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SAE新FMEA標(biāo)準(zhǔn)中如何進(jìn)行失效分析？（第五部分）

 

 

本次發(fā)布是SAE美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)更新的，不是AIAG-VDA FMEA手冊(cè)。

 

SAE在2021年1月13日 更新了FMEA標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的上一個(gè)版本是2009版，本次是在2009版的基礎(chǔ)上進(jìn)行的修訂。

 

該更新的標(biāo)準(zhǔn)和AIAG-VDA FMEA手冊(cè)有哪些不同點(diǎn)呢？

 

我們經(jīng)過(guò)閱讀整理如下：

 

確定失效模式

 

 

潛在失效模式是指一個(gè)項(xiàng)目可能無(wú)法滿足或交付預(yù)期功能的方式。每個(gè)潛在的失效模式都與其它的失效模式分開(kāi)考慮。在DFMEA表中單獨(dú)列出每個(gè)潛在的失效模式。

 

潛在失效模式有以下幾種類型：

 

-功能喪失（即無(wú)法操作等）

 

-部分功能（即性能損失等）

 

-功能退化（即隨時(shí)間的推移，性能損失等）

 

-功能過(guò)度（即操作超過(guò)可接受閾值等）

 

-間歇性功能（即操作隨機(jī)啟動(dòng)/停止/啟動(dòng)等）

 

-非預(yù)期的功能（即在錯(cuò)誤的時(shí)間操作，非預(yù)期的方向等）

 

-功能延遲（即在非預(yù)期時(shí)間間隔后進(jìn)行操作等）

 

注：并非所有類別都會(huì)導(dǎo)致失效模式。

 

 

項(xiàng)目：雨刮系統(tǒng)

 

功能：按設(shè)定的速度清潔擋風(fēng)玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文檔中定義的擦試質(zhì)量   

 

2、葉片或任何構(gòu)件在任何時(shí)候都不能接觸到擋風(fēng)玻璃   

 

3、參考FMVSS 104

 

失效模式：擋風(fēng)玻璃清潔碎片和水不干凈

 

潛臺(tái)詞：SAE新版FMEA標(biāo)準(zhǔn)與AIAG-VDA FMEA手冊(cè)定義的失效模式，是一致的，都是七種失效模式。

 

 

確定失效的潛在影響

 

失效的影響是每種失效模式的后果或結(jié)果。在DFMEA中列出每種失效模式所有的影響。應(yīng)考慮失效模式對(duì)：

 

-下一級(jí)裝配

 

-最終產(chǎn)品

 

-最終用戶/客戶（產(chǎn)品操作者）的影響。

 

終端效果應(yīng)說(shuō)明用戶可能注意到或體驗(yàn)到什么。適用時(shí)，我們應(yīng)該清楚地說(shuō)明失效模式的影響是否會(huì)影響安全或不符合法規(guī)規(guī)定。

 

其目的是預(yù)測(cè)與團(tuán)隊(duì)的知識(shí)水平相一致的失效影響。

 

在某些情況下，進(jìn)行分析團(tuán)隊(duì)可能不知道最終用戶的影響，如果不知道這些信息，應(yīng)該根據(jù)部件的功能和規(guī)格定義影響。系統(tǒng)集成商有責(zé)任確保產(chǎn)品集成的風(fēng)險(xiǎn)。

 

 

項(xiàng)目：雨刮系統(tǒng)

 

功能：按設(shè)定的速度清潔擋風(fēng)玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文檔中定義的擦試質(zhì)量    

 

2、葉片或任何構(gòu)件在任何時(shí)候都不能接觸到擋風(fēng)玻璃  

 

3、參考FMVSS 104

 

失效模式：擋風(fēng)玻璃清潔碎片和水不干凈

 

失效后果：駕駛員能見(jiàn)度可能降低，可能違反交通規(guī)則

 

潛臺(tái)詞:SAE的失效影響與AIAG-VDA FMEA手冊(cè)定義的失效后果基本是一致的。失效影響描述是下一級(jí)產(chǎn)品集成的影響（內(nèi)部或外部），對(duì)操作整車的最終用戶的影響（外部）、以及對(duì)適用的政府法規(guī)的影響（法規(guī)）。

 

 

確定失效的潛在原因

 

對(duì)于每一種失效模式，F(xiàn)MEA團(tuán)隊(duì)都會(huì)找出原因。原因是失效的具體原因，最好通過(guò)詢問(wèn)“為什么”找到，直到確定根本原因。

 

對(duì)于DFMEA，其原因是設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的失效模式。對(duì)于PFMEA，其原因是制造或裝配缺陷（或變異來(lái)源）導(dǎo)致的失效模式，當(dāng)原因出現(xiàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的失效模式已經(jīng)出現(xiàn)。

 

每種失效模式可能有許多原因，原因應(yīng)以更詳細(xì)的描述，也就是說(shuō)，可以被糾正或控制的事物。

 

如果可能，F(xiàn)MEA團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)繼續(xù)詢問(wèn)“為什么”，直到確定根本原因，唯一的例外是更高層次的系統(tǒng)SFMEA分析時(shí)，原因可有保持在一個(gè)更高級(jí)別的組件級(jí)別上，比如組件失效。而不是把所有的零件失效列出來(lái)，因?yàn)樵陔S后的DFMEA中進(jìn)行分析。

 

潛臺(tái)詞:這一點(diǎn)區(qū)別于AIAG-VDA FMEA手冊(cè)，SAE新版FMEA還是基于SFMEA和DFMEA的分級(jí)，而FMEA手冊(cè)的失效原因，就是聚焦元素的下一級(jí)的功能失效，就是失效原因，也就是說(shuō)FMEA手冊(cè)的中只有失效，由三級(jí)失效構(gòu)成失效網(wǎng)，聚焦元素的上一級(jí)的失效是失效影響，聚集元素的失效是失效模式，聚焦元素的下一級(jí)失效是失效原因。

 

 

當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)FMEA正在執(zhí)行時(shí)，一個(gè)供應(yīng)商對(duì)一個(gè)組件負(fù)有設(shè)計(jì)責(zé)任，系統(tǒng)FMEA團(tuán)隊(duì)可能需要求請(qǐng)求訪問(wèn)適當(dāng)?shù)腇MEA信息，以識(shí)別特定的風(fēng)險(xiǎn)，并解決高風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

 

在DFMEA中，根本原因通常用產(chǎn)品特性來(lái)描述，如尺寸、重量、方向、硬度、強(qiáng)度等，而設(shè)計(jì)缺陷與產(chǎn)品特性有關(guān)。

 

原因應(yīng)盡可能簡(jiǎn)明和完整的列出，以便針對(duì)原因制定適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施，包括預(yù)防與探測(cè)措施。

 

潛臺(tái)詞：進(jìn)行系統(tǒng)SFMEA分析時(shí)，不用分析到零件級(jí)的產(chǎn)品特性，失效原因通常是組件級(jí)，如果組件不是你設(shè)計(jì)的，那么就與供應(yīng)商的組件FMEA分享適當(dāng)?shù)男畔ⅲ源_保系統(tǒng)FMEA的失效原因傳遞到供應(yīng)商的組件FMEA中。作為上一級(jí)的SFMEA，系統(tǒng)工程師更多的是選型設(shè)計(jì)，如電機(jī)由于選擇型號(hào)錯(cuò)誤引起功率不足，電機(jī)的功率下降的原因分析應(yīng)由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)責(zé)任的供應(yīng)商來(lái)完成。但系統(tǒng)工程師要確保組件的功能的傳遞，一般通過(guò)SOR來(lái)傳遞給供應(yīng)商。

 

在確定原因時(shí)，回顧DFMEA的假設(shè)：

 

1、DFMEA團(tuán)隊(duì)可以假設(shè)該部件按照工藝規(guī)范制造或組裝的，基于這個(gè)假設(shè)，失效模式可能是由設(shè)計(jì)中的潛在缺陷所引起的。

 

2、DFMEA團(tuán)隊(duì)假設(shè)零件設(shè)計(jì)可能包括了制造或裝配過(guò)程中的產(chǎn)品缺陷，基于此假設(shè)，失效模式可能是制造或裝配的產(chǎn)品缺陷的失效后果，但是由于設(shè)計(jì)缺陷造成的。

 

潛臺(tái)詞：我們DFMEA團(tuán)隊(duì)進(jìn)行原因分析時(shí)，要假設(shè)零部件按工藝規(guī)范加工制定，不然就穿越到PFMEA里去了，也就是說(shuō)，在DFMEA分析，假設(shè)生產(chǎn)是沒(méi)有問(wèn)題的。DFMEA的失效原因通常是產(chǎn)品特性，那么這些產(chǎn)品特性也是PFMEA中的失效模式，DFMEA的失效原因通常包括了制造過(guò)程中的質(zhì)量缺陷。比如孔的內(nèi)徑，DFMEA分析時(shí)，失效模式是功率下降，失效原因是孔的內(nèi)徑過(guò)小，內(nèi)徑過(guò)小是設(shè)計(jì)過(guò)小，但制造中也能制造過(guò)小，那么，就應(yīng)該將DFMEA的失效原因傳遞到PFMEA中當(dāng)失效模式，在PFMEA中的失效模式是孔的內(nèi)徑過(guò)小，原因是制造刀具磨損所致。

 

在SAE J1739 DFMEA工作表中，原因一欄還可以包括潛在的機(jī)理。失效機(jī)理是導(dǎo)致失效的物理、化學(xué)、電、熱或其他過(guò)程。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，失效機(jī)理是在組件失效導(dǎo)致系統(tǒng)失效后錯(cuò)誤傳播的過(guò)程。將失效機(jī)量包含在FMEA的原因描述中，可以更全面地理解失效的物理機(jī)理，從而有效地解決潛在的設(shè)計(jì)缺陷。

 

潛臺(tái)詞：區(qū)別失效原因與失效機(jī)理是將失效的轉(zhuǎn)變過(guò)程描述的更加完整，有利于后續(xù)采取措施。

 

比如：由于擋板太薄引起變形

 

失效原因：擋板設(shè)計(jì)的太薄

 

失效機(jī)理：擋板變形

 

這樣預(yù)防措施要針對(duì)是失效原因，但又了解了失效原因?qū)е率У奈锢?、化學(xué)、電、熱轉(zhuǎn)變的過(guò)程。

 

強(qiáng)調(diào)失效模式、失效原因和失效機(jī)理的區(qū)別是有幫助的。失效模式是指項(xiàng)目或組件無(wú)法滿足預(yù)期功能及其要求的方式。原因是失效的具體原因，表示為潛在的設(shè)計(jì)缺陷。失效機(jī)理是導(dǎo)致特定失效模式或退化過(guò)程或事件鏈背后的實(shí)際物理現(xiàn)象。

 

潛臺(tái)詞：失效機(jī)理是種物理現(xiàn)象，如：破裂、變形、斷裂、松脫、氧化等

 

DFMEA中的失效原因可能與PFMEA中的失效模式有關(guān)，也可能與PFMEA無(wú)關(guān)。DFMEA將從設(shè)計(jì)的角度考慮偏差的原因，而PFMEA將從工藝的角度考慮偏差的原因。在這兩種情況下，F(xiàn)MEA團(tuán)隊(duì)都會(huì)討論在他們自己的控制范圍內(nèi)的事情(例如，設(shè)計(jì)或過(guò)程)。

 

 

項(xiàng)目：雨刮系統(tǒng)

 

功能：按設(shè)定的速度清潔擋風(fēng)玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文檔中定義的擦試質(zhì)量    

 

2、葉片或任何構(gòu)件在任何時(shí)候都不能接觸到擋風(fēng)玻璃  

 

3、參考FMVSS 104

 

失效模式：擋風(fēng)玻璃清潔碎片和水不干凈

 

失效后果：駕駛員能見(jiàn)度可能降低，可能違反交通規(guī)則

 

失效原因：由于連桿隔振器退化，擋風(fēng)玻璃間隙隨時(shí)間的推移減少。

 

上面雨刮系統(tǒng)失效分析在RFMEA中展現(xiàn)如下：

 

結(jié)構(gòu)、功能與失效：

 

 

結(jié)構(gòu)/功能/失效網(wǎng)：

 

 

綜上所述，鮮老師認(rèn)為SAE新版FMEA標(biāo)準(zhǔn)中定義了七種失效模式類別，失效后果也與FMEA手冊(cè)一致，由于沒(méi)有按結(jié)構(gòu)層次展開(kāi)，失效原因欄中區(qū)分失效原因與失效機(jī)理，將失效的物理轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象表述出來(lái)，有利于后續(xù)制定預(yù)防與探測(cè)措施。