詳解：汽車產品設計FMEA分析流程

來源：?作者：線束世界-Jimmy?2023-10-20 11:51

設計FMEA的輸入與輸出

為了使設計FMEA（DFMEA）的制定能夠達到其預期的效果，要充分考慮的FMEA流程的內容輸入的準確性和完整性，并了解清楚FMEA流程對相應下游的工作的重要影響。其中，對FMEA的啟動有重要影響的主要輸入有：

有了這些重要的輸入，最終的FMEA材料才能作為以下重要的工程文件的輸入：

①設計/過程驗證實驗

②魯棒性檢查表

③YC/YS和CC / SC (關鍵及重要特性參數)

④設計標準

⑤控制計劃

因此，在制定以上文件的時候一定要確保包含了FMEA的相關信息。否則制定FMEA的過程就失去了它本來的意義。比如DFMEA里定義的潛在關鍵及重要特性參數（YC/YS），要在PFMEA（過程FMEA）里識別出對應的關鍵及重要特性參數（CC/SC），并在控制計劃里對這些參數制定特別的控制方法。

汽車產品設計FMEA分析流程

關于汽車產品的設計，FMEA分析的主要流程為：

(1)明確系統(tǒng)狀態(tài)及其功能

廣泛的搜集系統(tǒng)的相關資料（包括法規(guī)要求、工作環(huán)境、性能要求等信息），完成P圖繪制。這里的系統(tǒng)功能必須以可以測量或者驗證的形式來描述，必須能夠回答：“該產品/系統(tǒng)應該完成什么”這樣的問題。簡單來講，功能是產品設計的目的。

(2)繪制結構框圖

建立系統(tǒng)結構框圖能更好地了解各子系統(tǒng)與周邊環(huán)境零件的相互關系及相互影響。

(3)列出所有失效模式

根據專家組經驗，詳細地列舉出系統(tǒng)中所有的潛在失效模式。注意失效模式要和第一步中描述的功能有直接的相關性。失效模式具體可以分為四類：

①完全失效?–?即系統(tǒng)已徹底無法運轉或工作；

②部分失效/功能降低??–?即系統(tǒng)沒有實現設計所需要的所有功能；

③間隙性失效?–?即系統(tǒng)有時會正常工作，有時失效；

④錯誤性失效?–?即系統(tǒng)產生了設計功能以外的其它功能。

(4)分析造成失效的原因及其影響

根據已列出失效模式，逐一分析其產生原因及其失效的影響。

(5)判斷失效模式的風險等級

根據失效模式、失效影響定性評估其嚴重度S、發(fā)生率O、檢測度D，建立在此基礎上，可以確定失效模式的措施優(yōu)先級AP值。嚴重度（Severity，記S）是指某種潛在失效模式發(fā)生時對產品質量及顧客產生影響的嚴重程度的評價指標，如表1所示。

表1 嚴重度

發(fā)生率（Occurrence，記O）是指某項潛在失效模式發(fā)生的可能性，發(fā)生的概率越高可能性越大，判定準則如表2所示。

表2 發(fā)生率

檢測度（Detection，記D）是指當某項潛在失效發(fā)生時，根據現有的控制手段及檢測方法，能將其檢出的概率的評價指標，評價準則如表3所示。

表3 檢測度

一旦團隊完成失效模式、失效后果、失效原因和控制的初始確認，并評估了嚴重度、發(fā)生度和探測度，必須決定是否需要進一步努力來降低風險，由于資源、時間、技術和其它因素的固有限制，團隊必須選擇如何最好地排定這些工作的優(yōu)先順序。

措施優(yōu)先級（AP）方法，提供了所有1000種S、O、D的可能組合。AP方法的邏輯遵循了FMEA的失效預防意圖，首先著重于嚴重度，其次是發(fā)生度，然后是探測度。

AP表對措施需求提供了高（H）、中（M）、低（L）三個優(yōu)先級的建議，公司可使用一個體系來評估措施優(yōu)先級，而不是使用多個顧客要求的多個體系。

對于潛在的嚴重度為9 -10且措施優(yōu)先級為高和中的失效后果，建議至少由管理層評審，包括（評審）所采取的任何優(yōu)化措施。

措施優(yōu)先級（AP）不是高、中、低風險的優(yōu)先級，而是對降低風險的措施的需求的優(yōu)先級排序。

(6)針對失效模式制定預防措施

提前做好預防措施有助于增強汽車可靠性，同時延長汽車的使用壽命，因此對失效模式和失效原因進行分析有助于制定更加有效的預防措施，進而避免同類問題再次出現。

首先要找到正確的失效原因，對應的也就是設計的缺陷，因而導致了失效模式的出現。針對每個失效模式的失效原因，可以基于以下假設進行頭腦風暴：

①產品或系統(tǒng)是按照設計要求進行加工和安裝的

②變差是由于設計本身帶來的

這樣可以去除設計以外的干擾因素而專注于設計本身。然后進一步通過魚骨圖，5-Why等方法識別失效原因。注意失效原因必須是：

①本質的或最根本的原因

②嚴重度為9~10的失效模式必須找到失效原因

③用產品的具體參數來描述，比如：尺寸，位置，強度，硬度等等。

找到失效原因后，同樣需要識別它的發(fā)生率（Occurrence Rate），為接下來采取的措施作準備。因為所采取的措施也通常會分為兩類：

①預防性措施：

通過具體的設計變更來防止相應的失效模式或失效原因的發(fā)生，或者降低其發(fā)生率（越低越好）。

②識別性措施：

通過增加相應的測試（理論分析或實物測試），在產品量產之前識別可能的失效模式或失效原因。識別率越高越好。

相應措施的優(yōu)先等級也要與第5步中識別出的失效模式的風險等級相對應。

(7)填寫FMEA表格

參考現有規(guī)范，建立相應的FMEA表格，在表格中需要填入的信息主要包括幾個方面：其一是失效模式和失效原因；其二是失效后對系統(tǒng)各層的影響；其三是預防失效模式的應對機制。

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