在产品设计领域,使用一种叫做失效模式和影响分析(FMEA)的工具来改进设计或过程是很常见的。

fmea通常根据其应用情况分为两类:

设计FMEA (D-FMEA)用于产品设计,以识别可能的设计弱点和故障模式。过程FMEA (P-FMEA)用于识别项目在完成过程中可能发生的故障,如机加工操作,或从一个操作到下一个操作的运输。

根据我的经验,我对每个类别都使用了单独的FMEA模板。本文将使用D-FMEA作为示例,说明如何在产品开发周期中使用这种类型的分析。注意,与企业中常见的模板相比,这个模板是一个简化版本,是您构建的一个很好的起点。

下载我们的失效模式和影响分析模板

我们FMEA的详细信息

正如我前面提到的,FMEA是一种工具,旨在在缺陷和问题出现之前识别它们。FMEA通过分解组件(通常是组件级别)来实现这一点,并识别我们能想到的所有可能的故障模式。下图显示了我们的轻量级D-FMEA的外观。

设计失效模式及影响分析

D-FMEA的每个组成部分的定义如下:

  • 项目 - 该部分或项目的,我们将开始识别故障模式。这可能是子组件的水平,离散组件,或两者。
  • 故障模式 - 其中发生故障的特定方式或模式。
  • 失败影响-失败发生的后果或结果。
  • 严重性 - 严重性值分配给失败的影响进行量化多大的负面影响,如果它发生故障模式都会有。
  • 潜在的原因 - 的潜在原因是不言自明。该区域标识可能导致故障发生的潜在原因。
  • 发生 - 发生值定义的原因发生的概率。它有时被命名为头的概率,而不是发生。
  • 电流控制 - 在地方,以防止故障模式的发生目前的监测,测试或预防方案。
  • 可检测性——可检测性量化了我们基于当前控制在故障发生前捕获故障模式的能力。
  • 风险优先数(RPN) - 的RPN是三家评级类别排序帮助从最低风险最高的产品。

在我们的FMEA中,我们省略了一些你将在更详细的FMEA中看到的类别。如果用户觉得有必要,可以添加这些排除;例如,如果需要跟踪操作以减少FMEA中的RPN,如果更大的团队正在使用该工具,或者如果需要客户报告需求和故障模式和操作项之间的可追溯性。这里没有提到的扩展轻量级FMEA可能还有许多其他原因。

如何建立FMEA

建立FMEA并不困难,但在我们开始分析失效模式的设计之前,需要一些思考。我们需要做的第一件事是定义每个类别的评级。这将包括“严重性”、“发生”和“可检测性”级别的定义。在本文的示例中,我们定义了这些类别评级如下:

FMEA分析的严重性、发生性和可检测性类别评级

该评级标准可以改变每个项目很少会发生同样的从一个公司到下一个。无论您的具体描述中,重要的是,所有的参与者和利益相关方理解并同意评级标准。

如何完成一个d-FMEA

现在我们已经建立了D-FMEA,我们可以开始完成文档了。在这一节中,我们将通过一个使用棘轮驱动的例子来学习。下图是一种普通棘轮的专利艺术品,该棘轮具有棘轮(7)、棘轮(8)、止动(62,63和64)和棘轮主体(6)的物品标注。

专利美术作品的用于关于项目标注共同的棘轮

这些是我们将在FMEA的“Item”列下定义的项目,如下所示(通常,我们会一次列出一个,因为这样可以防止我们移动太多单元格):

FMEA:棘轮的例子

掣可能已被分解为更多的部件,但在这个例子中,有这样做的价值不大。下一步就是开始识别故障模式,我们认为可能会发生。

我的偏好是从左到右完成每个项目的FMEA,然后向下移动到下一个项目,并重复。这意味着我们将完成棘轮首先,如下所示。

示例FMEA,从左到右完成,棘轮先

我们可以看到,在某些情况下,每个模式可能有多个效果,如棘轮和棘爪。我们还看到,这些影响的严重程度与原因密切相关。例如,由于牙齿的剪切,突然失去扭矩传递能力的情况要比牙齿从一开始就没有足够好的配合来传递扭矩的情况严重得多。

同样重要的是要注意,这两个原因会有不同的发生,因为这是更有可能的一个零件将生产超出公差比不合格的材料(这可以交换,根据您的制造商的历史)。

最后,我们已经确定了旨在防止引起从第一所发生到位的控件。对于牙剪,我们可以看到,材料检验和结构分析是当前控制,以防止使用不良材料,以及结构分析,以确保有足够的设计裕量。

在这个例子中,我们现在说,我们相信我们更有可能探测到维度问题,而不是物质问题。这是因为功能仪表和尺寸检查非常有效,而材料和工艺变化可能不被发现,并传递不正确的材料数据。

我们可以看到RPN值仅仅是额定值(5*1*2)的乘积,我们更关心的是牙齿的剪切,而不是它们的直接滑动。这显然是由于可能存在的安全问题,肯定需要加以解决。组织通常会说,任何高于某个值的RPN,或者严重性为5或更大的RPN,都必须处理和降低。

在下图中,我们可以看到完成的FMEA,并且我们开始感觉我们首先需要针对哪些项目。

完成FMEA

我们该怎么做与此数据?

现在我们有了FMEA,下一步是什么?我们应该关注最关注的项目或在某个RPN以上,并努力解决这些问题。这可能是通过重新设计,更多的测试,额外的检查标准,或其他有助于解决问题的方法。

在一个完整的FMEA,这些行动将在实际FMEA表格进行记录。这在下面的章节中详细说明。

进一步的阅读

轻量级FMEA是一个很好的开始,但是在一些组织中还需要填写一些额外的细节。这些细节说明了要采取的行动及其对故障模式的影响。具体来说,新列如下:

  • 建议采取的措施 - 这些都是为了减少RPN要采取的行动。通常情况下,超过一定阈值RPN总是需要一个动作来降低等级中的一个或多个三类。
  • 所有者和目标日期——每个动作都有一个所有者和一个目标日期。
  • 操作完成 - 这就是具体行动记载,是为了减少收视率来完成。
  • 更新的SEV, OCC, DET——根据已完成的操作的结果,对严重性,发生性和可检测性进行另一轮评级。这些行动的目标是至少减少其中一个类别,使其处于可接受的范围内。
  • 新的RPN -与之前的RPN类似,这是更新的SEV、OCC和DET评级的产品。这应该始终低于原始RPN,或者所采取的操作几乎没有价值。

主要收获

希望本文已完成了新的设计或过程的FMEA说服你的价值。如果你正在寻找的文书工作或努力的量最小化的记录你的发现,一个轻量级的方法是一个伟大的方式来做到这一点。如果您需要增加FMEA采取行动,结果跟踪的范围,然后进一步阅读的部分应该让你对你的方式。开始,请在这里下载免费的联邦应急管理局模板