作者：admin 時間：2022-10-19
一、客戶簡介
中國XX集團重慶全資子公司，為工業強基工程重點產品應用示范“一條龍”示范企業，連續多屆被評定為高新技術企業，
公司新進一批年輕工程師，其技術水平還比較低，質量意識淺薄，質量理念匱乏；公司希望提高他們的質量工具理論知識水平和技能水平。
DFMEA分析中有一個很重要的功能分析工具P圖，公司很看重；要求其工程師們掌握此工具，清楚該工具可以做什么，可以解決什么問題。
P圖，又稱參數圖，英文為Parameter Diagram，是用于確定和描述噪聲控制因素和錯誤狀態的穩健性(Robustness)工具。
參數是功能行為的屬性。
參數圖是一個項目所在環境的圖表展示。
參數圖包括影響輸入和輸出之間轉化功能的因素，專注于優化輸出所需的設計決策。
參數圖用于描述單個功能在系統或組件內的行為特點。
并非所有功能都需要參數圖。
團隊應當關注受新條件影響的幾個關鍵功能，以及那些在以前的應用中具有穩健性歷史問題的功能。
可能需要一個以上的參數圖，以便說明FMEA團隊關注的系統或組件的功能。
完整的功能描述能夠為后續失效分析和風險緩解提供基礎。
參數圖專注于功能的實現。它可以清楚地識別該功能的所有影響因素，包括可以控制的因素（控制因素）和不能適當控制的因素（干擾因素）。
針對特定理想功能完成的參數圖有助于識別以下各項：
系統優化所需的因素、級別、響應和信號；
作為FMEA輸入的功能；
可能影響功能性能的控制和干擾因素；
非預期系統輸出；
通過創建參數圖獲得的信息為測試計劃提供了輸入。
參數圖由動態輸入（包括信號）、可能影響系統性能的因素（控制和干擾）、變異源和輸出（預期輸出和非預期輸出/偏離輸出）組成。
以下是參數圖的示例，用以評估對產品功能的影響，包括：
輸入（為取得期望結果您想要輸入什么）是對實現系統功能所需的信息源的描述。
功能（您想要發生什么）在參數圖中描述，使用現在時態，主動動詞后加上一個可測量的名詞，并與需求相關。
功能要求（為實現功能您需要什么）與功能的性能相關。
控制因素（為實現功能要求，您可以做什么）被識別出來。控制因素可以調整，以使設計對干擾更不敏感（更穩?。Ｐ盘栆蛩厥强刂埔蛩氐囊环N，它是由系統用戶直接或間接設置的調整因素，可適當地改變系統響應（例如制動踏板的移動改變剎車距離）。僅動態系統才使用信號因素。沒有信號因素的系統稱為靜態系統。
非功能性要求（除功能性要求以外您需要什么）可以限制設計選擇。
預期輸出（您希望從系統獲得什么）是理想的、預期的功能輸出，其量級可能會（動態系統）或可能不會（靜態系統）與信號因素成線性比例（如，前照燈的近光啟動、制動踏板移動導致的剎車距離）。
非預期輸出（您不希望從系統中獲得什么）指故障行為或意外的系統輸出，他們使得系統性能從理想的預期功能偏離。例如，與制動系統相關的能量理想的轉化為摩擦。熱量、干擾和振動是制動能量的非預期輸出。轉向輸出可能會對熱輻射、振動、電阻、流量限制造成損失。
干擾因素（干擾實現預期輸出的因素是什么）是指代表系統響應潛在的顯著變差源的參數，從工程師的角度來看，這些參數無法控制或要控制他們不切實際。干擾以物理單位描述。
干擾因素分為以下幾類：
組件間的變差（在一個組件中，以及組件之間的相互干擾）
隨時間變化（隨著使用壽命不斷增加不斷老化，如老化磨損）
顧客使用（超出預期規范的使用）
外部環境（顧客使用時的環境，例如道路狀況、天氣等）
系統交互作用（與其他系統之間的相互干擾）
圖1 電機參數圖示例
下面介紹蘇州國可工軟公司為客戶普及P圖知識及其應用舉例。
圖2 團隊成員
雙方對分析對象——活塞進行了分析和研究。
繪制出活塞的2D圖紙，提煉出了活塞的主要參數，見下圖。
圖3 活塞工程示意圖
雙方團隊針對分析對象，梳理活塞與外部零件之間的關系，最后繪制出活塞的B圖，如下：
圖4 活塞邊界圖
對于活塞，經團隊分析，確認其輸入應有：
燃油；
空氣；
曲軸帶動連桿的往復運動；
活塞的功能應為：
與氣缸蓋、氣缸套、活塞環共同組成燃燒室；
承受燃氣壓力并通過活塞銷傳遞給連桿。
針對上述功能，團隊還將其進行了功能分解，見下圖：
圖5 活塞的功能樹
經團隊一同努力分析交流，最終確認活塞的非預期功能有：
不能(有效)密封氣體
不能(有效)防止機油從曲軸箱竄進燃燒室
不能(有效)承受高溫、高壓氣體
不能(有效)起導向作用
不能(有效)將動力傳遞給連桿
噪聲因素會影響功能的實現，上述已經談到有5大因素可能影響產品的功能，具體有：
產品間的差異：
活塞材料：金相組織、抗拉強度、硬度、體積穩定性；
活塞尺寸：H、H1、H2、h3、h4、h1、h2、C1、B、t 、δ、d、d0、d1；
公差：重要平面的粗糙度、平面度、垂直度；
機加工和裝配；
隨著時間的變化：
疲勞
磨損
腐蝕
顧客使用習慣：
磨合期內超速行駛
不良的駕駛習慣
使用品質低的燃油
外部環境：
不清潔的空氣
低溫
高溫
系統交互作用：
氣環：在燃氣作用下，緊貼在活塞環岸表面，密封氣缸。
油環：與活塞環槽配合，刮走機油，防止其進入燃燒室。
活塞銷：位于活塞銷座內，將動力傳遞給連桿。
缸套：活塞在其表面做往復直線運動。
缸蓋：與活塞、氣環形成封閉燃燒室。
氣門：負責進氣和排氣，保證活塞做功的條件。
團隊分析有哪些可以改變的設計參數，這些參數有利于識別設計元素，控制了這些參數，就可以提高設計的穩健性。
對于活塞，分析得出如下控制因素：
活塞材料、機加工、裝配、活塞主要尺寸、公差；
與氣環、油環、活塞銷、缸套、缸蓋和氣門之間的干涉；
在規定的負荷范圍內運轉、使用規定型號的燃油；
增強空濾的功能、增強進氣的預熱；
分析完成前述五大部分內容后，就可以繪制活塞的P圖了。
如下是使用PowerPoint軟件繪制的P圖
圖6 發動機活塞P圖（PPT繪制）
為了對比，國可工軟團隊又使用RFMEA軟件繪制了活塞的參數圖，
見下圖：
圖7 發動機活塞參數圖
通過培訓與技術交流，XX公司的技術人員達到了如下目標和成果：
1. 了解了P圖的作用與目的；
2. 掌握了P圖的繪制方法；
3. 根據所繪制P圖，可深刻理解產品的功能，及功能設計過程中所需要考慮的輸入、輸出、功能和要求，噪聲因素，控制因素；
4. P圖可作為產品復雜功能的強有力輔助分析工具：
5. 可視化的工具，團隊成員有效溝通；
該案例完成后，團隊成員了解到：
當某個功能和眾多因素相互交錯時，無論是功能描述，還是后續的失效分析都難以把握，很容易顧此失彼，造成失效識別的遺漏。
參數圖作為一種圖示技術，分析了研究對象的功能及影響因素，它既考慮了細節，又給FMEA團隊提供了關于這個功能的大局觀。
因此，對于那些重要的功能，繪制參數圖，幫助進行功能分析、失效分析甚至措施分析。
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