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FMEA研发设计解决方案
- 【导读】
- FMEA即故障模式与影响分析，是分析产品中每一个潜在的故障模式，确定其对产品所产生的故障影响，并把每一个潜在的故障模式按它的严酷度分类。根据故障分析，进一步针对故障原因
一、FMEA原理
FMEA即故障模式与影响分析(failure mode and effects analysis)，是分析产品中每一个潜在的故障模式，确定其对产品所产生的故障影响，并把每一个潜在的故障模式按它的严酷度分类。根据故障分析，进一步针对故障原因和失效机理采取预防和纠正措施，从而提高产品的可靠性。它是可靠性分析的重要定性方法。
FMEA可以描述为一组系统化的活动，其目的是：
1.发现和评价产品或者过程中潜在的故障及造成的后果；
2.找到能够避免或减少这些潜在故障模式发生的措施；
3.将上述整个过程文件化。它是对设计过程的完善，以明确必须做什么样的设计和过程才能满足顾客的需要。
所有FMEA的重点在于设计，无论设计产品还是设计过程都需要FMEA。
二、研发设计的实践
在具体实践过程前，需要说明本公司产品的组成结构，以帮助读者理解。
我们的设备是由一系列硬件单板组成，单板上是按照各个功能模块(即表2)进行设计，而各个功能模块则由一个个芯片组成，对于硬件设计来讲，可以分成功能的FMEA和器件(芯片)的FMEA，而后者，就是可靠性领域里大家熟悉的，依赖于各个器件的可靠性；而对于前者，正是我们这次的尝试，是本文的重点。
要想使得实践真正达到预期的效果，参与实践的成员达成共识是最基本的活动。以下是进行一次功能FMEA的具体活动步骤；
步骤一：进行培训，有很多的培训教材可以参考，培训的目的是让参与FMEA活动的全体成员掌握FMEA的根本精神和用意，了解可靠性工程是在设计规划阶段就可以加以规划及改善的。就几次开展的FMEA活动的经验来看，培训时应分出大部分时间用于训练上，训练的目的是让大家知道如何做，才能有效地配合主持人。建议选择日常生活的某些大家都熟悉的场景来训练，比如：某次装修，可以让大家列举出装修都包括哪些内容，这些内容都有可能出现什么问题，这些问题会造成什么后果，之前是否已经有了应对手段，然后一步步做出装修的FMEA表格。
经过培训，研发人员对FMEA产生了深刻的感性认识，不再认为FMEA深奥难懂，这样就具备了硬件设计的FMEA认知基础。
步骤二：针对要进行功能FMEA的待开发单板，做该单板的功能划分，提炼出单板的所有功能，作为FMEA的输入。
以硬件单板功能划分为参考，这个工作并不难，每个硬件单板开发之前，系统工程师都要对单板进行功能划分，表1是一系列类似单板的功能划分的综合表格。
步骤三：选择参与FMEA活动的专家，这个选择工作也是非常重要的，要考虑到各个方面的专家，建议是项目组的核心成员，对这个单板熟悉的人员，例如：系统工程师2人、单板设计人员2人、单板开发人员2人、单板测试成员2人、可靠性人员2人、单板转产成员2人。
步骤四：组织FMEA评估会，计划是3-4小时，组织者是熟悉FMEA的专家或者直接由六西格玛黑带担任。
步骤五：填写FMEA评估表，此表可以在会上同步填写，会后再整理，可以参考表2格式。
综合以上的各个步骤，我们总结了硬件单板功能开展FMEA的工作流程，如图1。流程规定了项目 经理、单板设计人员以及其他相关人员的活动，可以作为应用的参考。
图1 开展FMEA的工作流程图
三、经验教训总结
从去年5月份组建团队到8月份完成总结，整个项目组进行了1次培训、2次会议和多次讨论，分别针对单板的功能FMEA和器件FMEA进行FMEA表格的完善，团队骨干成员不断修改和完善FMEA的表格，完成FMEA报告。毕竟是 试点工作，期间也走了不少弯路，这里总结一下，供给大家借鉴：
1.会议前要精心选择会议成员，要选择设计经验和现场解决问题经验丰富的人员；
2.事先把单板的相关资料发给各位成员来熟悉，建议要留有至少3天的时间；
3.会议开始后，设计人员讲解自己初步拟制的FMEA表格的考虑，对于里面的打分尽量给予详细的解释：
4.会议成员逐条进行确定，并共同寻找预防措施和测试方法，以选择机内测试(B1T)为原则，尽量避免大量的外部测试(ETE)；
5.会议预计时间3小时，要留有足够的讨论时间，避免虎头蛇尾。
四、效果评价
这次是单板相关开发人员参与较多的活动，在活动进行过程中，大家的确感觉到开展FMEA工作的意义，有了具体的指导，操作起来方便了很多。我们总共完成了两种单板的FMEA，第一个进度就很缓慢，是摸索性质，第二块单板就顺利了很多。
五、推广建议
可以按照我们上述的步骤一步步实施，实施前一定要进行充分地培训和沟通。需要变通的是，FMEA本身是多个输入项目打分取排名靠前项目采取措施，但是在应用到单板设计时，即使故障的影响比较小，都是有必要进行防范措施，打分的结果是在如何防范的成本考虑的参考，设计时一定要注意到这一点。
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