Come eseguire Design Failure Mode and Effects Analysis (DFMEA)
Ci sono cinque sezioni principali del Design FMEA. Ogni sezione ha uno scopo distinto e un focus diverso. Il DFMEA viene completato in sezioni in momenti diversi all’interno della timeline di progettazione del progetto, non tutti in una volta. Il modulo di progettazione FMEA è completato nella seguente sequenza:
DFMEA Sezione 1 (Quality-One Path 1)
Item / Function
La colonna Item / Function consente al Progettista (DE) di descrivere l’item che viene analizzato. L’articolo può essere un sistema completo, un sottosistema o un componente. La funzione è il “Verbo-Sostantivo” che descrive ciò che fa l’elemento. Ci possono essere molte funzioni per qualsiasi elemento.
Requisito
I requisiti o le misurazioni della funzione sono descritti nella seconda colonna. I requisiti sono forniti da un documento o vengono convertiti da un processo noto come QFD (Quality Function Deployment). Il requisito deve essere misurabile e deve avere metodi di prova definiti. Se i requisiti sono scritti male o inesistenti, il lavoro di progettazione può essere sprecato. La prima opportunità di azione raccomandata potrebbe essere quella di indagare e chiarire i requisiti per prevenire lo spreco di attività di progettazione.
Modalità di guasto
Modalità di guasto sono le anti-funzioni o requisiti non essere soddisfatti. Esistono 5 tipi di modalità di guasto:
- Errore completo
- Errore parziale
- Errore intermittente
- Errore degradato
- Errore non intenzionale
Effetti dell’errore
Gli effetti di un errore su più clienti sono elencati in questa colonna. Molti effetti potrebbero essere possibili per qualsiasi modalità di guasto. Tutti gli effetti dovrebbero apparire nella stessa cella o raggruppati accanto alla modalità di errore corrispondente.
Gravità
La gravità di ciascun effetto viene selezionata in base all’impatto o al pericolo per l’utente finale / cliente. La gravità della classifica è di solito tra 1 e 10, dove:
- 2-4: Fastidio o cigolio e rattle, difetti visivi che non possono influenzare la funzione
- 5-6: la Degradazione o perdita di una funzione secondaria dell’elemento studiato
- 7-8: Degradazione o perdita della funzione primaria dell’oggetto studiato
- 9-10: Normativi e / o implicazioni di Sicurezza
Il livello più alto è scelto tra i tanti potenziali effetti e inserito nella Gravità della Colonna. Le azioni possono essere identificate per cambiare la direzione di progettazione su qualsiasi modalità di guasto con un effetto di guasto classificato 9 o 10. Se viene identificata un’azione raccomandata, questa viene inserita nella colonna Azioni raccomandate del DFMEA.
Classificazione
La classificazione si riferisce al tipo di caratteristiche indicate dal rischio. Molti tipi di caratteristiche speciali esistono in diversi settori. Queste caratteristiche speciali in genere richiedono un lavoro aggiuntivo, sia per la correzione degli errori di progettazione, la correzione degli errori di processo, la riduzione delle variazioni di processo (Cpk ottimizzato) o la correzione degli errori. La colonna di classificazione indica dove le caratteristiche possono essere identificate per la collaborazione FMEA di processo.
DFMEA Sezione 2 (Quality-One Path 2)
Potenziali cause / meccanismi di guasto
Le cause sono definite per la Modalità di guasto. Le cause dovrebbero essere determinate a livello di fisica. Le cause a livello di componente possono essere correlate alle proprietà del materiale, alla geometria, alle dimensioni, alle interfacce con altri componenti e ad altre energie che potrebbero inibire la funzione. Questi possono essere derivati da documenti pre-lavoro come diagrammi di confine (o blocco), diagrammi di parametri (P) e analisi dell’interfaccia. Le cause a livello di sistema sono in cascata come modalità di errore in un’analisi più dettagliata. Geometria e dimensioni sono in cascata (cascata) in caratteristiche speciali, che possono essere trasferite al processo FMEA. L’uso di parole come cattivo, povero, difettoso e fallito dovrebbe essere evitato in quanto non definiscono la causa con sufficiente dettaglio per effettuare calcoli di rischio per la mitigazione.
Esempi di cause sono:
- Proprietà del materiale (resistenza inadeguata,untuosità, viscosità, ecc.)
- Geometria del materiale (posizione inadeguata, planarità, parallelismo, ecc.)
- Tolleranze o stack ups
- Interfacce con componenti di accoppiamento
- Attacco fisico / gioco
- Trasferimenti di energia (vibrazioni di calore, carichi di picco, ecc.)
- Flusso o scambio di materiale (gas, liquido)
- Scambio di dati (segnali, comandi, temporizzazione, ecc.)
Current Design Controls Prevention
La strategia di prevenzione utilizzata da un team di ingegneri durante la pianificazione / completamento di un progetto ha il vantaggio di ridurre l’occorrenza o la probabilità. Più forte è la prevenzione, maggiore è la prova che la causa potenziale può essere eliminata dalla progettazione. L’uso di standard di progettazione verificati, tecnologia collaudata (con sollecitazioni simili applicate) e ingegneria assistita da computer (CAE) sono tipici controlli di prevenzione.
Occorrenza
La classifica delle occorrenze è una stima basata su dati noti o mancanti. Classifica occorrenza seguire la logica di seguito:
- 1: Cause impedite dovute all’utilizzo di uno standard di progettazione noto
- 2: Design identico o simile senza storia di guasto
- Questa classifica viene spesso utilizzata in modo improprio. Le sollecitazioni nella nuova applicazione e un campione sufficiente di prodotti per ottenere la storia sono necessari per selezionare questo valore di classifica.
- 3-4: Errori isolati
- Può verificarsi una certa confusione quando si tenta di quantificare “isolato”
- 5-6: Guasti occasionali sono stati riscontrati sul campo o nei test di sviluppo / verifica
- 7-9: Nuovo design senza storia (basato su una tecnologia attuale)
- 10: Nuovo design senza esperienza con la tecnologia
Le azioni possono essere indirizzate contro cause di guasto con un evento elevato. Particolare attenzione deve essere posta su oggetti con una gravità di 9 o 10. Queste classifiche di gravità devono essere esaminate per assicurare che la due diligence sia stata soddisfatta.
DFMEA Section 3 (Quality-One Path 3)
Current Design Controls Detection
Le attività condotte per verificare la sicurezza e le prestazioni del progetto sono inserite nella colonna Current Design Controls Detection. I test e le valutazioni volti a dimostrare la capacità del progetto sono allineati alle cause e alle modalità di guasto identificate con i rischi più elevati. Test specifici devono essere identificati quando i rischi sono nella gamma di gravità più elevata (9-10) o le combinazioni di criticità elevata, non di sicurezza. Esempi di rilevamento dei controlli di progettazione sono:
- Recensioni di progettazione
- Metodi di test di verifica
- Bogey Test a 1 vita
- Test al fallimento
- Test di degradazione
Classifiche di rilevamento
Classifiche di rilevamento sono assegnati a ciascun test in base al tipo di test / tecnica di valutazione rispetto al tempo in cui viene eseguita. È ideale per eseguire test (su elementi ad alto rischio) il più presto possibile nel processo di progettazione. Il test dopo il completamento degli strumenti è chiamato Convalida del prodotto (PV) e viene utilizzato per integrare i test di verifica del progetto (DV). I test PV possono essere utilizzati per risparmiare tempo e risorse di test su elementi a basso rischio. Esiste spesso più di una tecnica di test / valutazione per combinazione di modalità Causa-errore. Elencare tutto in una cella e applicare una classifica di rilevamento per ciascuno è la migliore pratica. La più bassa delle classifiche di rilevamento viene quindi posizionata nella colonna Rilevamento.
Le classifiche di rilevamento tipiche possono essere trovate di seguito:
- 1: Il guasto ha impedito con la soluzione di progettazione, la norma di progettazione, i materiali standard, ecc.
- 2: L’uso di Computer Aided Engineering (CAE) altamente correlato al mondo reale utente/stress profili
- 3: Prova di Errore di misurazione della produzione di tracciamento di degradazione (eseguita prima del progetto di Congelamento (DV))
- 4: Prova di Errore (DV)
- 5 Bogey Test, test per passare a 1 di vita e di sospendere la prova (DV)
- 6: Prova di Errore di misurazione della produzione di tracciamento di degradazione (eseguita dopo la Progettazione di Congelamento (PV))
- 7: Prova di Errore (PV)
- 8 Bogey Test, test per passare a 1 di vita e di sospendere la prova (PV)
- 9: Uso di CAE, ma non ancora correlato ai profili di stress del mondo reale
- 10: Impossibile valutare, nessun test disponibile o i test attuali non eccitano la modalità causa / errore
Le azioni potrebbero essere necessarie per migliorare la capacità di test. Il miglioramento del test affronterà la debolezza della strategia di test. Le azioni vengono inserite nella colonna Azioni consigliate.
DFMEA Section 4
Risk Priority Number (RPN)
Il Risk Priority Number (RPN) è il prodotto delle tre classifiche precedentemente selezionate, Severity * Occurrence * Detection. Le soglie RPN non devono essere utilizzate per determinare la necessità di un’azione. Le soglie RPN non sono consentite principalmente a causa di due fattori:
- Cattivo comportamento da parte dei progettisti che cercano di scendere al di sotto della soglia specificata
- Questo comportamento non migliora o affronta il rischio. Non esiste un valore RPN al di sopra del quale un’azione dovrebbe essere intrapresa o al di sotto del quale una squadra è scusata.
- “Il rischio relativo” non è sempre rappresentato da RPN
Azioni raccomandate
La colonna Azioni raccomandate è la posizione all’interno del Progetto FMEA in cui vengono posizionati tutti i potenziali miglioramenti. Le azioni completate sono lo scopo del DFMEA. Le azioni devono essere sufficientemente dettagliate che ha senso se si trovava da solo in un registro di rischio o un elenco di azioni. Le azioni sono dirette contro una delle classifiche precedentemente assegnate. Gli obiettivi sono i seguenti:
- Elimina le modalità di errore con una gravità 9 o 10
- Minore occorrenza sulle cause mediante correzione degli errori, riduzione delle variazioni o correzione degli errori
- Minore rilevamento su miglioramenti specifici del test
Responsabilità e data di completamento dell’obiettivo
Immettere il nome e la data entro cui l’azione deve essere completata. Un nome milestone può sostituire una data se una timeline mostra il collegamento tra data e milestone selezionato.
DFMEA Sezione 5
Azioni intraprese e data di completamento
Elencare le azioni intraprese o fare riferimento al rapporto di prova che indica i risultati. Il Progetto FMEA dovrebbe portare ad azioni che portino gli elementi di rischio più elevati a un livello di rischio accettabile. È importante notare che il rischio accettabile è auspicabile e la mitigazione del rischio elevato al rischio più basso è l’obiettivo primario.
Ri-Rank RPN
Il nuovo RPN (ri-ranked) deve essere confrontato con l’RPN originale. Una riduzione di questo valore è auspicabile. Il rischio residuo può essere ancora troppo elevato dopo che sono state intraprese azioni. In tal caso, si svilupperebbe una nuova linea d’azione. Questo viene ripetuto fino a quando non è stato ottenuto un rischio residuo accettabile.