hur man utför Design Failure Mode och Effects Analysis (DFMEA)
det finns fem primära delar av Design FMEA. Varje sektion har ett distinkt syfte och ett annat fokus. DFMEA är klar i sektioner vid olika tidpunkter inom projektets tidslinje, inte allt på en gång. Design FMEA-formuläret är färdigt i följande ordning:
Dfmea avsnitt 1 (kvalitet-en väg 1)
objekt / funktion
kolumnen objekt / funktion tillåter designingenjören (DE) att beskriva objektet som analyseras. Objektet kan vara ett komplett system, delsystem eller komponent. Funktionen är ”Verb-substantiv” som beskriver vad objektet gör. Det kan finnas många funktioner för ett objekt.
krav
kraven eller mätningarna för funktionen beskrivs i den andra kolumnen. Kraven tillhandahålls antingen av ett dokument eller konverteras från en process som kallas quality Function Deployment (QFD). Kravet ska vara mätbart och ha definierade testmetoder. Om kraven är dåligt skrivna eller obefintliga kan designarbetet slösas bort. Den första möjligheten för rekommenderade åtgärder kan vara att undersöka och klargöra kraven för att förhindra bortkastad designaktivitet.
felläge
fellägen är de antifunktioner eller krav som inte uppfylls. Det finns 5 typer av fellägen:
- fullständigt fel
- partiellt fel
- Intermittent fel
- försämrat fel
- oavsiktligt fel
effekter av fel
effekterna av ett fel på flera kunder listas i den här kolumnen. Många effekter kan vara möjliga för något felläge. Alla effekter ska visas i samma cell eller grupperas bredvid motsvarande felläge.
svårighetsgrad
svårighetsgraden för varje effekt väljs utifrån påverkan eller faran för slutanvändaren / kunden. Allvarlighetsrankningen är vanligtvis mellan 1 till 10 där:
- 2-4: synfel som inte påverkar funktionen
- 5-6: nedbrytning eller förlust av en sekundär funktion hos objektet som studerats
- 7-8: nedbrytning eller förlust av den primära funktionen hos objektet som studerats
- 9-10: reglerings-och / eller säkerhetsimplikationer
den högsta svårighetsgraden väljs bland de många potentiella effekterna och placeras i det studerade objektet svårighetsgrad kolumn. Åtgärder kan identifieras för att ändra designriktningen på något felläge med en effekt av misslyckande rankad 9 eller 10. Om en rekommenderad åtgärd identifieras placeras den i kolumnen rekommenderade åtgärder i dfmea.
klassificering
klassificering avser den typ av egenskaper som anges av risken. Många typer av speciella egenskaper finns i olika branscher. Dessa speciella egenskaper kräver vanligtvis ytterligare arbete, antingen designfelprovning, processfelprovning, processvariationsminskning (optimerad Cpk) eller felprovning. Klassificeringskolumnen anger var egenskaperna kan identifieras för Process FMEA-samarbete.
Dfmea avsnitt 2 (Kvalitet-en väg 2)
potentiella orsaker / mekanismer för misslyckande
orsaker definieras för felläget. Orsakerna bör bestämmas på fysiknivå. Orsakerna på komponentnivå kan relateras till materialegenskaper, geometri, dimensioner, gränssnitt med andra komponenter och andra energier som kan hämma funktionen. Dessa kan härledas från pre-work dokument såsom gräns (eller Block) diagram, Parameter (P) diagram och gränssnitt analys. Orsaker på systemnivå kaskad som fel lägen i mer detaljerad analys. Geometri och dimensioner är kaskad (vattenfall) i speciella egenskaper, som kan överföras till processen FMEA. Användning av ord som dålig, dålig, defekt och misslyckad bör undvikas eftersom de inte definierar orsaken med tillräcklig detalj för att göra riskberäkningar för begränsning.
exempel på orsaker är:
- materialegenskaper (otillräcklig styrka, smörjförmåga, viskositet etc.)
- materialgeometri (otillräcklig position, planhet, parallellitet etc.)
- toleranser eller stack ups
- gränssnitt med passande komponenter
- fysisk fastsättning / clearance
- energiöverföringar (värmevibrationer, toppbelastningar etc.)
- materialflöde eller utbyte (gas, vätska)
- datautbyte (signaler, kommandon, timing, etc.)
nuvarande Design kontrollerar förebyggande
förebyggande strategi som används av ett ingenjörsteam när man planerar / slutför en design har fördelen att sänka förekomst eller Sannolikhet. Ju starkare förebyggande, desto mer bevis kan den potentiella orsaken elimineras genom design. Användningen av verifierade designstandarder, beprövad teknik (med liknande påkänningar) och datorstödd teknik (CAE) är typiska förebyggande kontroller.
förekomst
Förekomstrankningen är en uppskattning baserad på känd eller brist på data. Förekomstrankningar följer logiken nedan:
- 1: förhindrade orsaker på grund av användning av en känd designstandard
- 2: identisk eller liknande design utan tidigare fel
- denna rangordning används ofta felaktigt. Spänningarna i den nya applikationen och ett tillräckligt urval av produkter för att få historia krävs för att välja detta rankningsvärde.
- 3-4: isolerade fel
- viss förvirring kan uppstå när man försöker kvantifiera ”isolerad”
- 5-6: Tillfälliga fel har upplevts inom området eller i utveckling / verifiering testning
- 7-9: ny design utan historia (baserat på en aktuell teknik)
- 10: Ny design utan erfarenhet av teknik
åtgärder kan riktas mot orsaker till misslyckande med hög förekomst. Särskild uppmärksamhet måste läggas på föremål med en svårighetsgrad av 9 eller 10. Dessa allvarlighetsrankningar måste undersökas för att säkerställa att Due diligence har uppfyllts.
Dfmea avsnitt 3 (Quality-One Path 3)
aktuell Design kontrollerar detektering
de aktiviteter som utförs för att verifiera designsäkerhet och prestanda placeras i kolumnen aktuell Design kontrollerar detektering. De tester och utvärderingar som är avsedda att bevisa att designen är kapabel är anpassade till de orsaker och fellägen som identifierats med de högsta riskerna. Specifika tester måste identifieras när riskerna ligger inom det högsta allvarlighetsområdet (9-10) eller de höga kritiska, icke-säkerhetskombinationerna. Exempel på detektering av Designkontroller är:
- Designrecensioner
- Verifieringstestmetoder
- Bogey Test till 1 liv
- Test till misslyckande
- Nedbrytningstestning
Detekteringsrankningar
Detekteringsrankningar tilldelas varje test baserat på typ av test / utvärderingsteknik med avseende på den tid det utförs. Det är idealiskt att utföra tester (på högriskartiklar) så tidigt i designprocessen som möjligt. Testning efter att verktygen är färdiga kallas Produktvalidering (PV) och används för att komplettera Designverifieringstester (DV). PV-tester kan användas för att spara testtid och resurser på lågriskposter. Det finns ofta mer än en test / utvärderingsteknik per kombination av Orsakssvikt. Att lista allt i en cell och tillämpa en detekteringsrankning för varje är den bästa praxisen. Den lägsta av detekteringsrankingen placeras sedan i detekteringskolumnen.
typiska Detekteringsrankningar finns nedan:
- 1: Fel förhindras genom designlösning, designstandard, standardmaterial etc.
- 2: Användning av datorstödd teknik (CAE) starkt korrelerad till verkliga användare / stressprofiler
- 3: Test till misslyckande med mätning av utgångsspårningsnedbrytning (utförd före Designfrysning (DV))
- 4: Test till misslyckande (DV)
- 5: Bogey Test, test för att passera till 1 liv och avbryta testet (DV)
- 6: Test till misslyckande med mätning av utgångsspårningsnedbrytning (utförd efter Designfrysning (PV))
- 7: Test till misslyckande (PV)
- 8: Bogey Test, test för att passera till 1 liv och avbryta testet (PV)
- 9: Användning av CAE, men ännu inte korrelerad med verkliga stressprofiler
- 10: kan inte utvärdera, inget test tillgängligt eller aktuella tester exciterar inte orsak / felläge
åtgärder kan vara nödvändiga för att förbättra testförmågan. Testförbättringen kommer att ta itu med svagheten i teststrategin. Åtgärderna placeras i kolumnen rekommenderade åtgärder.
Dfmea avsnitt 4
riskprioritetsnummer (RPN)
Riskprioritetsnumret (RPN) är produkten av de tre tidigare valda rankningarna, svårighetsgrad * förekomst * upptäckt. RPN-tröskelvärden får inte användas för att fastställa behovet av åtgärder. RPN-tröskelvärden är inte tillåtna främst på grund av två faktorer:
- dåligt beteende av designingenjörer som försöker komma under den angivna tröskeln
- detta beteende förbättrar inte eller adresserar risken. Det finns inget RPN-värde över vilket en åtgärd bör vidtas eller under vilket ett lag är ursäktat för en.
- ”relativ Risk” representeras inte alltid av RPN
rekommenderade åtgärder
kolumnen rekommenderade åtgärder är den plats inom Design FMEA som alla potentiella förbättringar placeras. Avslutade åtgärder är syftet med DFMEA. Åtgärder måste vara tillräckligt detaljerade för att det är vettigt om det stod ensamt i ett riskregister eller åtgärdslista. Åtgärder riktas mot en av de tidigare tilldelade rankningarna. Målen är följande:
- eliminera fellägen med en svårighetsgrad 9 eller 10
- lägre förekomst på orsaker genom felprovning, minskning av variation eller felprovning
- lägre upptäckt på specifika testförbättringar
ansvar och mål slutförandedatum
ange namn och datum som åtgärden ska slutföras med. Ett milstolpsnamn kan ersätta ett datum om en tidslinje visar kopplingen mellan datum och vald milstolpe.
Dfmea avsnitt 5
åtgärder som vidtagits och slutdatum
ange de åtgärder som vidtagits eller hänvisa till testrapporten som anger resultaten. Utformningen FMEA bör leda till åtgärder som ger högre riskposter till en acceptabel risknivå. Det är viktigt att notera att acceptabel risk är önskvärd och begränsning av hög risk till lägre risk är det primära målet.
Re-Rank RPN
den nya (omrankade) RPN bör jämföras med den ursprungliga RPN. En minskning av detta värde är önskvärt. Återstående risk kan fortfarande vara för hög efter att åtgärder har vidtagits. Om så är fallet skulle en ny handlingslinje utvecklas. Detta upprepas tills en acceptabel kvarstående risk har uppnåtts.