今日話題：SAE新FMEA标準中如何進行失效分析？（第五部分）

本次發布是SAE美國汽車工程師學會更新的，不是AIAG-VDA FMEA手冊。

SAE在2021年1月13日 更新了FMEA标準。該标準的上一個版本是2009版，本次是在2009版的基礎上進行的修訂。

該更新的标準和AIAG-VDA FMEA手冊有哪些不同點呢？

鮮老師經過閱讀整理如下：

确定失效模式

潛在失效模式是指一個項目可能無法滿足或交付預期功能的方式。每個潛在的失效模式都與其它的失效模式分開考慮。在DFMEA表中單獨列出每個潛在的失效模式。

潛在失效模式有以下幾種類型：

-功能喪失（即無法操作等）

-部分功能（即性能損失等）

-功能退化（即随時間的推移，性能損失等）

-功能過度（即操作超過可接受阈值等）

-間歇性功能（即操作随機啟動/停止/啟動等）

-非預期的功能（即在錯誤的時間操作，非預期的方向等）

-功能延遲（即在非預期時間間隔後進行操作等）

注：并非所有類别都會導緻失效模式。

項目：雨刮系統

功能：按設定的速度清潔檔風玻璃的碎片和水

要求：1、文檔中定義的擦試質量 2、葉片或任何構件在任何時候都不能接觸到檔風玻璃 3、參考FMVSS 104

失效模式：檔風玻璃清潔碎片和水不幹淨

潛台詞：SAE新版FMEA标準與AIAG-VDA FMEA手冊定義的失效模式，是一緻的，都是七種失效模式。

确定失效的潛在影響

失效的影響是每種失效模式的後果或結果。在DFMEA中列出每種失效模式所有的影響。應考慮失效模式對：

-下一級裝配

-最終産品

-最終用戶/客戶（産品操作者）的影響。

終端效果應說明用戶可能注意到或體驗到什麼。适用時，我們應該清楚地說明失效模式的影響是否會影響安全或不符合法規規定。

其目的是預測與團隊的知識水平相一緻的失效影響。

在某些情況下，進行分析團隊可能不知道最終用戶的影響，如果不知道這些信息，應該根據部件的功能和規格定義影響。系統集成商有責任确保産品集成的風險。

項目：雨刮系統

功能：按設定的速度清潔檔風玻璃的碎片和水

要求：1、文檔中定義的擦試質量 2、葉片或任何構件在任何時候都不能接觸到檔風玻璃 3、參考FMVSS 104

失效模式：檔風玻璃清潔碎片和水不幹淨

失效後果：駕駛員能見度可能降低，可能違反交通規則

潛台詞:SAE的失效影響與AIAG-VDA FMEA手冊定義的失效後果基本是一緻的。失效影響描述是下一級産品集成的影響（内部或外部），對操作整車的最終用戶的影響（外部）、以及對适用的政府法規的影響（法規）。

确定失效的潛在原因

對于每一種失效模式，FMEA團隊都會找出原因。原因是失效的具體原因，最好通過詢問“為什麼”找到，直到确定根本原因。

對于DFMEA，其原因是設計缺陷導緻的失效模式。對于PFMEA，其原因是制造或裝配缺陷（或變異來源）導緻的失效模式，當原因出現時，對應的失效模式已經出現。

每種失效模式可能有許多原因，原因應以更詳細地描述，也就是說，可以被糾正或控制的事物。

如果可能，FMEA團隊應繼續詢問“為什麼”，直到确定根本原因，唯一的例外是更高層次的系統SFMEA分析時，原因可有保持在一個更高級别的組件級别上，比如組件失效。而不是把所有的零件失效列出來，因為在随後的DFMEA中進行分析。

潛台詞:這一點區别于AIAG-VDA FMEA手冊，SAE新版FMEA還是基于SFMEA和DFMEA的分級，而FMEA手冊的失效原因，就是聚焦元素的下一級的功能失效，就是失效原因，也就是說FMEA手冊的中隻有失效，由三級失效構成失效網，聚焦元素的上一級的失效是失效影響，聚集元素的失效是失效模式，聚焦元素的下一級失效是失效原因。

當一個系統FMEA正在執行時，一個供應商對一個組件負有設計責任，系統FMEA團隊可能需要求請求訪問适當的FMEA信息，以識别特定的風險，并解決高風險的問題。

在DFMEA中，根本原因通常用産品特性來描述，如尺寸、重量、方向、硬度、強度等，而設計缺陷與産品特性有關。

原因應盡可能簡明和完整地列出，以便針對原因制定适當的補救措施，包括預防與探測措施。

潛台詞：進行系統SFMEA分析時，不用分析到零件級的産品特性，失效原因通常是組件級，如果組件不是你設計的，那麼就與供應商的組件FMEA分享适當的信息，以确保系統FMEA的失效原因傳遞到供應商的組件FMEA中。作為上一級的SFMEA，系統工程師更多的是選型設計，如電機由于選擇型号錯誤引起功率不足，電機的功率下降的原因分析應由負責設計責任的供應商來完成。但系統工程師要确保組件的功能的傳遞，一般通過SOR來傳遞給供應商。

在确定原因時，回顧DFMEA的假設：

1、DFMEA團隊可以假設該部件按照工藝規範制造或組裝的，基于這個假設，失效模式可能是由設計中的潛在缺陷所引起的。

2、DFMEA團隊假設零件設計可能包括了制造或裝配過程中的産品缺陷，基于此假設，失效模式可能是制造或裝配的産品缺陷的失效後果，但是由于設計缺陷造成的。

潛台詞：我們DFMEA團隊進行原因分析時，要假設零部件按工藝規範加工制定，不然就穿越到PFMEA裡去了，也就是說，在DFMEA分析，假設生産是沒有問題的。DFMEA的失效原因通常是産品特性，那麼這些産品特性也是PFMEA中的失效模式，DFMEA的失效原因通常包括了制造過程中的質量缺陷。比如孔的内徑，DFMEA分析時，失效模式是功率下降，失效原因是孔的内徑過小，内徑過小是設計過小，但制造中也能制造過小，那麼，就應該将DFMEA的失效原因傳遞到PFMEA中當失效模式，在PFMEA中的失效模式是孔的内徑過小，原因是制造刀具磨損所緻。

在SAE J1739 DFMEA工作表中，原因一欄還可以包括潛在的機理。失效機理是導緻失效的物理、化學、電、熱或其他過程。對于一個系統來說，失效機理是在組件失效導緻系統失效後錯誤傳播的過程。将失效機量包含在FMEA的原因描述中，可以更全面地理解失效的物理機理，從而有效地解決潛在的設計缺陷。

潛台詞：區别失效原因與失效機理是将失效的轉變過程描述得更加完整，有利于後續采取措施。

比如：由于檔闆太薄引起變形

失效原因：檔闆設計的太薄

失效機理：檔闆變形

這樣預防措施要針對是失效原因，但又了解了失效原因導緻失效的物理、化學、電、熱轉變的過程。

強調失效模式、失效原因和失效機理的區别是有幫助的。失效模式是指項目或組件無法滿足預期功能及其要求的方式。原因是失效的具體原因，表示為潛在的設計缺陷。失效機理是導緻特定失效模式或退化過程或事件鍊背後的實際物理現象。

潛台詞：失效機理是種物理現象，如：破裂、變形、斷裂、松脫、氧化等

DFMEA中的失效原因可能與PFMEA中的失效模式有關，也可能與PFMEA無關。DFMEA将從設計的角度考慮偏差的原因，而PFMEA将從工藝的角度考慮偏差的原因。在這兩種情況下，FMEA團隊都會讨論在他們自己的控制範圍内的事情(例如，設計或過程)。

項目：雨刮系統

功能：按設定的速度清潔檔風玻璃的碎片和水

要求：1、文檔中定義的擦試質量 2、葉片或任何構件在任何時候都不能接觸到檔風玻璃 3、參考FMVSS 104

失效模式：檔風玻璃清潔碎片和水不幹淨

失效後果：駕駛員能見度可能降低，可能違反交通規則

失效原因：由于連杆隔振器退化，檔風玻璃間隙随時間的推移減少。

綜上所述，鮮老師認為SAE新版FMEA标準中定義了七種失效模式類别，失效後果也與FMEA手冊一緻，由于沒有按結構層次展開，失效原因欄中區分失效原因與失效機理，将失效的物理轉變的現象表述出來，有利于後續制定預防與探測措施。

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