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。
功能复杂度的评估用表

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。
功能FMEA评估表
 
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。
开展FMEA的工作流程图
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。  
 

  • 2019-10-11 14:10
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