FMEA第五版(AIAG-VDA)新版 DFMEA六步法解析

本文為客座文章，文章作者介紹：

FMEA第五版(AIAG-VDA)再度延至2019年5月發布！

本篇內容部分譯自 AIAG&VDA FMEA Draft 英文版

DFMEA六步法為失效模式和後果分析提供了一種系統的分析方法，並作為技術風險分析的記錄。

DFMEA六步法如下：

• DFMEA第一步：定義範圍及項目計畫
  
• DFMEA第二步：結構分析
  
• DFMEA第三步：功能分析
  
• DFMEA第四步：失效分析
  
• DFMEA第五步：風險評估
  
• DFMEA第六步：優化
  

DFMEA第一步：定義範圍

設計 FMEA範圍定義的主要目標是：

• 定義對設計的哪些方面進行分析
  
• 項目計畫
  
• 確定應用於確定範圍的相關經驗教訓和參考資料
  
• 定義團隊職責
  

以下所列可能有助於團隊定義FMEA範圍：

• 法規要求
  
• 技術要求
  
• 客戶需求/期望（外部和內部客戶）
  
• 要求規範
  
• 功能模型
  
• 框（邊界）圖
  
• 參數（P）圖
  
• 介面矩陣
  
• Focus矩陣
  
• 原理圖
  
• 物料清單（BOM）
  
• 以前類似產品的FMEA
  
• 危害分析與風險評估（HARA）
  
• 威脅分析與風險評估（TARA）
  
• 可製造性和裝配設計（DFM/A）
  
• 以往品質問題（場內故障，現場故障，類似產品的保修和保單索賠）
  
• QFD品質功能展開
  

DFMEA第二步：結構分析

結構分析的目標是：

• 確定相關的系統元件以及定義系統結構
  
• 使分析範圍視覺化
  
• 分析並定義系統元素之間的關係，介面和交互。
  
• 實現視覺化，通過如，結構樹、框（邊界）圖等等
  

<結構樹分析結構示例>

<展開表進行結構樹分析示例>

DFMEA第三步：功能分析

功能分析的主要目標是：

• 將功能與相關系統元素相關聯
  
• 產品功能概述。
  
• 使用參數圖或其他方法詳細描述每個功能
  
• 分配需求/特殊要求分配到各系統元素的功能
  
• 視覺化。例如，功能樹、功能網、功能矩陣。
  
• 客戶（外部和內部）功能與預期用途相關之間的關聯
  

<輸入/接口/輸出流程圖>

功能關係的視覺化

幾個系統元素的功能的交互必須是可展示的。例如，用功能樹/網或功能矩陣進行演示。分析時應的重點關注從OEM到一級供應商到N級供應商的傳遞。

功能結構從上到下變得越來越詳細，較低級別的功能描述如何實現較高級別的功能。

對功能結構進行邏輯連接時，下面的提問是非常有用的：

• 低級功能如何實現高級功能？（自上向下）
  
• 較低級別的功能的作用是什麼？（自下而上）
  

<功能樹分析示例>

<使用擴展表的功能分析案例>

DFMEA第四步：失效分析

功能的失效由功能推導出來。有以下幾種潛在的失效模式，包括：

• 功能喪失（即無法工作，停滯不前）
  
• 部分功能（即性能損失）
  
• 功能退化（即隨著時間的推移性能下降）
  
• 超出功能（即操作超過可接受的閾值）
  
• 內部功能（即操作隨機啟動/停止/啟動）
  
• 意外功能（即在錯誤的時間操作，意外的方向，不平等的表現
  
• 延遲功能（即在非預期的時間間隔後操作）
  

<失效類型>

失效鏈

幾個系統元素的功能的交互必須是可展示的。例如，用功能樹/網或功能矩陣進行

在 FMEA中分析失效有三個不同的方面：

• 失效影響（FE）
  
• 失效模式（FM）
  
• 失效原因（FC）
  

<失效鍊理論模型>

失效被認為是失效影響、失效模式還是失效原因，取決於分析層級是系統，子系統還是元件。失效模式，失效原因和失效影響應與 FMEA表格中的相應列對應。

<失效結構的不同層級>

<失效樹的不同層級示例>

失效結構也可在失效分析對應到電子表格。

<失效擴展表格的失效分析示例>

DFMEA第五步：風險評估

風險分析的主要目標是：

• 預防控制措施（現有和（或）計畫的）
  
• 探測控制的分配（現有和/或計畫的）
  
• 評估每個失效鏈的嚴重度、發生率、探測度
  
• 客戶和供應商之間的協作（嚴重性）
  
• 評估決定優先權
  

<DFMEA預防和探測控制>

現行預防和探測措施的確認

現行預防和探測措施的有效性應該得到確認，這可以在驗證期間完成。例如在 DFMEA中記錄，或根據團隊的正常產品開發程式適當的在其他專案檔案中記錄。如果控制措施被證明不能起到預防/探測的作用，則可能需要採取其他措施。

<設計路線圖>

評估

評估每種失效模式，因果關係（失效鏈或失效網）以估計風險。

風險的評估標準：

嚴重度（S）：代表失效影響的嚴重程度

發生度（O）：表示失效原因發生度

探測度（D）：表示探測失效原因/模式的探測度

S、O、D的評估等級分別分為1-10個等級，其中等級10的風險貢獻最高。

通過分別檢查S、O、D的評級和三者的組合，可以得到對風險因素採取降低風險行動的優先排序。

行動優先順序(AP)

之前的 FMEA手冊建議使用RPN來確定動作優先順序，然而並沒有說明S.O.D和 RPN的所有組合的理性/邏輯的細節。

AP 表為 FMEA團隊提供了S.O.D的所有1000種可能的邏輯組合，它基於邏輯描述每個行動優先順序，根據每個S.O.D.值的個體評估對行動優先排序，根據組合的值確定可能需要降低的風險。

優先順序高（H）

行動的最高優先順序。團隊必須確定一個適用的改進探測和（或）/預防措施，或者證明/說明目前的措施是適當的。

優先順序中等（M）

行動的中等優先權。團隊應該確定一個適用的改進預防和/或探測措施，或者由公司自行決定，證明/說明目前的措施是適當的。

優先順序低（L）

行動的優先順序低，團隊可以確定要改進的預防或探測措施。

<DFMEA風險分析擴展表>

<DFMEA風險分析報告>

DFMEA第六步：優化

設計優化的主要目標是：

• 確定改進所需的行動
  
• 採取行動的職責及完成日期的分配
  
• 採取行動的實施和記錄
  
• 確認已實施的行動的有效性。
  
• 採取措施後重新評估風險
  
• 不斷改進設計
  
• 完善產品要求和預防/檢測措施
  

<DFMEA新風險評估的優化>

<DFMEA新風險的優化報告>