多個顧客要求的多個體系。風(fēng)險順序數(shù)是S×O×D的乘積，范圍為1-1000。RPN分布可以提供有關(guān)評級范圍的一些信息，但僅RPN并不能確定是否需要采取更多措施，因為RPN對S、O和D的權(quán)重相等。因此，RPN可能會對S、O和D的不同組合產(chǎn)生類似的風(fēng)險數(shù)，使團隊無法確定如何進行優(yōu)先級排序。使用RPN時，建議使用其它方法對類似RPN結(jié)果進行優(yōu)先級排序，例如S×O。不推薦使用風(fēng)險順序數(shù)（RPN）閥值來確定所需要的措施。本出版物不包括PRN和S×O方法。風(fēng)險矩陣可以表示S和O、S和D、O和D的組合。這些矩陣形象的展示了分析結(jié)果，并可作為輸入來對措施進行優(yōu)先級排序。這樣做時要根據(jù)公司設(shè)立的標準進行，而本出版物中不包括此標準。由于AP表的設(shè)計是為了和本手冊中提供的嚴重度、頻度和探測度表一起使用，如果組織針對特定產(chǎn)品、過程或項目選擇修改S、O、D表，則AP表也應(yīng)當仔細檢查。注：設(shè)計FMEA和過程FMEA的措施優(yōu)先級評級表是相同的，但是監(jiān)視及系統(tǒng)響應(yīng)FMEA則不同。優(yōu)先級高（H）：評審和措施的最高優(yōu)先級。團隊需要識別適當?shù)拇胧﹣砀倪M預(yù)防和/或探測控制，或證明并記錄為何當前的控制足夠有效。優(yōu)先級中（M）：評審和措施的中等優(yōu)先級。團隊應(yīng)當識別適當?shù)拇胧﹣砀倪M預(yù)防和/或探測控制?；蛴晒咀孕袥Q定，證明并記錄當前的控制足夠有效。優(yōu)先級低（L）：評審和措施的低優(yōu)先級。團隊可以識別措施來改進預(yù)防或探測控制。對于潛在的嚴重度為9-10且措施優(yōu)先級為高和中的失效影響，建議至少由管理層評審，包括所采取的任何建議措施。這不是對高、中、低風(fēng)險的優(yōu)先排序，而是對降低風(fēng)險的措施的優(yōu)先排序。注：酌情在備注部分寫上諸如“無需進一步措施”之類的陳述，這可能會有幫助。AP表–DFMEA和PFMEA的措施優(yōu)先級2.5.11顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作（嚴重度）風(fēng)險分析的結(jié)果是顧客和供應(yīng)商對技術(shù)風(fēng)險達成的一致理解。協(xié)作的方法包括從口頭到正式報告。共享的信息量取決于項目的需要、公司政策、合同協(xié)議等。共享的信息內(nèi)容取決于公司在供應(yīng)鏈中的位置。下面列出了一些示例:1.OEM可將整車級DFMEA的設(shè)計功能、失效影響和嚴重度與一級供應(yīng)商的DFMEA進行比較。2.一級供應(yīng)商可將子系統(tǒng)設(shè)計FMEA的設(shè)計功能、失效影響和嚴重度與負有設(shè)計責(zé)任的二級供應(yīng)商進行比較。3.一級供應(yīng)商以產(chǎn)品圖紙和/或規(guī)范或其他方式傳達有關(guān)產(chǎn)品特性的必要信息，包括對標準或特殊特性和嚴重性的指定。此信息用作二級供應(yīng)商PFMEA以及一級供應(yīng)商內(nèi)部PFMEA的輸入。當設(shè)計團隊傳達“產(chǎn)品特性超出規(guī)范”的相關(guān)風(fēng)險時，過程團隊可以在制造過程中建立適當水平的預(yù)防和探測控制。參考PFMEA第3.4節(jié)了解更多信息。2.5.12優(yōu)化的基礎(chǔ)FMEA“七步法”中前五個步驟的輸出結(jié)果用于確定是否需要額外的設(shè)計或測試措施。設(shè)計評審、顧客評審、管理層評審和跨功能團隊會議為步驟六“優(yōu)化”提供基礎(chǔ)。2.6設(shè)計FMEA步驟六：優(yōu)化2.6.1目的設(shè)計優(yōu)化的目的是確定減輕風(fēng)險的措施以及評估這些措施的有效性。設(shè)計優(yōu)化的主要目標是：·識別降低風(fēng)險的必要措施·為措施實施分配職責(zé)和任務(wù)期限·實施措施并將其文件化，包括對所實施措施的有效性的確認以及采取措施后的風(fēng)險評估·FMEA團隊、管理層、顧客和供應(yīng)商在潛在失效方面的協(xié)作·為改進產(chǎn)品要求和預(yù)防、探測控制提供基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計的主要目的是通過改進設(shè)計來制定降低風(fēng)險和增加顧客滿意度的措施。在這一步驟中，團隊要評審風(fēng)險分析的結(jié)果、并分配措施，以降低失效起因發(fā)生的可能性，或者增強探測控制的有效性，以便探測出失效起因或失效模式。對于那些能改進設(shè)計但不一定降低風(fēng)險評估等級的措施，也可以分配。這些措施指的是具體、可衡量、可實現(xiàn)的措施，而不是制定可能永遠不實施的潛在措施。這些措施不用于已經(jīng)計劃的活動，因為它們已經(jīng)在預(yù)防或探測控制中記錄下來并且已經(jīng)在初始風(fēng)險分析中考慮過了。如果團隊決定不需要進一步采取措施，則在備注部分寫上“無需進一步的措施”，以表示風(fēng)險分析已經(jīng)完成。應(yīng)當使用DFMEA來評估與持續(xù)改進設(shè)計有關(guān)的技術(shù)風(fēng)險。優(yōu)化最有效的順序如下：·修改設(shè)計以消除或減少失效影響(FE)·修改設(shè)計以降低失效起因（FC）的頻度（O）·提高探測（D）失效起因（FC）或失效模式（FM）的能力·在發(fā)生設(shè)計修改的情況下，所有受將影響的設(shè)計要素都要重新評估在概念變更的情況下，F(xiàn)MEA的所有步驟都要針對受影響的部分進行評審，這是必要的，因為初始分析是基于不同的設(shè)計概念，已不再有效。2.6.2責(zé)任分配：每個措施都應(yīng)當有負責(zé)人和與之相關(guān)聯(lián)的目標完成日期。負責(zé)人確保措施的狀態(tài)保持更新。如果措施被確認，那么該負責(zé)人也要對措施的實施情況負責(zé)。記錄預(yù)防和探測措施的實際完成日期，包括措施實施的日期。目標完成日期應(yīng)當切合實際（例如，按照產(chǎn)品開發(fā)計劃、在過程驗證之前、在生產(chǎn)開始之前)。2.6.3措施的狀態(tài)措施的狀態(tài)，建議分為以下幾類：開放的沒有措施被定義尚未決定(可選)措施已經(jīng)定義，但還沒有決定。正在創(chuàng)建決定文件。尚未執(zhí)行(可選)已對措施做出決定，但尚未執(zhí)行。已完成已完成狀態(tài)是指措施已經(jīng)被執(zhí)行，其有效性已經(jīng)被證