作者：鮮萬世 時間：2021-09-07
DFMEA的第四步失效分析的目的是識別失效原因，失效模式及失效后果，并使用失效網顯示它們的關系以進行風險評估，DFMEA失效分析的工具是失效樹、失效網。
失效分析的主要目標：1、識別結構元素下功能的潛在失效；2、建立失效鏈，失效模式、失效原因及失效后果；3、失效關系可視化；4、客戶的失效與供應商關聯起來；
什么是DFMEA的失效？當輸入、控制和干擾因子處于可允許的范圍內，由于錯誤的功能設計，產生了錯誤的或出現了不期望的邊界效應。系統和子系統失效模式是根據功能損失或劣化來描述的，可能的失效是從功能中推斷出來的，不是頭腦風暴瞎整出來的，失效模式的短語是“名詞”加“動詞組合成的，機油泄漏。應用確切的指標、數據、事實來描述失效，失效的描述是清晰和可理解，不能寫不符合、不OK、失效、中斷等此類的描述，不足以幫助我們去找到失效原因。通常一個功能可以有多種失效。
大家都說，失效不是頭腦風暴出來的，那到底是如何分析得出的呢？失效是從已知的功能推斷出來的，我們DFMEA中的功能中推斷出七種失效類別，一個功能不會出現所有的七種失效，但要考慮以下的七種失效類別。功能喪失，如：無法操作、突然失效；部分功能，如：性能損失；功能退化，如：性能隨時間損失／衰退；過度功能，如：操作超出可接受閾值；間歇性功能，如：操作隨機啟動-停止-啟動，非預期功能，如：在錯誤的時間操作、意外方向、不相等性能，延遲功能，如：非預期時間間隔后操作。如燈泡的功能是發光、照明。燈滅了是功能喪失，只有一盞燈亮，有一盞燈不亮，那是部分功能，性能損失。燈點亮200小時后，亮度下降，那是功能退化，燈太亮，那是過度功能，超出預期。燈在點亮時發熱，發熱是不預期的要求，那是非預期的功能，氣囊在20ms內點爆，那是功能延遲.
圖上的是功能，紅色就是發生故障，也就是失效。功能的失效由功能推導出來的，下面對應七種失效的狀態，1、突然失效，也就是功能喪失；2、隨時間變化，就是功能可靠性，功能隨時間退化；3、間歇性失效，功能有時候有，功能有時候又沒有了;4、功能過度或功能不足；5、非預期執行，在錯誤的時間操作、意外方向、不相等性能；6、不滿足功能等級的要求；7、功能錯誤的方向；
失效鏈有三個不同的層面構成，失效后果，失效模式及失效原因，聚焦元素的失效是失效模式，它的上一級功能的失效是失效后果，它的下一級功能的失效是失效原因。
根據功能推導出失效模式，失效后果及失效原因，在失效分析過程中形成失效鏈。聚焦元素的失效是失效模式，與其關聯的是失效后果和失效原因。到底失效被認為是失效后果、失效模式還是失效原因，取決于你聚焦的是哪一層級，如系統、子系統、組件還是零件？聚焦元素的失效是失效模式，它的上一級功能的失效是失效后果，它的下一級功能的失效是失效原因。
下面來用起動機的例子說明一下，第一級：動力系統，第二級：起動機，第三級：傳動機構，第四級：撥叉，第五級：材質。案例中的聚焦元素是傳動機構，那么傳動機構功能的失效就是失效模式，基于電磁控制機構位移不能實現和飛輪的嚙合，失效后果就是它的上一級較別：起動機，上一級的功能的失效是失效后果，失效后果是啟動開關閉合信息和輸入電源時無轉速輸出。失效原因是它的下一級較低級別：撥叉，下一級功能的失效是失效原因，失效原因是撥叉性能不足。
失效后果是失效模式的后果，對失效模式對應較高一級產品，不論是內部的，還是外部的產品，車輛的最終用戶，適用的法律法規，我們要從多個客戶的角度理解失效后果。對客戶的影響后果是客戶可能會注意或碰到的后果，包括對影響。一個失效模式有多個后果，包括了多個內部的失效后果及外部客戶相關的失效后果。
最終用戶車輛使用者的失效后果示例，包括：聽到噪音、外觀體驗差、聞到難聞的氣味、車輛無法啟動、不能實現某種功能，如不能轉向、剎車失靈等。
失效模式是可能無法滿足或提供預期功能，失效模式不是頭腦風暴瞎整出來的，是從功能任務中推斷出來的，前面已經講過了，失效模式從功能中，使用七種失效類型中推斷出的。失效模式來源于功能，應使用技術術語來描述。在進行DFMEA分析時，假設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，是否考慮在設計優化，以減少或消除在制造過程中產生缺陷?？偟膩碇v，失效模式是定義為零件、子系統或系統可能失去符合或提供預期功能的情況，因為每三級構成FMEA的結構關系，失效模式可以是更高一級產品的失效原因，也是較低級別的失效后果。
系統級失效模式的示例包括如下：不能傳遞扭矩，脫離得太快、不脫離、無信號傳遞等。組件級或零件級的失效模式是硬件的失效，如組件破裂、變形、斷裂、松脫、氧化等。
失效原因是失效模式發生的原因，失效原因造成的后果是失效模式，盡有可能識別每一種失效模式的所有潛在原因。在功能分析中的參數圖的噪音因素是可能的失效原因，盡有可能的簡明、完整地列出，以便針對失效原因制定預防措施和探測措施。應針對具體的失效模式，識別出所有影響相應功能的技術參數的影響，如電機的輸出扭矩過?。ó旊姍C為三層關系中的較低級別時）。從導致產品發生功能失效模式或潛在失效模式的那些物理、化學或生物變化過程等方面，尋找失效模式發生的直接原因，如轉子的外形尺寸，長度10+-0.1mm。從外部因素（如其他產品的失效、使用、環境和人為因素等）方面，尋找產品發生失效模式的間接原因，這就是參數圖中的噪音因素，如環境溫度、濕度等。
失效原因來源于下較低級別的功能失效模式、要求和潛在噪音因子（參數圖中的干擾因子，是間接失效原因），我們從從系統及零件設計因素、噪音（干擾）因素、DFM可制造性、軟件問題等四個層次展開原因分析，失效的直接原因為下一較低級別的功能性能設計不，如選擇了錯誤的材料、幾何尺寸外徑過大或過小，表面硬度過小等。噪音因子包括了系統交互、隨時間變化、外部環境、車輛使用者的錯誤行為、人體制造變化等五個方面，也是失效模式的間接失效原因。失效原因還包括缺少可制造穩健設計，如幾何形狀允許向后或倒置安裝零件，零件缺乏明顯的設計特征，運輸容器設計導致零件劃傷或粘在一起，零件處理導致損壞等。軟件問題也作為系統及組件的失效原因，當然也可以將軟件進行結構分析為軟件模塊、單元等進行單獨的風險分析，軟件FMEA我們在下一次單獨講解。
對失效網進行邏輯連接時，用下面的提問是非常有效的，將失效原因鏈接到失效模式，應自問，失效模式為什么或發生？將失效后果鏈接到失效模式，應自問，失效模式發生時產生了什么后果?我們研究的案例是起動機，聚焦元素是起動的傳動機構，那么傳動機構對應的失效是失效模式，它的上一較別是起動機，起動機對應的失效是失效后果，它的下一較低級別是撥叉，撥叉對應的失效是失效原因，傳動機構的位移為什么不能實現和飛輪的嚙合？因為撥叉材料選擇錯誤引起性能不足。傳動機構的位移不能實現和飛輪的嚙合時，會生產什么后果和影響？起動機在啟動開關閉合信息和輸入電源時，無法轉速和扭力輸出。
每三層構成FMEA的失效關系，根據失效網，我們將失效網填入表格中，我們以傳動機構為關注元素，將關注元素的失效填入中間的格子里，失效模式是“基于電磁控制機構位移不能實現和飛輪的嚙合”，那么他們的上一較別為起動機，將起動機的失效填入上一級，失效后果：有啟動開關閉合信號和輸入電源時無轉速輸出，下一級較低級別是撥叉，將撥叉的失效填入下一級，撥叉性能不足。
DFMEA新版表格將結構分析、功能分析與失效分析融入到表格中，每三層結構成DFMEA的數據結構關系，三層結構樹的關系是起動機、傳動機構、撥叉，聚焦元素是傳動機構，它的上一級較別是起動機，它的下一級較低級別撥叉。功能網的三層數據結構關系，聚焦元素的功能是基于電磁控制機構的位移實現和飛輪的嚙合，它的上一級較別起動機的功能是基于啟動開關閉合信號把蓄電池的電能轉化輸出給飛輪具有特定扭矩的轉速，它的下一級較低級別撥叉的功能是材料性能。失效網的三層數據結構關系，聚焦元素的失效是失效模式，基于電磁控制機構位移不能實現和飛輪的嚙合，失效后果是有啟動開關閉合信號和輸入電源時無轉速輸出，失效原因是撥叉性能不足。
鮮萬世老師簡介：在歐美日世界500強制造業集團公司，相關質量管理的經驗超過10年；擅長于汽車制造系統及其零部件制造與質量改進項目的培訓與咨詢·；建立了精益成熟度評價系統，并為上汽大眾汽車、延鋒偉世通建立了精益評估系統；擅長ISO9001、IATF16949等與質量有關的管理 體系以及質量改進的工具應用。
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