電機行業(yè)DFMEA

1、什么是 DFMEADFMEA 是指設(shè)計階段的潛在失效模式分析，是從設(shè)計階段把握產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防的一種手段，是 如何在設(shè)計研發(fā)階段保證 產(chǎn)品在正式生產(chǎn)過程中交付客戶過程中如何滿足產(chǎn)品質(zhì)量的一種控制 工具。因為同類型產(chǎn)品的相似性的特點，所以的DFMEA 階段經(jīng)常后借鑒以前 量產(chǎn)過或正在生產(chǎn)中的產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計上的優(yōu)缺點評估后再針對新產(chǎn)品進行的改進與改善。編輯DFMEA 基本原則DFMEA 是在最初生產(chǎn)階段之前，確定潛在的或已知的故障模式，并提供進一步糾正措施的一 種規(guī)范化分析方法；通常是通過部件、子系統(tǒng) /部件、系統(tǒng)/組件等一系列步驟來完成的。最初生 產(chǎn)階段是明確為用戶生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)的階段，該階段的定

2、義非常重要，在該階段開始之前對設(shè)計的修改和更正都不會引起嚴重的后果，而之后對設(shè)計的任何變更都可能造成產(chǎn)品成本的大幅提高。DFMEA 應(yīng)當由一個以設(shè)計責任工程師為組長的跨職能小組來進行，這個小組的成員不僅應(yīng)當包括可能對設(shè)計產(chǎn)生影響的各個部門的代表，還要包括 外部顧客 或內(nèi)部顧客 在內(nèi)。DFMEA 的過程包括產(chǎn)品功能及質(zhì)量分析、分析故障模式、故障原因分析、確定改進項目、制定糾正措施 以及持續(xù)改進等6 個階段。編輯DFMEA 與 PFMEA 的關(guān)系DFMEA 是指設(shè)計階段的潛在失效模式分析，是從設(shè)計階段把握產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防的一種手段，是如何在設(shè)計研發(fā)階段保證產(chǎn)品在正式生產(chǎn)過程中交付客戶過程中如何滿足產(chǎn)品

3、質(zhì)量的一種控制 工具。因為同類型產(chǎn)品的相似性的特點，所以的DFMEA 階段經(jīng)常后借鑒以前量產(chǎn)過或正在生產(chǎn)中的產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計上的優(yōu)缺點評估后再針對新產(chǎn)品進行的改進與改善。PFMEA 如果在 DFMEA 階段做的比較好的話那么在PFMEA 階段將不會岀現(xiàn)影響較大的品質(zhì)問題，但必竟是新產(chǎn)品往往都會岀現(xiàn)自身特有的問題點，而這些問題也通常都是要經(jīng)過長 時間的量產(chǎn)或者是交付給客戶后才發(fā)生或發(fā)現(xiàn)的品質(zhì)問題，這就要通過PFMEA 加以分析保證。兩者最終的目的都是一樣的都追求產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及良品最大化，同時也為大量生產(chǎn)提供可行性的保證。編輯DFMEA 是一種以預(yù)防為主的可靠性設(shè)計分析技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用有助于企業(yè)提

4、高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，縮短研發(fā)周期。目前，DFMEA 已在航空航天以及國外的汽車行業(yè)基本信息在設(shè)計和制造產(chǎn)品時，F(xiàn)MEA 是一種可靠性設(shè)計的重要方法。它實際上是FMA （故障模式分析）和FEA （故障影響分析）的組合。它對各種可能的風險進行評價、分析， 以便在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上消除這些風險或?qū)⑦@些風險減小到可接受的水平。 及時性 是成功實施 FMEA的最重要因素之一，它是一個事前的行為”，而不是事后的行為。為達到最佳效益， FMEA 必須在故障模式被納入產(chǎn)品之前進行設(shè)計 FMEA （也記為 d-FMEA ）應(yīng)在一個設(shè)計概念形成之時或之前開始，并且在 產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當設(shè)計有變化或得到其他信息時

5、及時不斷地修改，并在圖樣加工完 成之前結(jié)束。其評價與分析的對象是最終的產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零 部件。需要注意的是，d-FMEA 在體現(xiàn)設(shè)計意圖的同時還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計意圖。因此，雖然d-FMEA 不是靠過程控制來克服設(shè)計中的缺陷，但其可以考慮制造/裝配過程中技術(shù)的/客觀的限制，從而為過程控制提供了良好的基礎(chǔ)。d-FMEA 的研究對象是：設(shè)計要求與設(shè)計方案的相互權(quán)衡；制造與裝配要求的最初設(shè)計；提高在設(shè)計/開發(fā)過程中考慮潛在故障模式及其對系統(tǒng)和產(chǎn)品影響的可能性；為制定全面、有效的設(shè)計試驗計劃和開發(fā)項目提供更多的信息；建立一套改進設(shè) 計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng)；為將來分析

6、研究現(xiàn)場情況、評價設(shè)計的更改以及開發(fā)更先進的設(shè)計提供參考FMEA 是 1950 年間因油壓系統(tǒng)產(chǎn)生質(zhì)量可靠度（ Reliability ）時所設(shè)計的一種XX 體檢表，它分 D-FMEA 與 P-FMEA , D 即 Design 是指產(chǎn)品的 硬品/功能/系統(tǒng)上的可能失效 Failure 或故障 Fault 時的問題因果分析與改善對策，P 則是 Process 是指流程/制程/步驟上的不良所造成不良后果的改善與因果分析，由于一般 RD 研發(fā)工程師只會利用方塊圖對產(chǎn)品做功能拆解，而不會對流程做分析拆解除限制，而使 P-FMEA 的流程體檢表 制作不出來。FMEA 及 D-FMEA 的核心理念：在產(chǎn)

7、品設(shè)計開發(fā)時，充分考慮到產(chǎn)品在生產(chǎn)運輸使用的過程中所涉及到的困難及問題，將所有的可能出現(xiàn)的因素納入預(yù)防范圍，提前做好預(yù)防措施及解決方案，編輯本段DFMEA的案例分析得到了較為廣泛的應(yīng)用,并顯示出了巨大的威力;但在國內(nèi)汽車行業(yè)并沒有系統(tǒng)地展開沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。以 DFMEA 在國產(chǎn)汽油機節(jié)流閥體的改進設(shè)計中的實施為例 , 對改進后的DFMEA 的實施方法和流程進行闡述。實施 DFMEA 存在的困難發(fā)動機為完成其相應(yīng)的功能,組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,零部件的數(shù)量也很龐大,如不加選擇地對所有的零部件和子系統(tǒng)都實施DFMEA, 將會耗費大量人力、物力和時間,對于初次實施 DFMEA 的企業(yè)幾乎是不可能完成的

8、工作。為此,需要開發(fā)一種方法 ,能夠從發(fā)動機的子系統(tǒng) /零部件中選擇出優(yōu)先需要進行分析的對象。發(fā)動機由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系 統(tǒng)等組成 ,各機構(gòu)和系統(tǒng)完成相應(yīng)的功能。子系統(tǒng)的下級部件或組件通常需要配合完成 相應(yīng)的功能 ,在描述這些部件或組件的功能時,不僅應(yīng)該描述其獨立完成的功能,還應(yīng)描述與其他部件配合完成的功能。組成發(fā)動機的零部件種類很多,不僅包括機械零部件還有電子元件,電子部件的故障模式已經(jīng)較為規(guī)范和完整, 但機械系統(tǒng)及其零部件的故障模式相當復(fù)雜,不僅沒有完整且規(guī)范的描述 ,二者之間還有一定的重復(fù) ,為 DFMEA 工作的開展帶來了困難 ,故需要 為

9、機械系統(tǒng)及其零部件建立相應(yīng)的故障模式庫。實施 DFMEA 的準備工作由于在發(fā)動機設(shè)計中實施 DFMEA 要遇到較多困難 ,故作者建議 ,在具體實施 DF MEA 之前 ,需要做好建立較為完善的故障模式庫并確定DFMEA 的詳細分析對象等準備工作。1. 建立故障模式庫的方法發(fā)動機的組成零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大多數(shù)零部件在運行時還會有相互作用,導(dǎo)致零部件、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的故障模式不僅復(fù)雜,各層次的故障模式還會相互重復(fù),需要為發(fā)動機建立一個故障模式庫;該模式庫不僅應(yīng)該包含發(fā)動機中所有子系統(tǒng)和零部件的故障模式,還能夠反映出該故障模式究竟屬于哪一個零部件或系統(tǒng) ,其建模流程如下圖所示。（1）建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹

10、為建立故障模式庫 ,首先要建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)樹,它并不依賴于某一特定的產(chǎn)品,而是依據(jù)同一類產(chǎn)品建立。如建立一個汽油機的結(jié)構(gòu)樹時,應(yīng)考慮該廠所有的汽油機,分析出其共同特點后建立結(jié)構(gòu)樹;對于組成結(jié)構(gòu)有重大改變的產(chǎn)品,可以考慮為其改變的部分建立一個分支,掛接在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹的相應(yīng)節(jié)點上。以汽油機的節(jié)流閥體為例,該閥體大致都由閥體、怠速控制閥、節(jié)氣門位置傳感器等組成 ,細節(jié)部分會有所不同,節(jié)流閥體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹如下圖所示。（2）確定故障數(shù)據(jù)源為確定故障模式 ,先要找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)源;建議選擇同類產(chǎn)品的試驗數(shù)據(jù)或三包數(shù)據(jù),因為這兩種數(shù)據(jù)中較為詳細地記錄了產(chǎn)品在試驗和使用過程中出現(xiàn)的故障。由于發(fā) 動機可靠性試驗的成本

11、很高, 一般企業(yè)中都不會有充分的試驗數(shù)據(jù);盡管三包數(shù)據(jù)記錄的不是十分規(guī)范 ,但通過歸納和整理 ,仍然可以從中抽象出故障模式。所以,在試驗數(shù)據(jù)不充足的情況下 ,一般推薦采用三包數(shù)據(jù)。,也（3）篩選所分析子系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)一般來講 ,故障數(shù)據(jù)來自于系統(tǒng),需要將故障數(shù)據(jù)逐層篩選,才能最終得到系統(tǒng)、每一級子系統(tǒng)以及零部件的故障數(shù)據(jù),為確定其故障模式作準備。（4）確定關(guān)鍵字三包數(shù)據(jù)來自于不同的維修點,并非由專業(yè)的試驗人員收集,難免存在不規(guī)范的現(xiàn)象, 比如對于 “密封不嚴 ”這一故障現(xiàn)象 ,故障數(shù)據(jù)中就會有 “密封不嚴、不密封、密封性 差、密封性不好 ”等多種描述。針對這種現(xiàn)象 ,建議數(shù)據(jù)歸納人員先要了解各

12、種故障現(xiàn)象的描述,在此基礎(chǔ)上確定關(guān)鍵字 ,對所選子系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行歸類。關(guān)鍵字確定的原則是,能篩選到 95% 以上的同種故障現(xiàn)象 ,盡量做到不遺漏 ;不同故障現(xiàn)象間盡量做到不重復(fù)。因此,篩選同一種故障現(xiàn)象很可能需要確定幾個關(guān)鍵字。（5）對系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行分類 依據(jù)確定的關(guān)鍵字對系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進行分類,分類后的故障數(shù)據(jù)就可以用來抽象出故障模式。（6）故障模式的抽象根據(jù)分類后的故障數(shù)據(jù),可以抽象出相應(yīng)的故障模式。故障模式要求用術(shù)語表示,汽車產(chǎn)品可以參照標準QC 900; 標準中沒有的故障模式 ,需由工程師商量之后統(tǒng)一確定。（7）故障模式掛接在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點上 系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零部件等不同層次都

13、會有相應(yīng)的故障模式,需要將其掛接在相應(yīng)的節(jié)點上 ,至此故障模式庫就搭建完成。隨著分析工作的深入和故障數(shù)據(jù)的持續(xù)歸納,故障模式庫會越來越完整。對節(jié)流閥體的故障數(shù)據(jù)進行以上的處理之后,得到了各級組件及零部件的故障模式立了節(jié)流閥體的故障模式庫 , 下圖示出故障模式庫的一部分。需要指出 ,實施 DFMEA 時分析對象的故障模式不僅來源于故障模式庫, 還來自于工作小組的分析。2. 確定 DFMEA 的詳細分析對象 根據(jù)實施 DFMEA 需要耗費大量時間的具體情況,本研究的參考文獻 2 提出了一種新方法來確定需要詳細實施DFMEA 的對象 ;思路是對系統(tǒng)進行逐級分析 ,根據(jù)一定的標準確定需要詳細分析的分支

14、（以下稱為重要分支 ）, 對重要分支一直細化到最底層 , 不可再分的重要分支即為需要詳細分析的對象。方法分為 3 步 ,即建立系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)樹、確定閾值、選擇所需分析的對象。（1）建立系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)樹 此處系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)樹與上述中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹類似,但本質(zhì)上不同。這里的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)樹是與系統(tǒng)的組成完全相同, 依照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能逐級向下建立,直到系統(tǒng)的零部件為止 （稱為組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點 ）, 組成結(jié)構(gòu)樹的示意圖見下圖。圖中的系統(tǒng)由子系統(tǒng) 1 和子系統(tǒng) 2 組成 , 兩個子系統(tǒng)分別完成相應(yīng)的功能。子系統(tǒng)1 由子總成 1 和 2 組成 , 子總成 1 又可以向下劃分為零部件;子系統(tǒng) 2 由兩個零部

15、件組成。其中 S12,S21,S22,S111 和 S112 都是該組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點。,建（2）確定閾值閾值是確定重要分支所依據(jù)的條件。根據(jù) DFMEA 的原理 , 推薦確定重要度 （S） 和 風險順序數(shù)（RPN） 兩個參數(shù)的閾值 ,只要某分支的 S 和 RPN 兩參數(shù)中的任意一個等于 或超過閾值 ,該分支就被確定為重要分支。除S 和 RPN 以外 ,DFMEA 中還有發(fā)生度 （O）和探測度（D）兩個參數(shù),S 用來描述故障后果，0 表明故障原因的發(fā)生概率，D 是對探測措施有效程度的度量 ,RPN 是 S,O,D3 者的乘積。 O 和 D 的閾值根據(jù)類似產(chǎn)品的故 障數(shù)據(jù)確定，原則是要比 DFM

16、EA 中的閾值低。（3）選擇所需分析的對象對產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)樹逐級向下分析，首先確定第一級分支的所有的 S，0，D 值，并計 算得到 RPN值;然后根據(jù)閾值來確定哪一個分支為重要分支，被確定為重要分支的仍然重復(fù)以上過程直到組成結(jié)構(gòu)樹的葉結(jié)點，非重要分支則不再繼續(xù)分析。以下圖所示的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)樹為例，選擇需要分析的對象。 假設(shè) S 和 RPN 的閾 值分別為 6 和 70，組成結(jié)構(gòu)樹中分支的各參數(shù)情況如圖 5 所示，有“3 的”部分為重要分 支。由圖可見，子系統(tǒng) S1 的 S 和 RPN 都達到閾值，被確定為重要分支 ;子系統(tǒng) S2 的 RPN 雖未達到閾值，但 S 已經(jīng)超過閾值，也被確定為重要分

17、支 ;S12，S22 和 S111 被確 定為分析對象，需要對其進行詳細的 DFMEA 。分析節(jié)流閥體的故障數(shù)據(jù)，確定 S 和 RPN 的閾值分別為 5 和 30，分析結(jié)果見下圖 。由分析結(jié)果可知，需要對節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥、閥片、閥體本體進行詳細 的 DFMEA 。實施 DFMEA 的流程為增加 DFMEA 的可用度，使初次進行 DFMEA 的工作人員也能順利地實施 DFMEA，針對發(fā)動機設(shè)計的特點，對 DFMEA 的流程進行了進一步的歸納和改進（見下圖 ）。為加深對實施階段的理解，提高分析效率，將實施階段分成確定基礎(chǔ)項、確定衍生 項及生成DFMEA 報告等 3 步。實施階段中，功能

18、、潛在故障模式、潛在故障影響、故障原因和現(xiàn)有控制措施等5 個加 “3 的”為基礎(chǔ)項，它們的分析是決定 DFMEA 實施成功與否的關(guān)鍵 ;S，0，D，RPN 和建議的糾正措施為衍生項 ;基礎(chǔ)項確定之后，衍生項可以隨之確定。1.分析基礎(chǔ)項 （ 1）功能分析項目的功能，用盡可能簡明的文字來說明被分析項目滿足設(shè)計意圖的功能;閥體的功能是與閥片配合保證最小流量;與怠速控制閥配合保證怠速流量;與節(jié)氣門位置傳感器配合保證主進氣量。（2）潛在故障模式 每項功能會對應(yīng)一種或一種以上的故障模式 原則，即盡量列出破壞該功能的所有可能的模式 還有一部分是新出現(xiàn)的故障模式以及小組分析的結(jié)果 裂紋、斷裂以及積碳等。3）潛

19、在故障后果每種故障模式都會有相應(yīng)的故障后果；分析故障后果時，應(yīng)盡可能分析出故障的最終影響，即最嚴重的影響；閥體的潛在故障后果為發(fā)動機無力、燃油消耗率高、怠速高。（4）潛在故障起因，填寫故障模式要遵循破壞功能 的;故障模式大部分來源于故障模式庫，閥體的潛在故障模式為磨損、所謂故障的潛在起因是指設(shè)計薄弱部分的跡象，其結(jié)果就是故障模式；根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)和對其進行的功能分析，可以知道閥體磨損的潛在故障原因為，閥體喉口與閥片直徑不匹配；閥桿與閥片螺釘孔的位置不匹配；怠速控制閥與怠速通道的孔徑不匹配；怠速通道的孔系不同軸。（5）現(xiàn)有控制措施根據(jù)故障的潛在起因可確定預(yù)防與探測的措施，這些都是已有的或?qū)⒁械拇胧?/p>

20、。閥體的現(xiàn)有控制措施為配合設(shè)計閥體喉口和閥片直徑，保證其配合間隙；配合設(shè)計閥桿和閥片螺釘孔位置，保證其同心度；配合設(shè)計怠速控制閥和怠速通道的孔徑，保證其配合間隙。2.分析衍生項根據(jù)潛在故障后果確定S，根據(jù)潛在故障原因以及同型產(chǎn)品的三包數(shù)據(jù)確定 0,根據(jù)探測措施確定 D；根據(jù)確定的 S，0，D 計算得到 RPN 值。如果需要修 正，可以提出適當?shù)慕ㄗh措施，作為改進的依據(jù)，最后生成統(tǒng)一的 DFMEA 報告。美國汽車工業(yè)行動集團（AIAG）頒布的 FMEA 標準中，提供了嚴重度、0 和 D 的評定準則3，其中，0 準則非常直觀，根據(jù)計算得到的頻率即可得。D 和嚴重度判定準則的操作性較差，作者推薦企業(yè)

21、根據(jù) AIAG 的 D 準則，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有的控制措施制定適用于企業(yè)自身的D 判定準則。至于嚴重度的判定，提倡仍沿用 AIAG 的準則，但為了增強其可操作性，作者對其進 行了進一步的歸納總結(jié)，生成如下圖所示的流程；根據(jù)該流程即可很容易地判定每種故 障的嚴重度。閥體磨損的嚴重度影響了發(fā)動機的基本功能，但未完全喪失，所以嚴重度為 7；閥體磨損的 0 根據(jù)故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果，結(jié)合專家組的分析，確定 0 為 3;閥體磨損的檢測度現(xiàn)有的控制措施除硬度檢測外，均為對兩零部件的配合檢測，有較多的機會能找出潛在的起因，檢測度為 4。 專家組確定 S 和 RPN 的閾值為 7 和 80，當 S 超過 7（含 7）

22、，R PN 超過80（含 80）時，必須對其進行改進。因此，提出了以下建議措施：a）閥體喉口和閥片直徑、閥片和閥桿影響全閉泄漏量，除保證其配合間隙外，還應(yīng)通過設(shè)計保證裝配后閥體喉口和閥片的同軸度，并進行全閉泄漏量檢測；b）怠速控制閥和怠速通道影響怠速流量，先需要通過設(shè)計保證怠速通道孔系的同軸度，然后保證怠速控制閥和怠速通道的同軸度和間隙。完成以上分析后，要根據(jù)建議措施對設(shè)計進行修正（實際采取的措施可能與建議措施不同）,修正后再重復(fù)以上步驟，直至 S 和 RPN 低于確定的 DFMEA 的 S 和 RPN 閾值。3生成 DFMEA 報告完成每輪 DFMEA 之后，要及時生成 DFMEA 報告,包

23、括需改 進的零部件、建議措施和改進措施等。編輯本段DFMEA的開發(fā)機理一、 DFMEA 的開發(fā)這項工作應(yīng)在填制DFMEA 專用表格之前進行。對于電池的DFMEA 開發(fā)，就是指構(gòu)成電池這個系統(tǒng)的各部件或由部件構(gòu)成的各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，以及這些部 件或由部件構(gòu)成的各子系統(tǒng)的功能。通常是通過作設(shè)計FMEA 框圖來完成。設(shè)計 FMEA 的開發(fā)具有很重要的作用，它實質(zhì)上是將電池這個大系統(tǒng)進行了從整體到局部的 解剖從而獲得了對電池整體的認識，為進行進一步的設(shè)計FMEA 提供了整體的基本框架。制作設(shè)計 FMEA 框圖有多種思路，一個良好的設(shè)計 FMEA 框圖應(yīng)全部包括系統(tǒng) 中所有的零部件，并層次清晰地體

24、現(xiàn)出各零部件之間的相互關(guān)系。二、項目/功能關(guān)于 項目/功能”這一欄，我們往往以為其內(nèi)容不多，難度也不大，可做的東西也不多。但恰恰相反，這一欄是整個設(shè)計FMEA 的基石，是根本，是出發(fā)點。如果這一欄沒沒有考慮清楚、有挖掘好，那么整個設(shè)計FMEA 就等于無源之水、無本之木了。項目”指的是這節(jié)設(shè)計 FMEA 所要分析的零部件或子系統(tǒng)，這必須限定和明確。其次 ，功能”是指該零部件或子系統(tǒng)要滿足設(shè)計意圖的功能，簡而言之，就是這個零部件或 子系統(tǒng)到底有什么用，要達到什么目的。因為既然存在該零部件或子系統(tǒng)，則其必須有 用，否則就沒有存在的必要了。一個零部件或子系統(tǒng)到底有哪些功能，有時我們并沒有 完全掌握。因

25、為我們對所研究對象的認識是一個逐漸深入的過程，對其功能的認識也一 樣。我們對電池的各零部件或子系統(tǒng)的功能的認識，實質(zhì)上就是我們對電池本身的認識 。所以，我們應(yīng)多方面、多層次、多角度挖掘出各零部件或子系統(tǒng)的功能，并且不滿足 于已有的對它功能的認識，而應(yīng)逐次深入、反復(fù)地再理解、再認識。三、潛在失效模式項目確定了，功能挖掘好了，接下來就是分析潛在失效模式。潛在失效模式是針對 項目的功能而言的，即該項目不能達到預(yù)期功能的各種表現(xiàn)形式。因此，項目有什么功 能，一般就會有達不到該功能的潛在失效模式。由此也可以看出全面、準確認識的重要 性，因為如果項目的功能不全或不準確，那么很難想象由此得出的其潛在的失效模

26、式會 是準確和全面的。另外，由于多種原因，某一項目本身所固有的缺陷，它在達到預(yù)期功 能的同時，會不可避免地產(chǎn)生一些負面效應(yīng)，這些負面效應(yīng)并不能依據(jù)項目的功能得來 。例如通常采用的空氣加熱干燥設(shè)備，它在實現(xiàn)預(yù)期干燥物料功能的同時，有可能對物 料（如易氧化或熱敏性物料）造成氧化或熱分解的不良影響。如果這種物料不期望被氧 化，那么這也應(yīng)該作為一個潛在失效模式加以重點考慮。如果有必要，應(yīng)對該干燥設(shè)備 應(yīng)進行重新的設(shè)計或采用其它的干燥方式以避免氧化的產(chǎn)生。四、潛在失效的起因 /機理潛在失效的起因、機理是針對失效模式而言的，其作用的結(jié)果就是失效模式，同時 又是后面提出建議和糾正措施的依據(jù)。對潛在失效的起因

27、、機理的分析應(yīng)盡量深刻，避 免膚淺、空乏。查找起因、機理應(yīng)有科學(xué)的方法及可靠的數(shù)據(jù)，不能妄下結(jié)論，否則后 面提出的建議和糾正措施就沒有什么意義了，更不要談有什么改善的效果了。五、建議措施當失效模式按 RPN 值排出次序后，應(yīng)首先對 RPN 值最高的和最關(guān)鍵的項目采取 糾正措施。任何建議措施的目的都是為了減少頻度、嚴重度及探測度三者中的任何一個 或所有的值。嚴重度一般不會發(fā)生變化，因為嚴重度是潛在失效模式發(fā)生時對下一個零 部件或子系統(tǒng)或顧客影響后果的評價指標，它從側(cè)面反映出被研究的項目在整個系統(tǒng)中 的地位及重要程度。因此，如果要使嚴重度級別降低，只能通過修改設(shè)計來實現(xiàn)。增加 設(shè)計確認、驗證工作只

28、能減少探測度，不能改變嚴重度和頻度。要減低頻度只能通過修 改設(shè)計來消除或控制一個或多個失效模式的起因、機理來實現(xiàn)。因此，一個良好的建議 和糾正措施是依據(jù)實效起因、機理提出的，旨在克服失效的起因、機理，以避免失效模 式的發(fā)生，進而更好地實現(xiàn)項目的功能。同時，一個良好的建議措施，還應(yīng)綜合考慮現(xiàn) 有技術(shù)水平、成本等因素?？傊?，設(shè)計 FMEA 的各部分內(nèi)容之間緊密聯(lián)系，有著良好的邏輯關(guān)系，必須將這 些相互關(guān)系理解透，才能做好設(shè)計 FMEA 。DOE系列-在生產(chǎn)中應(yīng)用DOE 系列初識 DOE其實， DOE 對中國人來說，也不是一個完全嶄新的內(nèi)容。早在新中國成立初期，華羅庚教 授就在我國農(nóng)業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域大力

29、倡導(dǎo)與普及 DOE ，只是當時他運用的是另一個名詞-優(yōu)選法。七十年代末，方開泰教授和王元院 士又提出了著名的 均勻設(shè)計 法，這一方法在我國 航空航天事業(yè)中的導(dǎo)彈設(shè)計中取得了巨大成效。與此同時，均勻設(shè)計 法也在全球研究 DOE 理論的學(xué)術(shù)界得到了高度贊譽。但是，在將 DOE 的先進理念和科技方法向各行各業(yè)轉(zhuǎn) 移，向一般技術(shù)人員轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)換為高效生產(chǎn)力的道路上，我們的進展還很有限。通過 DOE 系列之一 我們已經(jīng)知道： DOE 與人們的生活及工作密切相關(guān)，在專業(yè)六西格瑪 統(tǒng)計分析軟件 JMP 的幫助下，掌握 DOE 也不再是一件難事。從本質(zhì)上講， DOE 是這樣 一門科學(xué)：研究如何以最有效的方式安

30、排試驗，通過對試驗結(jié)果的分析以獲取最大信息。 所以， DOE 有兩大技術(shù)支柱：試驗規(guī)劃和分析方法。其中，試驗規(guī)劃又可以分為均分設(shè)計 、因子設(shè)計、響應(yīng)面設(shè)計等，分析方法又可以分為極差分析、方差分析、多元回歸分析等 。雖然 DOE 的理論體系中涉及統(tǒng)計分析的專業(yè)詞匯很多，但為便于讀者理解，本文包括 后續(xù)的系列文章將盡量避免過多地涉及統(tǒng)計分析的基本概念，而是將以 解決問題的思路 為導(dǎo)向，由淺入深地向讀者介紹 DOE 的理論體系和應(yīng)用過程。另外，感謝當代高速發(fā)展 的計算機技術(shù)，我們可以借助六西格瑪統(tǒng)計分析軟件 JMP 來實現(xiàn)上述所有的試驗設(shè)計方案 ，順便提一下， JMP 是目前唯一能實現(xiàn)上述所有試驗設(shè)

31、計方案的六西格瑪統(tǒng)計分析軟件， 而且已經(jīng)面向大中華地區(qū)推出中英文雙語版軟件。一般的實際問題都是紛繁復(fù)雜、千變?nèi)f 化的，但是透過現(xiàn)象看本質(zhì)，所有實際問題的共同點也可以通過統(tǒng)一的模抽象概括。圖一 就是一個高度簡化的過程模型，其中 ， ， 是我們關(guān)心的輸出變量，例如質(zhì)量指標、生產(chǎn)能力和成本等，通常被稱為 ”響應(yīng)變量”（Response）；， 是我們在工作中 可以加以控制的輸入變量，例如人員、設(shè)備、原材料、操作方法和環(huán)境等，通常被稱為可控因子”(Factor),它們可以是連續(xù)型數(shù)據(jù)，也可以是離散型數(shù)據(jù)；中間的黑匣子是過程(Process)，在前兩者之間起著銜接轉(zhuǎn)換的作用，它與不同行業(yè)、不同產(chǎn)品、不同技

32、術(shù) 密切相關(guān)，但整體都可以用的數(shù)學(xué)模型來表示。這個數(shù)學(xué)模型的具體表達式越精準，說明我們對這個過程的理解越深刻，DOE 就是協(xié)助我們揭示或驗證數(shù)學(xué)模型表達式的利器！DOE 系列DOE 就在你身邊DOE，即試驗設(shè)計(Design Of Experiment)，是研究和處理多因子與響應(yīng)變量關(guān)系的一種 科學(xué)方法。它通過合理地挑選試驗條件，安排試驗，并通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，從而找出 總體最優(yōu)的改進方案。從上個世紀20 年代費雪(Ronald Fisher)在農(nóng)業(yè)試驗中首次提出 DOE 的概念，到六西格瑪管理在世界范圍內(nèi)的蓬勃發(fā)展，DOE 已經(jīng)歷了 80 多年的發(fā)展歷程，在學(xué)術(shù)界和企業(yè)界均獲得了崇高的聲譽

33、。然而，由于專業(yè)統(tǒng)計分析的復(fù)雜性和各行各業(yè)的差異性，DOE 在很多人眼中逐漸演變?yōu)榭赏豢杉暗目罩袠情w。其實，DOE 絕不是少數(shù)統(tǒng)計學(xué)家的專屬工具，它很容易成為各類工程技術(shù)人員的好朋友、好幫手。本文將以一個日常生活中的小案例為線索，結(jié)合操作便 捷的專業(yè)統(tǒng)計分析軟件 JMP，幫助大家揭開 DOE 的神秘面紗，了解 DOE 的執(zhí)行過程， 自由自在地建立屬于自我的DOE 空間。DOE 系列一多因子 DOE 的魅力當試驗中的因子數(shù)量逐步增加時，試驗次數(shù)卻呈指數(shù)增加，龐大的試驗規(guī)模意味著巨額的 試驗費用，意味著實施DOE 的可行性越來越小。為了解決這個矛盾，我們可以用一種更具魅力的方法- 部分因子設(shè)計

34、(Fractional Factorial Design )來替代一般的完全因子設(shè)計。顧名思義，部分因子設(shè)計源于完全因子設(shè)計，是與其對應(yīng)的完全因子設(shè)計中的一部分1、ISO/TS16949的背景和動態(tài)為了協(xié)調(diào)國際汽車質(zhì)量系統(tǒng)規(guī)范，由世界上主要的汽車制造商及協(xié)會于1996 年成立了一個專門機構(gòu)，稱為國際汽車工作組InternationalAutomotive Task Force(IATF)。IATF 的成員包括了國際標準化組織質(zhì)量管理與質(zhì)量保證技術(shù)委員會(ISO/TC176)，意大利汽車工業(yè)協(xié)會(ANFIA)，法國汽車制造商委員會工業(yè)聯(lián)盟(FIEV)，德國汽車工業(yè)協(xié)會 (VDA)，汽車制造商如寶

35、馬 aimlerChrysler)， 菲亞特(Fiat)， 福特(Ford)， 通用(General Motors)， 雷諾(Renault)和大眾(Volkswagen)等。IATF 對 3 個歐洲規(guī)范 VDA6.1(德國),VSQ(意大利),EAQF(法國)和 QS-9000 ( 北美)進行了協(xié)調(diào)，在和 ISO9001 : 2000 版標準結(jié)合的基礎(chǔ)上，在ISO/TC176 的的認可下，制定出了ISO/TS16949:2002 這個規(guī)范。2002 年 3 月 1 日，ISO 與 IATF 公布了國際汽車質(zhì)量的技術(shù)規(guī)范ISO/TS16949: 2002，這項技術(shù)規(guī)范適用于整個汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)零部

36、件與服務(wù)件的供應(yīng)鏈，包括整車廠,2002 年版的 ISO/TS16949 已經(jīng)生效，并展開認證工作。在 2002 年 4 月 24 號，福特，通用和克萊斯勒三大汽車制造商在美國密歇根州底 特律市召開了新聞(CCFA)和汽車裝備(BMW)，克萊斯勒(D發(fā)布會，宣布對供應(yīng)廠商要采取的統(tǒng)一的一個質(zhì)量體系規(guī)范，這個規(guī)范就是 ISO/TS16949 。供應(yīng)廠商如沒有得到ISO/TS16949 的認證，也將意味著失去作為一個供應(yīng)商的資格。目前，法國雪鐵龍(Citroen)，標志(Peugeot)，雷諾(Renault)和日本日產(chǎn) (Nissan)汽車制造商已強制要求其供應(yīng)商通過ISO/TS16949的認證

37、。編輯本段2、時間表a)ISO/TS16949:2002 已于去年 4 月份起開始在全球推行；b)第一版的 ISO/TS 16949:1999 將在 2003 年 12 月 15 日廢止；c)IATF 對已經(jīng)注冊了 ISO/TS16949: 1999 的企業(yè)規(guī)定了一個有條件的寬限期:2004 年 12 月 15 日前，這些企業(yè)必須把目前的認證更新為ISO/TS16949 : 2002。這個所謂的有條件，就是企業(yè)的所有客戶必須同意2004 年 12 月 15 日這個期限。在這個寬限期內(nèi)，認證公司的監(jiān)督審核將以原有規(guī)定的時間表繼續(xù)進行；d)QS-9000 第三版(在 ISO9000:1994基礎(chǔ)上

38、)有效期至2006 年 12 月 14 日。實際上，在 2003 年 12 月 15 日之后，QS-9000 認證將變成一個單獨的認證，它不 再包括 ISO-9001 認證。ISO/TS16949: 2002 涵蓋了 QS9000 的 90 %內(nèi)容；e)在 2006 年底之前，除了新建立的公司或以前沒有經(jīng)過體系認證的公司將尋求ISO/TS16949 的認證以外，全球現(xiàn)有的22,000 個已經(jīng) QS9000 注冊的公司也要轉(zhuǎn)換成 ISO/TS16949 注冊。f)TS16949:2009 英文版已于 2009-6-15 日發(fā)布,TS16949:2009 版更新修訂的內(nèi) 容主要是結(jié)合ISO9001

39、 : 2008 版標準的修訂內(nèi)容。編輯本段3、IATF的工作網(wǎng)絡(luò)為切實可行，有效地貫徹ISO/TS16949 規(guī)范，IATF 在全球建立了 5 個地區(qū)性的國際汽車監(jiān)督署(IAOB In ternationAutomotive Oversight Bureau)。這 5 個監(jiān)督署采用相同的程序方法來監(jiān)督 ISO/TS16949 規(guī)范的管理，操作和實施。每個監(jiān)督署的職責包括：a)代表 IATF，通過相同的程序，貫徹和管理ISO/TS16949 的注冊全過程。包括見證審核活動，注冊審核員的資格培訓(xùn)和考試，監(jiān)督認證公司和注冊審核員的工作質(zhì) 量；b)與其他監(jiān)督署協(xié)調(diào)，以確保 ISO/TS16949 注冊

40、計劃的全球一致性;c）貫徹和實施 IATF 的政策和決定；d）負責 IATF 與全球汽車制造商之間有關(guān)標準的協(xié)調(diào)事宜；e）建立和維持 IATF 的信息數(shù)據(jù)庫以便于注冊管理。這 5 個監(jiān)督署分別為ANFIA, IATF-Franee,SMMT，VDA-QMC 和 IAOB。負責亞太地區(qū)的汽車監(jiān)督署 IAOB 位于美國密歇根州南費爾德市。只有與其簽約的認證 機構(gòu)才可以頒發(fā)受IATF 承認的 ISO/TS16949 證書。現(xiàn)在汽車監(jiān)督署已經(jīng)在全球批準了 48 個認證機構(gòu)。到目前為此， IATF 已在全球通過認證機構(gòu)頒發(fā)了大約1700 張 ISO/TS16949 證書，大部分獲證公司分布在歐洲和北美洲

41、地區(qū)。IATF 成員包括以下汽車制造商： BMW DaimlerChrysler Fiat Ge neral Motors（包括 Opel Vauxhall） Ford PSA Peugeot-Citroen Volkswage n Ren ault SA以及上述公司的貿(mào)易協(xié)會：AIAG （美國）ANFIA （意大利）FIEV （法國） SMMT （英國）VDA （德國）編輯本段4、I SO/TS16949的特點ISO/TS16949 是國際汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范，是基于 ISO9001 的基礎(chǔ)，加進了汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范。此規(guī)范完全和09000:2008保持一致，但更著重于缺陷防范、減少在汽車零部

42、件供應(yīng)鏈中容易產(chǎn)生的質(zhì)量波動和浪費。ISO/TS16949 是 國際汽車行業(yè)的一個技術(shù)規(guī)范，其針對性和適用性非常明確：此規(guī)范只適用于汽車整車廠和其直接的零備件制造商。這些廠家必須是直接與生產(chǎn)汽車有 關(guān)的，能開展加工制造活動，并通過這種活動使產(chǎn)品能夠增值。對所認證的公司廠家資 格，有著嚴格的限定。那些只具備支持功能的單位，如設(shè)計中心，公司總部和配送中心 等，不能獨立獲得ISO/TS16949 : 2002 認證。對那些為整車廠家或汽車零備件廠家制造設(shè)備和工具的廠家，也不能獲得ISO/TS16949 : 2002 的認證。因此，ISO/TS16949:2002 的實施，對三大汽車公司和他們的零備件

43、制造供應(yīng)商將有直接的影響。ISO/TS16949 特別注重廠家的完成品及實現(xiàn)這個完成品的質(zhì)量系統(tǒng)能力。它認為 這是整個制造過程活動的基礎(chǔ)。另一個特點是，它特別注重一個機構(gòu)的質(zhì)量管理系統(tǒng)的 有效性。ISO/TS16949: 2002 的審核，由從單一的要素的審核轉(zhuǎn)變成一個過程的審核。一個過程的審核將把重點放在以用戶為中心。它是根據(jù)用戶的要求來評估廠家的活動，圍繞用戶的滿意度來衡量廠家的表現(xiàn)。另外，三大汽車制造商，對其供應(yīng)商都提出了產(chǎn)品 的特別要求，而ISO/TS16949 : 2002 的審核，也包括了對滿足這些要求的過程審核。ISO/TS16949 把用戶的要求和技術(shù)規(guī)范放在同等重要的位置。因

44、此，認證公司對廠家的認證審核，很多地方類似于第二方的審核。ISO/TS16949: 2002 的主要特點之一是，它是受 IATF 承認的一個單一的全球質(zhì)量系統(tǒng)標準和注冊程序?；ハ喑姓J將減少第二方和第三方的審核，為廠家節(jié)省費用。另外，相對于文件審核，TS16949 更注重過程的審核。由于 ISO/TS16949: 2002 已包含了 ISO9001 : 2000 的所有內(nèi)容，所以獲得 ISO/TS16949 : 2002 的認證，也標志著符合ISO9001 : 2000 標準。編輯本段審核要求5、對受審核方的要求ISO/TS16949: 2002 認證注冊，只適用于汽車整車廠和其直接的零備件制造商。這些廠家必須是直接與生產(chǎn)汽車有關(guān)的，具有加工制造能力，并通過這種能力的實現(xiàn) 使產(chǎn)品能夠增值。要求獲得 ISO/