在參加《2023FMEA實(shí)踐應(yīng)用交流會(huì)》期間，F(xiàn)MEA應(yīng)用者對(duì)P圖產(chǎn)生的濃厚的興趣，也表達(dá)了實(shí)踐過(guò)程中的一些疑慮和痛點(diǎn)。作者從自己的工作經(jīng)歷來(lái)嘗試回答這些疑慮，并以系列文章來(lái)呈現(xiàn)，期望給業(yè)界同仁帶來(lái)一些啟發(fā)。本文將從為什么和什么是兩個(gè)角度來(lái)闡釋P圖。
可將產(chǎn)品設(shè)計(jì)定義為：將顧客需求轉(zhuǎn)換成可以用來(lái)生產(chǎn)的信息。也就是說(shuō)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種信息的處理。產(chǎn)品在實(shí)際使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)失效，譬如說(shuō)圓珠筆在實(shí)際使用過(guò)程中可能會(huì)漏油，如果出現(xiàn)失效，問(wèn)題解決團(tuán)隊(duì)就要查找失效的原因，是設(shè)計(jì)參數(shù)不對(duì)，還是極寒環(huán)境下導(dǎo)致的，抑或其他。如果真的等到失效再分析，是不是太晚了，因?yàn)楫a(chǎn)品一旦在客戶端失效，制造方是沒(méi)辦法提高在用產(chǎn)品的質(zhì)量的，不僅如此，還會(huì)遭受財(cái)務(wù)損失。那么有沒(méi)有方法在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前端用一個(gè)圖來(lái)將單個(gè)組件與失效相關(guān)的信息集成在一起，以便于團(tuán)隊(duì)及早的分析產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的潛在問(wèn)題呢。有，那就是參數(shù)圖，叫P圖也可，英文叫做P-Diagram，如圖1-1所示。
圖1-1變速箱P圖（著重研究固定擋位下的傳動(dòng)）
二、P圖學(xué)習(xí)之準(zhǔn)備工作
圖1-1包含了研究對(duì)象（關(guān)注要素）變速箱的P圖的所有要素，包含研究對(duì)象、非預(yù)期輸出、預(yù)期輸出、輸入、功能、功能性要求、非功能性要求、控制因子（設(shè)計(jì)參數(shù)）以及噪音等?？此票容^復(fù)雜，讀者稍等，如果我們將以黑匣子來(lái)看待變速箱是不是更容易些，變速箱的輸入輸出的簡(jiǎn)單關(guān)系如圖2-1所示。
圖2-1 黑匣子變速箱黑的能量變換關(guān)系
作者想要表達(dá)的意思是，P圖藏有乾坤，奈何組成要素太多，不容易學(xué)習(xí)和掌握，那么先從變速箱的工程系統(tǒng)模型來(lái)認(rèn)識(shí)，讀者自己判定下如下兩種方案，從學(xué)習(xí)的角度來(lái)講，你更喜歡哪一個(gè)：
方案一：先展示圖1-1，后展示圖2-1
方案二：先展示圖2-1，后展示圖1-1
這里面有個(gè)復(fù)雜度的問(wèn)題，組成要素越多，就越復(fù)雜，我們期望的順序是：先簡(jiǎn)單后復(fù)雜（腦負(fù)荷有限），先易后難。
接下來(lái)我們來(lái)看看變速箱由幾個(gè)部分組成，以及這些組成部分的關(guān)系以及組成部分與非變速箱系統(tǒng)之間的關(guān)系。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶以及傳動(dòng)系統(tǒng)的連線已經(jīng)下沉到組成變速箱的組成部分中去了，分別是：操縱部分，傳動(dòng)部分以及殼體。為什么？變速箱在實(shí)際工作的時(shí)候，超系統(tǒng)組件（發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶以及傳動(dòng)系統(tǒng)）是與操縱部分和傳動(dòng)部分關(guān)聯(lián)的，當(dāng)然，也可以說(shuō)是與變速箱關(guān)聯(lián)的，但是現(xiàn)在，我們已經(jīng)掌握了更多的信息：也確實(shí)知道用戶將會(huì)撥動(dòng)操縱部分以實(shí)現(xiàn)換檔的功能，我們也可以說(shuō)用戶與變速箱互動(dòng)，根據(jù)實(shí)際路況來(lái)控制檔位。一個(gè)原則：隨著掌握變速箱的程度越來(lái)越高，連線需要逐步下沉，只在最底層（沒(méi)有葉節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行接口聯(lián)接的動(dòng)作。
圖2-2 變速箱邊界圖（一級(jí)）
圖2-3 變速箱剖面圖
三、P圖組成要素
現(xiàn)在我們回到P圖，詳細(xì)講解其中的要素。
非預(yù)期輸出：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)期功能偏離。例如，與制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的能量理想地轉(zhuǎn)化為摩擦。熱量、噪音和振動(dòng)是制動(dòng)能量的非預(yù)期輸出。輸出的改變可能以熱輻射、振動(dòng)、電阻、流量限制等損失的形式出現(xiàn)。可以將非預(yù)期輸出理解為錯(cuò)誤狀態(tài)，將其與功能要求相關(guān)聯(lián)，從而能夠得到更多的風(fēng)險(xiǎn)名稱(chēng)。
功能：描述了一個(gè)項(xiàng)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(gè)任務(wù)。
功能性要求：判斷或測(cè)量功能預(yù)期性能的標(biāo)準(zhǔn)（如傳輸電能時(shí)的溫升要求）。
非功能性要求：對(duì)設(shè)計(jì)決策自由度的限制(如溫度范圍、設(shè)計(jì)預(yù)算，設(shè)計(jì)周期等）。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)后期階段，這些要求將限制設(shè)計(jì)參數(shù)的取值范圍。
預(yù)期輸出：是理想的、預(yù)期的功能輸出，可能會(huì)(動(dòng)態(tài)系統(tǒng))或可能不會(huì)(靜態(tài)系統(tǒng))與信號(hào)因素成線性比例(如，熱量與電阻之間的關(guān)系)。
輸入：是對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能所需的信息源的描述，是激勵(lì)，是為實(shí)現(xiàn)輸出而給系統(tǒng)的激勵(lì)，為實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，輸入可能不只一個(gè)。水龍頭是一個(gè)很好的案例，為了獲得一定流量的水，用來(lái)洗手，輸入為：管道壓力、把手旋轉(zhuǎn)角度。
控制因子：識(shí)別它以實(shí)現(xiàn)功能?？烧{(diào)整控制因素以使設(shè)計(jì)對(duì)噪音更不敏感(更穩(wěn)健)。信號(hào)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(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)響應(yīng)(即，制動(dòng)踏板的移動(dòng)改變剎車(chē)距離)。只有動(dòng)態(tài)系統(tǒng)才利用信號(hào)因素。沒(méi)有信號(hào)因素的系統(tǒng)稱(chēng)為靜態(tài)系統(tǒng)。P圖下方的控制因子寫(xiě)成設(shè)計(jì)參數(shù)更為合理些?？刂埔蜃樱河脩艨刂疲ㄕ{(diào)整因子），工程師控制（設(shè)計(jì)參數(shù)）。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)功能來(lái)設(shè)定用戶控制因子的范圍。
噪音因子（干擾因子）：能夠?qū)е路治鰧?duì)象功能失效的非預(yù)期的因素，分為5類(lèi)。個(gè)體差異(PP)、隨時(shí)間改變、用戶使用、外部環(huán)境(SI)、系統(tǒng)交互作用。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)后期的優(yōu)化階段，不可將其作為決策因子來(lái)看待。因?yàn)橹荒軠y(cè)量不能控制。
四、參數(shù)圖管理
從過(guò)程管理的角度來(lái)看，參數(shù)圖管理可分為：參數(shù)圖繪制、參數(shù)圖診斷、參數(shù)圖改善、參數(shù)圖設(shè)計(jì)以及參數(shù)圖管理。
參考文獻(xiàn)
[1] AIAG & VDA. FMEA Handbook, 第一版 [M]. 電子工業(yè)出版社，2019.
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
