【文章內(nèi)容簡介】 計控制比喻成預防潛在失效變成現(xiàn)實或減少其出現(xiàn)可能性的防線。現(xiàn)行控制是指以被或正在被同樣或類似的設(shè)計所采用的那些措施,典型的設(shè)計控制有：工程計算、材料試驗、設(shè)計評審、臺架試驗、可行性評審、各種設(shè)計驗證方法，樣件制造與試驗、道路試驗、車隊試驗等等,核心小組應(yīng)一直致力于設(shè)計控制的改進。我們可以把設(shè)計控制按優(yōu)先采用的順序，分成兩種類型，或者形象地比喻為二道防線。優(yōu)先采用的第一種方法，預防：即第一道防線是：防止失效模式的原因/機理發(fā)生，或減少它出現(xiàn)的幾率。例如，通過工程分析，使零件具備充分的合理的強度、剛度、壽命等；通過材料試驗與分析，使材料具有良好的耐腐蝕性；通過實體仿真，模擬制造和裝配過程，觀察分析是否存在可能的失效，等等。第二種方法，探測：即第二道防線是：在項目投產(chǎn)之前，而對造成該失效模式的原因/機理不清的情況下，通過分析方法或物理方法,找出失效模式的潛在原因/機理或失效模式。例如，通過臺架試驗找出造成齒輪表面損壞的原因，找出發(fā)動機早期磨損的原因，等等；通過試驗設(shè)計等方法找出各種因素變差對系統(tǒng)變差的影響，從而找出防止失效的優(yōu)化方案等。綜上所述，應(yīng)優(yōu)先采用第一種方法，即預防控制,假如預防控制被融入設(shè)計意圖并成為其一部分,它可能影響最初的頻度定級。探測度的最初定級將以探測失效起因/機理或探測失效模式的設(shè)計控制為基礎(chǔ)。其次是第二種方法作為最后一道防線。當然，沒有任何設(shè)計控制，設(shè)計將具有很大盲目性，風險極大。從時間角度考慮，設(shè)計控制采取的越早越好。這將有利于失效的早期識別和預防，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，降低風險。需要加以強調(diào)的是，用于制造、裝配過程的檢驗和試驗不能視為設(shè)計控制。 探測度（D） 所謂探測度是與設(shè)計控制中所列的最佳探測控制相關(guān)聯(lián)的定級數(shù),是指所采用的第2種(探測)設(shè)計控制方法能探測出潛在失效模式的原因/機理或潛在的失效模式的有效性。為了獲得一個較低的定級,通常計劃的設(shè)計控制(如確認和/或驗證活動)予以改進。 D是英文Detection的字首。探測度也是用1~10分來評估。下表列出本手冊中推薦的DFMEA探測度評價準則。探測性評價準則：由設(shè)計控制可探測的可能性探測度絕對不肯定設(shè)計控制將不能和/或不可能找出潛在的原因/機理及后續(xù)的失效模式，或根本沒有設(shè)計控制。10很極少設(shè)計控制只有很極少的機會能找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式9極少設(shè)計控制只有極少的機會能找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式8很少設(shè)計控制有很少的機會能夠找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式7少設(shè)計控制有較少的機會能找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式6中等設(shè)計控制有中等機會能找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式5中上設(shè)計控制有中上多的機會能找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式4多設(shè)計控制有較多的機會能夠找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式3很多設(shè)計控制有很多的機會能夠找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式2幾乎肯定設(shè)計控制幾乎肯定能夠找出潛在原因/機理及后續(xù)的失效模式1核心小組應(yīng)對相互一致的評定準則和定級方法達成一致意見,盡管對個別產(chǎn)品分析可做調(diào)整。評估探測度時，首先確定現(xiàn)有的設(shè)計控制是否能用來檢出失效模式的原因/機理。如果可以，它將可能減少失效模式出現(xiàn)的可能性，亦即將降低頻度。如果現(xiàn)有的設(shè)計控制不能用來檢出失效模式的原因，則應(yīng)評價其檢出失效模式的有效性，或者，根本沒有設(shè)計控制。試驗條件的正確選擇，增加試驗樣品的數(shù)量，能提高設(shè)計控制方法的有效性。以下我們舉兩個例子。例一，擬采用試驗臺試驗來找出失效模式的原因，試驗條件與現(xiàn)有零件的試驗條件相似，該試驗對現(xiàn)有零件是有效的。而該零件與現(xiàn)有零件只有小修改。試驗樣品的數(shù)量為40。經(jīng)小組分析，探測度為3。例二，某一零件的設(shè)計有明顯的改變。采用的設(shè)計控制方法是：4輛汽車各裝1個樣件進行道路耐久性試驗。經(jīng)小組評估，探測度為6。 風險順序數(shù)（RPN—Risk Priority Number）失效模式的潛在后果嚴重度S，失效模式的可能頻度O，設(shè)計控制方法對檢出失效模式及其原因的探測度D，聯(lián)合構(gòu)成潛在失效模式對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的風險。聯(lián)合上述三個評估分數(shù)的常用方法是，將它們連乘，得到所謂的風險順序數(shù)。當S=10，O=10時，D=10時，RPN=1000；當S=1，O=1，D=1時，RPN=1。顯然，RPN越大，意味著設(shè)計的風險越大，越需要采取措施。究竟RPN降到多少，該失效模式的風險是可以接受的？這要根據(jù)企業(yè)的經(jīng)驗來確定。例如，據(jù)資料介紹，有的企業(yè)將RPN劃成三個線：紅線——RPN為125（相當于（555），風險嚴重；黃線——RPN為64（相當于444），風險較大；綠線——RPN為27（相當于333），風險較小?？晒﹨⒖?。RPN值的大小，也為我們確定了解決問題的優(yōu)先順序提供參考。當RPN相近的情況下，應(yīng)優(yōu)先注意S大的失效模式，以及S和O都較大的失效模式。S大的失效模式，哪怕出現(xiàn)的概率很小，一旦發(fā)生，后果就很嚴重，因此，始終要引起重視。 建議的措施根據(jù)對失效模式風險評估結(jié)果, 經(jīng)過小組討論, 決定是否要采取措施, 采取哪些措施。我們所指的措施是針對產(chǎn)品設(shè)計的措施。產(chǎn)品設(shè)計的FMEA中的措施不應(yīng)包括在制造、裝配過程的措施，更不能依賴過程檢驗的強化措施。采取措施的目標是降低潛在失效風險，即降低失效模式的嚴重度（S）、頻度（O）和探測度（D）。一般實踐中,不管其RPN值是多大,當嚴重度是9或10時,必須予以注意,以確保現(xiàn)行的設(shè)計控制或預防/糾正措施針對了這種風險。在對嚴重度值為9或10的項目給予特別關(guān)注之后,核心小組再考慮其他的失效模式,其意圖在于降低嚴重度,其次頻度,再次探測度。降低嚴重度S，只有通過修改設(shè)計，使失效模式改變或不出現(xiàn)。例如，改變水箱支架結(jié)構(gòu)的聯(lián)接方式，大大降低支架的應(yīng)力，使之斷裂失效不會產(chǎn)生。降低頻度O，也只有通過修改設(shè)計消除失效原因或減少其原因發(fā)生。如改進材料的規(guī)范，通過有限元分析改進結(jié)構(gòu)，改進表面處理提高耐腐蝕性，等。要降低探測度D，應(yīng)采取更有效的設(shè)計控制方法， 由第三種控制方法改變?yōu)榈诙N控制方法，由第二、三種方法改變?yōu)榈谝豢刂品椒?。如除道路試驗外，增加臺架試驗，增加材料試驗，采取試驗設(shè)計方法找出各設(shè)計因素變差的影響與優(yōu)化方案，增加試驗的樣本數(shù)和試驗周期等等。 建議措施的責任 填入每一項建議措施的責任組織的名稱和個人的姓名以及目標完成日期。 采取的措施 在措施實施之后,填入實際措施的簡要說明以及生效日期。 措施的結(jié)果當建議措施被實施并驗證后，小組將最終確定采取的設(shè)計措施（設(shè)計改進和新的控制措施）。然后對之進行新的風險評估，即估計采取新措施后的S、O和D，并計算RPN。如果風險評估結(jié)果仍未達到預期效果，小組將進入新的一輪建議措施的研究—— 驗證——評估，一直到可接受為止。 跟蹤措施建議措施的落實是十分重要的，任何建議措施都應(yīng)有具體的負責人和規(guī)定的完成日期，小組和主管設(shè)計的人員要對此負責到底。DFMEA還應(yīng)該是一種動態(tài)文件，它應(yīng)體現(xiàn)最新的設(shè)計思想，包括投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題而采取的設(shè)計修改而進行新的FMEA。負責設(shè)計的工程師可采用幾種方式來保證所關(guān)注的問題得到明確,并且所建議的措施得到實施。這些方式包括但不限于以下內(nèi)容： 保證設(shè)計要求得到實施； 評審工程圖樣和規(guī)范； 確認這些以反映在裝配/生產(chǎn)文件之中； 評審過程FMEA和控制計劃。第3章 制造與裝配過程的潛在失效模式分析FMEA（PFMEA） PFMEA的準備工作PFMEA原則上是在設(shè)計能夠滿足顧客需要的前提下，對過程中的潛在失效模式進行分析。也就是說，DFMEA的工作不包含在PFMEA中。但是，由于設(shè)計中可制造性和裝配性設(shè)計的缺陷可能造成過程潛在失效模式的發(fā)生。因此，PFMEA有可能成為設(shè)計FMEA中對可制造性和裝配性問題的補充，應(yīng)該反饋到DFMEA中去。PFMEA的準備工作可以包括：① 建立小組；② 必要的資料，如： 過程流程圖； 過程特性矩陣表； 現(xiàn)有的類似的過程FMEA資料； 現(xiàn)有的類似的過程FMA資料； 特殊過程特性明細表； 工程規(guī)范。③ PFMEA表格。PFMEA采用的表格同DFMEA表格。見附錄6的PFMEA表格。表格表頭各項內(nèi)容的含義也與PFMEA大體相同。需要說明的是，所謂關(guān)鍵日期是指初次完成PFMEA的日期，該日期的限期是正式生產(chǎn)之前。以下對表格中各欄目的含義、考慮方法及填寫內(nèi)容作盡可能詳細的介紹。PFMEA文件是一種動態(tài)文件,它應(yīng)： 在可行性階段或之前進行； 在生產(chǎn)用工裝到為之前； 考慮到從單個部件到總成的所有的制造工序。 過程功能/要求所謂過程功能/要求，是指填入被分析過程或工序的目的簡要說明,例如車削軸的外徑，將A零件焊接到B零件上，裝配某總成，淬火處理，等等。另外,建議記錄所分析的步驟的相關(guān)過程/工序編號。核心小組應(yīng)評審適用的的材料、過程、性能、環(huán)境和安全標準。以盡可能簡潔的方式指明所分析的過程或工序的目的。如果過程涉及到許多具有不同潛在失效模式的工序（如總成裝配），應(yīng)分別把這些工序作為獨立的過程列出。如把中間軸裝入變速箱箱體，把變速箱蓋裝上變速箱箱體，等。 潛在失效模式所謂的潛在的過程失效模式是指：過程不能達到過程功能要求或過程設(shè)計意圖的問題的表現(xiàn)形式。一般情況下，它是指按規(guī)定的操作規(guī)范進行操作時的潛在的失效問題，但由于過程設(shè)計中對技術(shù)與體力的能力考慮不足而造成的失效，或容易產(chǎn)生誤操作的問題也是潛在失效模式考慮的范圍。失效模式有兩種類型：Ⅰ型：不能完成規(guī)定的功能，如零件超差，錯裝。Ⅱ型：產(chǎn)生了非期望功能，如加工過程使操作者或機器受到傷害、損壞，產(chǎn)生有害氣體、過大的噪聲、振動，過高的溫度、粉塵、刺眼的光線，等等。對有非期望功能發(fā)生的情況下，應(yīng)檢查在功能欄中是否對非期望功能的限值已列出。在考慮過程潛在失效模式時，我們常常使用“零件為什么會被拒收？”的思考方法。例如焊接過程零件被拒收可能因為“焊不透”、“焊穿”、“焊接后零件變形”，等等，那么，這些就是潛在的失效模式。又例如，一個箱體與箱蓋裝配后被拒收的潛在原因是：“不密封”、“漏裝零件”、“未注潤滑劑”等。對于試驗、檢驗過程過能的失效模式有兩種：接受不合格的零件和拒收合格的零件。零件被拒收，既要考慮最終顧客不接受，也要考慮下一道工序及下游工序不接受的問題。如鑄件的偏差使機械加工產(chǎn)生不合格，使動平衡量過大等。這里，我們同樣可以運用如下的原理：上游工序的失效模式可能是下游工序的失效原因，下游工序的失效模式可能是上游工序失效模式的后果。在產(chǎn)品設(shè)計FMEA中已經(jīng)分析的失效模式原則上不需在PFMEA中重復。但由于產(chǎn)品設(shè)計中對可制造性與裝配性考慮的不夠充分，對制造裝配過程容易產(chǎn)生誤操作的防錯措施考慮的不夠充分，而可能造成過程失效模式可以列出。下面舉出一些過程失效模式的例子，供參考：零件變形，鉆孔偏心，鑄件氣孔，鑄件壁厚不均，鑄件金屬不足，鑄件組織疏松，鍛件裂紋，淬透層厚度不足，零件表面硬度不適宜（過硬或過軟），零件表面光潔度低，外觀粗糙，零件玷污，零件丟失，零件表面碰傷，零件落地，零件腐蝕，總成泄漏，零件有毛刺，定位錯誤，少裝零件，緊固不足，調(diào)整不正確，工具在零件表面留下刻痕，涂漆表面淚點，涂漆表面清潔，未焊透，焊穿，焊接后變形，焊縫外觀差，注塑不充足，注塑件外觀差，注塑件尺寸偏差，電路斷路，短路。由于設(shè)備、工裝設(shè)計中的問題而引起制造、裝配過程的失效原則上也應(yīng)包括在PFMEA中。也可以由設(shè)備、工裝的FMEA來實施。 潛在失效的后果潛在的失效后果是指：失效模式對顧客產(chǎn)生的影響。顧客是廣義的，包括最終顧客、直接顧客（下一道工序），中間顧客（下游工序）。失效模式的后果還包括對過程本身有關(guān)組成的影響（如對操作者與設(shè)備，對環(huán)境的影響）。如果失效模式可能影響安全性或?qū)Ψㄒ?guī)的符合性，要清楚地予以描述。描述失效的后果，盡可能采用表達顧客關(guān)注和感受的詞匯。如：操作者眼睛受傷害，零件破損將機器損壞，外觀不良，無法裝配，等等。對最終顧客的影響應(yīng)使用與產(chǎn)品或系統(tǒng)的性能有關(guān)的術(shù)語來描述，例如噪聲、振動、工作不正常、停止工作、工作不穩(wěn)定、操作力過大、異味、性能衰退、觀外不良、褪色，等等。對下一道工序或下游工序的后果應(yīng)使用過程、工序的性能術(shù)語來描述，如無法緊固，無法加工，無法裝配，無法對中，無法焊接，無法平衡，危害操作人，損壞設(shè)備等等。 嚴重度（S）嚴重度是指失效后果的嚴重程度。嚴重度采用10分制進行打分。下表為推薦的PFMEA嚴重度評價準則。當一個失效模式有若干可能的后果，嚴重度將列出危害程度最大的那個后果的嚴重度分數(shù)。后 果判定準則：后果的嚴重度當潛在失效模式導致最