季佳盛

摘 要：DFMEA是APQP新產(chǎn)品開發(fā)流程中極為重要的一環(huán)，在實(shí)踐過(guò)程中遇到了DFMEA編寫過(guò)于籠統(tǒng)流于形式的問題。將戴明環(huán)（PDCA循環(huán)）的管理方法引入到DFMEA的分析編寫工中可以較好地解決這一問題。

關(guān)鍵詞：DFMEA；APQP；戴明環(huán)；產(chǎn)品功能分析矩陣

中圖分類號(hào)： TB472；TB114.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）34-31-3

0 引言

設(shè)計(jì)潛在失效模式及影響分析法（Design Failure Mode & Effect Analysis）即DFMEA是一套完整的事故預(yù)防分析方法，也是重要的質(zhì)量工具。它常用于產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)研究，產(chǎn)品主要特性分析以及新技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析等工作中，是新產(chǎn)品研發(fā)的基礎(chǔ)工具之一。在國(guó)外，DFMEA除了在汽車行業(yè)外，在制造業(yè)已經(jīng)得到了很廣泛應(yīng)用，受到各企業(yè)的高度重視。DFMEA設(shè)置的初衷是為了在問題發(fā)生之前就能做到提早發(fā)現(xiàn)，乃至通過(guò)設(shè)立合理的措施來(lái)規(guī)避問題的發(fā)生。其主要手段是通過(guò)充分的小組討論，分析出產(chǎn)品的特性，主要失效的模式、產(chǎn)生的原因及造成的后果，進(jìn)而找到合理的方法來(lái)規(guī)避失效的發(fā)生，或者降低失效的影響。

筆者所在公司主要進(jìn)行氣動(dòng)產(chǎn)品的開發(fā)及生產(chǎn)，DFMEA是產(chǎn)品研發(fā)中的一項(xiàng)重要工具。但是在實(shí)踐過(guò)程中還是存在一些問題，導(dǎo)致最終DFMEA的工作只是流于表面，其成果對(duì)解決實(shí)際問題幫助有限。這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因在于DFMEA的分析工作開展得不夠細(xì)致，導(dǎo)致分析過(guò)程不清晰，分析結(jié)果過(guò)于籠統(tǒng)。為了解決這一問題，可以通過(guò)將PDCA的管理方式運(yùn)用于DFMEA的分析編寫工作。

1 運(yùn)用PDCA管理DFMEA

1.1 DFMEA在APQP中的實(shí)施過(guò)程

產(chǎn)品研發(fā)是產(chǎn)品最終實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，采取APQP流程來(lái)管理產(chǎn)品研發(fā)。在典型的APQP產(chǎn)品研發(fā)流程中，DFMEA是較早開展的關(guān)鍵工作之一。在如圖1所示的APQP流程中，DFMEA會(huì)在項(xiàng)目的策劃階段就啟動(dòng)，并將會(huì)在產(chǎn)品/過(guò)程設(shè)計(jì)確認(rèn)之后完結(jié)。

由圖1可知DFMEA的編寫工作幾乎貫穿整個(gè)APQP過(guò)程，為了能夠?qū)FMEA分析工作更有序、細(xì)致地開展下去，可以將PDCA的管理理念引入到DFMEA編寫中。所謂PDCA（戴明環(huán)）是英語(yǔ)單詞Plan（計(jì)劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）和Action（行動(dòng)）的首字母。PDCA循環(huán)就是遵循這個(gè)順序進(jìn)行管理工作的方式。將DFMEA工具與APQP產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程相結(jié)合的話，DFMEA的整個(gè)撰寫過(guò)程也可以分為策劃、評(píng)定執(zhí)行、實(shí)施反饋和持續(xù)改進(jìn)四個(gè)階段。

1.2 第一階段：策劃階段

策劃階段通常在產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立之后就開始，也就是在項(xiàng)目策劃階段。團(tuán)隊(duì)成員會(huì)開始收集所需要的開發(fā)產(chǎn)品的應(yīng)用，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息及歷史相關(guān)產(chǎn)品的DFMEA文檔和相關(guān)質(zhì)量文件記錄。這些都會(huì)作為DFMEA的輸入帶入到下一階段的工作中。在這一過(guò)程中，質(zhì)量工程師需要提供歷史相關(guān)產(chǎn)品的主要失效模式記錄及相關(guān)客戶的反饋信息，工藝工程師需要對(duì)可能的零件的安裝方式及接口界面提供建議，采購(gòu)工程師需要就選用的材料及可能的加工工藝提供自己的意見，而最重要的是要收集客戶對(duì)于產(chǎn)品的特性要求。這些內(nèi)容都是一份合格的DFMEA所不可缺少的輸入條件。

1.3 第二階段：評(píng)定執(zhí)行階段

第二階段將完成DFMA編寫工作的80%，所以這一階段對(duì)于DFMEA的編寫至關(guān)重要。在APQP研發(fā)過(guò)程中，這一過(guò)程將在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段完成。持續(xù)改進(jìn)這一PDCA的關(guān)鍵理念在這一階段也有所運(yùn)用。

為了完善撰寫工作，設(shè)計(jì)工程師會(huì)將收到的各方輸入信息整理匯總，最終形成產(chǎn)品潛在失效模式的初稿。在設(shè)計(jì)工程師將失效后果、失效起因、當(dāng)前的預(yù)防及探測(cè)手段等內(nèi)容完善后，整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)就潛在失效模式的初稿進(jìn)行一次評(píng)審，并將每一項(xiàng)的意見反饋到相應(yīng)的條目中，之后設(shè)計(jì)工程師針對(duì)這些反饋的內(nèi)容更新入產(chǎn)品潛在失效模式表，并形成第一版文件。其主要過(guò)程如圖2所示。

這一過(guò)程中最主要的工作有三項(xiàng)。

第一項(xiàng)是根據(jù)輸入明細(xì)產(chǎn)品功能分析矩陣，再通過(guò)產(chǎn)品功能分析矩陣可以得到針對(duì)產(chǎn)品的潛在失效模式列表。這也是做好DFMEA工作最關(guān)鍵的一步。整個(gè)過(guò)程如圖3所示。

在這一過(guò)程中需要留意的是必須要清楚地理解客戶對(duì)產(chǎn)品的需求。在將所有零件界面及產(chǎn)品功能羅列清楚之后將其互相之間的相關(guān)性標(biāo)注后就能得到明細(xì)的產(chǎn)品功能分析矩陣。如表1所示，通過(guò)這些相互關(guān)系表示的就是產(chǎn)品的潛在失效模式。

第二項(xiàng)工作是針對(duì)這些潛在失效模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，即通常所說(shuō)的RPN。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常會(huì)涉及以下三個(gè)系數(shù)：

潛在失效后果/嚴(yán)重度SEV：這一要素將評(píng)價(jià)每一個(gè)單獨(dú)失效模式所引發(fā)的最差后果，通常嚴(yán)重度失效模式的評(píng)價(jià)會(huì)通過(guò)評(píng)估客戶的感受來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。嚴(yán)重度評(píng)價(jià)從最低的無(wú)影響到影響舒適度再到最高的無(wú)警告嚴(yán)重危害共分為十檔。要降低嚴(yán)重度的系數(shù)只有通過(guò)更改設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)。

潛在失效起因/頻度OCC：潛在失效起因主要是通過(guò)失效模式發(fā)生的可能性來(lái)進(jìn)行評(píng)判的。在這一項(xiàng)中需要列出失效模式的每一個(gè)失效起因 或者失效機(jī)理，以方便規(guī)劃相應(yīng)的補(bǔ)救措施。最常用的潛在失效起因的分析工具是魚骨圖。而失效起因發(fā)生的頻度從最低的幾乎不會(huì)發(fā)生到最高的幾乎不能避免不發(fā)生也分為十檔。要改善潛在失效起因發(fā)生的頻度可以通過(guò)更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者可以通過(guò)更改產(chǎn)品裝配檢驗(yàn)的流程來(lái)實(shí)現(xiàn)，頻度也可以通過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

現(xiàn)行預(yù)防及探測(cè)手段/探測(cè)度DEC：這一要素指當(dāng)前采用的預(yù)防失效模式發(fā)生或可以識(shí)別失效模式發(fā)生的方法，主要通過(guò)探測(cè)度來(lái)進(jìn)行評(píng)判。目的是預(yù)防失效的發(fā)生或者可以在過(guò)程中識(shí)別出失效的發(fā)生或者失效可能性。其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)從最低的設(shè)計(jì)控制方法幾乎肯定能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式到最高的設(shè)計(jì)控制方法將不能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式，或根本沒有設(shè)計(jì)控制方法也分為10檔。要改善失效模式的探測(cè)度可以通過(guò)改善設(shè)計(jì)或者也可以通過(guò)改變檢測(cè)方法的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

探測(cè)度、頻度、嚴(yán)重度三項(xiàng)的乘積就是風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)，該指標(biāo)是DFMEA中最核心的評(píng)價(jià)指標(biāo)，用以表示設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的大小。RPN=SEVxOCCxDEC 。通常情況下嚴(yán)重度超過(guò)7或者RPN>100的情況下必須對(duì)該失效模式采取改善或更正措施。制定的建議改善措施必須要有指定的負(fù)責(zé)人及目標(biāo)實(shí)施時(shí)間。

最后一項(xiàng)工作就是將初步得出的RPN與項(xiàng)目小組其他成員分享，正規(guī)的方式是通過(guò)組織基于失效模式的設(shè)計(jì)評(píng)審，通過(guò)小組成員的群策群力來(lái)完善潛在失效模式表，如表2所示。

1.4 第三階段：實(shí)施反饋階段

這一階段實(shí)施時(shí)期主要是在設(shè)計(jì)及過(guò)程確認(rèn)階段。其主要工作是將執(zhí)行階段制定的針對(duì)高RPN的檢測(cè)或改善手段和措施的執(zhí)行情況進(jìn)行追蹤，主要的手段是通過(guò)設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品驗(yàn)證試驗(yàn)以及批量生產(chǎn)中得到的相關(guān)產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)改善手段進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后將這些更新的探測(cè)度、頻度或嚴(yán)重度更新入潛在失效模式表，并得到新的RPN數(shù)值。之后得到完整的潛在失效模式表如表3所示。

1.5 第四階段：持續(xù)改進(jìn)階段

這一階段從DFMEA策劃開始，直至在項(xiàng)目收尾后結(jié)束。持續(xù)改進(jìn)指的是在設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)驗(yàn)證，產(chǎn)品驗(yàn)證的整個(gè)過(guò)程中，任何項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員如果發(fā)現(xiàn)新的失效模式，需要將它告知設(shè)計(jì)工程師并進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估，對(duì)主要的失效模式需要維護(hù)潛在失效模式表。同時(shí)如果有任何針對(duì)已有主要失效模式的新的改善建議也需要提出并進(jìn)行團(tuán)隊(duì)評(píng)審。可以說(shuō)持續(xù)改善階段既是對(duì)評(píng)價(jià)執(zhí)行的監(jiān)督也是對(duì)實(shí)施反饋的完善，最終得到的成果是項(xiàng)目可交付的設(shè)計(jì)潛在失效模式表。對(duì)于持續(xù)改善最關(guān)鍵的一點(diǎn)是要做到群策群力，DFMEA的撰寫工作并不僅僅是研發(fā)工程師個(gè)人的職責(zé)。雖然研發(fā)工程師是DFMEA的主要負(fù)責(zé)人，但只有整個(gè)團(tuán)隊(duì)的共同努力才能將DFMEA工作做好。

2 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)想要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得一席之地，必須采用符合行業(yè)特性的方式方法來(lái)進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高新產(chǎn)品的質(zhì)量，增加新產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目的成功率?？梢哉f(shuō)企業(yè)研發(fā)的水準(zhǔn)直接關(guān)系到企業(yè)的命運(yùn)。針對(duì)復(fù)雜程度高、開發(fā)周期長(zhǎng)的氣動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，采用融入PDCA循環(huán)理念編寫DFMEA的工具能夠更完善地對(duì)產(chǎn)品失效模式進(jìn)行剖析，并且更準(zhǔn)確地制定失效預(yù)防或改善措施，從而對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行良好地管理。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2] 南江華，孫麗麗.汽車設(shè)計(jì)階段DFMEA閉環(huán)控制可靠性方法研究[J].中國(guó)質(zhì)量，2014（8）.