工具方法篇之FMEA篇 第1部分
目錄
一、FMEA的作用或定位
二、FMEA的輸入是什么
三、FMEA的使用時機
四、功能和要求(顧客需求)的識別
五、潛在失效模式的定義和識別
六、潛在失效的影響
七、潛在失效原因
八、現(xiàn)有設(shè)計的預(yù)防控制和探測控制
九、FMEA在研發(fā)過程中的實際使用
十、FMEA應(yīng)用過程中的疑問解答和使用技巧
本文為“質(zhì)量管理之行”原創(chuàng),首發(fā)于微信公眾號“質(zhì)量管理之行”。
一、FMEA的作用或定位
通過FMEA這個工具方法的應(yīng)用能確保產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)計的質(zhì)量,減少設(shè)計變更,進而縮短開發(fā)周期,降低設(shè)計變更的損失。但是工具方法只是能幫助或輔助設(shè)計人員做好設(shè)計,所以FMEA能在設(shè)計人員的設(shè)計能力基礎(chǔ)上幫助設(shè)計人員系統(tǒng)地分析和識別風(fēng)險,進而關(guān)注和規(guī)避風(fēng)險,而且能促進設(shè)計人員能力的充分發(fā)揮和提升。如果應(yīng)用工具方法不能提升工作質(zhì)量,不能給工作帶來幫助,那么可能是工具方法的認(rèn)知或應(yīng)用錯誤,衡量工具方法是否有價值的主要依據(jù)就是工作的實際結(jié)果或效果。對工作沒有實際幫助的工具方法,要么是工具方法選擇不合理,要么是不會有效應(yīng)用,要么是會應(yīng)用但是不好好用……
簡單說FMEA的作用是能識別和規(guī)避設(shè)計風(fēng)險,即便是不能規(guī)避的設(shè)計風(fēng)險也能充分識別,也就是說對所有的設(shè)計風(fēng)險都做到 “心里有數(shù)”。如果應(yīng)用了FMEA,但是售后市場的設(shè)計問題都不能提前預(yù)料,表示FMEA應(yīng)用不到位,沒有起到風(fēng)險識別的作用。既然知道了風(fēng)險,最起碼知道了要努力的方向,要不然連個重點都找不到,設(shè)計能力是很難提升的,這就是通過FMEA將設(shè)計能力和設(shè)計瓶頸顯性化,將知識經(jīng)驗顯性化和標(biāo)準(zhǔn)化,提升和加強技術(shù)能力的沉淀和傳承,降低新員工的培養(yǎng)周期。充分利用已有的知識經(jīng)驗,不再重復(fù)地“試錯”和“交學(xué)費”,對于未知的和需要探索的新領(lǐng)域系統(tǒng)地積累和更新試驗數(shù)據(jù),分享和利用已有的知識經(jīng)驗,提升研發(fā)質(zhì)量和效率。
如果詳細(xì)說明FMEA的作用,主要有以下幾點:
1、FMEA提供一個分析問題的思路,是一個框架,一個思考模式。這就好像老師教學(xué)生寫作文一樣,提供一個寫作文的基本步驟:① 題目(寫什么); ② 寫作大綱(構(gòu)思階段,分析題目怎么分解和展開,展開到什么程度);③ 草稿(寫出各段落主要內(nèi)容,如果能力較強的學(xué)生可以直接跳過此步驟);④ 正稿。
像寫作一樣,同樣一件事或一個題材,能否表達(dá)得精彩,還要看作者的想象力、表達(dá)能力、生活經(jīng)驗、知識積累等。同理,要想設(shè)計好一個產(chǎn)品或過程,主要還是發(fā)揮設(shè)計人員的聰明才智,F(xiàn)MEA這個工具只能提供結(jié)構(gòu)化的格式以幫助思考和分析。如果把FMEA簡單地理解為一個表格,那么這個表格就是承載著和記錄著整個研發(fā)過程。
2、FMEA是風(fēng)險思維具體應(yīng)用的工具或方法。風(fēng)險思維是抽象的,是一種思維習(xí)慣,但是對于一般人來講,可能沒有這種習(xí)慣,所以通過FMEA這種格式化和結(jié)構(gòu)化的工具,能把抽象的風(fēng)險思維落實到具體工作中,通過FMEA工具的應(yīng)用引導(dǎo)思維,幫助分析和思考。
3、FMEA可以起到經(jīng)驗和知識沉淀的作用,也可當(dāng)做教材使用,而且FMEA這個設(shè)計教材是一個固定格式,思路清晰的教材,所以新員工可以通過已有的FMEA學(xué)習(xí)老員工成熟的設(shè)計經(jīng)驗??匆酝腇MEA也相當(dāng)于把別人筆記拿過來去看,就像學(xué)生快考試了,但平時沒好好聽課,看看筆記,學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)一下要點。FMEA是知識顯性化的一部分。
技術(shù)問題解決的越多,產(chǎn)品質(zhì)量越好,品牌溢價能力越強或品牌附加值越高,但是技術(shù)能力是一天天提升和積累起來的,所以經(jīng)驗和知識沉淀很重要。作為管理者怎么評價知識和經(jīng)驗是否沉淀和傳承了?通過FMEA就可以知道,因為FMEA能識別風(fēng)險,能把設(shè)計規(guī)范/設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗案例、仿真、試驗標(biāo)準(zhǔn)等等工作整合和串聯(lián)起來,而且隨著經(jīng)驗的積累FMEA會動態(tài)更新且風(fēng)險等級逐步降低。
如果知識和經(jīng)驗?zāi)鼙挥行С恋砗蛡鞒?,研發(fā)實力就會越來越強,設(shè)計問題或設(shè)計變更也會越來越少,并且 FMEA內(nèi)容也會越來越多。如果設(shè)計問題越來越多或沒少,但是FMEA內(nèi)容也沒有更新和增加,表示經(jīng)驗和知識的沉淀和標(biāo)準(zhǔn)化方面可能存在不足。
4、FMEA可以整體或集中體現(xiàn)設(shè)計能力及其薄弱環(huán)節(jié),這些就是設(shè)計能力不足的地方,也是風(fēng)險的來源。FMEA怎么體現(xiàn)設(shè)計能力?預(yù)防控制和探測控制體現(xiàn)的就是設(shè)計能力。通俗點說,預(yù)防控制說的就是設(shè)計是否有把握,靠不靠譜;探測控制說的就是設(shè)計的好壞能否發(fā)現(xiàn)和探測。綜合來說就是設(shè)計是否有把握(發(fā)生度)?設(shè)計得不好能否被發(fā)現(xiàn)(探測度)?如果設(shè)計有把握,或者雖然設(shè)計沒把握但是有能力發(fā)現(xiàn),這不就能保證設(shè)計質(zhì)量了嗎,既然設(shè)計質(zhì)量能保證,就是設(shè)計能力好。
通過FMEA可以知道哪里的設(shè)計還存在問題或風(fēng)險,將研發(fā)能力標(biāo)準(zhǔn)化和透明化,這是知識顯性化的基礎(chǔ)。因為所有的設(shè)計要素都要在FMEA中進行分析,基于現(xiàn)有的設(shè)計能力和設(shè)計經(jīng)驗,證明和證實哪些是成熟的設(shè)計,哪些是不成熟有可能存在風(fēng)險的設(shè)計,對存在風(fēng)險的設(shè)計提前進行關(guān)注,防止問題發(fā)生。
5、由第4條作用可以進一步起到設(shè)計能力管理和資源配置管理的作用。即從管理角度識別哪些方面的設(shè)計能力需要建立和提升,以及需要配置哪些試驗或檢測資源。大家可以看一下FMEA有個建議措施欄,有的是寫無建議措施,這說明什么,因為設(shè)計人員也有搞不定或者說暫時搞不定的,也不是所有的風(fēng)險都有措施。若都有措施并且有效,那不都是世界第一了嗎。但是可能總會有些問題之前沒發(fā)生過,或者極端條件未考慮到等,有很多未知因素,并且基于技術(shù)和經(jīng)驗不能完全確保設(shè)計質(zhì)量,導(dǎo)致設(shè)計變更??茖W(xué)技術(shù)總是在進步,一個新的產(chǎn)品總是會慢慢成熟和穩(wěn)定,所以通過FMEA就可以知道設(shè)計能力處于什么水平,F(xiàn)MEA中建議措施這欄可以體現(xiàn)還有哪些技術(shù)難題解決不了。
基于現(xiàn)有的設(shè)計能力以及設(shè)計難題和風(fēng)險,需要思考怎么配置設(shè)計團隊,是否需要提升現(xiàn)有設(shè)計人員的能力,或者是否需要從外部招聘專業(yè)能力強的有經(jīng)驗人員或?qū)<?。再?xì)節(jié)一點分析就是需要招聘幾個專家?哪方面的專家?彌補或解決哪方面的技術(shù)瓶頸?這就是資源配置或資源提供。
如果對某一方面技術(shù)不太了解,能設(shè)計好產(chǎn)品嗎?如果設(shè)計能力或者技術(shù)能力不足,就不能確保產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量。所以說FMEA能體現(xiàn)設(shè)計能力,并且也體現(xiàn)了研發(fā)管理。
我們不用刻意列一個清單去識別和說明哪方面的設(shè)計能力不足,因為FMEA就能體現(xiàn)目前的設(shè)計能力,技術(shù)瓶頸,也能體現(xiàn)設(shè)計上可能的風(fēng)險。設(shè)計能力的提升就體現(xiàn)在FMEA中的風(fēng)險降低,畢竟科學(xué)技術(shù)一直在進步,經(jīng)驗一直在積累,尤其是試驗方面的數(shù)據(jù)積累,技術(shù)難題總是會被解決的,技術(shù)能力總是會提升的,所以FMEA的更新也體現(xiàn)了技術(shù)能力的進步或提升。
對于管理者來說,如研究院院長或產(chǎn)品設(shè)計部門的負(fù)責(zé)人等,通過FMEA就可以知道目前團隊或個人的設(shè)計能力處于什么水平,讓領(lǐng)導(dǎo)知道設(shè)計能力的瓶頸,可以作為管理決策的輸入,對技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)傾斜資源,通過制定合適的控制措施以降低問題的發(fā)生或流出。衡量設(shè)計能力水平的最直接的指標(biāo)就是設(shè)變數(shù)量和設(shè)變引發(fā)的費用,可以通過每一個設(shè)計變更或設(shè)計問題檢查FMEA的真實性和有效性,對比實際發(fā)生的設(shè)計問題數(shù)量或頻次是否符合FMEA分析的風(fēng)險等級。簡單點說就是FMEA分析的風(fēng)險值很低,而且都有措施,也沒有技術(shù)難題或技術(shù)瓶頸,從FMEA的表格填寫情況來看設(shè)計水平很高,但是實際發(fā)生了很多設(shè)計問題,表示FMEA的有效性或者真實性存在問題,F(xiàn)MEA這個工具沒有應(yīng)用好。
如果再進一步分析FMEA的有效性,可以從以下兩方面分析:
① 影響設(shè)計質(zhì)量的因素是否識別完整,是否有未被識別出的未知因素;
② 設(shè)計特性的設(shè)計值是否最佳;
總結(jié)一下就是:把未知變已知,把已知變最佳。比如說一個設(shè)計特性或者一個尺寸,影響哪些功能?或者說一個功能受哪些設(shè)計原因影響?一個設(shè)計尺寸可能影響一項功能,也可能影響兩項功能,如果不了解某個設(shè)計特性影響哪些功能,不了解具體的使用環(huán)境和條件,如何能設(shè)計好產(chǎn)品?這就是所謂的未知因素。
舉個案例,汽車行業(yè)有好多知名供應(yīng)商都是世界500強的公司,有一定的技術(shù)實力,如果沒有基礎(chǔ)的技術(shù)能力,即便出質(zhì)量問題了,都分析不出來是什么原因,說不清是供應(yīng)商的問題還是自己公司的問題,因為你可能都不知道供應(yīng)商的這個零部件影響公司總成產(chǎn)品的什么功能,在這種情況下公司的合理權(quán)益都沒法有效維護。
6、FMEA的名稱是潛在失效模式及其后果分析,顧名思義,F(xiàn)MEA可以用來分析和識別風(fēng)險,而且是系統(tǒng)地分析和識別風(fēng)險,或者是能暴露風(fēng)險,甚至是評估風(fēng)險等級,和風(fēng)險的優(yōu)先解決順序,需注意的是,F(xiàn)MEA工具本身不能直接解決風(fēng)險,但是可以促進問題解決,因為風(fēng)險的規(guī)避和解決主要還是要靠技術(shù)能力,不能解決問題和規(guī)避風(fēng)險不代表FMEA不重要,因為規(guī)避風(fēng)險的第一步是識別風(fēng)險,識別風(fēng)險后會促進問題的解決。
為了確保設(shè)計的最優(yōu),需要在FMEA中應(yīng)用多方案原則,可以在設(shè)計評審時進行多方案對比,綜合評估質(zhì)量、成本、風(fēng)險等因素進行選擇。
7、FMEA能把整個研發(fā)過程及其相關(guān)的事情串聯(lián)起來,把和設(shè)計相關(guān)的要素整合到一起,以達(dá)到整體或全面分析的作用,進而起到管理的作用,相當(dāng)于是一個平臺,整合了和設(shè)計相關(guān)的事情,并把焦點聚焦于風(fēng)險。比如FMEA填寫的過程中涉及顧客需求分析、產(chǎn)品使用環(huán)境分析、設(shè)計規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、試驗標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)桿分析研究、經(jīng)驗案例庫、設(shè)計評審、仿真驗證、樣件試驗、耐久性或可靠性試驗等工作,并把這些工作形成一個彼此協(xié)同和作用的系統(tǒng),以達(dá)到分析和識別風(fēng)險的目的。
FMEA中的預(yù)防控制會將成熟的設(shè)計規(guī)范、設(shè)計經(jīng)驗、以往問題和案例、標(biāo)桿分析和對比等方法連接起來,探測控制會將試驗策劃、試驗規(guī)范、試驗標(biāo)準(zhǔn)、試驗數(shù)據(jù)等連接起來,通過這些連接形成各個工作的協(xié)同,同時這也是設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計能力顯現(xiàn)化直觀的體現(xiàn)。
8、FMEA可縮短設(shè)計和開發(fā)周期,減少設(shè)計和開發(fā)成本。因為FMEA能提前識別風(fēng)險并進行預(yù)防,減少設(shè)計更改,所以能縮短開發(fā)周期和減少設(shè)計變更的損失。
比如FMEA會綜合預(yù)防控制和探測控制將成熟的設(shè)計規(guī)范及試驗規(guī)范等連接起來,系統(tǒng)策劃,充分利用已有成熟的知識和經(jīng)驗,重點關(guān)注和預(yù)防技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié),并能持續(xù)積累和更新相關(guān)經(jīng)驗和數(shù)據(jù),進而可減少調(diào)整次數(shù)和試驗頻次,達(dá)到縮短開發(fā)周期,減少開發(fā)成本的效果。
本文為“質(zhì)量管理之行”原創(chuàng),首發(fā)于微信公眾號“質(zhì)量管理之行”。
二、FMEA的輸入是什么
在實際工作中怎么用好FMEA?比如做一個設(shè)計,或者任何一個活動,都要有輸入。這詞對于普通員工可能比較陌生,其實意思就是說你做一個事,或者做一個設(shè)計都需要考慮什么,有什么要求,想達(dá)到什么效果,解決什么問題,有什么限制條件,這些都可以稱為設(shè)計輸入。
那我們現(xiàn)在設(shè)計輸入都有什么?比如需要設(shè)計一個產(chǎn)品,沒有什么信息輸入,你怎么策劃?怎么設(shè)計?首先需要區(qū)分一下類型:一是從未設(shè)計過的新產(chǎn)品;二是之前曾經(jīng)設(shè)計過的老產(chǎn)品。兩種類型的設(shè)計輸入可能是不太一樣的。設(shè)計輸入有以下信息或基本原則:
① 顧客的需求和使用環(huán)境,這是最基本的設(shè)計輸入,總結(jié)出來就這兩點,所有細(xì)節(jié)都是圍繞這兩個基本點。需要注意的是顧客功能/需求和使用環(huán)境要識別完整。
② 設(shè)計一個產(chǎn)品,需要知道功能需求和要求,功能從哪里識別?那就是來源于顧客需求。如果是直接賣給終端顧客,這時的顧客就是最終使用者。如果產(chǎn)品是安裝在一個總成上,你的產(chǎn)品可能就是一個分總成或者零部件,那就不但要考慮總成的需求,還要考慮終端顧客的需求。除了這些狹義的顧客外,從下一工序就是顧客的理念出發(fā),制造過程也是產(chǎn)品設(shè)計的顧客,因為產(chǎn)品設(shè)計時需要考慮可制造性和可裝配性,如果加工制造能力不足,制造過程中報廢多或者不合格率高,那么產(chǎn)品成本會增加,影響產(chǎn)品的競爭力。所以說你設(shè)計的產(chǎn)品的顧客有誰呢?裝在某個總成上,就要滿足總成的功能,這個零件是為總成服務(wù)的,或為了整車服務(wù)的,這是顧客之一;顧客之二是最終使用者;制造加工這個產(chǎn)品的是顧客之三,要從設(shè)計角度確保產(chǎn)品容易制造和加工。除此之外,還需考慮上下游之間的協(xié)調(diào),以及政府法律法規(guī)的要求。
需要補充的是,顧客明確的要求或需求需要滿足外,顧客未明確的需求也可能需要滿足,所以不要狹義理解顧客要求就是顧客明確的要求。
用體系標(biāo)準(zhǔn)的語言說顧客要求如下所示:
8.2.2 與產(chǎn)品和服務(wù)有關(guān)要求的確定
當(dāng)確定向顧客提供的產(chǎn)品和服務(wù)的要求時,組織應(yīng)確保:
a)產(chǎn)品和服務(wù)的要求得到規(guī)定,包括:
1)適用的法律法規(guī)要求;
2)組織認(rèn)為的必要要求;
b)對其所提供的產(chǎn)品和服務(wù),能夠滿足組織聲稱的要求。
8.2.2.1 產(chǎn)品和服務(wù)要求的確定—補充
這些要求應(yīng)包括回收再利用、對環(huán)境的影響,以及根據(jù)組織對產(chǎn)品和制造過程的認(rèn)知所識別的特性。
遵守ISO 9001第8.2.2條a)1)項的要求包括但不限于:所有適用的與材料的獲得、存儲、搬運、回收、銷毀或廢棄有關(guān)的政府、安全和環(huán)境法規(guī)。
8.2.3 產(chǎn)品和服務(wù)要求的評審
8.2.3.1 組織應(yīng)確保有能力滿足向顧客提供的產(chǎn)品和服務(wù)的要求。在承諾向顧客提供產(chǎn)品和服務(wù)之前,組織應(yīng)對如下各項要求進行評審:
a)顧客明確的要求,包括對交付和交付后活動的要求;
b)顧客雖然沒有明示,但規(guī)定的用途或已知的預(yù)期用途所必需的要求;
c)組織規(guī)定的要求;
d)適用于產(chǎn)品和服務(wù)的法律法規(guī)要求:
綜上所述,顧客要求有:顧客明確的要求;顧客沒告訴你但也要滿足的,如法律法規(guī)要求的,預(yù)期功能需求的;以及公司內(nèi)部的要求等等。比如顧客說買個筆,預(yù)期功能是能寫字吧,預(yù)期功能就是顧客不要求你也要滿足。還有就是非預(yù)期的也不能出現(xiàn),顧客即使不要求,這個筆也不能給人的健康帶來傷害和隱患,顧客不說你也得滿足。預(yù)期功能必須滿足,非預(yù)期的不能產(chǎn)生。或者簡單點說是,你設(shè)計的產(chǎn)品滿足顧客需求,別給顧客添麻煩,或者不被顧客抱怨,所以不要狹義地說顧客沒要求所以……一堆借口,畢竟出了問題顧客會抱怨甚至索賠,最基本要知道設(shè)計責(zé)任屬于顧客還是屬于己方。
在實際工作中,F(xiàn)MEA是承載和串聯(lián)整個設(shè)計工作的,設(shè)計產(chǎn)品時有哪些設(shè)計輸入呢?
①市場的同類產(chǎn)品,可以到4S店或維修店進行調(diào)研,收集這類產(chǎn)品的問題或失效案例,相當(dāng)于直接利用已有的或別人的經(jīng)驗。
②可以查詢和收集競爭對手或供應(yīng)商的技術(shù)資料,甚至可能出現(xiàn)竊取商業(yè)和技術(shù)機密的情況。
③通過和供應(yīng)商交流,收集相關(guān)技術(shù)信息,這也是很便捷的途徑,甚至能收集到非常有用的信息,可以了解到競爭對手對供應(yīng)商有什么樣的技術(shù)要求。如果供應(yīng)商有設(shè)計責(zé)任,應(yīng)該也會有DFMEA,出于保密考慮可能不會很詳細(xì),不能了解到具體的設(shè)計規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計know-how,即便如此也可以了解設(shè)計思路,以及功能發(fā)揮的環(huán)境條件,還有設(shè)計特性和功能的關(guān)系,即哪些設(shè)計特性影響功能發(fā)揮,而且這是和供應(yīng)商技術(shù)交流的基本內(nèi)容,大多數(shù)不涉及到保密,如果對于公司來說是一個全新研發(fā)的產(chǎn)品,可以直接借用供應(yīng)商的這些基本經(jīng)驗,也能提升研發(fā)效率。
④還有專利查詢、期刊、網(wǎng)絡(luò)、論壇、專業(yè)教材等都可以考慮。
⑤直接聘用業(yè)內(nèi)的有經(jīng)驗人員和專家,進行知識經(jīng)驗的利用和轉(zhuǎn)化;
⑥正向策劃和設(shè)計。日常生活中有很多產(chǎn)品和技術(shù),比如手機,電腦等都是原來沒有的,都是根據(jù)市場需求后來才研發(fā)出來的,所以新產(chǎn)品需要從正向設(shè)計去策劃,識別顧客的需求,站在顧客角度去分析和識別產(chǎn)品功能要求,這就是正向的設(shè)計。對于你日常生活中使用的產(chǎn)品,包括汽車,你自己不就是顧客嗎,那你對汽車有什么要求和期望???顧客不一定懂怎么設(shè)計產(chǎn)品,但是顧客能從使用角度評價產(chǎn)品的好壞,站在顧客的立場去思考,就能完善你的設(shè)計,這也是關(guān)注顧客體驗。
⑦對于有專利或者技術(shù)含量的產(chǎn)品,供應(yīng)商有什么顧客就得買什么,比如黑匣子件,比如有的世界500強的企業(yè),擁有產(chǎn)品的話語權(quán),甚至整車廠也可能是基于供應(yīng)商的產(chǎn)品進行整車設(shè)計,需要基于什么條件進行設(shè)計,這也是設(shè)計的制約因素。
⑧和顧客簽訂的產(chǎn)品開發(fā)協(xié)議,或技術(shù)協(xié)議,這里面有顧客的需求和要求。
⑨除此之外還有,標(biāo)桿和競品信息、設(shè)計規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、以往經(jīng)驗和問題。
三、FMEA的使用時機
工作中常用的原則是PDCA,做什么事一般是先策劃和分析,再去做。即便是一邊做一邊修改,一般從本質(zhì)上說也是先想再做,即便是“試錯”或者試探,本質(zhì)上也是先想一下用什么方式,然后再實施,比如設(shè)計時一邊畫圖一邊修改,比如寫文章時一邊寫一邊修改。
比如工作中達(dá)到一個目的或完成某項任務(wù),可能有不同的方案,然后對不同的方案進行綜合對比分析,方案的選擇也是基于成本、效果、風(fēng)險進行分析和決策的,這個過程也是一個風(fēng)險分析過程,風(fēng)險只是其中的分析維度之一。方案確定后,要對方案進行詳細(xì)設(shè)計或者策劃,方案中涉及的每一個細(xì)節(jié)又可能有不同的選擇,這也需應(yīng)用風(fēng)險分析,即便是一個細(xì)節(jié)只有一個選擇,也需要分析這個選擇的風(fēng)險。所以在實際工作中,風(fēng)險分析是體現(xiàn)在不同的階段和步驟的,不管是否叫FMEA,本質(zhì)上是一樣的。
比如設(shè)計一個產(chǎn)品,可能需先對產(chǎn)品進行概念策劃,設(shè)想產(chǎn)品的定位、主要特征、賣點、屬性等,不同的產(chǎn)品設(shè)想體現(xiàn)的是不同的思路或方案,不同的思路或方案都各有利弊,可能有優(yōu)點也有缺點,最終采用哪個方案?這就是分析和決策,這個過程其實就是在應(yīng)用風(fēng)險分析。
什么時候需要進行風(fēng)險分析就什么時候應(yīng)用FMEA!這不是廢話嗎?!這是原則,不是廢話,這是本質(zhì),是化繁為簡的本質(zhì),是超越復(fù)雜概念和理論的本質(zhì)描述。做任何事情或任務(wù),只要你沒有十足的把握,就可能有風(fēng)險,就需要分析一下風(fēng)險的大小和具體情況?;蛘哒f你不分析風(fēng)險怎么知道有沒有風(fēng)險,這就是風(fēng)險思維,而FMEA只是結(jié)構(gòu)化和簡單化的落實風(fēng)險思維的工具方法而已。因為風(fēng)險思維是一種思維習(xí)慣,未經(jīng)培訓(xùn)或環(huán)境熏陶,不易養(yǎng)成風(fēng)險思維的思維習(xí)慣,那么通過結(jié)構(gòu)化表格式的工具方法能固化這種思維習(xí)慣。如果知道了這個風(fēng)險思維和工具方法的本質(zhì),那么自然就知道FMEA的應(yīng)用時機了,但是需要強調(diào)的是,F(xiàn)MEA是一個名稱,不使用這個名稱的時候也可能應(yīng)用了風(fēng)險分析,反過來說,即便是應(yīng)用或使用了FMEA工具,也不一定就真的進行了有效的風(fēng)險分析。
四、功能和要求(顧客需求)的識別
第四版FMEA參考手冊上DFMEA的例子是關(guān)于車門的分析,車門的要求是維持車門內(nèi)飾的完整性,案例中舉的潛在失效案例是環(huán)境侵蝕車門內(nèi)板,為什么失效?潛在失效原因之一是蠟層厚度設(shè)計指標(biāo)要求不夠,簡單點說就是汽車門板噴漆厚度不夠,所以容易在使用中被外界環(huán)境腐蝕。車門的漆膜厚度就屬于設(shè)計特性,那這個設(shè)計特性的設(shè)計值規(guī)定多少比較合適呢?這就是設(shè)計人員需要分析和思考的。想象一下,如果車平時放著不被風(fēng)吹日曬雨淋,車門容易被侵蝕嗎?應(yīng)該風(fēng)險比較小,所以在設(shè)計時需同時考慮功能和使用環(huán)境及條件,才能確保設(shè)計合理。比如剎車功能,也是產(chǎn)品功能,在不同的環(huán)境下要求是不同的,比如下雪了路滑的情況下多少米能剎???下雨的路況多長距離能剎???在高速路上并且是在一定速度下多少距離能剎???正常路況多少米能剎???這就需要考慮具體使用環(huán)境,因為功能是在具體的使用環(huán)境和具體條件下發(fā)揮的,如果僅僅考慮產(chǎn)品功能而忽略了具體的環(huán)境,設(shè)計就容易出問題。FMEA格式需要根據(jù)實際需求去設(shè)置,不能直接照搬FMEA手冊,在FMEA參考手冊第二章已經(jīng)說了,“手冊內(nèi)推薦的FMEA表格的目的在于整理并陳列收集到的FMEA相關(guān)信息。特定表格的使用可以根據(jù)組織和顧客的要求而變化?!倍疫€特別強調(diào)了“FMEA開發(fā)沒有一個單一的或特有的過程,下面描述的是通用的要素……”
在識別功能要求時和產(chǎn)品的定位有很大關(guān)系,比如買個知名品牌,或者是花了更多的成本,那顧客自然就對產(chǎn)品的期望和要求很高。除了品牌和成本定位外,還有使用環(huán)境以及功能定位,如越野、省油等特點,所以產(chǎn)品定位影響功能和要求。
FMEA參考手冊的案例歷經(jīng)幾版(到第四版時)都沒變過,原理或原則基本都說到了,但因為都是英語翻譯過來的,可能有的地方不太好理解。這個例子一定沒問題嗎,悠著點兒用,把大道理弄明白了就行。把原理弄明白了,F(xiàn)MEA的格式根據(jù)需求可以自己去定。案例雖然有些小問題,但是原理基本都說到了。
那使用環(huán)境怎么識別呢?有沒有識別技巧和思路?使用環(huán)境可以分內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境。什么是內(nèi)環(huán)境?就是產(chǎn)品功能在總成或系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)揮時所接觸的環(huán)境或條件,既涉及到系統(tǒng)的整體環(huán)境,也可能涉及到和其他部品的相互作用(如干涉和干擾等)。如XX總成在整車的系統(tǒng)環(huán)境下所接觸的振動、噪音、溫濕度、腐蝕、電磁、干涉等,以及其他總成輸入給該總成的作用,如發(fā)動機通過齒輪和軸輸出動力,電源系統(tǒng)輸出電流電壓給其他總成。整車的外環(huán)境如路況、氣候條件、車的外部載重等,這些車輛的外部環(huán)境會作用到具體的某個總成上,影響總成的功能或作用發(fā)揮。
零部件都是裝在一個總成中的,整車或總成會給它一個內(nèi)部使用環(huán)境,比如在設(shè)計制動功能要求時,最基本需要考慮的外部環(huán)境,如車重(車自重和車外部載重的相加)、坡度,摩擦系數(shù)(輪胎和路面的相互作用)等;最基本的內(nèi)部環(huán)境是制動系統(tǒng)內(nèi)部各部件之間的摩擦系數(shù)和摩擦力。顧客需求和使用環(huán)境確定了以后,再明確具體的對功能的要求,如在XX路況、XX速度、XX載重的情況下,剎車距離是多少,這就是FMEA的功能和要求識別。
五、潛在失效模式的定義和識別
某項功能在某種環(huán)境或條件下未滿足要求,就叫失效,所以把功能要求搞明白了,很容易就能定義失效模式。即功能未發(fā)揮,或發(fā)揮不到位,未滿足要求,就叫失效模式。也可以說未滿足功能和要求的情形就是失效,前提是功能要求和環(huán)境條件是綜合在一起定義的。還可以說顧客有需求,但沒滿足顧客需求也叫失效。
承接前兩章節(jié)的內(nèi)容總結(jié)和定義失效就是:在XX環(huán)境或條件下,XX功能未滿足要求,達(dá)不到預(yù)期的顧客使用需求。
實際設(shè)計的時候,如果確保設(shè)想的最嚴(yán)的環(huán)境不出問題,那么正常環(huán)境下也就能滿足。但是,提醒一點,最嚴(yán)和正常是在同一條件下對某一功能要求進行對比,不是不同條件下的分類,比如不能狹義地認(rèn)為路況好就是正常,路況差些就是嚴(yán)苛,兩者有時不一定能完全等同。
顧客的功能和需求沒滿足,叫失效,就這么簡單。功能沒問題,顧客能不被滿足嗎。特別簡單一個道理。
比如有一個齒輪斷裂的案例,售后市場時常發(fā)生齒輪斷裂問題但怎么也找不到原因,理由為這個齒輪是礦車(皮卡),使用環(huán)境不對,顧客不正常使用導(dǎo)致齒輪斷裂。反思一下,設(shè)計齒輪時是不是要考慮和分析車的使用環(huán)境,使用條件,以及路況。皮卡有車斗,是能承載一定重量的,既然需要承重,設(shè)計時就要考慮承重量是多少,同時還要考慮載荷分布,并且還要考慮路況(如路況顛簸影響受力),這些都是影響設(shè)計質(zhì)量的因素。給顧客聲明的可載重數(shù)量,肯定是能適合各種可能的路況的,要不然向顧客聲明XX車型不能走砂石路,顛簸路,那誰還敢買啊。既然沒有類似這種說明,出問題就不能說是顧客原因,而是需要在設(shè)計時充分識別使用環(huán)境和顧客需求,否則設(shè)計就容易出問題。
內(nèi)外部環(huán)境和條件的識別也是一個慢慢積累的過程,只有完整地識別出整車的使用環(huán)境,才能確保設(shè)計質(zhì)量,如果有些極端條件考慮不到,從設(shè)計上就容易出現(xiàn)問題。比如整車廠的路試在全國各地試驗,就是為了確保車輛能適用全國的使用環(huán)境。這些試驗數(shù)據(jù)就是財富,是設(shè)計能力提升的基礎(chǔ),把“未知變已知,把已知變最佳”就是這樣實現(xiàn)的,通過問題和試驗數(shù)據(jù)積累出來的。
六、潛在失效的影響
失效模式對顧客的影響也包括對后續(xù)工序的制造和裝配的影響、對產(chǎn)品的使用者的影響、對其他車輛和行人的影響、以及對法律法規(guī)要求的滿足等,需從顧客的感受去定義失效影響,也就說要站在顧客的角度說影響。從實際應(yīng)用出發(fā),要列出一個失效模式所有的影響,不同方面的影響,不同程度的影響,因為不同的影響可能是因為不同的原因,需要采取不同的措施,但是嚴(yán)重度的評估需以最嚴(yán)重的失效影響為依據(jù)。舉個簡單的小例子,如果下雨了,基于季節(jié)的溫度、風(fēng)的等級、雨量、以及下雨的時長等,如果沒有應(yīng)對措施,有可能對隨身攜帶的手機等電子產(chǎn)品造成損壞,也有感冒的風(fēng)險,影響預(yù)期的行程安排等,不同的影響可能由不同的措施或方式去應(yīng)對。本文為“質(zhì)量管理之行”原創(chuàng),首發(fā)于微信公眾號“質(zhì)量管理之行”。
七、潛在失效原因
潛在失效原因就是需要設(shè)計的要素,這些設(shè)計要素或者設(shè)計特性是為了滿足和支撐顧客需求的功能和要求。這也是產(chǎn)品的特征或特性,也是品質(zhì)管控中需要管控的產(chǎn)品特性,在實際的品質(zhì)管控中,可能既需要管控產(chǎn)品的設(shè)計特性,又需要管控顧客需求的功能和要求。比如產(chǎn)品表面噴涂油漆,是為了滿足產(chǎn)品的美觀和耐腐蝕功能要求,所以油漆厚度是產(chǎn)品的一個特性,在質(zhì)量管控時可能需要在日常檢驗中檢查噴漆厚度,附著力、耐刮擦等。噴漆的目的是為了美觀和防止腐蝕,在質(zhì)量管控時可能需要定期對油漆涂層進行相關(guān)的耐久性測試,模擬一定的溫度、濕度、腐蝕條件等,檢驗油漆的厚度是否支撐產(chǎn)品的功能和要求。油漆厚度這個特性和耐久性特性都是產(chǎn)品特性,但這兩個特性屬于不同的層次,油漆厚度是為了滿足和支撐耐久性,屬于下一層次的特性。由此也可以知道特殊特性也不是一概而論的,也是和產(chǎn)品一樣是需要分不同層次的,比如總成的特殊特性,零部件的特殊特性,它們是不同層次的。
八、現(xiàn)有設(shè)計的預(yù)防控制和探測控制
FMEA手冊上的推薦表格上有一欄叫現(xiàn)有設(shè)計,一個是控制預(yù)防,通俗點說就是:怎么確保你的設(shè)計沒問題,這就叫預(yù)防。另一個是控制探測,意思是怎么識別設(shè)計的好壞,怎么驗證你的設(shè)計合不合適,這就是探測。
怎么預(yù)防或保證設(shè)計沒問題呢?或者說怎么才能設(shè)計好呢?比如一般公司都會有設(shè)計規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),或是試驗標(biāo)準(zhǔn)等(以上這些標(biāo)準(zhǔn),對于老產(chǎn)品應(yīng)該都會有,新產(chǎn)品可能還沒有)。那設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范是干什么的?就是把成熟的有效的知識和經(jīng)驗寫進設(shè)計規(guī)范,確保設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計規(guī)范中的理論和公式都有了,而且都是經(jīng)過驗證的理論和規(guī)律,按要求計算和設(shè)計就能確保設(shè)計沒問題,符合設(shè)計規(guī)范就能確保設(shè)計沒有問題,這叫預(yù)防。即按照成熟的設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計,就能保證設(shè)計不出問題,因為設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)一般都是經(jīng)過驗證的有效的經(jīng)驗/知識。設(shè)計規(guī)范的積累和更新也是“把未知變已知,把已知變最佳”的過程。
預(yù)防控制就是從發(fā)生角度確保不發(fā)生設(shè)計問題,利用已有的知識和經(jīng)驗規(guī)避或降低可能的設(shè)計失效問題,已有的知識和經(jīng)驗包括已證實的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、經(jīng)驗或案例等。用大俗話來說就是如何設(shè)計才能保證設(shè)計的無問題。例如設(shè)計的時候保留安全余量或安全系數(shù),就是為了確保設(shè)計無問題。除此之外,成熟的設(shè)計都有設(shè)計規(guī)范,設(shè)計規(guī)范中會明確如何設(shè)計具體的設(shè)計要素還要考慮各個設(shè)計要素之間的關(guān)系。沒有設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的可以參考以往問題的改進經(jīng)驗,以規(guī)避前期發(fā)生的問題。在借鑒往期的經(jīng)驗或標(biāo)桿數(shù)據(jù)分析作為預(yù)防控制手段時,要考慮在什么條件、什么環(huán)境、什么路況下,對功能有什么要求,這樣才能確保設(shè)計沒有問題,這才是有效地借鑒經(jīng)驗,如果僅僅是口頭說的經(jīng)驗,也不知道經(jīng)驗和案例的使用條件、應(yīng)用環(huán)境,這樣容易發(fā)生設(shè)計問題。
設(shè)計的產(chǎn)品是為了滿足顧客需要的功能和使用環(huán)境,在完成初步的或特定的設(shè)計圖紙后,就需要去模擬或驗證設(shè)計是否能滿足功能和要求,這就是探測預(yù)防,如果試驗驗證有問題再修改或更新設(shè)計。
產(chǎn)品設(shè)計過程中仿真驗證、樣件驗證的試驗條件(等同或換算)都要盡可能接近顧客實際的使用環(huán)境狀態(tài),越接近實際使用狀態(tài)或條件,試驗結(jié)果越準(zhǔn)確,所以在開發(fā)成本和周期允許情況下,我們盡可能要用工裝樣件驗證。
驗證準(zhǔn)確性的兩個要點是:①設(shè)計確認(rèn)的樣件盡可能符合設(shè)計意圖,制造過程確認(rèn)的樣件盡可能接近量產(chǎn)狀態(tài);②試驗環(huán)境或條件接近顧客實際的使用環(huán)境,包括內(nèi)外部環(huán)境。一般情況下,產(chǎn)品的試驗,一定是面向總成級或某個下一層級的功能和性能,不面向功能的試驗驗證是無太多意義的,因為設(shè)計特性或潛在失效原因是需要設(shè)計的基本要素(按層次分)。比如是分總成,要驗證是否滿足總成的功能,如果你的產(chǎn)品是零部件,要驗證是否滿足分總成的功能。不管是仿真驗證也好,樣件試驗驗證也好,驗證的是產(chǎn)品某個層次的功能。
有時候用仿真驗證,有時候是用實物樣件驗證。那什么情況下用樣件呢?如果仿真的誤差受控,確保仿真探測沒問題,仿真合格后就設(shè)計凍結(jié),你有這個實力,那你就仿真合格后直接設(shè)計凍結(jié)。如果仿真誤差特別大且不受控,然后直接圖紙凍結(jié)完了,也沒有做樣件,設(shè)計凍結(jié)后還有很多設(shè)變,設(shè)變費用特別多,比開工裝做樣件的費用都多,那為什么不做樣件進行試驗和驗證呢?如果后期的設(shè)變導(dǎo)致的費用很多,為什么不增加預(yù)防和探測費用,降低后期的設(shè)變費用!
在實際工作中,有這樣一種情況,圖紙發(fā)布前沒有經(jīng)過樣件或?qū)嵨镌囼?,而且仿真能力不足,比如?00項功能和要求,仿真試驗只能完成60項,相當(dāng)于有40項試驗未完成就直接圖紙凍結(jié)了,尤其是在設(shè)計能力不足的情況下,既沒有成熟的設(shè)計規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn),也沒有經(jīng)驗教訓(xùn)案例參照,還沒有合理的對標(biāo)方式,想一想,像這樣的情形,后期的設(shè)變能少嗎?
以上情況只是設(shè)計凍結(jié)前未完成相關(guān)的試驗,設(shè)計風(fēng)險大,后期容易發(fā)生設(shè)計變更,但是開玩笑說最起碼節(jié)省試驗費用了。比以上的情形更嚴(yán)重的是,試驗費用也沒節(jié)省,為什么呢?確認(rèn)設(shè)計是否合理的相關(guān)試驗是安排在設(shè)計凍結(jié)后,相當(dāng)于圖紙發(fā)布了,工裝也完成加工了,這時再去做試驗去驗證設(shè)計是否有問題。既然是設(shè)計確認(rèn),試驗是用來驗證設(shè)計是否滿足功能和要求的,為什么不在圖紙凍結(jié)前完成?未經(jīng)過試驗確認(rèn)的設(shè)計圖紙,后期的設(shè)變能少嗎?試驗的目的是什么?這還不算最過分的,接下來請看下面的案例……
因為項目管理策劃不合理,導(dǎo)致制造過程開發(fā)沒有足夠的時間完成正式工裝的制作,為了滿足整車的正式工裝樣件需求,需要制作簡易工裝以滿足正式工裝樣件的交付。且不說簡易工裝或臨時工裝能不能代替正式工裝進行整車的路試,就從簡易工裝的成本和費用來說,這也是浪費啊,僅僅是為了代替正式工裝的交樣。如果把這些簡易工裝的費用安排到設(shè)計凍結(jié)前進行驗證,是能減少后期設(shè)變的。正式工裝都制作完成了,甚至都接近量產(chǎn)SOP了,有的試驗還未完成,這能確保設(shè)計質(zhì)量嗎?錢沒有少花,研發(fā)周期也沒真正縮短,只是把該做的工作延后做了,結(jié)果是設(shè)計變更頻發(fā),是一個費錢費力沒有好處的方式。這是觀念的錯誤,也是常識的錯誤。所以研發(fā)和項目管理是一個系統(tǒng)工程,需要從上游到下游統(tǒng)一策劃,根據(jù)整個開發(fā)過程中的關(guān)鍵節(jié)點去確定和策劃合理的開發(fā)周期,并且上下游按照策劃的時機完成各自的工作,把在凍結(jié)前需要的驗證安排在設(shè)計凍結(jié)前,以避免和減少后期設(shè)變數(shù)量,降低設(shè)變導(dǎo)致的售后問題和設(shè)變損失費用。而FMEA就能覆蓋和串聯(lián)整個研發(fā)過程,是一個非常有效的管理工具,只要能認(rèn)真地去使用這個工具,了解FMEA的真正作用,就能把整個研發(fā)過程整合起來。
本文為“質(zhì)量管理之行”原創(chuàng),首發(fā)于微信公眾號“質(zhì)量管理之行”。
九、FMEA在研發(fā)過程中的實際使用
FMEA應(yīng)用的第一步是識別顧客以及顧客需求,這部分內(nèi)容可以通過QFD進行策劃和分析。然后根據(jù)顧客需求的功能,以及使用環(huán)境和條件,定義潛在失效模式,然后依據(jù)失效的影響程度確定嚴(yán)重度,這是特殊特性識別的關(guān)鍵和主要依據(jù)。
按照IATF16949:2016版3.1條款的術(shù)語定義,特殊特性是指可能影響安全性或產(chǎn)品法規(guī)符合性、可裝配性、功能、性能、要求或產(chǎn)品后續(xù)處理(加工)過程的產(chǎn)品特性或制造過程參數(shù)。所以按照體系標(biāo)準(zhǔn)的定義,特殊特性就是根據(jù)對顧客和下工序的影響進行識別和分類區(qū)分的。
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失效的潛在原因就是要設(shè)計的產(chǎn)品特性值,也可以理解為設(shè)計特性,產(chǎn)品特性,設(shè)計要素等。這部分內(nèi)容也是和QFD有聯(lián)系的,因為QFD能通過矩陣形式體現(xiàn)設(shè)計特性和所需功能之間的聯(lián)系。這些設(shè)計特性或產(chǎn)品特性也就是設(shè)計的結(jié)果,預(yù)防控制和探測控制的目的就是確保這些設(shè)計特性能支撐和滿足功能的發(fā)揮需求,也就是通過以往的經(jīng)驗和成熟的設(shè)計規(guī)范和計算公式等確保設(shè)計特性的合理性,然后利用試驗去驗證和確認(rèn)功能是否能滿足預(yù)期要求,如果產(chǎn)品功能滿足預(yù)期要求,就表示設(shè)計特性是合理的。
在試驗前和試驗后根據(jù)設(shè)計能力策劃設(shè)計評審,評審這些設(shè)計特性的合理性。比如試驗后根據(jù)試驗結(jié)果進行設(shè)計評審,評審設(shè)計特性是否合理,應(yīng)該如何調(diào)整等。所以在設(shè)計FMEA表格時可以將試驗結(jié)果填寫到FMEA中,形成一個PDCA,即方便評審,也方便后續(xù)的學(xué)習(xí)和參考。
對于風(fēng)險較高的特性值設(shè)計,需要采取進一步的措施,以降低風(fēng)險等級,同樣,采取措施后的效果也記錄在FMEA中,形成經(jīng)驗沉淀,并進行評審,對措施的效果進行評價。
十、FMEA應(yīng)用過程中的疑問解答和使用技巧
問1:失效的潛在原因是否需要量化?
答:FMEA這個結(jié)構(gòu)化的表格的主要作用是什么?主要是用來分析設(shè)計的潛在風(fēng)險,如果沒有具體的設(shè)計值,那怎么分析風(fēng)險?
有的員工可能會說,圖紙上有具體數(shù)值???圖紙大多數(shù)以幾何尺寸為主,有些描述性的要求不易體現(xiàn)和查看,這是其一;另外,從交流和評審的方便性角度,在FMEA上體現(xiàn)比較合適,這是其二;從參照和對比角度,以及經(jīng)驗沉淀角度,在FMEA上能體現(xiàn)具體數(shù)值,且能和試驗結(jié)果對應(yīng)和參照,能明顯對比出設(shè)計值和試驗結(jié)果的關(guān)系,在FMEA中形成一個PDCA,有利于學(xué)習(xí)和評審,這是其三。
類似的產(chǎn)品但是具體的功能要求可能是不一樣的,比如和A顧客簽一個技術(shù)協(xié)議,和B顧客簽一個技術(shù)協(xié)議,即便A和B顧客的產(chǎn)品是類似的,但不同的顧客對各自產(chǎn)品的功能要求是不一樣的。既然功能要求不一樣,那么設(shè)計值也是有區(qū)別的。所謂FMEA同系列產(chǎn)品通用,那就要看你怎么定位和使用FMEA,比如你把FMEA就當(dāng)個模板使用,也不用FMEA用來交流和評審,那就不需要具體的設(shè)計數(shù)值了,但是這樣的FMEA作用也不大。
問2:如果FMEA體現(xiàn)設(shè)計值了,但是設(shè)計值不準(zhǔn)確怎么辦???
答:設(shè)計值不準(zhǔn)確可能也是正?,F(xiàn)象,因為設(shè)計值是否準(zhǔn)確取決于設(shè)計能力或技術(shù)能力,設(shè)計能力有限,設(shè)計值就可能不準(zhǔn)確了。這也是預(yù)防控制和發(fā)生度發(fā)揮作用的時候了,既然設(shè)計值可能不準(zhǔn)確,就表示設(shè)計沒把握,設(shè)計有風(fēng)險,預(yù)防控制和發(fā)生度的評價數(shù)值應(yīng)該顯示風(fēng)險,這也是FMEA的基本作用的發(fā)揮,知道哪里有設(shè)計風(fēng)險,設(shè)計風(fēng)險有多大。
問3:比如有個設(shè)計特性需要一個過盈配合,需要一個孔,一個軸,這兩個的尺寸是要分開寫嗎?
答:這個是過盈設(shè)計,是這兩尺寸一起影響這個過盈的。你設(shè)計是什么,是過盈量,這屬于上一層次的設(shè)計,下一層次是怎么設(shè)計這兩個尺寸才能滿足過盈,所以設(shè)計是分層次的,層次區(qū)分清楚才有利于設(shè)計??偨Y(jié)一下就是影響過盈的設(shè)計因素有兩個,分別是孔和軸,所以要分開寫,但是這兩個因素有相互作用,需要綜合考慮。過盈量是需要滿足的要求,孔和軸是要設(shè)計的特性,這是兩個不同的層次,
再舉個例子,整車功能往下分解到各個總成功能,總成功能再往下分解到分總成功能,分總成功能再分到零部件功能,越往下分解就越小,最終分解到零部件的某個尺寸,某個長度、某個間隙、某個材質(zhì),也就是分解到了最小的設(shè)計要素。尤其需要注意的是,不同層次的設(shè)計要素不要混淆,混淆不利于進行分析。
問4:所有的FMEA都要分解到最底層嗎?
答:產(chǎn)品都是由最底層的設(shè)計特性支持的,分解到最底層的設(shè)計特性,有利于設(shè)計分析,區(qū)分設(shè)計層次,識別所有設(shè)計特性,才能確保徹底識別設(shè)計風(fēng)險和潛在失效原因。
問5:總成、分總成和零部件是在一個表格中?還是分開?
答:從分析的便利性和系統(tǒng)性角度,分開分析更有利,邏輯性更強,而且容易交流和溝通,也容易查看。但是需要強調(diào)的是,總成功能分解需要分解到分總成的功能要求,這是基本原則,而不是分解到分總成的尺寸,除非是影響裝配性方面的需分解到分總成的相關(guān)尺寸。
問6:總成上會不會涉及到一些零部件的功能?
答:比如一個總成的有些零部件可能分到A分總成,也有可能分到B分總成,也有可能和總成一起分析,這需要根據(jù)產(chǎn)品的特點去劃分。有時某個簡單的小零部件,功能也不復(fù)雜,且和其他零部件有相互作用,這種情況下就和總成一起分析,即被當(dāng)做總成的下一層次分析。
比如某一總成有個掛鉤,只是起到連接作用,但是掛鉤的位置影響到可焊接性,而且其他零部件的定位還影響掛鉤的可焊接性,這種情況下分析總成的可焊接性時,就需要分析掛鉤的可焊接性,也就是在總成的整體布局下分析掛鉤的可焊接性才比較合適。這個掛鉤就是用來連接總成和整車的,也相當(dāng)于是總成的可裝配性,像這種結(jié)構(gòu)簡單和功能簡單,又受總成布局影響的零件就和總成一起分析比較合適。比如材質(zhì)是在總成那個層次分析?還是在分總成的層次分析?這需要根據(jù)產(chǎn)品特點去識別。那材質(zhì)影響什么功能啊?總成可能受材質(zhì)影響,分總成可能同時也受材質(zhì)影響,這時就需要在兩個層次同時考慮。
問7:總成設(shè)計失效原因分析的是不是分總成的功能?。磕俏覀冮_發(fā)供應(yīng)商的時候,把一部分分總成或零部件給了供應(yīng)商,是不是要把分總成或零部件的功能要求寫入技術(shù)協(xié)議啊?
答:大家看一下PPAP關(guān)于黑匣子產(chǎn)品的定義,比如說供應(yīng)商有設(shè)計專利,或者供應(yīng)商特別有實力,顧客要求供應(yīng)商滿足其總成的功能,但是具體細(xì)節(jié),供應(yīng)商是不會透露給顧客的。顧客提出需求和要求(并寫進技術(shù)協(xié)議),供應(yīng)商滿足這些需求和要求。
問8:一個焊接產(chǎn)品的熔深是產(chǎn)品特性還是過程特性?熔深是DFEMA要考慮的嗎?
答:焊接的熔深是對產(chǎn)品的要求,是直接在產(chǎn)品上體現(xiàn)的特性,所以是產(chǎn)品特性。一般情況下,焊接熔深是為了確保焊接強度和可靠度,DFMEA分析的是產(chǎn)品功能所需的焊接強度和可靠度,至于焊接熔深是多少值這是焊接過程保證的,如果產(chǎn)品設(shè)計人員也懂焊接工藝,那么可以直接在產(chǎn)品設(shè)計時確定焊接熔深的具體數(shù)值;如果產(chǎn)品設(shè)計人員不懂焊接工藝,可以在產(chǎn)品設(shè)計時找焊接工藝人員一起參與,共同確定焊接熔深的具體數(shù)值。因為焊接熔深屬于產(chǎn)品特性,而且是影響產(chǎn)品功能的一個產(chǎn)品特性,是產(chǎn)品功能失效的設(shè)計原因之一(潛在失效原因),所以理應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計時分析。這樣的產(chǎn)品特性的確很特別。如果焊接熔深對產(chǎn)品功能沒有特別的其他的影響,如果產(chǎn)品設(shè)計人員基于能力限制,不知道焊接熔深對焊接強度有多大影響,那就由焊接工藝人員負(fù)責(zé)或一起參與,不管這個職責(zé)屬于哪個職能,亦或是一起負(fù)責(zé),總之是屬于影響產(chǎn)品功能發(fā)揮的產(chǎn)品特性,理應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計時分析。
問9: FMEA體現(xiàn)的應(yīng)該是那種可以預(yù)防的東西,不能預(yù)防或沒辦法管控的東西都沒有納入到FMEA中。
答:FMEA不是只把能預(yù)防的或可控的體現(xiàn)出來,F(xiàn)MEA體現(xiàn)的應(yīng)是所有影響質(zhì)量的設(shè)計因素,只有識別所有潛在的失效原因,才能知道風(fēng)險在哪里,有多大的風(fēng)險。恰恰是那些經(jīng)驗不足的潛在失效原因才是更加需要關(guān)注的。
問10:FMEA中發(fā)生度怎么評估和確定?根據(jù)以往的經(jīng)驗不知道怎么選,現(xiàn)在都是按之前的經(jīng)驗定的,但是項目與項目之間也是不一樣的,這個怎么定?
答:發(fā)生度就是基于以往的經(jīng)驗和知識確定的,就是可能發(fā)生的幾率。要想有對比作用或參照作用,一定從產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使用環(huán)境,設(shè)計思路等全面衡量,類似的產(chǎn)品才有參考的價值,如果同類產(chǎn)品是不同的設(shè)計結(jié)構(gòu),兩者的發(fā)生度不一定相同。比如是相同的設(shè)計思路或產(chǎn)品結(jié)構(gòu),那么發(fā)生度的參考價值會更大;如果是相似的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),有一定的差異,那么參考價值會降低;如果沒有參照,之前沒有過相關(guān)經(jīng)驗,發(fā)生度的等級會增加,屬于未知的風(fēng)險。
問11:如果研發(fā)周期不充分,來不及編制FMEA怎么辦?
答:FMEA是設(shè)計結(jié)果的體現(xiàn),不僅僅是為了編制一份FMEA文件。把設(shè)計結(jié)果記錄在FMEA上,通過FMEA這種結(jié)構(gòu)化的方法進行風(fēng)險分析,或者是通過FMEA進行設(shè)計評審,這是不需要增加很多時間的,尤其是有基礎(chǔ)的FMEA之后,每個產(chǎn)品只是在成熟的FMEA基礎(chǔ)上填寫不同的設(shè)計值而已,是在成熟的FMEA基礎(chǔ)之上進行設(shè)計,不是重新策劃和編制一份全新的FMEA,所以不需要花費很多時間,如果說因為編制FMEA花費了很多時間,表示沒有實際應(yīng)用好這個工具,因為FMEA只是幫助分析的工具,是伴隨著設(shè)計過程進行完善和更新的。
問12:如何區(qū)分設(shè)計問題?個別案例屬于設(shè)計問題嗎?
答:產(chǎn)品符合設(shè)計圖紙以及其他的設(shè)計要求,但是顧客在正常使用時還是出現(xiàn)問題,表示設(shè)計不滿足顧客使用需求,屬于設(shè)計問題。簡單地說就是產(chǎn)品符合設(shè)計要求,但是不滿足顧客正常使用的需求,就是設(shè)計問題。
設(shè)計問題不一定是批量的,各個公司對批量的理解也可能不同。比如汽車產(chǎn)品召回,或者三星的手機電池問題等,只要能確認(rèn)是產(chǎn)品缺陷,就需要召回。設(shè)計問題不完全等同于批量,這是兩個概念,尤其是設(shè)計余量或設(shè)計安全系數(shù)不合理的情況下,不一定會出現(xiàn)批量的問題,可能就是個別產(chǎn)品在某些環(huán)境或條件下發(fā)生故障。
問13:產(chǎn)品有好多結(jié)構(gòu),有的零部件的結(jié)構(gòu)和作用比較了解,但是有的不明確,僅知道大概的作用,怎么將這個作用給挖出來。例如:駐車制動器這一塊,里邊有個彈簧,大概知道有一個回位的作用,但是什么時候起作用,多大的作用也說不出來,能不能去掉也不知道。
答:逆向設(shè)計或仿制時容易出現(xiàn)這種情況,不知道每個零部件或某個結(jié)構(gòu)的作用,這種情況就無法知道功能和作用是什么,也就無法進一步分析。但有一個前提是,零部件的工作或作用不清楚,總成的功能和作用是清楚的,所以有以下方式可以參考:
①查詢相關(guān)的理論或?qū)I(yè)書籍,正向?qū)W習(xí)產(chǎn)品的設(shè)計;
②從零部件的基本功能和受力情況去進行推測;
③對于看似是附加的,或者是輔助的零部件,直接取消后,檢查總成的功能受什么影響;同時考慮第⑤條的情況;
④改變設(shè)計值后,對總成功能進行試驗,檢查總成的哪些功能受影響;
⑤有些零部件或者某些結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)極端環(huán)境,對零部件的設(shè)計進行更改后,對總成試驗時需模擬極端環(huán)境或進行加載試驗,檢查總成功能所受的影響。
問14:控制計劃中的尺寸是否一定在FMEA中體現(xiàn)出來?
答:對于DFMEA來講,產(chǎn)品的尺寸就是設(shè)計特性,也是產(chǎn)品功能失效的潛在失效原因,所以是需要在DFMEA中體現(xiàn)的。對于PFMEA來講,需要分析每道工序中過程特性和產(chǎn)品特性的關(guān)系,以識別失效影響的嚴(yán)重程度,所以PFMEA也是需要體現(xiàn)的。另外,產(chǎn)品特性也是過程的輸出,產(chǎn)品不合格也是過程的失效模式。
問15:FMEA是動態(tài)更新,比如一個產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)了設(shè)計問題,但是類似的產(chǎn)品也有相同的原因,是否把所有產(chǎn)品的FMEA都更新一遍?
答:這是FMEA實際使用過程中的疑問,是很實際的問題,因為FMEA的相關(guān)參考手冊只是說FMEA要動態(tài)更新,但沒有很詳細(xì)地說在什么時機更新,更沒有說更新范圍,所以在實際工作中面對這類問題很糾結(jié),因為把所有FMEA都更新一遍的確沒什么實際意義,但是不更新好像又不符合所謂的理論要求。
FMEA的作用是什么?分析風(fēng)險,積累經(jīng)驗,那么產(chǎn)品已經(jīng)設(shè)計完了,為什么還要再更新呢?更不需要把其他類似產(chǎn)品都更新一遍了。至于經(jīng)驗積累,真正的FMEA分析是在成熟的和基礎(chǔ)的FMEA上進行的,所以把基礎(chǔ)FMEA更新了就能確保經(jīng)驗積累了,同時在經(jīng)驗積累方面還有經(jīng)驗問題庫進行管理,在經(jīng)驗問題庫中會有更詳細(xì)的記錄。
為什么狹義的DRBFM只是針對變化點進行分析,因為DRBFM是針對成熟的或有設(shè)計經(jīng)驗的產(chǎn)品,而且是在有基礎(chǔ)FMEA的情況下開展DRBFM,變化是對比老產(chǎn)品的設(shè)計或原有設(shè)計,如果之前沒有設(shè)計過類似產(chǎn)品,何談變化點?但在實際應(yīng)用DRBFM時,也要注意,如果僅僅針對變化點,而忽略了設(shè)計特性之間的關(guān)系或相互作用,也容易出現(xiàn)問題。比如因為一個設(shè)計問題,需要更改A特性,因為從理論上更改A特性就能解決這個問題,但是如果A特性和B特性有相互作用,在設(shè)計變更時只考慮A特性,那么可能會發(fā)生其他設(shè)計問題。
即便是在原有基礎(chǔ)上進行新產(chǎn)品開發(fā),也不能僅關(guān)注變化點,沒有變化的地方一定能滿足顧客的需求嗎?在確保不更改的地方也能滿足需求的情況下,再關(guān)注變化點才能確保設(shè)計質(zhì)量,所以DRBFM關(guān)注的變化不僅僅是產(chǎn)品設(shè)計特性的變化,也關(guān)注了產(chǎn)品使用環(huán)境的變化,以及顧客要求的變化。
這篇文章是對FMEA的簡單介紹,通過把理論進行通俗易懂的轉(zhuǎn)化,讓工具方法變得簡單,更容易被理解,進而能更容易應(yīng)用,同時,對FMEA的作用進行了重點描述,讓大家了解一下FMEA對管理的作用,這是從體系的角度去定位和應(yīng)用工具,從體系角度了解各種工具,才能“站得高望得遠(yuǎn)”。
《登飛來峰》 王安石 :不畏浮云遮望眼, 自緣身在最高層。
很多工具方法如果從公司經(jīng)營,以及體系角度去理解,其實很容易就能了解工具的本質(zhì),既然是給工作服務(wù)的工具方法,那就沒有理由晦澀難懂,讓公司更多的人理解工具,應(yīng)用工具,才能讓同事們更加配合質(zhì)量部門的工作,也能讓工具給公司帶來更大的價值!
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