在企业FMEA咨询中,经常发现FMEA团队成员识别失效模式采用“拍脑袋”的方式进行,而不是依据功能分析中确定的功能和性能进行分析。问他们为什么要如此操作?理由是团队成员不能很好地理解和明确分析对象(如产品或工序)的功能和性能。这类的退让很可能让FMEA大杀器沦为摆设。区分功能和性能是FMEA分析失效分析的基石。
那什么是功能和性能?它们之间有什么区别和联系?功能是指产品/过程“是什么”或“做什么”。它定义了设计的目的和基本作用,是定性的、二元的(要么有,要么没有)。针对功能通常的提问方式是,这个产品/过程的存在是为了做什么?
性能是指产品/过程执行其功能“做得怎么样”。它是对功能实现程度的量化衡量,是定量的、可测量的。通常的提问方式是,这个功能执行得有多好、多快、多强、多精确?
下面我们以一个常见的汽车零部件——电子助力转向系统为例来说明什么是功能,什么是性能。该产品功能定义是将驾驶员的转向意图(扭矩和角度)转化为车轮的转向力。通常描述为“提供转向助力”。性能定义是描述该转化过程的一系列可测量指标。通常描述为“在发动机怠速状态下,提供高达XX Nm 的助力扭矩”、“助力响应时间 < 50 ms”。性能是失效判据的依据。它源自于设计目标、客户要求、法规标准,用于定义“失效模式”和“严重度”评级。
尽管功能和性能有区别,但在FMEA实践中又紧密交织在一起。
1、性能是功能的度量:不存在没有性能要求的功能。任何一个功能,都必须有相应的性能指标来定义其可接受的运行范围。否则,设计将无据可依,失效分析也无法进行。
2、功能是性能的载体:性能必须依附于特定的功能而存在。我们不会说“这个零件的性能是50牛顿”,而会说“执行XX功能的保持力是50牛顿”。
3、功能和性能共同构成失效分析的基础:在FMEA中,我们首先列出功能,然后根据其性能要求来推导失效模式。失效模式 = 功能丧失 + 性能偏离。
例如,对于转向系统,其功能、性能及失效模式为:
功能:提供转向助力。性能要求:助力扭矩 ≥ XX Nm。
失效模式:“助力扭矩不足”(即,性能参数低于下限值)。
对于FMEA团队开展FMEA分析,制作FMEA工作表时,可以遵循以下流程:1、列出功能:在“功能”列中,清晰、简洁地描述每一项设计意图。如:“提供转向助力”、“将制动踏板行程转换为液压压力”、“在碰撞中吸收能量”。
2、明确性能要求:为每一项功能,从标准、规范、客户需求中找出所有相关的性能指标(目标值、公差范围、条件)。3、推导失效模式:针对每一项功能,思考其所有可能的失效方式。这时就要结合性能:“如果性能完全丧失会怎样?”(即,功能丧失:如,完全无法提供助力(转向沉重))“如果性能部分丧失(低于下限)会怎样?””(即性能退化/不足:如,助力扭矩仅为标准的70%(转向变重))“如果性能超出规定范围(高于上限)会怎样?”(即性能过度:如,助力过度导致“飘忽感”或失控)“如果性能在不该有时存在(或该有时没有)会怎样?”(即非预期功能(如,间歇性功能):如,助力时有时无)
4、链接到影响与严重度:评估失效后果时,不仅要考虑“功能没了”的影响,更要考虑“性能差了”的影响。例如,制动距离延长了10米(性能退化) vs 完全制动失效(功能丧失),其严重度评级显然是不同的。
总之,功能是产品的“灵魂”,定义了它的使命;性能是“躯体”,用可测量的数据赋予了灵魂以形态和边界。在FMEA分析中,二者缺一不可,共同确保了分析的深度、准确性和有效性。若分析团队能较好的驾驭产品/过程的功能和性能,必将提升FMEA分析的质量,从而提升产品质量和可靠性。
徐老师 质量管理培训师,咨询顾问。提供质量管理体系ISO9001培训、IATF16949培训、ISO22163培训、AS9100培训、GJB9001培训等及其咨询辅导。质量工具系列(DOE、MSA、SPC、FMEA、ANOVA、QFD、RAMS、LCC、“六性”培训等);六西格玛管理(导入、GB、BB等);全面质量管理TQM;QCC品管圈(QC小组活动);零缺陷管理;卓越绩效;质量成本管理;项目管理;5S现场管理等生产、质量管理相关培训咨询。
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