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嘉峪檢測網(wǎng) 2022-08-30 15:13
DFMEA的第四步失效分析的目的是識別失效原因，失效模式及失效后果，并使用失效網(wǎng)顯示它們的關(guān)系以進行風險評估，DFMEA失效分析的工具是失效樹、失效網(wǎng)。
失效分析的主要目標：
1、識別結(jié)構(gòu)元素下功能的潛在失效；
2、建立失效鏈，失效模式、失效原因及失效后果；
3、失效關(guān)系可視化；
4、客戶的失效與供應(yīng)商關(guān)聯(lián)起來；
什么是DFMEA的失效？
當輸入、控制和干擾因子處于可允許的范圍內(nèi)，由于錯誤的功能設(shè)計，產(chǎn)生了錯誤的或出現(xiàn)了不期望的邊界效應(yīng)。系統(tǒng)和子系統(tǒng)失效模式是根據(jù)功能損失或劣化來描述的，可能的失效是從功能中推斷出來的，不是頭腦風暴瞎整出來的，失效模式的短語是“名詞”加“動詞組合成的，機油泄漏。應(yīng)用確切的指標、數(shù)據(jù)、事實來描述失效，失效的描述必須是清晰和可理解，不能寫不符合、不OK、失效、中斷等此類的描述，不足以幫助我們?nèi)フ业绞г?。通常一個功能可以有多種失效。
大家都說，失效不是頭腦風暴出來的，那到底是如何分析得出的呢？
失效是從已知的功能推斷出來的，我們DFMEA中的功能中推斷出七種失效類別，一個功能不一定會出現(xiàn)所有的七種失效，但要考慮以下的七種失效類別。
功能喪失，如：無法操作、突然失效；
部分功能，如：性能損失；
功能退化，如：性能隨時間損失／衰退；
過度功能，如：操作超出可接受閾值；
間歇性功能，如：操作隨機啟動-停止-啟動，
非預(yù)期功能，如：在錯誤的時間操作、意外方向、不相等性能，
延遲功能，如：非預(yù)期時間間隔后操作。
舉例：
燈泡的功能是發(fā)光、照明；
燈滅了是功能喪失；
只有一盞燈亮，有一盞燈不亮，那是部分功能，性能損失；
燈點亮200小時后，亮度下降，那是功能退化；
燈太亮，那是過度功能，超出預(yù)期；
燈在點亮時發(fā)熱，發(fā)熱是不預(yù)期的要求，那是非預(yù)期的功能；
安全氣囊在20ms內(nèi)點爆，那是功能延遲。
圖上綠色的是功能，紅色就是發(fā)生故障，也就是失效。功能的失效由功能推導(dǎo)出來的，下面對應(yīng)七種失效的狀態(tài)，
1、突然失效，也就是功能喪失；
2、隨時間變化，就是功能可靠性，功能隨時間退化；
3、間歇性失效，功能有時候有，功能有時候又沒有了
4、功能過度或功能不足；
5、非預(yù)期執(zhí)行，在錯誤的時間操作、意外方向、不相等性能；
6、不滿足功能等級的要求；
7、功能錯誤的方向；
失效鏈有三個不同的層面構(gòu)成，失效后果，失效模式及失效原因。
聚焦元素的失效是失效模式，它的上一級功能的失效是失效后果，它的下一級功能的失效是失效原因。
根據(jù)功能推導(dǎo)出失效模式，失效后果及失效原因，在失效分析過程中形成失效鏈。
聚焦元素的失效是失效模式，與其關(guān)聯(lián)的是失效后果和失效原因。
到底失效被認為是失效后果、失效模式還是失效原因，取決于你聚焦的是哪一層級，如系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件還是零件？
聚焦元素的失效是失效模式，它的上一級功能的失效是失效后果，它的下一級功能的失效是失效原因。
下面來用起動機的例子說明一下，
第一級：動力系統(tǒng)，
第二級：起動機，
第三級：傳動機構(gòu)，
第四級：撥叉，
第五級：材質(zhì)。
案例中的聚焦元素是傳動機構(gòu)，那么傳動機構(gòu)功能的失效就是失效模式，基于電磁控制機構(gòu)位移不能實現(xiàn)和飛輪的嚙合，
失效后果就是它的上一級較高級別：起動機，上一級的功能的失效是失效后果，失效后果是啟動開關(guān)閉合信息和輸入電源時無轉(zhuǎn)速輸出。
失效原因是它的下一級較低級別：撥叉，下一級功能的失效是失效原因，失效原因是撥叉耐磨性能不足。
失效后果是失效模式的后果，對失效模式對應(yīng)較高一級產(chǎn)品，不論是內(nèi)部的，還是外部的產(chǎn)品，車輛的最終用戶，適用的法律法規(guī)，我們要從多個客戶的角度理解失效后果。
對客戶的影響后果是客戶可能會注意或碰到的后果，包括對安全影響。一個失效模式有多個后果，包括了多個內(nèi)部的失效后果及外部客戶相關(guān)的失效后果。
最終用戶車輛使用者的失效后果示例，包括：聽到噪音、外觀體驗差、聞到難聞的氣味、車輛無法啟動、不能實現(xiàn)某種功能，如不能轉(zhuǎn)向、剎車失靈等。
失效模式是可能無法滿足或提供預(yù)期功能，失效模式不是頭腦風暴瞎整出來的，是從功能任務(wù)中推斷出來的，前面已經(jīng)講過了，失效模式從功能中，使用七種失效類型中推斷出的。失效模式來源于功能，應(yīng)使用技術(shù)術(shù)語來描述。
在進行DFMEA分析時，假設(shè)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，是否考慮在設(shè)計優(yōu)化，以減少或消除在制造過程中產(chǎn)生缺陷。
總的來講，失效模式是定義為零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)可能失去符合或提供預(yù)期功能的情況，因為每三級構(gòu)成FMEA的結(jié)構(gòu)關(guān)系，失效模式可以是更高一級產(chǎn)品的失效原因，也是較低級別的失效后果。
系統(tǒng)級失效模式的示例包括如下：不能傳遞扭矩，脫離得太快、不脫離、無信號傳遞等。
組件級或零件級的失效模式是硬件的失效，如組件破裂、變形、斷裂、松脫、氧化等。
失效原因是失效模式發(fā)生的原因，失效原因造成的后果是失效模式，盡有可能識別每一種失效模式的所有潛在原因。在功能分析中的參數(shù)圖的噪音因素是可能的失效原因，盡有可能的簡明、完整地列出，以便針對失效原因制定預(yù)防措施和探測措施。
應(yīng)針對具體的失效模式，識別出所有影響相應(yīng)功能的技術(shù)參數(shù)的影響，如電機的輸出扭矩過小（當電機為三層關(guān)系中的較低級別時）。從導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生功能失效模式或潛在失效模式的那些物理、化學(xué)或生物變化過程等方面，尋找失效模式發(fā)生的直接原因，如轉(zhuǎn)子的外形尺寸，長度10+-0.1mm。從外部因素（如其他產(chǎn)品的失效、使用、環(huán)境和人為因素等）方面，尋找產(chǎn)品發(fā)生失效模式的間接原因，這就是參數(shù)圖中的噪音因素，如環(huán)境溫度、濕度等。
失效原因來源于下較低級別的功能失效模式、要求和潛在噪音因子（參數(shù)圖中的干擾因子，是間接失效原因），我們從從系統(tǒng)及零件設(shè)計因素、噪音（干擾）因素、DFM可制造性、軟件問題等四個層次展開原因分析，失效的直接原因為下一較低級別的功能性能設(shè)計不完善，如選擇了錯誤的材料、幾何尺寸外徑過大或過小，表面硬度過小等。
噪音因子包括了系統(tǒng)交互、隨時間變化、外部環(huán)境、車輛使用者的錯誤行為、人體制造變化等五個方面，也是失效模式的間接失效原因。失效原因還包括缺少可制造穩(wěn)健設(shè)計，如幾何形狀允許向后或倒置安裝零件，零件缺乏明顯的設(shè)計特征，運輸容器設(shè)計導(dǎo)致零件劃傷或粘在一起，零件處理導(dǎo)致?lián)p壞等。
軟件問題也作為系統(tǒng)及組件的失效原因，當然也可以將軟件進行結(jié)構(gòu)分析為軟件模塊、單元等進行單獨的風險分析，軟件FMEA我們在下一次單獨講解。
對失效網(wǎng)進行邏輯連接時，用下面的提問是非常有效的，將失效原因鏈接到失效模式，應(yīng)自問，失效模式為什么或發(fā)生？將失效后果鏈接到失效模式，應(yīng)自問，失效模式發(fā)生時產(chǎn)生了什么后果?
我們研究的案例是起動機，聚焦元素是起動的傳動機構(gòu)，那么傳動機構(gòu)對應(yīng)的失效是失效模式，它的上一較高級別是起動機，起動機對應(yīng)的失效是失效后果，它的下一較低級別是撥叉，撥叉對應(yīng)的失效是失效原因，傳動機構(gòu)的位移為什么不能實現(xiàn)和飛輪的嚙合？因為撥叉材料選擇錯誤引起耐磨性能不足。傳動機構(gòu)的位移不能實現(xiàn)和飛輪的嚙合時，會生產(chǎn)什么后果和影響？起動機在啟動開關(guān)閉合信息和輸入電源時，無法轉(zhuǎn)速和扭力輸出。
每三層構(gòu)成FMEA的失效關(guān)系，根據(jù)失效網(wǎng)，我們將失效網(wǎng)填入表格中，今天我們以傳動機構(gòu)為關(guān)注元素，將關(guān)注元素的失效填入中間的格子里，失效模式是“基于電磁控制機構(gòu)位移不能實現(xiàn)和飛輪的嚙合”，那么他們的上一較高級別為起動機，將起動機的失效填入上一級，失效后果：有啟動開關(guān)閉合信號和輸入電源時無轉(zhuǎn)速輸出，下一級較低級別是撥叉，將撥叉的失效填入下一級，撥叉耐磨性能不足。
DFMEA新版表格將結(jié)構(gòu)分析、功能分析與失效分析融入到表格中，每三層結(jié)構(gòu)成DFMEA的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系，三層結(jié)構(gòu)樹的關(guān)系是起動機、傳動機構(gòu)、撥叉，聚焦元素是傳動機構(gòu)，它的上一級較高級別是起動機，它的下一級較低級別撥叉。
功能網(wǎng)的三層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系，聚焦元素的功能是基于電磁控制機構(gòu)的位移實現(xiàn)和飛輪的嚙合，它的上一級較高級別起動機的功能是基于啟動開關(guān)閉合信號把蓄電池的電能轉(zhuǎn)化輸出給飛輪具有特定扭矩的轉(zhuǎn)速，它的下一級較低級別撥叉的功能是材料耐磨性能。
失效網(wǎng)的三層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系，聚焦元素的失效是失效模式，基于電磁控制機構(gòu)位移不能實現(xiàn)和飛輪的嚙合，失效后果是有啟動開關(guān)閉合信號和輸入電源時無轉(zhuǎn)速輸出，失效原因是撥叉耐磨性能不足。
來源：鮮萬世質(zhì)量頻道
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