梳理一下DFMEA的基本知識

最近小組開始整DFMEA分析了，之前對DFEMA沒有完整的梳理過，趁這次機(jī)會梳理一下。

01. FMEA的歷史

首先DFMEA為Design Failure Mode and Effects Analysis的縮寫，即設(shè)計過程中的潛在失效模式及后果分析，是一種以預(yù)防為主的可靠性設(shè)計分析技術(shù)。針對產(chǎn)品設(shè)計或者制造過程， 以產(chǎn)品的系統(tǒng)、 子系統(tǒng)、 制造工序的功能或要求進(jìn)行一一分析， 將功能或要求的失效模式、 影響及原因關(guān)聯(lián)， 并對失效模式采取事先預(yù)防措施。

按照設(shè)計開發(fā)過程，可以將FMEA分為設(shè)計FMEA(DFMEA)、過程FMEA(PFMEA)。其中DFMEA適用于產(chǎn)品設(shè)計階段的失效模式及故障分析，PFMEA 適用于工藝過程和制造過程的失效模式及故障分析。

FEMA最開始是美國在上世紀(jì)50年代，在軍事領(lǐng)域進(jìn)行信息系統(tǒng)的設(shè)計分析中應(yīng)用，后面擴(kuò)展到航天工業(yè)，到70年代，F(xiàn)MEA開始用于民營企業(yè)，到70年代末期，F(xiàn)MEA開始被美國汽車工業(yè)所采納。

1997年，福特是最為最早實施FMEA的公司之一，將FMEA技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)寫入其操作手冊標(biāo)準(zhǔn)中，這不僅僅是用于福特內(nèi)部，福特公司還規(guī)定其所有供應(yīng)商都必須對其供應(yīng)給福特公司的零部件進(jìn)行 FMEA 分析。

1993 年， 福特、 通用和克萊斯勒三大汽車巨頭制定了一套針對汽車產(chǎn)業(yè)中的所有零件的＂ 潛在失效模式與影響分析參考手冊＂， 至此， FMEA 作為一種標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)在美國汽車行業(yè)中得到了極大的應(yīng)用。

1994 年， 作為QS-9000 的核心方法之一，為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，ISO 推薦將 FMEA 方法用于產(chǎn)品的設(shè)計階段， 以確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

到目前，F(xiàn)MEA已經(jīng)成為汽車行業(yè)普遍使用的一種技術(shù)方法。

02. 評價指標(biāo)

評價指標(biāo)主要包含三個部分，分別為嚴(yán)重度、探測度、頻度。

嚴(yán)重度代表失效影響的嚴(yán)重程度，關(guān)系到被評估功能的既定失效模式的最嚴(yán)重失效影響程度。

▲圖1 不同嚴(yán)重度含義表(來源知網(wǎng))

頻度是根據(jù)評級標(biāo)準(zhǔn)對預(yù)防控制有效性的衡量， 頻度評級的值是 FMEA范圍內(nèi)的一個相對級別。

▲圖2 不同頻度含義表(來源知網(wǎng))

探測度是對探測控制有效性的估計， 用于在項目交付生產(chǎn)前， 可靠的證明失效起因或失效模式，這個還依賴探測方法。

03. DFMEA分析

對于車載控制器而言，DFMEA 具有很強(qiáng)的時限性， 必須明確在什么階段做什么內(nèi)容。在項目立項后開始組建 DFMEA 團(tuán)隊；在控制器設(shè)計階段充分理解設(shè)計概念， 開始 DFMEA 分析；在設(shè)計規(guī)范發(fā)布后早期產(chǎn)品加工圖樣完工且產(chǎn)品制造之前完成 DFMEA 分析；在生產(chǎn)前完成 DFMEA 措施；如果設(shè)計發(fā)生變更時及時更新 DFMEA。

▲圖3DFMEA分析(來源公眾號：鮮萬世質(zhì)量頻道)

以下以整車控制器的軟件功能DFMEA分析為例，在之前的文章我們講到整車控制器的功能(感興趣可以戳回送門：談?wù)務(wù)嚳刂破鞯墓δ?，分別包括快充控制、能量回收、定速巡航、扭矩控制、高壓上下電控制等。 這幾個大的功能具體包含哪些呢？下面以高壓上下電和扭矩控制回收為例說明。

1） 高壓上下電功能與要求包括：

制動踏板響應(yīng)正常；

正常接收 PEPS 啟動請求；

正常完成防盜認(rèn)證；

VCU硬件可正常喚醒休眠；

高壓主繼電器可以正常斷開；

正常接收和發(fā)送CAN網(wǎng)絡(luò)信號；

2） 扭矩控制功能包括：

實現(xiàn)行車模式切換；

車輛行駛過程中扭矩正常輸出；

根據(jù)油門開度正常輸出扭矩； 基于以上兩個功能，會存在哪些失效模式和失效起因呢？

▲圖4部分失效分析示例

最后根據(jù)列出的失效原因，對軟件進(jìn)行修復(fù)，并且借助探測方法，比如實車驗證、臺架驗證、注入驗證等，來驗證修復(fù)后的軟件是否達(dá)到目標(biāo)。

整體的流程如下圖所示。

▲圖5失效模式處理流程(來源知網(wǎng))

以上就是借助這次小組梳理DFMEA之際，對DFMEA的一些梳理。

審核編輯：劉清