前言

 

在Р图中，功能被理解为从三个输入变量、噪声因子和控制参数生成的期望的和不期望的输出变量的转换能力。

 

实践证明，当“功能”不清楚或需要重新描述时，使用P图非常有用。

 

为了在实施FMEA的工作中更好地利用Р图，必须明白Р图与FMEA结构或FMEA形式之间存在哪些关系。在现有的文献或方法中，对此并没有清楚的描述；即使一些软件中有P图生成，但没有一家软件可以直接从P图中获取输入，生成FMEA的结构。

 

（附注：国可工软RFMEA目前已经可以P图中引用相关参数，帮助构建FMEA结构）

 

 

图1  P图结构示意

 

分析

 

让我们来仔细看看变量。

 

输入变量：

 

在指定公差范围内的受控输入变量。

 

能量：(冲量、力、动量、动能、电流、电压、热流)

 

物质：(物质性质、浓度、体积流量)

 

信息：(移动/位置变化、电子或数字化信号感知)

 

输入变量必须从以下级别提供，以便映射因果逻辑的物理顺序。

 

噪声因子：

 

与输入量相同类别的量，但不可控，至少在描述的状态不可控。

 

噪声因子可以在两个时间点出现，它们在因果顺序上是可区分的，因此也必须以不同的方式处理：

 

a 在产品开发/制造过程中出现的噪声因子

 

例如：

 

交付件的波动可能受到开发（→采购规范)的影响，或者可以在交付件使用之前的过程中进行检查、筛选、分类或拒绝→供应商控制和进货检验)。

 

b 产品在使用过程中出现的噪声因子

 

如可能的误操作或误用；由此产生的失效，要么设计考虑避免，要么容许失效。

 

这意味着需要使用某种安全裕度（稳健设计)；这方面的一个例子是底盘部件的设计，快速穿过坑洼路面或碰撞路边台阶，两者都是不期望的事件但却可能发生，但又不能因为汽车可以这样而不允许其上路。

 

a)类型的噪声是后续事件的原因。因此，它们必须是同类原因级别的一部分。

 

b)类型的噪声因子是客户的要求，即应被视为开发目标的规范或要求，以便能够将其视为目标变量。这些作为已知的要求，在整个生命周期内要保持低噪声水平。

 

目标变量

 

 

图2 系统/组件及其制造的三级结构。关注层级始终位于Р图的中心。

 

目标变量是转换的结果。

 

例如：功能是将车辆的速度表示为显示器中指针的位置→输入变量是输出轴的速度，噪声因子是与磨损有关的汽车轮胎直径和空气压力轮胎及其温度，输出变量是显示刻度上的角度。

 

这里描述转速表的功能，就可作为Р图中的一个元素。

 

控制参数：

 

用于干预从目标/实际值比较转换的变量，以补偿噪声干扰并将结果引导到预期的目标窗口(公差范围内)。

 

控制参数在时间上总是且必须出现在结果之前；当然结果还受到来自过程、测试和决策等因素的影响。

 

在设计中，驾驭变量可引导开发过程，即在开发结果传递完成之前以纠正方式进行微调或干预；在此过程中，控制变量基于目标/实际比较的决策，与过程活动同时或交替发生。

 

所有控制都是措施，而不是要求，规格或参数。因此,它们不应出现在功能网或失效网中，而应出现在避免，检测和必要时的反应措施中。

 

例如，控制参数可以是测量的轮胎压力和车外温度，由此使车速表显示更准确。

 

所有这些考虑都只是在三个层级之间的讨论；如果需要更多层次来显示结构，则Р图只能对中心层级要素进行功能分析。

 

如果不考虑P图的简化形式，而是考虑公式化的版本，例如AIAG-VDA FMEA手册中给出的版本，则可将功能描述及其参数一起列出；系统输入、噪声因子和目标参数也必须这样做。

 

建议的解决方案

 

如果P图和FMEA是相同内容的两种表示，则它们相互补充。

 

这在下面几个条件下是可能的:

 

–输入参数、噪声因子和控制参数是原因级别的条目；

 

–P图中间的功能描述被分配到关注层；对功能可评估的要求使其得到详细说明。

 

–预期和非预期的输出参数是相应于功能要求在影响层级的结果；他们描述了对客户的好处。

 

 

图3  AIAG-VDA 手册P图  /  P图在RFMEA中的实现！

 

– 在设计中，在原因层面上，几何材料、物理部件的表面或力、动量、冲量、能量流、质量流、内部连接/接口的信号等设计类别将被预定义并填写其规范。

 

– 在过程中，在原因层面，4Ms 人、机器(操作设备)、材料和环境(环境、过程边界条件)被分为主要类别。

 

–  噪声因子分为两组：

 

    a)  在原因级别形成类别

 

    b)  在结果级别成为要求

 

–采用控制参数作为预防措施，可在后续步骤中分配到原因级别的失效。

 

以上将使P图和FMEA的结构保持─致。

 

就系统不同而言，通过预选查看，特性/参数/要求的类型可以在两者中相同地创建。

 

最后一个障碍是与功能网络的链接。

 

P图中的方框最初仅对应于结构的三个层级中的列表条目；

 

而FMEA的结构形式以及功能网络则考虑了功能的分配连接。

 

我们知道：支持结构、功能和失效分析的软件需要有下面的清晰画面：

 

哪个任务分配给哪一个系统、类别、功能、要求、特征、参数？

 

哪些连接到功能网？其内在概念是什么?

 

间接或额外需要哪些其他关系?

 

很明显，当前的P图并非旨在创建这种关系网络。

 

这意味着在FMEA结构中双向使用P图将受到严格限制甚至不可能，因为只有网络才能明确三个层次之间的关系。

 

所有其他方面至少可以从Р图转移到具有这种结构的FMEA中。这将包括设计FMEA和过程FMEA，因为级别和系统要素之间的逻辑将保持相同；而零件和接口之间的区别不再必要；所使用的系统要素的类型也必须适应所考虑的关注要素。

 

这样就在Р图和FMEA格式之间建立明确的联系，看似矛盾和随意的转移，将成为一种合乎逻辑的关系，这两种表现形式可以相互补充。

 

这种由附加字段补充的详细表格将使Р图看起来不那么“紧凑”，但其结构将适应FMEA的三层方案。

 

 

结论

 

因此，本文的结论是:

 

通过扩展或轻微重组，输入–功能和输出之间的类比可以通过FMEA的三个层级来阐明；然而，由于功能网在Р图中没有等价物，因此，这方面两者还不存在双向的依赖关系，这减少了FMEA软件用户对其的需求和可用性；或许Р图还需要一个额外的扩展步骤，就像网络关系是表单的扩展一样。

 

参考：AIAG-VDA FMEA手册

 

附：在RFMEA中：从P图引用功能，构建功能树。