作者：黃敬筌 時間：2021-08-10
黃老師與您共讀新版FMEA手冊09-失效分析(上)
首先我們來看看新版FMEA 2.4章節失效分析開頭定義：
設計失效分析的目的是識別失效起因、模式和影響,并顯示它們之間的關系,以便能進行風險評估。
設計失效分析的主要目標是：
l 確認每個產品功能的潛在失效影響、失效模式和失效起因(失效鏈)
l 顧客和供應商之間的協作(失效影響)
l FMEA表格中失效文件化和風險分析步驟的基礎
其實FMEA開宗明義就是要討論失效(Failure) ，先確立可能出現的失效，并針對其影響后果、發生原因預防措施及探測措施的評價，評估風險并進行控制。
在前幾次的FMEA改版中，大家發現直接考慮失效往往太天馬行空無的放矢，于是又在失效模式之前，又加上了功能要求, 以便更有針對性的進行失效分析。否則你連自己要做什么都不知道，又從何談起失效呢?
功能的失效由功能推導而來。潛在失效模式包括但不限于以下幾種:
1. 功能喪失(即無法操作、突然失效)
2. 功能退化(即性能隨時間損失)
3. 功能問歇(即操作隨機開始停止/開始)
4. 部分功能喪失(即性能損失)
5. 非預期功能(即在錯誤的時間操作、意外的方向、不相等的性能)
6. 功能超范圍(即超出可接受限的操作)
7. 功能延遲(即非預期時間間隔后的操作)
由上可知，一個功能可能會有多個失效，因此我們在寫失效的時候，千萬不能只是考慮功能的反面，不應當識別出一個失效后就停止，而是要再思考下，還有沒有其它的失效?
那么，是不是先確定了功能要求，后面把各種失效考慮出來就萬事ok了呢? 非也，問題大了去了。
零件的功能失效、組件的功能失效、部件的功能失效，都是叫失效。那么，到底哪個是失效影響，哪個是失效模式，哪個是失效原因呢?
之所以會有這個問題出現，主要是因為以前我們在做FMEA 的時候，就只是列舉了功能要求，然后就直接寫失效模式了。導致失效模式的欄位經常寫不清楚。
如下圖，這是第四版DFMEA的主要概念，先確定你要分析的系統單位，然后確定功能要求，接下來就直接寫失效。
通常此時會有兩個問題，要嘛是你的功能寫的不完整(上級系統的要求考慮不完整，或是下級零件要求與接口的考慮不完整)，要嘛是失效模式、失效影響、失效原因的邏輯混亂。
如同我們前面幾集說的，新版FMEA根據七步法，確定了要分析的對象后，接來下進行結構分析與功能分析，再根據三個級別分別識別失效。
新版FMEA概念圖如下：
各位觀眾，這就是新版FMEA與舊版FMEAzui大的差異點啦。有沒有發現，前面辛辛苦苦的做了第二步結構分析、第三步功能分析，到了第四步失效分析，終于撥開云霧見明月了！
有了這樣的結構關系，我們可以很清楚的分辨出失效影響、失效模式、失效起因之間的層級關系。這三者之間又有以下的邏輯關系。
關于失效影響、失效模式、失效起因，手冊中分別有一個小節做基本的定義及范例，寫得還算清楚，我們可以一起來看一下。在此就先不過多解釋了。
失效影響
定義為失效模式產生的后果。
失效影響描述的是對下一級產品集成的影響(內部或外部),對操作整車的zui終用戶的影響(外部),以及對適用的政府法規的影響(監管)。
顧客影響應當說明用戶可能注意到或體驗到的情況,包括那些可能影響性的影響。目的是預測與團隊知識水平一致的失效影響。一個失效模式可能導致多個與內外部顧客相關的影響。
作為設計協作的一部分,OEM可以和供應商和次級供應商分享這些影響。
對zui終用戶的失效影響示例：
l 不可察覺的影響
l 外觀不良,如近觀難看、褪色、表面腐蝕
l 噪音,例如:未對準/摩擦、流體噪音、吱吱聲
l 異味、手感粗糙、操作更費勁。
l 操作受損、間歇、無法操作、電磁不兼容
l 外部泄漏造成性能損失、運行不穩定
l 無法駕駛整車(步行回家)
l 不符合政府規定
l 轉向或剎車功能損失
失效模式
定義為一個項目可能無法滿足或交付預期功能的方式。
失效模式來源于功能。失效模式應當用技術術語來描述，而不是顧客注意到的癥狀。
在編制 DFMEA 時,假設設計將按照設計目的進行制造和組裝。如果歷史數據顯示制造過程中存在缺陷,團隊可以自行決定是否進行例外處理。
組件級失效模式的示例：
l 組件破裂
l 組件變形
l 組件斷裂
l 零件松脫
l 零件氧化
l 組件黏貼
系統級失效模式的示例
l 機液濾失
l 脫離得太快
l 不脫離
l 不傳遞扭矩
l 不保持充分扭矩
l 結構支撐不足
l 結構支撐損失
l 無信號／間歇信號
l 提供太多的壓力／信號／ 電壓
l 提供的壓力／信號／ 電壓不足
l 不能承受負載／溫度／震
失效起因
失效起因是指失效模式發生的原因。起因造成的后果是失效模式。盡可能識別每種失效模式的所有潛在起因。無法穩健應對噪音因素(參數圖中)也可能是引起失效的起因。起因應當盡可能簡明、完整地列出,以便針對具體起因采取適當的補救措施(控制和措施)
失效起因可能源自于下一較低級別的功能失效模式、要求和潛在噪音因素(例如:參數圖)。
潛在失效起因的類型可能包括,但不限于：
l 功能性能設計不充分(指定的材料不正確、幾何形狀不正確、選擇的零件不正確、規定的表面處理不正確、行程規范不充分、定義的摩擦材料不當、潤滑能力不足、設計壽命假設不當、計算程序不正確、維護描指南不當等)
l 系統交互作用(機械接口、流體流動、熱源、控制器反饋等)
l 隨時間變化(良率、疲勞、材料不穩定、蠕變、磨損、腐蝕、化學氧化、電遷移、過度壓力等)
l 對于應對外部環境設計不足(熱、冷、潮濕、振動、路面雜物、路面鹽等)
l zui終用戶的錯誤操作或行為(錯誤使用檔位、錯誤使用踏板、超速、拖曳、錯誤燃料型號、服務損壞等)
l 制造設計不可靠(零件幾何形狀使得零件安裝向后或倒過來,零件缺乏明顯的設計特征,運輸容器設計使得零件摩擦或黏在一起,零件處理造成損壞等)
l 軟件問題(未定義的狀態、損壞的代碼/數據)
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