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設計潛在失效模式與后果分析(D-FMEA)在緊固件行業(yè)的應用 隨著我們國家汽車行業(yè)的開放，國外先進汽車制造商在與國內公司合作中，對汽車產(chǎn)品質量要求也在不斷的提高，給我們帶來先進的管理理念，使得我們的管理理念在不斷更新。許多標準件企業(yè)在與先進汽車制造商接觸過程受益非淺，標準件行業(yè)在汽車制造商的要求下對產(chǎn)品質量體系進行換板升級，但標準件行業(yè)在做TS體系時都回避一個現(xiàn)實問題。對產(chǎn)品的設計責任(7.3)采取部分刪減方法，對體系要求的設計責任(7.3)環(huán)節(jié)進行部分回避，其實在標準件行業(yè)的技術要求里制造者存在一定的設計責任。我個人認為回避是不正確的，應該實施無任何刪減運行。 在體系中采取回避設計責任是可以的，也是可行的，但也不能說標準件制造者就沒設計責任，只是引入設計責任對體系增加不少要求而已。從TS體系嚴格嚴格要求來講，標準件行業(yè)制造者是有設計責任，不能對體系做出設計責任的刪減。但企業(yè)在體系做的過程中回避7.3環(huán)節(jié)是避免在審核過程中不必要的麻煩，因為涉及到在設計過程的控制要素不能說明關鍵的設計要素來源，而設計的要素來源在日常工作中沒進行收集和整理，對相關設計的控制的技術不能說明，而采取的技巧性回避。這樣的技巧性回避很普遍，也得到顧客(第二方審核)和認證公司(第三方審核)的通過。我在這里就如何地做設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)，以及怎么樣完成相關的設計簡單說明，望得到大家的修正。 潛在失效的模式與后果分析在上世紀50年代初，美國空軍第一次將FMEA思想用于一種戰(zhàn)斗機操作系統(tǒng)的設計分析，到了60年代中期，F(xiàn)MEA技術正式用于航天工業(yè)(Apollo計劃)。1976年，美國國防部頒布了FMEA的軍用標準，但僅限于設計方面。70年代末，F(xiàn)MEA技術開始進入汽車工業(yè)和醫(yī)療設備工業(yè)。80年代初，進入微電子工業(yè)。80年代中期，汽車工業(yè)開始應用過程FMEA確認其制造過程。到了1988年，美國聯(lián)邦航空局發(fā)布咨詢通報要求所有航空系統(tǒng)的設計及分析都必須使用FMEA。1991年，ISO-9000推薦使用FMEA提高產(chǎn)品和過程的設計。1994年，F(xiàn)MEA又成為QS-9000的認證要求，在TS體系的整合過程中也將FMEA引入體系中。FMEA技術的應用發(fā)展十分迅速，目前，F(xiàn)MEA已在工程實踐中形成了一套科學而完整的分析方法。 失效模式與影響分析(FailureModeandEffectsAnalysis縮寫是FMEA)是在設計和制造產(chǎn)品時，通常有三道控制缺陷的防線：避免或消除故障起因、預先確定或檢測故障、減少故障的影響和后果。FMEA正是幫助我們從第一道防線就將缺陷消滅在搖籃之中的有效工具。 FMEA是一種可靠性設計的重要方法。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)有技術的基礎上消除這些風險或將這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，F(xiàn)MEA必須在故障模式被納入產(chǎn)品之前進行。 FMEA實際是一組系列化的活動，其過程包括：找出產(chǎn)品/過程中潛在的故障模式；根據(jù)相應的評價體系對找出的潛在故障模式進行風險量化評估；列出故障起因/機理，尋找預防或改進措施。由于產(chǎn)品故障可能與設計、制造過程、使用、承包商/供應商以及服務有關，因此FMEA又細分為設計FMEA、過程FMEA、使用FMEA和服務FMEA四類。其中設計FMEA和過程FMEA最為常用。 過程潛在失效的模式與后果分析(P-FMEA)一般通過TS認證的企業(yè)都能夠順利完成，在這里我僅對設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)進行講述，如何理解設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)真正含義，以及在實際中進行完成。這里舉例說明一下，以GB/T5782—2000中的螺栓為例，怎樣在制圖的過程中使用設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)。 如在標準的GB/T3098.1—2000的規(guī)定里第四部分材料。在標準的要求用表格形式規(guī)定了螺栓、螺釘和螺柱各個性能等級的鋼種和回火溫度。材料的化學成分應符合有關材料標準的規(guī)定。這個表明在標準里沒有對各個性能等級的產(chǎn)品使用材料進行指定，制造者可以在標準要求的范圍里對材料進行選擇，而使用者也可以根據(jù)使用環(huán)境進行材料的指定。而在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，材料一般都由制造者選定，產(chǎn)品在經(jīng)過必要的熱處理后使得性能達到標準規(guī)定的要求，那產(chǎn)品就可以認定合格。 如在標準的GB/T5787—1986的規(guī)定里第四部分技術條件。在標準的要求中說明以GB/T3098.1—2000為準則。也就是說在相關的產(chǎn)品中對材料也沒做出相應的指定，而是要求按照一定的規(guī)范進行選擇，其要求是給制造者和使用者提供一定的選擇空間，對成本、制造等環(huán)節(jié)更加有利。同樣，在螺栓頭部下的R角，也只有最小值的要求，標準為對R角最大值進行規(guī)定，而制造者要對使用者的要求進行充分預測后，依據(jù)相關的螺栓使用通則等一系列標準進行規(guī)定，在實際中保證產(chǎn)品不能發(fā)生裝配上的干涉，那產(chǎn)品就可以認定合格。 設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)應在一個設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，當設計有變化或得到其他信息時及時不斷地修改，并在圖樣加工完成之前結束。其評價與分析的對象是最終的產(chǎn)品以及每個與之相關的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。需要注意的是，潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)在體現(xiàn)設計意圖的同時還應保證制造或裝配能夠實現(xiàn)設計意圖。因此，雖然潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)不是靠過程控制來克服設計中的缺陷，但其可以考慮制造與裝配過程中，技術與客觀的限制，從而為過程控制提供了良好的基礎。進行潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)有助于： 1.設計要求與設計方案的相互權衡； 2.制造與裝配要求的最初設計； 3.提高在設計/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； 4.為制定全面、有效的設計試驗計劃和開發(fā)項目提供更多的信息； 5.建立一套改進設計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng)； 6.為將來分析研究現(xiàn)場情況、評價設計的更改以及開發(fā)更先進的設計提供參考。 在做設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)要搞清楚幾個關鍵問題，在本文后有一個范本，僅供大家參考，期待得到大家的指正。 在設計潛在失效的模式與后果分析模塊里有很多項目，但我個人認為有六個項目是潛在失效模式的核心。潛在失效模式、潛在失效后果、嚴重度、潛在失效起因機理、現(xiàn)行設計控制預防、現(xiàn)行設計控制探測等六大關鍵要素。而在產(chǎn)品的設計過程存在一個關鍵問題，產(chǎn)品還沒有出來，產(chǎn)品還處在圖紙，構思過程里，在這個環(huán)節(jié)就是把產(chǎn)品質量控制在產(chǎn)品的設計開發(fā)環(huán)節(jié)的關鍵，在設計過程要求對產(chǎn)品可能存在的潛在問題找到，進行分析和消除，并將其采取的預防措施輸出到相應的控點，在相應的技術文件、規(guī)范里進行體現(xiàn)，實現(xiàn)預防措施的落實，在實際中對各個環(huán)節(jié)的關鍵要素進行事先預防。 潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或者系統(tǒng)有可能會未達到或不實現(xiàn)項目/功能欄目中所描述的預期功能的情況(如預期功能實失效)。這種潛在的失效模式可能會是更高一級的子系統(tǒng)或系統(tǒng)的潛在失效模式的起因或者是更低一級的部件的潛在失效模式的影響后果。對于標準件行業(yè)來講。一般的潛在失效模式有裂紋、應力集中、抗拉強度、抗扭性能、材料、硬度、防腐蝕性能(表面處理)、裝配、密封失效、外觀等。在正常情況下，標準件行業(yè)失效模式?jīng)]有什么變化。但是，在采取新材料、新工藝后隨之會出現(xiàn)新的失效模式必須及時更改和增加，并對此進行分析，將預防措施等一一羅列出來，做到防患于未然。 潛在失效的后果定義是顧客感受到的失效模式對功能的影響。要根據(jù)顧客可能或經(jīng)歷的情況來描述失效的后果，要記住顧客可能是內部的顧客也可能是最終的用戶。如果失效模式可能影響安全性或法規(guī)的符合性，要清楚地予以說明。在標準件行業(yè)存在的后果一般情況下會涉及到安全性要求，不會涉及法規(guī)的符合性。但有一種情況要注意，就是使用注冊的專利技術下，也只有在使用專利的才會涉及。標準件行業(yè)的潛在失效后果主要反映在產(chǎn)品的功能不能實現(xiàn)，造成產(chǎn)品的性能失去，引起顧客投訴，其結果是產(chǎn)品存在的不合格等多種方面。 嚴重度是給一定失效模式最嚴重的影響后果的級別。在我們做潛在失效模式表格時無論什么產(chǎn)品，只要它的失效模式是一樣，那對應的嚴重度是一樣的，除非采取新的設計途徑才能改變嚴重度級別。因為在標準件行業(yè)不會涉及到法規(guī)問題，所以標準件的嚴重度最高一般為8，對應的特性一般是涉及安全特性，嚴重度是7時，對應的特種一般涉及關鍵特性，嚴重度是6時，對應的特種一般涉及重要特性。在這里要注意的是嚴重度涉及到這樣的特性，會出現(xiàn)這樣的后果，會使得產(chǎn)品對使用者有嚴重的影響，要根據(jù)潛在失效的后果的大小進行確定，并確定是否是安全特性、關鍵特性、重要特性等因素進行識別，并在相關文件上進行標注。一旦確定是安全特性、關鍵特性、重要特性等因素必須進行識別、標注，標注的符號必須做到清楚，易識別等要求。如果顧客對這樣安全特性、關鍵特性、重要特性有標識要求，則必須按照顧客的要求標識到顧客指定的文件上。一般下制造者可以根據(jù)公司的情況進行規(guī)定，這些識別的符號也必須在后續(xù)的文件得到體現(xiàn)，如產(chǎn)品圖紙、過程圖、過程潛在失效的模式與后果分析(P-FMEA)、控制計劃、作業(yè)指導書、檢測規(guī)范、檢驗指導書等。 潛在失效起因/機理是指設計薄弱部分的跡象，其結果就是失效模式。在填寫時盡可能的列出每一失效模式的每一個潛在起因/失效機理。潛在起因/失效機理應盡可能簡明而全面地列出，以便有針對性地采取補救措施的努力。潛在失效起因/機理是預防產(chǎn)品失效的關鍵，能否分析準確決定產(chǎn)品在以后的生產(chǎn)過程能否保證質量的重要環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)涉及到是否能夠找出失效的真正，并且把機理找出來，在實際的過程中加以預防，必要時采取防錯措施等。 現(xiàn)行設計控制預防是將已經(jīng)完成或承諾要完成的預防措施、設計確認/驗證或其他活動，并且這些活動將確保設計對于所考慮的失效模式/起因/機理是足夠的。在標準件行業(yè)就是將一些未明確的尺寸要求、性能要求、重要指標進行規(guī)定，并將這些反應到后續(xù)的圖紙、檢測規(guī)范、試驗準則中，并以此為依據(jù)，在這里必須對一些數(shù)據(jù)進行明確，不能使用含糊的詞語，模糊的概念等。 現(xiàn)行設計控制探測是在項目未實施前，通過分析方法后物理方法，探測出失效的起因/機理或者失效模式，以此來達到防止失效模式的起因/機理或失效模式出現(xiàn)、降低其出現(xiàn)的幾率。在標準件行業(yè)就是依據(jù)的出處，一般有設計使用的參考資料，如標準件行業(yè)相關標準、材料手冊、工程計算準則、試驗結果等。同時還包括我們在設計使用的各種軟件，如AutoCAD等。 說到這里，設計潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)基本上結束了，頻度、探測度、RPN等就相對簡單一些，只要看看參考書就能夠完成。在本文后面有一個做好的范本，請大家對照著看。因時間倉促，未反復審核，會有沒說明確的地方，還望大家指正。 |
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