本章開始，就會(huì)進(jìn)入新版FMEA與舊版最關(guān)鍵的差異。在DFMEA表格中，將設(shè)計(jì)識(shí)別和分解為系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件和零件，以便進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析。
實(shí)際上，在舊版的FMEA中，就有介紹方塊圖/邊界圖的使用。但只是將此方法做為DFMEA表格的前置作業(yè)。而在新版FMEA中，則將系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件和零件之間的相互關(guān)系，以結(jié)構(gòu)樹的形式轉(zhuǎn)化為電子表格格式并填入表中。以做為后續(xù)的功能分析的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
我們知道，一臺(tái)車子有上萬(wàn)個(gè)零件，而整臺(tái)汽車，可拆分成幾個(gè)大的總成系統(tǒng)，每個(gè)總成系統(tǒng)，又可往下拆分出子系統(tǒng)、組件和零件。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)要素組成。根據(jù)分析的范圍,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)要素可以由系統(tǒng)、子系統(tǒng)、裝配件和組件構(gòu)成。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以分為若干子結(jié)構(gòu)(工作包)或不同層次的方塊圖,并根據(jù)組織起因分別進(jìn)行分析,或確保足夠清楚。系統(tǒng)有一個(gè)邊界,將自身與其他系統(tǒng)和環(huán)境分開。其與環(huán)境的關(guān)系由輸入和輸出決定。系統(tǒng)要素是功能項(xiàng)目的獨(dú)特組件,而不是功能、要求或特征。
定義顧客
在開始做結(jié)構(gòu)分析之前，我們要先知道我們的產(chǎn)品，影響到顧客有誰(shuí)。一般來(lái)說(shuō)，有兩種主要顧客需要考慮：
最終用戶：在產(chǎn)品充分開發(fā)和銷售后使用該產(chǎn)品的個(gè)人
裝配和制造：制造作業(yè)(如動(dòng)力總成、沖壓和制造)以及整車產(chǎn)品總裝和生產(chǎn)材料加工的地點(diǎn)。處理好產(chǎn)品與其裝配過(guò)程之間的接口對(duì)于有效的FMEA分析至關(guān)重要。這可能是任何后續(xù)或下游作業(yè),或是下一級(jí)的制造過(guò)程。
了解這些顧客有助于更好地定義功能、要求和規(guī)范,并有助于確定相關(guān)失效模式的影響。
方塊圖/邊界圖
方塊圖/邊界圖是一種有用的工具,用于描述考慮中的系統(tǒng)及其與相鄰系統(tǒng)、環(huán)境和顧客的接口。它是一種圖表展示法,為結(jié)構(gòu)化的頭腦風(fēng)暴提供指導(dǎo),并有助于分析系統(tǒng)接口,從而為設(shè)計(jì)FMEA打下基礎(chǔ)。
下圖顯示了產(chǎn)品組件之間的物理和邏輯關(guān)系,表示了設(shè)計(jì)范圍內(nèi)組件和子系統(tǒng)的交互作用、以及與產(chǎn)品顧客、制造、服務(wù)、運(yùn)輸?shù)鹊慕涌?。該圖還標(biāo)識(shí)了設(shè)計(jì)在其使用壽命期間與之交互的人員和事物。邊界圖可以用來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)分析和功能分析中需要評(píng)估的關(guān)注要素。
(FMEA手冊(cè) 圖2.2-1 方塊圖/邊界圖 示例)
圖表可能以直線連接的方框形式出現(xiàn),每個(gè)方框?qū)?yīng)產(chǎn)品的一個(gè)主要組件。直線對(duì)應(yīng)產(chǎn)品組件之間的關(guān)系或相互接口,直線的箭頭表示流動(dòng)方向。邊界圖中要素之間的接口可以作為關(guān)注要素被納入結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)構(gòu)樹中。
在 DFMEA語(yǔ)境下,方塊圖邊界圖定義了分析范圍和責(zé)任,并為結(jié)構(gòu)化的頭腦風(fēng)暴提供了指導(dǎo)。分析范圍由系統(tǒng)的邊界來(lái)確定;但是,需要解決與外部因素/系統(tǒng)的接口問題。
定義分析范圍(有助于確定潛在的團(tuán)隊(duì)成員)
確定內(nèi)部和外部接口
使系統(tǒng)、子系統(tǒng)和組件層次得以應(yīng)用
正確構(gòu)建的方塊圖邊界圖可為參數(shù)圖(P圖)和FMEA提供詳細(xì)信息盡管方塊圖/邊界圖的詳細(xì)程度可以不同,但要標(biāo)識(shí)出主要要素,并了解它們?nèi)绾蜗嗷プ饔?以及它們加何與外部系統(tǒng)相互作用,這一點(diǎn)很重要。
方塊圖/邊界圖隨著設(shè)計(jì)的成熟而不斷完善。方塊圖/邊界圖的制作可包括以下步驟:
a. 描述組件和特征
給零件和特性命名有助于團(tuán)隊(duì)內(nèi)部保持一致,特別是當(dāng)一些特性有“別名”時(shí)。
顯示所有的系統(tǒng)組件和接口組件。
b. 調(diào)整方塊以顯示相互間的聯(lián)系
用實(shí)線表示直接接觸
用虛線表示間接接口,即間隙或相對(duì)運(yùn)動(dòng)
用箭頭表示方向
標(biāo)識(shí)出所有的能量流/信號(hào)或力傳遞
c. 描述連接
考慮各種類型的接口,包括期望的和不期望的:
P--物理連接(焊接、螺栓緊固、夾緊等)
E--能量傳遞(扭矩(Nm)、熱量等)
I--信息傳遞(ECU、傳感器、信號(hào)等)
M--物料交換(冷卻液、廢氣等)
d. 增加接口系統(tǒng)和輸入(人員和物件)
應(yīng)包括以下方面:
相鄰系統(tǒng)一這些系統(tǒng)包括物理上與您的系統(tǒng)不接觸,但可能會(huì)與您的系統(tǒng)有交互作用,且需要間隙、涉及運(yùn)動(dòng)或熱輻射的系統(tǒng)
顧客最終用戶
箭頭表示方向
e. 確定邊界(團(tuán)隊(duì)控制范圍內(nèi)有哪些零件?哪些是新的或修改過(guò)的?)
只有團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)或控制的零件才放在邊界內(nèi)。邊界圖中的方塊比正在分析的層次低一級(jí)?？梢詫?duì)邊界圖中的方塊做標(biāo)記,以顯示分析范圍之外的零件。
f. 增加相關(guān)細(xì)節(jié)以便識(shí)別圖表
系統(tǒng)、項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)識(shí)別
使用不同顏色或線來(lái)識(shí)別不同類型的交互作用
日期和修改等級(jí)
接口分析
接口分析描述系統(tǒng)要素之間的交互作用。
接口有五種主要類型:
物理連接(例如:支架、螺栓緊固,夾緊和其各種連接)
材料交換(例如:氣壓、液壓油或任何其它液體或物料的交換)
能量傳遞(例如:熱量傳遞、摩擦或運(yùn)動(dòng)傳遞,如鏈條或齒輪)
數(shù)據(jù)交換(例如:計(jì)算機(jī)輸入或輸出、線束、電信號(hào)或任何其他類型的信息交換、網(wǎng)絡(luò)安全項(xiàng)目)
人-機(jī)(例如控制、開關(guān)、鏡子、顯示器、警告、座位、出入口)
另一種類型的接口可以描述為沒有物理連接的零件之間的物理間隙,間隙可以是靜態(tài)和或動(dòng)態(tài)的。
除了子系統(tǒng)和組件本身的內(nèi)容外,還應(yīng)考慮子系統(tǒng)和組件之間的接口。
接口分析將方塊圖/邊界圖中顯示的所有內(nèi)、外部接口發(fā)生的關(guān)系性質(zhì)(強(qiáng)/弱無(wú)、有益/有害)和類型(物理、能量、信息或材料交換)形成文件。
接口分析中的信息可為設(shè)計(jì)FMEA提供有價(jià)值的輸入,例如主要功能或接口功能,這些功能將與相鄰系統(tǒng)和環(huán)境影響導(dǎo)致的潛在失效起因機(jī)理一起進(jìn)行分析。接口分析還為參數(shù)圖(P圖)提供理想功能和噪音因素的輸入。
結(jié)構(gòu)樹
方塊圖雖然可以很直觀且完整的將要設(shè)計(jì)的零件，將其系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件及零件，還有接口間的相互關(guān)系，可視化的表達(dá)出來(lái)。不過(guò)，要轉(zhuǎn)化成FMEA的表格形式，就會(huì)比較麻煩。
在新版FMEA中，又額外介紹了一種可視化方法，就是結(jié)構(gòu)樹。
結(jié)構(gòu)樹按層次排列系統(tǒng)要素,并通過(guò)結(jié)構(gòu)化連接展示依賴關(guān)系。
以上圖為例，如果我們?cè)O(shè)計(jì)的對(duì)象是車窗升降電機(jī)中的'換向系統(tǒng)'，即我們DFMEA的'關(guān)注要素'，此時(shí)我們要考慮的范圍如黃色區(qū)域所示，包含上一級(jí)的升降電機(jī)，以及下一級(jí)的電刷盒基座、碳刷、ECU等。
基于結(jié)構(gòu)樹的概念，我們可以在結(jié)構(gòu)分析時(shí)創(chuàng)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并形成表格，如下示例：
上一較高級(jí)別：
分析范圍內(nèi)最高集成層級(jí)。
關(guān)注要素：
受關(guān)注的要素,也是考慮失效鏈的主題項(xiàng)目。
下一較低級(jí)別或特性類型：
結(jié)構(gòu)中處于關(guān)注要素下一低級(jí)別的要素
通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，我們將可達(dá)到兩個(gè)目的：
顧客和供應(yīng)商之間的協(xié)作：
結(jié)構(gòu)分析的輸出(設(shè)計(jì)及其接口的可視化)為顧客和供應(yīng)商在設(shè)計(jì)和/或DFMEA項(xiàng)目技術(shù)評(píng)審期間的協(xié)作提供了工具。
功能分析的基礎(chǔ)：
步驟二結(jié)構(gòu)分析”中定義的信息將被用于步驟三“功能分析'。結(jié)構(gòu)分析中缺少的設(shè)計(jì)要素(項(xiàng)目),在功能分析中也會(huì)缺少。
上述步驟，在舊版FMEA中僅是建議使用方塊圖做為DFMEA得前置作業(yè)，在FMEA表格中并未將結(jié)構(gòu)關(guān)系體現(xiàn)出來(lái)，而是直接一來(lái)就要求寫上功能/要求，以及對(duì)應(yīng)的失效模式。
此次新版FMEA特地在功能分析之前，強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)分析，下一集，我們將在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，繼續(xù)展開功能分析。我們下次見
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