DFMEA应用系统化模拟

2007年度学术论文集750DFMEA应用系统化模拟侯娜（一汽技术中心商用车部）1前言DFMEA作为一种行之有效的设计用质量控制工具，为越来越多的设计师所使用，逐步成为设计师完善设计思路、预防故障发生的好帮手。但是，我们也应当看到，由于我设计师DFMEA基础薄弱，在使用过程当中未能将DFMEA上升为一种团队活动，绝大多数仍停留在单人、纸面操作阶段。无法将DFMEA中的故障信息进行传递、积累、共享，不能真正发挥出DFMEA预防故障、积累故障的作用，不失为DFMEA应用过程当中的一点遗憾。针对这一现状，本文模拟DFMEA的整个分析过程。由组建团队到DFMEA跟踪，循序渐进，按照DFMEA分析的科学流程，详细阐述每一分析步骤应当如何开展，信息应当如何传递，数据应当如何积累。其中，针对每一分析步骤，本文也相应提供数据记录模板，力求提高理论的可操作性。本文采用相当篇幅阐述DFMEA基础组建方法，意在弥补我设计师DFMEA分析过程的缺陷。本文所述基础组建方法立足于经典DFMEA理论，根据我中心实际设计情况重新调整编写而成，由于个人能力有限，未免浅错，在此希望得到指正。2DFMEA应用前期概念明确在进行DFMEA分析之前，应当明确以下几个概念：图1DFMEA的前期概念明确示意图2.1DFMEA的定义DFMEA（设计潜在失效模式及后果分析），是在产品设计阶段，由产品设计师对构成产品的子系统、零部件进行分析评价，识别出潜在的失效模式及后果，从而预先采取必要的预防措施，以提高产品质量和可靠性的一种系统化活动。由于该活动将设计师的设计思想文件化，故对后续的持续改进及同类设计参考有积极意义。注意：进行DFMEA分析时，应只聚焦于产品本身，暂假定过程完美。DFMEA的定义DFMEA的适用范围DFMEA的使用人DFMEA的应用阶段DFMEA2007年度学术论文集7512.2DFMEA的适用范围新产品设计开发；已有产品改进设计（含产品优化设计、重大故障产品改进设计、高频故障产品改进设计等）；已有产品使用环境发生变更，对产品进行适用性验证。2.3DFMEA的使用人该工具由产品设计师主导使用，其中：1、DFMEA分析应吸纳与设计思想实施、验证相关的人员加入（详见后文DFMEA小组组建）；2、DFMEA分析依情况可吸纳与设计相关的上游（如供方、上一个系统设计师等）及下游（用户使用信息反馈者、下一个子系统设计师等）加入，协助提供设计外围参考信息；3、对于独立的外购产品，可由供方主导提供相关DFMEA分析文件。2.4DFMEA的应用阶段DFMEA分析开始于某一设计的概念设计形成之时或之前，同步参与概念设计、技术设计评审，完成于工程图设计完成之时或之前。依需要参与各评审（参与评审情况依项目或专业要求自行斟酌规定，唯起始与结束点应当切实保证）。注意：DFMEA是适时的动态文件，应有计划的定期对其进行修订升级，从不会真正结束（详见后文DFMEA的跟踪）。图2DFMEA的应用阶段3DFMEA启动与基础组建DFMEA于设计指令下发之时起，即可与常规设计工作同步启动。应当注意的是：在正式的DFMEA分析工作开展之前，首先应进行DFMEA基础建设，该环节是所有DFMEA分析不可逾越的特殊环节，直接影响到DFMEA的全面性、规范性、可操作性，分析者应当予以充分重视。以下即按照基础建设的先后顺序逐一进行阐述：图3DFMEA的基础组建STEP1:组建DFMEA小组概念设计技术设计工程图设计设计验证、生产准备、零批量生产、批量生产阶段DFMEASTEP1：组建DFMEA小组STEP2：确定DFMEA分析对象STEP3：收集DFMEA分析参考信息STEP4：确定DFMEA分析目标STEP5：明确DFMEA工作活动计划DFMEA分析对象的主设计师—组长DFMEA小组2007年度学术论文集752规范的DFMEA分析是一种团队行为，拥有一个结构完善、符合实际操作情况的DFMEA小组，是进行分析的关键前题。表1所示即为DFMEA分析小组的基本组成情况及成员职责分配，其中，DFMEA的主设计师应当积极起到核心小组组长的领导与组织作用，及时组建团队，明确责任重点，为后续DFMEA工作开展奠定基础。同时，表1可作为组建团队时的指导与记录文件，由组长或记录人填写存档，作为DFMEA基础文件保存。表1DFMEA小组人员信息与职责分配记录DFMEA小组人员信息与职责分配记录表组建人：（组长）组建日期：填写人：（组长或纪录人）填写日期：核心小组：DFMEA设计责任部门内部组织，对该DFMEA起编写及专业评价作用。人员性质职责所属部门姓名电话职责确认（Y/N）组长该DFMEA分析对象的主设计师该DFMEA主责任人；组建团队，制定DFMEA开展计划；子系统/零部件设计人负责DFMEA主要工作：组织确定分析对象、收集参考信息、确定分析目标、建立功能框图、预测故障、推导诱因、建立预防措施、监督预防措施执行等技术动作，最终形成DFMEA文件。组员该DFMEA分析对象校对设计师该DFMEA决策责任人1；对该DFMEA所确定的分析对象、分析目标、功能框图的合理性进行分析并给出决策结论；为该DFMEA提供前期参考信息；子系统/零部件负责人1参与DFMEA各阶段评审，对其完整性、准确性进行分析并给出决策结论。该DFMEA分析对象审核设计师该DFMEA决策责任人2；对该DFMEA所确定的分析对象、分析目标、功能框图的合理性进行分析并给出决策结论；为该DFMEA提供前期参考信息；子系统负责人2参与DFMEA各阶段评审，对其完整性、准确性进行分析并给出决策结论。该DFMEA分析对象审批设计师该DFMEA决策责任人3；对该DFMEA所确定的分析对象、分析目标、功能框图的合理性进行分析并给出决策结论；子系统负责人3为该DFMEA提供前期参考信息；2007年度学术论文集753参与DFMEA各阶段评审，对其完整性、准确性进行分析并给出决策结论。部门DFMEA常务小组成员对该DFMEA所确定的分析对象、分析目标、功能框图的合理性进行分析并给出决策结论；为该DFMEA提供前期参考信息；技术专家参与DFMEA各阶段评审，对其完整性、准确性进行分析并给出决策结论。部门DFMEA常务小组成员DFMEA部门推广负责人引导DFMEA过程管理的正确实施。相关部门：DFMEA设计部门外辅助组织，对该DFMEA起辅助编写及措施执行与反馈作用。隶属该项目，设计部门以外的该DFMEA分析相关环节负责人或相关上游、下游环节负责人；对该DFMEA所确定的分析对象、分析目标、功能框图的合理性进行分析并给出决策结论；提供来自不同角度与环节的前期参考信息；参与DFMEA各阶段评审，对其可行性、准确性进行分析并给出决策结论；项目内其它相关部门负责人对该DFMEA所规定的可行性改进措施进行执行，并反馈执行效果。（措施执行部门）供应商/生产厂如产品完全外购，则主导DFMEA分析。产品供应商或生产厂如仅负责产品生产，则适时参与DFMEA分析各环节，确保分析与实际生产合理关联。STEP2:确定DFMEA分析对象DFMEA分析的理想状态是对所设计的整个子系统的全部组成件逐一推敲，细致完全的预测有可能发生的全部故障。但我们应当看到，一方面由于子系统的复杂庞大，另一方面由于设计的经验程度不同，有必要在开始进行DFMEA分析之前，科学的缩小本次DFMEA分析的范围，找到分析的焦点。这要求DFMEA小组对本次DFMEA的分析范围进行集中讨论，达成一致。应当注意的是，“缩小范围”并非将部分系统组成弃之不顾，而是作为本次分析的非焦点，随着分析数量的增多，此非焦点很可能成为后续某一次分析的焦点，经过经验的分割积累，最终同样能够达到交叉参考，预防故障的作用。表2可作为确定分析对象时的记录文件，由组长或记录人填写存档，作为DFMEA基础文件保存。表2DFMEA分析对象确认DFMEA分析对象确认单填写人（组长或纪录人）：填写日期：性质层级图号名称焦点非焦点确定为焦点原因小组决议结论YN2007年度学术论文集754STEP3:收集DFMEA分析参考信息DFMEA分析是主观设计思想的文件化体现，但这并不意味着DFMEA分析就是凭空预测。在进行任何一次DFMEA分析之前，都应当做好参考信息的收集工作，否则，DFMEA分析的准确性和效率进程都将大打折扣。其中，DFMEA核心小组组长应当积极组织收集如下表所述参考信息；DFMEA小组的全体成员也都有责任向组长提供来自不同方面的参考信息；对于所收集到的参考信息，要经DFMEA小组集中讨论通过，确认其准确性、可参考性后，方可做为参考文件输入。表3可作为收集参考信息时的记录文件，由组长或记录人填写存档，作为DFMEA基础文件保存。表3DFMEA分析参考信息记录DFMEA分析对象确认单填写人（组长或纪录人）：填写日期：序号信息性质信息来源提供部门/人信息简述信息全文附件链接小组决议结论1法规要求2系统DFMEA输入信息3设计流程规范4同类产品历史设计经验5同类产品历史DFMEA文件6同类产品历史常见故障积累7同类产品用户使用记录8同类产品用户改进需求呼声9同类产品现有试验方法10现有设计质量控制方法11同类产品QTMS文件12……………STEP4:确定DFMEA分析目标在确定了分析对象，并且针对对象充分的收集好参考信息之后，就应当立即明确DFMEA分析的目标，即本次分析预计达到的优化程度。我们应当看到，预先明确分析对象的优化程度，可以客观掌握子系统能力，总体调控，避免在某一零部件上过度要求优化，与子系统总体能力不匹配。另外，在量化分析目标上，可采用对比法，以成熟产品为参照；或直接将STEP3所收集到的可用目标信息作为分析参考，可以使目标确定更为具体。同样，由组长组织确定的分析目标，应当由小组讨论通过后方可作为工作指导。表4可作为确定分析目标时的记录文件，由组长或记录人填写存档，作为DFMEA基础文件保2007年度学术论文集755存。表4DFMEA分析目标确认单STEP5:明确DFMEA工作活动计划前文已提到：DFMEA分析贯穿整个概念设计、技术设计、工程图设计阶段，为了让整个DFMEA分析活动有序开展，保证质量，在正式开始DFMEA之前，应当确定出工作计划，作为整个活动的指导。该计划应由小组组长提出，小组讨论通过方可执行。该计划应包含：a.本DFMEA需要参加的外部评审点（一般与各设计节点同步即可）；b.本DFMEA应当建立的内部评审点；c.本DFMEA的日常讨论会议时间安排；d.本DFMEA的具体进度及完成时间。4DFMEA功能框图建立DFMEA应从建立所要分析的子系统、零部件的功能框图开始。功能框图应清晰表明所分析对象各组成之间的主要关系及基本功能。通过创建功能框图，一方面为DFMEA正式表格的填写提供功能输入依据，另一方面，帮助设计师理清功能关系，避免功能及故障的错漏。功能框图建立后需经小组讨论通过后方可作为DFMEA输入项。图4所示为一个复杂整车系统的功能框图，作为参考。实际操作时可依各自需要分别建立适应各子系统的功能框图。DFMEA分析目标确认单填写人（组长或纪录人）：填写日期：功能性能可靠性设计先进性使用维护层级图号名称参考对象/参考信息参考来源确认指标参考指标确认指标参考指标确认指标参考指标确认指标参考指标确认指标参考指标小组决议结论2007年度学术论文集756图4功能框图5DFMEA表格的填写5.1要了解DFMEA表格的填写，首先应明确整个DFMEA表格填写传递的流程，详见图5。2007年度学术论文集757图5DFMEA流程职责分配DFMEA小组—组长DFMEA小组—核心小组+相关部门DFMEA小组—组长DFMEA小组—组长+相关部门DFMEA小组—相关部门DFMEA小组—相关部门DFMEA小组—相关部门DFMEA小组—核心小组+相关部门DFMEA小组—核心小组+相关部门DFMEA小组—组长流程图NO填写DFMEA表格（完成措施执行与评价之前部分）分析对象功能潜在失效模式潜在失效影响及严重度S潜在失效原因及频度O现行控制及其对故障的可探测度D