從FMEA方法看一臺車的誕生~5

在上文從FMEA方法看一臺車的誕生~4中,提到FMEA的失效分析,有以下三個不同的方面:

  • 失效後果 (FE) (failure effect)
  • 失效模式 (FM) (failure mode)
  • 失效原因 (FC) (failure cause)

簡單來說,老婆希望你記得她的生日送她禮物。這是對老公的期望要求(功能),結果你忘記了沒送(這是失效模式),原因是你沒記下來(失效原因),至於後果……我就不說了,上圖

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

回到我們的主題FMEA來說。要找出失效模式、失效後果、失效原因。第一步一定是先明確我們要分析的聚焦元素,在這個元素的基礎上,推導出失效模式。

不清楚什麼是聚焦元素及功能分析,可參考前作:

從FMEA方法看一臺車的誕生~2

從FMEA方法看一臺車的誕生~3

當我們在描述產品的失效模式時,以注塑產品為例,能不能直接說外觀不良呢?

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

我們來看一個小案例,以下是一位感冒的病人和醫生的對話:

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

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從FMEA方法看一臺車的誕生~5

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

各位看官,此情此景是否很熟悉?

我們每次都在抱怨醫生為什麼這麼冷,我明明想告訴醫生我可能生病的原因,但醫生總是打斷我,還不耐煩……我做錯了什麼呢?

其實病人啥也沒做錯,只要病人去找醫生,醫生就只會問病人的現象。醫生不會在第一時間關心病人的原因,醫生需要根據現象然後做系列的檢測然後進行原因的排查,當拿到化驗報告單的時候才會跟病人聊到最近的一些起居等事宜,以加深醫生對病人病情的判斷。

這裡我們必須關注到,醫生在看病初期只關注現象,病人目前的現狀,並且是可測量的、單一的。為什麼需要單一呢?比如感冒是現象嗎?它是一個總稱,流鼻涕、發燒、咳嗽、頭疼才是單一的現象……

回到上頭那個注塑零件的問題,我們能不能直接說失效模式是外觀不良呢?

顯然不能,因為外觀不良是一個大的概念,我們需要識別它在不同情況下的各種現象,如劃痕、毛刺、飛邊、頂白、燒焦、缺料等單一的現象,這樣才可以根據不同的單一現象去尋找對應的原因,也可以根據不同的現象去尋找相應的後果。

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把失效模式描述清楚了,接下來我們要思考:"當這個功能失效了,會導致什麼失效後果(FE)" 。

“失效後果”被定義為失效模式的結果。

描述對下一個級的產品集成的影響(內部或外部),作為車輛運營者的最終用戶(外部),以及適用的政府法規(監管)的影響。

客戶影響應該說明用戶可能注意到的或體驗到的內容,包括那些可能影響安全性的影響。目的是預測與團隊知識水平一致的失效後果。一個失效模式可能有多個與內部和外部客戶的影響。

對於失效後果的描述,可能會伴隨著不同的嚴重程度。以下對最終用戶/車輛操作員舉一些失效後果的示例:

  • 無明顯影響
  • 噪音,例如:不對中/摩擦,吱吱聲,嘎吱聲
  • 外觀不良,例如:近景難看、褪色、化妝品腐蝕
  • 噪聲,例如:流體噪聲、吱吱聲、啁啾聲和嘎嘎聲
  • 氣味難聞,手感粗糙,努力增加
  • 操作受損、間歇、無法操作、電磁兼容(EMC)
  • 外部洩漏造成性能損失,運行不穩定。
  • 不能駕駛汽車(步行回家)
  • 不遵守政府規定
  • 駕駛或剎車損失
從FMEA方法看一臺車的誕生~5

失效原因(FC)是指失效模式發生的原因,是失效的進程。原因造成的後果是失效模式。儘可能識別每種失效模式的所有潛在原因。原因應儘可能簡明、完整地列出,以便針對適當的原因採取補救措施。

潛在來源和相關的失效原因的類型可能是,但不限於:

  • 功能性能設計不當(指定的材料不正確、幾何形狀不正確、選擇的零件不正確、指定的表面光潔度不正確、行程規格不適當、指定的摩擦材料不適當、潤滑能力不足、設計壽命假設不正確、計算程序不正確。軟件規範不當、維護指南不當等。)
  • 系統交互作用(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、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕、化學氧化、電遷移、過應力等)
  • 外部環境(熱,冷,潮氣,振動,路面碎片,路面鹽等)
  • 車輛操作員錯誤或行為(錯誤的齒輪使用,錯誤的踏板使用,超速,拖航,錯誤的燃料類型,服務損壞等)
  • 件到件的變化(公差範圍內的變化)
  • 缺乏可靠的製造設計(零件幾何允許零件安裝向後或倒過來,零件缺乏明顯的設計特徵,運輸容器設計使零件擦傷或粘在一起,零件處理會造成損壞,等等)
  • 軟件問題(未定義的狀態,不完整的代碼測試,損壞的代碼/數據)
從FMEA方法看一臺車的誕生~5

根據分析是在系統、子系統還是組件級別進行的,同樣的失效可以被視為失效後果、失效模式或失效原因。失效模式、失效原因和失效後果應與FMEA表格中的相應列相對應。

當我們在進行FMEA的失效分析的時候,一定要先明確我們分析的標的物是什麼,以進而確認這些失效究竟該放在失效模式、失效原因還是失效後果的位置。

延續我們在上一集的案例,聚焦元素是車窗升降器中的電機馬達。下表為該聚焦元素功能和要求,其上一級以及下一級的功能要求。

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

從FMEA方法看一臺車的誕生~5

通過檢查功能分析中的項,構建出了失效鏈。

1.失效後果(FE):

與“系統或系統元素的功能”相關的失效在功能分析中的影響。

2.失效模式(FM):

與功能分析中的“系統元素的功能”相關的失效模式(或類型)。

3.失效原因(FC):

在功能分析中與“組件元素和輸出的功能或特性”相關的失效原因。

通過上面的步驟,我們已經知道了一個項(item)被指定的功能,可能會有很多的失效模式,也會有伴隨的失效後果,以及導致它產生的失效原因。那麼,該如何針對每一個失效模式進行行動呢?又該如何判斷,哪個失效的風險最高,應該最優先處理?

走過路過不要錯過,請持續關注本連載。下一回,風險分析,將為您細細道來。

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