SAE新FMEA标准中如何进行失效分析？（第五部分）

 

 

本次发布是SAE美国汽车工程师学会更新的，不是AIAG-VDA FMEA手册。

 

SAE在2021年1月13日 更新了FMEA标准。该标准的上一个版本是2009版，本次是在2009版的基础上进行的修订。

 

该更新的标准和AIAG-VDA FMEA手册有哪些不同点呢？

 

我们经过阅读整理如下：

 

确定失效模式

 

 

潜在失效模式是指一个项目可能无法满足或交付预期功能的方式。每个潜在的失效模式都与其它的失效模式分开考虑。在DFMEA表中单独列出每个潜在的失效模式。

 

潜在失效模式有以下几种类型：

 

-功能丧失（即无法操作等）

 

-部分功能（即性能损失等）

 

-功能退化（即随时间的推移，性能损失等）

 

-功能过度（即操作超过可接受阈值等）

 

-间歇性功能（即操作随机启动/停止/启动等）

 

-非预期的功能（即在错误的时间操作，非预期的方向等）

 

-功能延迟（即在非预期时间间隔后进行操作等）

 

注：并非所有类别都会导致失效模式。

 

 

项目：雨刮系统

 

功能：按设定的速度清洁挡风玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文档中定义的擦试质量   

 

2、叶片或任何构件在任何时候都不能接触到挡风玻璃   

 

3、参考FMVSS 104

 

失效模式：挡风玻璃清洁碎片和水不干净

 

潜台词：SAE新版FMEA标准与AIAG-VDA FMEA手册定义的失效模式，是一致的，都是七种失效模式。

 

 

确定失效的潜在影响

 

失效的影响是每种失效模式的后果或结果。在DFMEA中列出每种失效模式所有的影响。应考虑失效模式对：

 

-下一级装配

 

-最终产品

 

-最终用户/客户（产品操作者）的影响。

 

终端效果应说明用户可能注意到或体验到什么。适用时，我们应该清楚地说明失效模式的影响是否会影响安全或不符合法规规定。

 

其目的是预测与团队的知识水平相一致的失效影响。

 

在某些情况下，进行分析团队可能不知道最终用户的影响，如果不知道这些信息，应该根据部件的功能和规格定义影响。系统集成商有责任确保产品集成的风险。

 

 

项目：雨刮系统

 

功能：按设定的速度清洁挡风玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文档中定义的擦试质量    

 

2、叶片或任何构件在任何时候都不能接触到挡风玻璃  

 

3、参考FMVSS 104

 

失效模式：挡风玻璃清洁碎片和水不干净

 

失效后果：驾驶员能见度可能降低，可能违反交通规则

 

潜台词:SAE的失效影响与AIAG-VDA FMEA手册定义的失效后果基本是一致的。失效影响描述是下一级产品集成的影响（内部或外部），对操作整车的最终用户的影响（外部）、以及对适用的政府法规的影响（法规）。

 

 

确定失效的潜在原因

 

对于每一种失效模式，FMEA团队都会找出原因。原因是失效的具体原因，最好通过询问“为什么”找到，直到确定根本原因。

 

对于DFMEA，其原因是设计缺陷导致的失效模式。对于PFMEA，其原因是制造或装配缺陷（或变异来源）导致的失效模式，当原因出现时，对应的失效模式已经出现。

 

每种失效模式可能有许多原因，原因应以更详细的描述，也就是说，可以被纠正或控制的事物。

 

如果可能，FMEA团队应继续询问“为什么”，直到确定根本原因，唯一的例外是更高层次的系统SFMEA分析时，原因可有保持在一个更高级别的组件级别上，比如组件失效。而不是把所有的零件失效列出来，因为在随后的DFMEA中进行分析。

 

潜台词:这一点区别于AIAG-VDA FMEA手册，SAE新版FMEA还是基于SFMEA和DFMEA的分级，而FMEA手册的失效原因，就是聚焦元素的下一级的功能失效，就是失效原因，也就是说FMEA手册的中只有失效，由三级失效构成失效网，聚焦元素的上一级的失效是失效影响，聚集元素的失效是失效模式，聚焦元素的下一级失效是失效原因。

 

 

当一个系统FMEA正在执行时，一个供应商对一个组件负有设计责任，系统FMEA团队可能需要求请求访问适当的FMEA信息，以识别特定的风险，并解决高风险的问题。

 

在DFMEA中，根本原因通常用产品特性来描述，如尺寸、重量、方向、硬度、强度等，而设计缺陷与产品特性有关。

 

原因应尽可能简明和完整的列出，以便针对原因制定适当的补救措施，包括预防与探测措施。

 

潜台词：进行系统SFMEA分析时，不用分析到零件级的产品特性，失效原因通常是组件级，如果组件不是你设计的，那么就与供应商的组件FMEA分享适当的信息，以确保系统FMEA的失效原因传递到供应商的组件FMEA中。作为上一级的SFMEA，系统工程师更多的是选型设计，如电机由于选择型号错误引起功率不足，电机的功率下降的原因分析应由负责设计责任的供应商来完成。但系统工程师要确保组件的功能的传递，一般通过SOR来传递给供应商。

 

在确定原因时，回顾DFMEA的假设：

 

1、DFMEA团队可以假设该部件按照工艺规范制造或组装的，基于这个假设，失效模式可能是由设计中的潜在缺陷所引起的。

 

2、DFMEA团队假设零件设计可能包括了制造或装配过程中的产品缺陷，基于此假设，失效模式可能是制造或装配的产品缺陷的失效后果，但是由于设计缺陷造成的。

 

潜台词：我们DFMEA团队进行原因分析时，要假设零部件按工艺规范加工制定，不然就穿越到PFMEA里去了，也就是说，在DFMEA分析，假设生产是没有问题的。DFMEA的失效原因通常是产品特性，那么这些产品特性也是PFMEA中的失效模式，DFMEA的失效原因通常包括了制造过程中的质量缺陷。比如孔的内径，DFMEA分析时，失效模式是功率下降，失效原因是孔的内径过小，内径过小是设计过小，但制造中也能制造过小，那么，就应该将DFMEA的失效原因传递到PFMEA中当失效模式，在PFMEA中的失效模式是孔的内径过小，原因是制造刀具磨损所致。

 

在SAE J1739 DFMEA工作表中，原因一栏还可以包括潜在的机理。失效机理是导致失效的物理、化学、电、热或其他过程。对于一个系统来说，失效机理是在组件失效导致系统失效后错误传播的过程。将失效机量包含在FMEA的原因描述中，可以更全面地理解失效的物理机理，从而有效地解决潜在的设计缺陷。

 

潜台词：区别失效原因与失效机理是将失效的转变过程描述的更加完整，有利于后续采取措施。

 

比如：由于挡板太薄引起变形

 

失效原因：挡板设计的太薄

 

失效机理：挡板变形

 

这样预防措施要针对是失效原因，但又了解了失效原因导致失效的物理、化学、电、热转变的过程。

 

强调失效模式、失效原因和失效机理的区别是有帮助的。失效模式是指项目或组件无法满足预期功能及其要求的方式。原因是失效的具体原因，表示为潜在的设计缺陷。失效机理是导致特定失效模式或退化过程或事件链背后的实际物理现象。

 

潜台词：失效机理是种物理现象，如：破裂、变形、断裂、松脱、氧化等

 

DFMEA中的失效原因可能与PFMEA中的失效模式有关，也可能与PFMEA无关。DFMEA将从设计的角度考虑偏差的原因，而PFMEA将从工艺的角度考虑偏差的原因。在这两种情况下，FMEA团队都会讨论在他们自己的控制范围内的事情(例如，设计或过程)。

 

 

项目：雨刮系统

 

功能：按设定的速度清洁挡风玻璃的碎片和水

 

要求：

 

1、文档中定义的擦试质量    

 

2、叶片或任何构件在任何时候都不能接触到挡风玻璃  

 

3、参考FMVSS 104

 

失效模式：挡风玻璃清洁碎片和水不干净

 

失效后果：驾驶员能见度可能降低，可能违反交通规则

 

失效原因：由于连杆隔振器退化，挡风玻璃间隙随时间的推移减少。

 

上面雨刮系统失效分析在RFMEA中展现如下：

 

结构、功能与失效：

 

 

结构/功能/失效网：

 

 

综上所述，鲜老师认为SAE新版FMEA标准中定义了七种失效模式类别，失效后果也与FMEA手册一致，由于没有按结构层次展开，失效原因栏中区分失效原因与失效机理，将失效的物理转变的现象表述出来，有利于后续制定预防与探测措施。