详解：汽车产品设计FMEA分析流程

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2023-10-20 11:51

设计FMEA的输入与输出

为了使设计FMEA（DFMEA）的制定能够达到其预期的效果，要充分考虑的FMEA流程的内容输入的准确性和完整性，并了解清楚FMEA流程对相应下游的工作的重要影响。其中，对FMEA的启动有重要影响的主要输入有：

有了这些重要的输入，最终的FMEA材料才能作为以下重要的工程文件的输入：

①设计/过程验证实验

②鲁棒性检查表

③YC/YS和CC / SC (关键及重要特性参数)

④设计标准

⑤控制计划

因此，在制定以上文件的时候一定要确保包含了FMEA的相关信息。否则制定FMEA的过程就失去了它本来的意义。比如DFMEA里定义的潜在关键及重要特性参数（YC/YS），要在PFMEA（过程FMEA）里识别出对应的关键及重要特性参数（CC/SC），并在控制计划里对这些参数制定特别的控制方法。

汽车产品设计FMEA分析流程

关于汽车产品的设计，FMEA分析的主要流程为：

(1)明确系统状态及其功能

广泛的搜集系统的相关资料（包括法规要求、工作环境、性能要求等信息），完成P图绘制。这里的系统功能必须以可以测量或者验证的形式来描述，必须能够回答：“该产品/系统应该完成什么”这样的问题。简单来讲，功能是产品设计的目的。

(2)绘制结构框图

建立系统结构框图能更好地了解各子系统与周边环境零件的相互关系及相互影响。

(3)列出所有失效模式

根据专家组经验，详细地列举出系统中所有的潜在失效模式。注意失效模式要和第一步中描述的功能有直接的相关性。失效模式具体可以分为四类：

①完全失效 – 即系统已彻底无法运转或工作；

②部分失效/功能降低 – 即系统没有实现设计所需要的所有功能；

③间隙性失效 – 即系统有时会正常工作，有时失效；

④错误性失效 – 即系统产生了设计功能以外的其它功能。

(4)分析造成失效的原因及其影响

根据已列出失效模式，逐一分析其产生原因及其失效的影响。

(5)判断失效模式的风险等级

根据失效模式、失效影响定性评估其严重度S、发生率O、检测度D，建立在此基础上，可以确定失效模式的措施优先级AP值。严重度（Severity，记S）是指某种潜在失效模式发生时对产品质量及顾客产生影响的严重程度的评价指标，如表1所示。

表1 严重度

发生率（Occurrence，记O）是指某项潜在失效模式发生的可能性，发生的概率越高可能性越大，判定准则如表2所示。

表2 发生率

检测度（Detection，记D）是指当某项潜在失效发生时，根据现有的控制手段及检测方法，能将其检出的概率的评价指标，评价准则如表3所示。

表3 检测度

一旦团队完成失效模式、失效后果、失效原因和控制的初始确认，并评估了严重度、发生度和探测度，必须决定是否需要进一步努力来降低风险，由于资源、时间、技术和其它因素的固有限制，团队必须选择如何最好地排定这些工作的优先顺序。

措施优先级（AP）方法，提供了所有1000种S、O、D的可能组合。AP方法的逻辑遵循了FMEA的失效预防意图，首先着重于严重度，其次是发生度，然后是探测度。

AP表对措施需求提供了高（H）、中（M）、低（L）三个优先级的建议，公司可使用一个体系来评估措施优先级，而不是使用多个顾客要求的多个体系。

对于潜在的严重度为9 -10且措施优先级为高和中的失效后果，建议至少由管理层评审，包括（评审）所采取的任何优化措施。

措施优先级（AP）不是高、中、低风险的优先级，而是对降低风险的措施的需求的优先级排序。

(6)针对失效模式制定预防措施

提前做好预防措施有助于增强汽车可靠性，同时延长汽车的使用寿命，因此对失效模式和失效原因进行分析有助于制定更加有效的预防措施，进而避免同类问题再次出现。

首先要找到正确的失效原因，对应的也就是设计的缺陷，因而导致了失效模式的出现。针对每个失效模式的失效原因，可以基于以下假设进行头脑风暴：

①产品或系统是按照设计要求进行加工和安装的

②变差是由于设计本身带来的

这样可以去除设计以外的干扰因素而专注于设计本身。然后进一步通过鱼骨图，5-Why等方法识别失效原因。注意失效原因必须是：

①本质的或最根本的原因

②严重度为9~10的失效模式必须找到失效原因

③用产品的具体参数来描述，比如：尺寸，位置，强度，硬度等等。

找到失效原因后，同样需要识别它的发生率（Occurrence Rate），为接下来采取的措施作准备。因为所采取的措施也通常会分为两类：

①预防性措施：

通过具体的设计变更来防止相应的失效模式或失效原因的发生，或者降低其发生率（越低越好）。

②识别性措施：

通过增加相应的测试（理论分析或实物测试），在产品量产之前识别可能的失效模式或失效原因。识别率越高越好。

相应措施的优先等级也要与第5步中识别出的失效模式的风险等级相对应。

(7)填写FMEA表格

参考现有规范，建立相应的FMEA表格，在表格中需要填入的信息主要包括几个方面：其一是失效模式和失效原因；其二是失效后对系统各层的影响；其三是预防失效模式的应对机制。

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