DFMEA的運用,一篇文章說清楚

DFMEA的運用，一篇文章說清楚！應(yīng)用成熟度。DFMEA是國際通用的有效的設(shè)計質(zhì)量預(yù)防工具，但真正開展得好且富有成效DFMEA的運用。想要一招搞定DFMEA的運用，就想要清楚的知道什么是DFMEA？DFMEA(DesignFailureModeandEffectsAnalysis，設(shè)計失效模式及后果分析)什么是DFMEADFMEA是指設(shè)計階段的潛在失效模式及后果分析，是從設(shè)計階段把握產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防的一種手段，是如何在設(shè)計研發(fā)階段保證產(chǎn)品在正式生產(chǎn)過程中交付客戶過程中如何滿足產(chǎn)品質(zhì)量的一種控制工具。DFMEA階段經(jīng)常會借鑒以前DFMEA基本原則DFMEA是在最初生產(chǎn)階段之前，確定潛在的或已知的故障模式，并提供進一步糾正措//最初生產(chǎn)階段是明確為用戶生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)的階段，該階段的定義非常重要，在該階段開始之前對設(shè)計的修改和更正都不會引起嚴(yán)重的后果，而之后對設(shè)計的任何變更都可能造成產(chǎn)品成本的大幅提高。DFMEA應(yīng)當(dāng)由一個以設(shè)計責(zé)任工程師為組長的跨職能小組來進行，這個小組的成員不僅應(yīng)當(dāng)包括可能對設(shè)計產(chǎn)生影響的各個部門的代表，還要包括外部顧客或內(nèi)部顧客在內(nèi)。DFMEA的過程包括產(chǎn)品功能及質(zhì)量分析、分析故障模式、故障原因分析、確定改進項目、制定糾正措施以及持續(xù)改進等6個階段。DFMEA的案例分析DFMEA廣泛的應(yīng)用，并顯示出了巨大的威力；但在國內(nèi)汽車行業(yè)并沒有系統(tǒng)地展開，也沒有發(fā)揮其DFMEA在國產(chǎn)汽油機節(jié)流閥體的改進設(shè)計中的實施為例，對改進后的第1頁共9頁DFMEA的實施方法和流程進行闡述。一、實施DFMEA存在的困難發(fā)動機為完成其相應(yīng)的功能，組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件的數(shù)量也很龐大，如不加選擇地對所有的零部件和子系統(tǒng)都實施DFMEA，將會耗費大量人力、物力和時間，對于初次實施DFMEA的企業(yè)幾乎是不可能完成的工作。為此，需要開發(fā)一種方法，能夠從發(fā)動機的子系統(tǒng)/零部件中選擇出優(yōu)先需要進行分析的對象。發(fā)動機由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等組成，各機構(gòu)和系統(tǒng)完成相應(yīng)的功能。子系統(tǒng)的下級部件或組件通常需要配合完成相應(yīng)的功能，在描述這些部件或組件的功能時，不僅應(yīng)該描述其獨立完成的功能，還應(yīng)描述與其他部件配合完成的功能。組成發(fā)動機的零部件種類很多，不僅包括機械零部件還有電子元件，電子部件的故障模式已經(jīng)較為規(guī)范和完整，但機械系統(tǒng)及其零部件的故障模式相當(dāng)復(fù)雜，不僅沒有完整且規(guī)范的描述，二者之間還有一定的重復(fù)，為DFMEA工作的開展帶來了困難，故需要為機械系統(tǒng)及其零部件建立相應(yīng)的故障模式庫。二、實施DFMEA的準(zhǔn)備工作DFMEA之前，需要做好建立較為完善的故障模式庫并確定DFMEA的詳細(xì)分析對象等準(zhǔn)備工作。1.建立故障模式庫的方法發(fā)動機的組成零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)零部件在運行時還會有相互作用，導(dǎo)致零部件、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的故障模式不僅復(fù)雜，各層次的故障模式還會相互重復(fù)，需要為發(fā)動機建立一個故障模式庫；該模式庫不僅應(yīng)該包含發(fā)動機中所有子系統(tǒng)和零部件的故障模式，還能夠反映出該故障模式究竟屬于哪一個零部件或系統(tǒng)，其建模流程如下圖所示。第2頁共9頁建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹首先要建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)樹，它并不依賴于某一特定的產(chǎn)品，而是依據(jù)同一類產(chǎn)品建立。建立結(jié)構(gòu)樹；對于組成結(jié)構(gòu)有重大改變的產(chǎn)品，可以考慮為其改變的部分建立一個分支，掛接在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹的相應(yīng)節(jié)點上。節(jié)部分會有所不同，節(jié)流閥體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹如下圖所示。確定故障數(shù)據(jù)源為確定故障模式，先要找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)源；建議選擇同類產(chǎn)品的試驗數(shù)據(jù)或三包數(shù)據(jù)，因為這兩種數(shù)據(jù)中較為詳細(xì)地記錄了產(chǎn)品在試驗和使用過程中出現(xiàn)的故障。由于發(fā)動機可靠性試驗的成本很高，一般企業(yè)中都不會有充分的試驗數(shù)據(jù)；盡管三包數(shù)據(jù)記錄的不是十分規(guī)一般推薦采用三包數(shù)據(jù)。篩選所分析子系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)一般來講，故障數(shù)據(jù)來自于系統(tǒng)，需要將故障數(shù)據(jù)逐層篩選，級子系統(tǒng)以及零部件的故障數(shù)據(jù)，為確定其故障模式作準(zhǔn)備。確定關(guān)鍵字三包數(shù)據(jù)來自于不同的維修點，并非由專業(yè)的試驗人員收集，難免存在不規(guī)范的現(xiàn)象，比如對于“密封不嚴(yán)”這一故障現(xiàn)象，故障數(shù)據(jù)中就會有“密封不嚴(yán)、不密封、密封性差、密封性不好”等多種描述。第3頁共9頁針對這種現(xiàn)象，建議數(shù)據(jù)歸納人員先要了解各種故障現(xiàn)象的描述，在此基礎(chǔ)上確定關(guān)鍵字，對所選子系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行歸類。95%障現(xiàn)象，盡量做到不遺漏；不同故障現(xiàn)象間盡量做到不重復(fù)。因此，篩選同一種故障現(xiàn)象很可能需要確定幾個關(guān)鍵字。對系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行分類依據(jù)確定的關(guān)鍵字對系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行分類，分類后的故障數(shù)據(jù)就可以用來抽象出故障模式。故障模式的抽象根據(jù)分類后的故障數(shù)據(jù)，可以抽象出相應(yīng)的故障模式。故障模式要求用術(shù)語表示，產(chǎn)品可以參照標(biāo)準(zhǔn)QC—900；標(biāo)準(zhǔn)中沒有的故障模式，需由工程師商量之后統(tǒng)一確定。故障模式掛接在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點上系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零部件等不同層次都會有相應(yīng)的故障模式，需要將其掛接在相應(yīng)的節(jié)點上，至此故障模式庫就搭建完成。隨著分析工作的深入和故障數(shù)據(jù)的持續(xù)歸納，故障模式庫會越來越完整。了節(jié)流閥體的故障模式庫，下圖示出故障模式庫的一部分。需要指出，實施DFMEA時分析對象的故障模式不僅來源于故障模式庫，還來自于工作小組的分析。2.確定DFMEA的詳細(xì)分析對象第4頁共9頁根據(jù)實施DFMEA需要耗費大量時間的具體情況，本研究提出了一種新方法來確定需要詳細(xì)實施DFMEA的對象；思路是對系統(tǒng)進行逐級分析，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)確定需要詳細(xì)分析的分支(以下稱為重要分支不可再分的重要分支即為需要詳細(xì)3建立系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)樹此處系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)樹與上述中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹類似，但本質(zhì)上不同。這里的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)樹是與系統(tǒng)的組成完全相同，依照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能逐級向下建立，直到系統(tǒng)的零部件為止(稱為組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點)，組成結(jié)構(gòu)樹的示意圖見下圖。121由1212S12，S21，S22，S111S112都是該組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點。確定閾值閾值是確定重要分支所依據(jù)的條件。根據(jù)DFMEA(S)和風(fēng)險順序數(shù)(RPN)兩個參數(shù)的閾值，SRPN兩參數(shù)中的任意一個等于或超過閾值，SRPN中還有發(fā)生度(O)和探測度(D)兩個RPN是SOD3O和DDFMEA中的閾值低。選擇所需分析的對象對產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)樹逐級向下分析，首先確定第一級分支的所有的RPN第5頁共9頁上過程直到組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點，非重要分支則不再繼續(xù)分析。以下圖所示的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)樹為例，選擇需要分析的對象。假設(shè)SRPN6705所示，有部分為重要分支。由圖可見，子系統(tǒng)S1SRPN都達(dá)到閾值，被確定為重要分支；子系統(tǒng)S2S已經(jīng)超過閾值，也被確定為重要分支；S12，S22S111被確定為分DFMEA。分析節(jié)流閥體的故障數(shù)據(jù)，確定S和RPN的閾值分別為5和30，分析結(jié)果見下圖。由分析結(jié)果可知需要對節(jié)氣門位置傳感器怠速控制閥閥片閥體本體進行詳細(xì)的DFMEA三、實施DFMEA 的流程為增加DFMEA的可用度，使初次進行DFMEA的工作人員也能順利地實施DFMEA，針對發(fā)動機設(shè)計的特點，對DFMEA的流程進行了進一步的歸納和改進(見下圖)。第6頁共9頁為加深對實施階段的理解，提高分析效率，將實施階段分成DFMEA3步。5個加的為基礎(chǔ)項，它們的分析是決定DFMEA和建議的糾正措施為衍生項；基礎(chǔ)項確定之后，衍生項可以隨之確定。1.分析基礎(chǔ)項功能能是與閥片配合保證最小流量；與怠速控制閥配合保證怠速流量；與節(jié)氣門位置傳感器配合保證主進氣量。第7頁共9頁潛在故障模式"破壞功能"盡量列出破壞該功能的所有可能的模式；故障模式大部分來源于故障模式庫，還有一部分是新出現(xiàn)的故障模式以及小組分析的結(jié)果，閥體的潛在故障模式為磨損、裂紋、斷裂以及積碳等。潛在故障后果即最嚴(yán)重的影響；閥體的潛在故障后果為發(fā)動機無力、燃油消耗率高、怠速高。潛在故障起因其進行的功能分析，可以知道閥體磨損的潛在故障原因為，閥體喉口與閥片直徑不匹配；閥桿與閥片螺釘孔的位置不匹配；怠速控制閥與怠速通道的孔徑不匹配；怠速通道的孔系不同軸?，F(xiàn)有控制措施根據(jù)故障的潛在起因可確定預(yù)防與探測的措施，這些都是已有的或?qū)⒁械拇胧?。閥體的現(xiàn)有控制措施為配合設(shè)計閥體喉口和閥片直徑，保證其配合間隙；配合設(shè)計閥桿和閥片螺釘孔位置，保證其同心度；配合設(shè)計怠速控制閥和怠速通道的孔徑，保證其配合間隙。2.分析衍生項SO，根據(jù)探RPN值。DFMEA報告。美國汽車工業(yè)行動集團(AIAG)FMEAOD的評定準(zhǔn)則，其中，O準(zhǔn)則非常直觀，根據(jù)計算得到的頻率即可得。DAIAG的DD判定準(zhǔn)則。AIAG的準(zhǔn)則，但為了增強其可操作性，作者對其進行重度。第8頁共9頁7；OO閥體磨損的檢測度現(xiàn)有的控制措施除硬度檢測外，均為對兩零部件的配合檢測，有較多的機會能找出潛在的起