淺析DFMEA在重卡研發中的應用

馮阿強

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 DFMEA工具的應用背景

隨著社會的發展，質量、成本、交付和服務成為制約汽車企業發展的主要因素，為解決上述問題，企業不得不改善自身管理。TS16949作為汽車行業特有的質量管理體系，在改善產品和過程質量、減少變差和提高效益方面具有指導意義。FMEA體系工具作為TS16949的五大核心工具之一，能夠容易、低成本地對產品或過程進行修改，從而減輕事后修改的危機，找到能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施，對于設計質量的提升和知識管理體系的建設。

1.1 TS16949體系標準對于DFMEA的要求

TS16949體系標準7.3.3設計和開發輸出中要求：設計和開發輸出的方式應適合于針對設計和開發輸出進行驗證，并在放行前得到批準。7.3.3.1產品設計輸出-補充中規定：產品設計輸出應以能夠對照產品設計輸入要求進行驗證和確認的形式來表示。產品設計輸出應包括：設計FMEA、可靠性結果。

1.2 DFMEA的定義及作用

DFMEA 是在產品設計過程中，通過對產品各組成單元潛在的各種故障模式及其對產品功能的影響進行分析，提出可能采取的預防改進措施，以提高產品可靠性的一種設計分析方法。它對各種可能的風險進行評價、分析，以便在現有技術的基礎上消除這些風險或將這些風險減小到可接受的水平。及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為”。

1.3 DFMEA的重要指標

失效即喪失完成規定的功能，其表現形式成為失效模式，引起產品失效的的物理、化學或生物等變化的內在原因稱為失效機理。DFMEA的主要工作就是確定失效模式，查找失效機理，從而制定措施來避免或降低失效的發生。DFMEA主要有4個重要指標：嚴重度（S）、頻度（O）、探測度（D）和風險優先系數（RPN）。

嚴重度（S）是指潛在失效模式發生時對零件、子系統、系統或顧客影響后果的嚴重程度的評價指標；頻度（O）指某一特定的起因/機理在設計壽命內出現的可能性；探測度（D）是指用現行控制方法來探測潛在失效能力的評價指標。為量化評價，按照1-10的打分原則對S、O、D進行評價。風險優先系數（RPN）是S、O、D的乘積，即RPN=S*O*D。

2 DFMEA體系工具的應用

結合重卡自身個性化需求、適應性開發較多的特點，基于對產品開發質量、成本、周期的綜合考慮，在產品技術方案設計階段加入DFMEA的設計應用。

2.1 DFMEA在新產品開發中的應用

在APQP新產品開發流程中，DFMEA屬于產品設計和開發階段的重要任務，通過分析，實現對產品設計方案進行修改，減少事后修改的損失。主要步驟如下：

2.1.1 DFMEA編制小組的建立

DFMEA工作包含許多內容，涉及到多個業務領域，必須由一個團隊完成。重卡研發借助APQP小組的力量，技術、工藝、質量、生產、營銷等多部門參與，自由發揮、相互討論，完成各設計小組DFMEA設計工作。

2.1.2 以往數據的收集

DFMEA中對于S、O、D的判斷可參考曾經出現的問題及相應的措施進行綜合判定，這里的數據包括現場、試驗場、市場以及客戶調研數據。

2.1.3 嚴重度（S）、頻度（O）、探測度（D）的判定標準建立

參考FMEA應用手冊，結合重卡應用實際，建立統一的評價標準，評估分為1到10級。其中，要減少失效的嚴重度級別數值，只能通過修改設計來實現。

2.1.4 明確應用的準則

當RPN≥80或嚴重度數（S）≥9或發生率（O）≥9時，FMEA設計小組應提出糾正措施來降低RPN值。當不滿足以上條件時，失效模式依RPN值排列其風險順序, 針對TOP3的關鍵項目須提出糾正措施。

2.1.5 DFMEA應用的檢查

為了保證DMFEA應用的效果，總布置設計人員在產品技術方案編制時識別主要變動分組，并確認是否需要更新車型 DFMEA，在《產品技術方案評審報告》中對于評審結果進行明確，通過現場員工、試驗人員和市場客戶的反饋來評價DFMEA的應用效果。

2.2 DFMEA數據庫的更新和維護

重卡產品FMEA按照車型平臺建立，后期FMEA更新以平臺車型為準，變型產品的 FMEA量產后只對平臺車型FMEA進行更新，各平臺車型FMEA選定責任人，負責PLM系統FMEA數據庫的維護，項目管理人員負責對FMEA更新情況進行檢查。更新的來源主要為現場、試驗場和市場問題的反饋，保證DFMEA文件的更新

2.2.1 現場反饋問題的DFMEA更新

表1 現場問題根據缺陷嚴重程度分為4類

A類和B類現場問題整改按計劃節點要求推進，在技術更改通知單或圖紙下發時對FMEA進行更新；C類和D類現場問題整改以問題臺賬形式管控，根據具體需要更新DFMEA。

2.2.2 試驗場反饋問題的DFMEA更新

表2 試驗場問題根據缺陷嚴重程度分為4類

A類和B類試驗場問題在提交A3閉環報告時同步提交更新后DFMEA，在技術更改通知單或圖紙下發時對FMEA進行更新，錄入 PLM 系統，項目管理人員在圖紙發放時進行檢查。 C類和D類試驗場問題納入試驗問題臺賬管控，問題整改閉環后提交A3閉環報告，如涉及FMEA變動，須同步提交；如不涉及，則在閉環報告中進行說明。

2.2.3 市場反饋問題的DFMEA更新

A類和B類市場問題根據問題指令單要求進行整改，提交市場問題《A3閉環報告》時同步提交更新后DFMEA，在技術更改通知單或試行圖紙下發時對FMEA進行更新，錄入PLM系統，項目管理人員在圖紙發放時進行檢查；C類和D類市場問題納入市場問題臺賬管控，如涉及FMEA變動，按照A/B類進行更新；如不涉及，則在閉環報告中進行說明。

表3 市場問題根據缺陷嚴重程度分為4類

2.3 協同研發體系中的DFMEA

產品質量的提升成為企業競爭優勢的重要動力，70%-80%產品質量決定于設計的早期階段，而將優秀的協作供應商或者科研單位納入研發階段進行共同設計將有助于改善成本和質量、加快產品開發的速度、降低開發周期，以最低的成本創造最高效益，滿足日漸提升的客戶需求。DFMEA的設計過程中要充分發揮優秀供應商技術力量，從零部件DFMEA反過來驗證子系統DFMEA和系統DFMEA的分析結果。

3 結束語

DFMEA是事前行為，而不是事后操作；DFMEA的編制是一種團隊行為，依靠APQP小組中不同領域人員的智慧，將重卡產品的開發由“被動解決”轉向了“主動預防”，產品開發質量和效率不斷提高。FMEA的應用需要領導關注和全面參與，聯合知識管理體系，形成良性循環.

參考文獻

[1] Chrysler,Ford,GM.失效模式與后果分析參考手冊【M】,2008.

[2] 張大鋼,于天民,陳曉彤,與產品設計相融合的故障模式影響分析(FMEA)技術應用研究,質量與可靠性,2014.

[3] 段桂江.面向協同產品商務環境的FMEA系統設計與開發.中國質量,2006.