你做的FMEA为什么没有用(三)

前文回顾

前两篇文章《为什么你做的FMEA没有用(一)》、《为什么你做的FMEA没有用?(二)》,我们分别讨论了VDA的方法和福特汽车的方法。本文我们继续介绍一下通用汽车的方法。

通用汽车的FMEA方法

晓霜老师多年以前间接了解到这种方法,只能说它可能来自于通用汽车。如果读到本文的朋友有跟多具体的信息、经验,还望不吝赐教给晓霜。

这套方法的流程图如下,是用方块图来支撑一个界面矩阵图,用所谓的“功能树”和界面矩阵图构建一个功能矩阵。在功能矩阵和历史质量问题经验库的支撑下完成FMEA中的风险识别。

你做的FMEA为什么没有用(三)

在这套方法中,“界面矩阵图”、“功能树”、“功能矩阵”,虽然叫法与其它企业的方法有着同样的名称,但是其内容却有着很大的差异。

方块图,与福特方法相同,是用方块代表零部件,用相互之间的连线代表相互影响关系,用边界线明确各个零部件是否属于研究对象范围内。

界面矩阵图,与福特方法的界面矩阵图相同的地方是,界面矩阵的纵横坐标也都是各个零部件,构成了两两相关的矩阵。但是与福特方法不同,在这里没有识别各个零部件相互之间的影响关系是否是对功能有利的还是有害的,没有要求用正负数来标注积极作用还是消极作用。而仅用来识别各个零部件相互之间是否有影响关系,而且要求用文字性说明来明确是什么样的关系,例如“螺栓连接”、“焊接”、“数据通讯”、“滑动摩擦”等。界面矩阵得到方块图的支撑,是因为界面矩阵图中的纵横坐标是从方块图中识别出来的。

功能树,这里的功能树和VDA方法的功能树相比较,只能说是半棵树。因为它只要求识别出来自客户的、来自于相关相邻系统的、来自于上级系统的、来自于生产过程的功能。而没有要求把功能的要求识别出来,没有继续分解识别出实效功能要求的技术手段。这个技术手段的识别,在这套方法中是放在下一项交付物中来完成的。

功能矩阵,这是一个二维矩阵表,纵坐标,也即表格的左边,是刚刚所说的功能树中所识别的功能。横坐标,也即表格的上边,是来自界面矩阵图中的各个零部件以及具有相互影响的部件之间的界面。例如某件和某件之间的滑动摩擦副,作为一项界面,在横坐标中和一个零件一样,占据一列。在功能矩阵中,需要识别的是每一项功能都受到哪些零部件、哪些界面的影响。在有影响的纵横坐标的节点用打钩来标注出来。

这个方法的指导思想看来是这样的,“功能是由零部件和零部件相互之间的界面来实现的”。因而在后续的FMEA中,失效模式的识别,主要是功能矩阵中的所识别的功能不能满足;而失效产生的原因主要是依赖从功能矩阵中所识别的零部件和界面来获得提示。

通用汽车方法的优缺点

利用功能矩阵来识别功能,方向性地识别功能的影响要素,在一定程度上帮助了我们尽可能多地识别风险。

但晓霜老师的观点是,功能是有要求的,功能的要求不满足才是失效模式。功能是由构成产品的零部件来运作完成的,而功能的要求是由相应的零部件上的技术参数以及相关变量共同协作来完成的。

也就是函数Y=F(x1,x2,x3,...)+δ

也就是说我们做功能树分析或者做功能矩阵分析的时候,应该做到从功能出发,到识别出功能的要求Y,再分解到实现功能要求的技术手段X的层级。是需要细化到零件上的具体的技术参数、产品工作时的各种具体的变量层级,而不能仅仅限制于零部件级。

从以上分析,大家可以理解了。这种把功能只能分解到零件和界面层级的功能矩阵,对于识别失效原因的局限性了。

此外,这种方法对于识别非预期功能的失效模式及其影响分析,也缺乏有效支撑工具。因为在这里的界面矩阵图,已经失去了对部件与部件相互影响关系对产品功能的积极、消极作用的评价。

考凡FMEA方法

介绍了目前比较成熟的几种FMEA方法,现在大家应该有了这样一个观念了:其实质量工具是一种活的东西,各家可以有各自的做法,各种做法各有特长。和武林中的功夫一样,各门各派尽可以演绎出各自的拳脚套路。

下图是考凡FMEA方法中的DFMEA流程。考凡方法中PFMEA的原理DFMEA原理相同,只是在流程中用到的是过程QFD,此外需要增加一步过程要素和过程变量“变差来源”的识别。另外PFMEA输出后的支撑文件是控制计划(CP)、工艺设计指南、工艺设计验证计划、生产设备验收计划等系列文件。

你做的FMEA为什么没有用(三)

结构树,与VDA方法中的结构树相同,用来分析和识别研究对象的物理包含关系。但在考凡方法中,须增加相关件、相邻件、工作介质、环境等要素的识别。

功能树,在考凡FMEA中,在一定程度上脱离了结构树的束缚。因为在这套方法中我们的功能树分解不是按照结构树的层级结构来的,而是按照功能识别、功能要求识别,之后把功能的要求作为函数Y,根据产品的结构原理和工作机理,以函数关系式的形式识别影响Y的各自变量。即识别:

Y=F(x1,x2,x3,...)+ δ

这样我们会发现所识别的自变量,既包括了下级零部件的硬件产品特性,也包括了相关件相邻件的产品特性,也会包括在工作时的外界环境的影响、干扰信号、控制信号、工作条件、边界条件等其它软硬件变量。

产品设计的质量功能展开(QFD),这一部分其实是质量功能展开四个阶段中的第二步,是从产品的功能要求到产品特性的翻译转换部分,所以我们说是“产品QFD”。它其实就是一个二维矩阵表。其二维表的左边就是我们功能树中所识别出来的所有的功能要求Y,二维表上边就是我们在功能树中所识别的各自变量x。在用x和Y相互交叉的节点,用相关系数来标注出来在功能树中就已经识别的相互影响关系。

由此可见,产品QFD是严格得到功能树的支撑的。

既然我们在产品QFD这个二维矩阵表中,已经把产品的功能要求Y和实现产品功能要求的技术手段X,明确为一个“因-果”关系矩阵表了。其实DFMEA中的失效模式和失效产生的原因就已经很清晰了:

——QFD中左边的功能要求Y不能保证,就是DFMEA中的失效模式;

——QFD中上边的自变量X在产品设计的时候,没有设计选择好,就是DFMEA中的失效产生的原因了。

如果我们在功能树分析中,功能的识别、功能的要求的识别不露项,在功能分解中对自变量的识别不露项,那么在FMEA分析中,我们就可能做到100%地识别出所有潜在的预期功能的质量风险。

因为以上的分析中,我们的功能树是出自针对预期功能的识别开始的,所以须要强调的是上述分析还只识别了预期功能的失效模式及其原因。

那么我们利用福特汽车的方法中的界面矩阵图,来补充非预期功能的失效模式及要因分析。

最后利历史质量问题经验数据库的信息,来补充结构树、功能树、界面矩阵图分析中的疏漏。而不是简单的利用历史经验来补充FMEA中的失效模式识别。

因在考凡DFMEA中,现有控制的预防措施是研究选择哪一种设计方法把自变量设计选择正确,因而整理出所有的现有控制的预防措施,就是产品设计指南。而现有控制的探测措施,就是研究在失效原因的影响下一旦发生失效模式将如何能够及时发现,因而其整理在一起,就是产品设计验证计划。

强大的考凡FMEA

考凡FMEA方法不仅仅可以帮助我们在FMEA中尽可能早期识别出所有的产品设计、工艺设计的风险,也是快速提升工程技术人员技术能力的利器。其中特别是功能树分析,尤其是晓霜老师强调要求的以函数关系识别来做功能树分析,是训练工程技术人员正向开发的工程技术思维方式,是教给技术人员打开各类产品和工艺技术的万能钥匙。一般来说用这个方法研究过二到三个案例,工程技术人员就不会在惧怕任何新的产品、新的工艺,不再惧怕技术了,因为他们眼睛里已经不再有“黑盒子”的概念了。

未完待续

下一篇文章,我们再适当展开讲解考凡DFMEA方法的具体操作过程,以及考凡FMEA方法的理论依据,部分实践案例的展示。还请大家继续关注!

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转自考凡咨询


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