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設(shè)計(jì)潛在失效模式與后果分析(D-FMEA)在緊固件行業(yè)的應(yīng)用 隨著我們國(guó)家汽車行業(yè)的開(kāi)放，國(guó)外先進(jìn)汽車制造商在與國(guó)內(nèi)公司合作中，對(duì)汽車產(chǎn)品質(zhì)量要求也在不斷的提高，給我們帶來(lái)先進(jìn)的管理理念，使得我們的管理理念在不斷更新。許多標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)在與先進(jìn)汽車制造商接觸過(guò)程受益非淺，標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)在汽車制造商的要求下對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量體系進(jìn)行換板升級(jí)，但標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)在做TS體系時(shí)都回避一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)責(zé)任(7.3)采取部分刪減方法，對(duì)體系要求的設(shè)計(jì)責(zé)任(7.3)環(huán)節(jié)進(jìn)行部分回避，其實(shí)在標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的技術(shù)要求里制造者存在一定的設(shè)計(jì)責(zé)任。我個(gè)人認(rèn)為回避是不正確的，應(yīng)該實(shí)施無(wú)任何刪減運(yùn)行。 在體系中采取回避設(shè)計(jì)責(zé)任是可以的，也是可行的，但也不能說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)件制造者就沒(méi)設(shè)計(jì)責(zé)任，只是引入設(shè)計(jì)責(zé)任對(duì)體系增加不少要求而已。從TS體系嚴(yán)格嚴(yán)格要求來(lái)講，標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)制造者是有設(shè)計(jì)責(zé)任，不能對(duì)體系做出設(shè)計(jì)責(zé)任的刪減。但企業(yè)在體系做的過(guò)程中回避7.3環(huán)節(jié)是避免在審核過(guò)程中不必要的麻煩，因?yàn)樯婕暗皆谠O(shè)計(jì)過(guò)程的控制要素不能說(shuō)明關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素來(lái)源，而設(shè)計(jì)的要素來(lái)源在日常工作中沒(méi)進(jìn)行收集和整理，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)的控制的技術(shù)不能說(shuō)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(rèn)證公司(第三方審核)的通過(guò)。我在這里就如何地做設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)，以及怎么樣完成相關(guān)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單說(shuō)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(jì)50年代初，美國(guó)空軍第一次將FMEA思想用于一種戰(zhàn)斗機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，到了60年代中期，F(xiàn)MEA技術(shù)正式用于航天工業(yè)(Apollo計(jì)劃)。1976年，美國(guó)國(guó)防部頒布了FMEA的軍用標(biāo)準(zhǔn)，但僅限于設(shè)計(jì)方面。70年代末，F(xiàn)MEA技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入汽車工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備工業(yè)。80年代初，進(jìn)入微電子工業(yè)。80年代中期，汽車工業(yè)開(kāi)始應(yīng)用過(guò)程FMEA確認(rèn)其制造過(guò)程。到了1988年，美國(guó)聯(lián)邦航空局發(fā)布咨詢通報(bào)要求所有航空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guò)程的設(shè)計(jì)。1994年，F(xiàn)MEA又成為QS-9000的認(rèn)證要求，在TS體系的整合過(guò)程中也將FMEA引入體系中。FMEA技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展十分迅速，目前，F(xiàn)MEA已在工程實(shí)踐中形成了一套科學(xué)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(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品時(shí)，通常有三道控制缺陷的防線：避免或消除故障起因、預(yù)先確定或檢測(cè)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(shè)計(jì)的重要方法。它實(shí)際上是FMA(故障模式分析)和FEA(故障影響分析)的組合。它對(duì)各種可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，以便在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上消除這些風(fēng)險(xiǎn)或?qū)⑦@些風(fēng)險(xiǎn)減小到可接受的水平。及時(shí)性是成功實(shí)施FMEA的最重要因素之一，它是一個(gè)“事前的行為”，而不是“事后的行為”。為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在故障模式被納入產(chǎn)品之前進(jìn)行。 FMEA實(shí)際是一組系列化的活動(dòng)，其過(guò)程包括：找出產(chǎn)品/過(guò)程中潛在的故障模式；根據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系對(duì)找出的潛在故障模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估；列出故障起因/機(jī)理，尋找預(yù)防或改進(jìn)措施。由于產(chǎn)品故障可能與設(shè)計(jì)、制造過(guò)程、使用、承包商/供應(yīng)商以及服務(wù)有關(guān)，因此FMEA又細(xì)分為設(shè)計(jì)FMEA、過(guò)程FMEA、使用FMEA和服務(wù)FMEA四類。其中設(shè)計(jì)FMEA和過(guò)程FMEA最為常用。 過(guò)程潛在失效的模式與后果分析(P-FMEA)一般通過(guò)TS認(rèn)證的企業(yè)都能夠順利完成，在這里我僅對(duì)設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)進(jìn)行講述，如何理解設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)真正含義，以及在實(shí)際中進(jìn)行完成。這里舉例說(shuō)明一下，以GB/T5782—2000中的螺栓為例，怎樣在制圖的過(guò)程中使用設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)。 如在標(biāo)準(zhǔn)的GB/T3098.1—2000的規(guī)定里第四部分材料。在標(biāo)準(zhǔn)的要求用表格形式規(guī)定了螺栓、螺釘和螺柱各個(gè)性能等級(jí)的鋼種和回火溫度。材料的化學(xué)成分應(yīng)符合有關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。這個(gè)表明在標(biāo)準(zhǔn)里沒(méi)有對(duì)各個(gè)性能等級(jí)的產(chǎn)品使用材料進(jìn)行指定，制造者可以在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍里對(duì)材料進(jìn)行選擇，而使用者也可以根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行材料的指定。而在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，材料一般都由制造者選定，產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)必要的熱處理后使得性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，那產(chǎn)品就可以認(rèn)定合格。 如在標(biāo)準(zhǔn)的GB/T5787—1986的規(guī)定里第四部分技術(shù)條件。在標(biāo)準(zhǔn)的要求中說(shuō)明以GB/T3098.1—2000為準(zhǔn)則。也就是說(shuō)在相關(guān)的產(chǎn)品中對(duì)材料也沒(méi)做出相應(yīng)的指定，而是要求按照一定的規(guī)范進(jìn)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)為對(duì)R角最大值進(jìn)行規(guī)定，而制造者要對(duì)使用者的要求進(jìn)行充分預(yù)測(cè)后，依據(jù)相關(guān)的螺栓使用通則等一系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，在實(shí)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(rèn)定合格。 設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)應(yīng)在一個(gè)設(shè)計(jì)概念形成之時(shí)或之前開(kāi)始，并且在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段中，當(dāng)設(shè)計(jì)有變化或得到其他信息時(shí)及時(shí)不斷地修改，并在圖樣加工完成之前結(jié)束。其評(píng)價(jià)與分析的對(duì)象是最終的產(chǎn)品以及每個(gè)與之相關(guān)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(shè)計(jì)意圖的同時(shí)還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。因此，雖然潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)不是靠過(guò)程控制來(lái)克服設(shè)計(jì)中的缺陷，但其可以考慮制造與裝配過(guò)程中，技術(shù)與客觀的限制，從而為過(guò)程控制提供了良好的基礎(chǔ)。進(jìn)行潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)有助于： 1.設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案的相互權(quán)衡； 2.制造與裝配要求的最初設(shè)計(jì)； 3.提高在設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)過(guò)程中考慮潛在故障模式及其對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品影響的可能性； 4.為制定全面、有效的設(shè)計(jì)試驗(yàn)計(jì)劃和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供更多的信息； 5.建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)； 6.為將來(lái)分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改以及開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計(jì)提供參考。 在做設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)要搞清楚幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，在本文后有一個(gè)范本，僅供大家參考，期待得到大家的指正。 在設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析模塊里有很多項(xiàng)目，但我個(gè)人認(rèn)為有六個(gè)項(xiàng)目是潛在失效模式的核心。潛在失效模式、潛在失效后果、嚴(yán)重度、潛在失效起因機(jī)理、現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制預(yù)防、現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制探測(cè)等六大關(guān)鍵要素。而在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程存在一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，產(chǎn)品還沒(méi)有出來(lái)，產(chǎn)品還處在圖紙，構(gòu)思過(guò)程里，在這個(gè)環(huán)節(jié)就是把產(chǎn)品質(zhì)量控制在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)過(guò)程要求對(duì)產(chǎn)品可能存在的潛在問(wèn)題找到，進(jìn)行分析和消除，并將其采取的預(yù)防措施輸出到相應(yīng)的控點(diǎn)，在相應(yīng)的技術(shù)文件、規(guī)范里進(jìn)行體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防措施的落實(shí)，在實(shí)際中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵要素進(jìn)行事先預(yù)防。 潛在失效模式是指部件、子系統(tǒng)或者系統(tǒng)有可能會(huì)未達(dá)到或不實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目/功能欄目中所描述的預(yù)期功能的情況(如預(yù)期功能實(shí)失效)。這種潛在的失效模式可能會(huì)是更高一級(jí)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(jí)的部件的潛在失效模式的影響后果。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)來(lái)講。一般的潛在失效模式有裂紋、應(yīng)力集中、抗拉強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(huì)出現(xiàn)新的失效模式必須及時(shí)更改和增加，并對(duì)此進(jìn)行分析，將預(yù)防措施等一一羅列出來(lái)，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(duì)功能的影響。要根據(jù)顧客可能或經(jīng)歷的情況來(lái)描述失效的后果，要記住顧客可能是內(nèi)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(shuō)明。在標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)存在的后果一般情況下會(huì)涉及到安全性要求，不會(huì)涉及法規(guī)的符合性。但有一種情況要注意，就是使用注冊(cè)的專利技術(shù)下，也只有在使用專利的才會(huì)涉及。標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)，造成產(chǎn)品的性能失去，引起顧客投訴，其結(jié)果是產(chǎn)品存在的不合格等多種方面。 嚴(yán)重度是給一定失效模式最嚴(yán)重的影響后果的級(jí)別。在我們做潛在失效模式表格時(shí)無(wú)論什么產(chǎn)品，只要它的失效模式是一樣，那對(duì)應(yīng)的嚴(yán)重度是一樣的，除非采取新的設(shè)計(jì)途徑才能改變嚴(yán)重度級(jí)別。因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)件行業(yè)不會(huì)涉及到法規(guī)問(wèn)題，所以標(biāo)準(zhǔn)件的嚴(yán)重度最高一般為8，對(duì)應(yīng)的特性一般是涉及安全特性，嚴(yán)重度是7時(shí)，對(duì)應(yīng)的特種一般涉及關(guān)鍵特性，嚴(yán)重度是6時(shí)，對(duì)應(yīng)的特種一般涉及重要特性。在這里要注意的是嚴(yán)重度涉及到這樣的特性，會(huì)出現(xiàn)這樣的后果，會(huì)使得產(chǎn)品對(duì)使用者有嚴(yán)重的影響，要根據(jù)潛在失效的后果的大小進(jìn)行確定，并確定是否是安全特性、關(guān)鍵特性、重要特性等因素進(jìn)行識(shí)別，并在相關(guān)文件上進(jìn)行標(biāo)注。一旦確定是安全特性、關(guān)鍵特性、重要特性等因素必須進(jìn)行識(shí)別、標(biāo)注，標(biāo)注的符號(hào)必須做到清楚，易識(shí)別等要求。如果顧客對(duì)這樣安全特性、關(guān)鍵特性、重要特性有標(biāo)識(shí)要求，則必須按照顧客的要求標(biāo)識(shí)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(jìn)行規(guī)定，這些識(shí)別的符號(hào)也必須在后續(xù)的文件得到體現(xiàn)，如產(chǎn)品圖紙、過(guò)程圖、過(guò)程潛在失效的模式與后果分析(P-FMEA)、控制計(jì)劃、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、檢測(cè)規(guī)范、檢驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)等。 潛在失效起因/機(jī)理是指設(shè)計(jì)薄弱部分的跡象，其結(jié)果就是失效模式。在填寫時(shí)盡可能的列出每一失效模式的每一個(gè)潛在起因/失效機(jī)理。潛在起因/失效機(jī)理應(yīng)盡可能簡(jiǎn)明而全面地列出，以便有針對(duì)性地采取補(bǔ)救措施的努力。潛在失效起因/機(jī)理是預(yù)防產(chǎn)品失效的關(guān)鍵，能否分析準(zhǔn)確決定產(chǎn)品在以后的生產(chǎn)過(guò)程能否保證質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)涉及到是否能夠找出失效的真正，并且把機(jī)理找出來(lái)，在實(shí)際的過(guò)程中加以預(yù)防，必要時(shí)采取防錯(cuò)措施等。 現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制預(yù)防是將已經(jīng)完成或承諾要完成的預(yù)防措施、設(shè)計(jì)確認(rèn)/驗(yàn)證或其他活動(dòng)，并且這些活動(dòng)將確保設(shè)計(jì)對(duì)于所考慮的失效模式/起因/機(jī)理是足夠的。在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)進(jìn)行規(guī)定，并將這些反應(yīng)到后續(xù)的圖紙、檢測(cè)規(guī)范、試驗(yàn)準(zhǔn)則中，并以此為依據(jù)，在這里必須對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，不能使用含糊的詞語(yǔ)，模糊的概念等。 現(xiàn)行設(shè)計(jì)控制探測(cè)是在項(xiàng)目未實(shí)施前，通過(guò)分析方法后物理方法，探測(cè)出失效的起因/機(jī)理或者失效模式，以此來(lái)達(dá)到防止失效模式的起因/機(jī)理或失效模式出現(xiàn)、降低其出現(xiàn)的幾率。在標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)就是依據(jù)的出處，一般有設(shè)計(jì)使用的參考資料，如標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、材料手冊(cè)、工程計(jì)算準(zhǔn)則、試驗(yàn)結(jié)果等。同時(shí)還包括我們?cè)谠O(shè)計(jì)使用的各種軟件，如AutoCAD等。 說(shuō)到這里，設(shè)計(jì)潛在失效的模式與后果分析(D-FMEA)基本上結(jié)束了，頻度、探測(cè)度、RPN等就相對(duì)簡(jiǎn)單一些，只要看看參考書(shū)就能夠完成。在本文后面有一個(gè)做好的范本，請(qǐng)大家對(duì)照著看。因時(shí)間倉(cāng)促，未反復(fù)審核，會(huì)有沒(méi)說(shuō)明確的地方，還望大家指正。 |
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