FMEA方法在电机开发中的应用失效分析

【导读】
FMEA分析的第三个步骤,便是失效分析。失效分析包括定义失效描述和链接失效网络两项工作。
FMEA分析的第三个步骤,便是失效分析。失效分析包括定义失效描述和链接失效网络两项工作。


5.1 定义失效描述
    所谓失效,便是无法满足某一功能的行为,即背离所要求的功能。因此,失效是由其功能推导而来的,其描述方式应该与功能描述类似,但却是其功能背离的描述,如“图19失效分析模型”所示。
 
图19 失效分析模型

    通常可能的失效有以下几种特征:
    (1)功能的完全丧失。即完全无法实现功能的输出要求。例如:发动机不能点火等。

    (2)功能的定量性偏差。即功能在输出的量化要求上存在偏差,以至于超过或低于其功能的输出要求。发动机点火能量过大、发动机点火能量过小等。

    (3)功能的暂时性偏差。即功能在输出的时间要求上存在偏差,以至于某些时候丧失了功能。例如:发动机点火过早、发动机过晚、发动机间歇性失火等。

    (4)非期望的功能。即在非期望的条件下实现了功能。例如:发动机在排气冲程进行点火等。

    (5)副作用。即在功能实现的前提下,产生的额外的功能。例如:发动机噪音、发动机运转发热等。

    FMEA失效分析过程中的失效,指的是潜在的失效。这就意味着,不管该失效是否已知或已发生,只要其按照失效特征进行推理,该失效可能存在,则就应该将其记录为潜在的失效。


5.1.1 电机的失效描述
    由于整车/客户层的失效描述,来源于整车厂的FMEA,故此处不进行分析。所以只需要对电机及其组件和零件的失效进行描述。

    首先便是要基于其功能描述进行分析,按照失效所应具有的几种特征,推测其可能的失效。以电机驱动模式的主功能为例,其失效描述如“表6电机驱动模式主功能失效描述表”所示。
表6电机驱动模式主功能失效描述表
 

 
 
图20 电机的失效描述


5.1.2 电机组件和零件的失效描述
    参照以上的失效描述分析方法,便可以进行电机组件和零件的失效描述。限于本文篇幅,此处仅以“电机之驱动模式的主功能——转子组件之驱动模式的主功能——磁钢的部分产品特性”这一系列功能为例,定义其功能描述,如“图21电机及其组件和零件的失效描述”所示。
 
图21 电机及其组件和零件的失效描述

    以上述同样的方法,可以将电机及其组件和零件的所有的失效进行描述。以此,建立电机层失效描述65项,组件层失效描述108项,零件层失效描述456项;总计建立电机及其组件和零件的失效描述629项。




5.2 链接失效网络
    在将电机及其组件和零件的失效描述全部定义完成之后,便需要将这些失效描述,通过网络的形式链接起来,以表达这些失效之间的相互关系。

    这个失效网络链接过程是一个从底层到顶层逐步回溯的失效关系分析过程。右端失效是左端失效的失效原因,即上层部件的失效来源于下层部件的失效;同理,左端失效是右端失效的失效影响,即下层部件的失效会导致上层部件的失效。基于此,以转子组件的“输出扭矩过大”失效为例,进行了失效网络链接,如“图22转子组件“输出扭矩过大”失效的失效网络”所示。
 
图22 转子组件“输出扭矩过大”失效的失效网络

    从图中可以看出,转子组件的“输出扭矩过大”失效会导致电机的“输出扭矩过大”失效,并最终导致整车/客户层的失效影响为“驾驶需求能被满足,但加速度过大”;同时,该失效的原因在叠片、磁钢等零件层面上逐步得到细化,并最终定位于叠片“磁钢插槽的宽度/高度”、“叠片厚度”、磁钢的“长度/宽度/高度”等产品特性方面的根本原因。

    以上述同样的方法,可以将电机及其组件和零件的所有失效进行失效网络链接。以此,建立电机层和组件层之间失效链接162条,子组件层和零件层之间失效链接663条;总计建立电机内部之间失效链接825条。





5.3 本章小结
    本章以电机为研究对象,对电机及其组件和零件的失效进行了分析,并通过失效网络的形式,建立了这些失效之间的相互关系。在定义失效描述方面,首先针对电机的功能,按照失效所应具有的几种特征,推测其可能的失效。为之后再不断的深入并细化,分析至电机组件、电机零件等。在电机的失效网络链接方面,以电机的失效“输出扭矩过大”为例,链接了其上下层失效关系;并应用于其所有的失效。这些失效描述和失效网络,便是后续FMEA措施分析的主要依据。




  • 2019-07-22 16:29
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