1.1简介。故障类型与理象分析
FMEA的全称是失效模式与效应分析，即失效模式与效应分析。FMEA是在产品设计阶段和工艺设计阶段对组成产品的子系统和零部件进行分析，找出所有潜在的失效模式并分析其可能产生的后果，以便提前采取必要的措施，提高产品的质量和可靠性。
根据产品所处的阶段，分为设计失效模式及影响分析(DFMEA)和生产失效模式及影响分析(PFMEA)。
2.你为什么想去FMEA？
在这里我们可以看到很多产品因售后功能故障而被召回的案例。以新能源汽车为例，2021年因产品缺陷召回汽车超过800万辆，问题五花八门：
召回通信模块软件问题；
发动机气门芯耐压不足；
小鹏变频器DC母线电容短路；
产品一旦因问题被召回，不仅会造成表面上的财务损失，还会对企业的声誉或产品的声誉造成不可逆的损害，这意味着缺陷的预防比缺陷的结果更有意义。
FMEA就是这样一种预防缺陷的方法，可以帮助我们定性而非定量地分析问题，从一种系统化的管理思想中发现潜在的技术风险，即找到原因和影响，确定预防和检测措施，找到降低风险的措施，并形成书面记录。
3.故障和故障模式
对产品质量的理解就是想办法让用户(消费者、使用者、维护者)在产品使用过程中，不造成任何正常的功能影响。对管理的理解是找到方法，利用资源，实现质量目标。FMEA作为质量管理的工具，可以从全局角度做好风险分析，找到风险和成本的平衡点，最好确定控制手段。
FMEA更重要的一点是站在用户的角度看问题，分析技术风险、设计和生产过程风险，减少故障，提高产品安全性。首先是理解上的失败，即没有达到既定的功能和要求。
功能丧失：无法操作，突发故障；
功能退化：随着时间的推移性能下降；
间歇功能：随机启动和停止运行；
失败模式：指看到或感知到的现象，而失败效果：指用户的个人感受。
4.FMEA七步法
第一步：计划和准备。在规划和准备FMEA时，需要讨论五个主题，即：
意向意向——为什么要做FMEA？
时间表——什么时候完成？
3354团队需要包括哪些人？
任务3354需要做什么？
工具tool ——怎么分析？
第一步，有两个很深的感受。首先，我们经常在实际设计过程中使用它，例如当我们说将使用FMEA时。一般有以下三种情况：
新设计、新技术或新工艺：对于新开发的产品，应在开始时使用FMEA。
现有设计或工艺的新应用：老产品要申报新的预期用途或使用环境，申报前需要考虑新的风险，需要FMEA。
对现有设计或工艺的工程变更：为了满足新法规的要求，产品可能需要对原设计进行变更，变更前需要分析变更是否带来新的风险。
以上三种情况，我们都是在产品或流程实施前使用FMEA，所以FMEA需要及时，否则会影响整个项目进度。作为一种系统分析和故障预防的方法，FMEA应该在产品开发过程的早期开始，因为预防比发现更有效。
第二，FMEA是一个系统的方法，在实施的时候通常需要一个团队。在任何场景下，团队的作战能力往往更强。FMEA团队成员的构成是基于企业自身条件，如何综合考虑风险才是最终目的。团队组建后，需要分配成员的职责。可能是一个角色的职责由不同的人担任，也可能是一个人承担多个职责。
第二步是结构分析。对于结构分析，DFMEA和PFMEA的结构分析目的不同，都是FMEA分析。DFMEA的结构分析是将设计识别并分解为系统、子系统、组件和零件，以进行技术风险分析。
PFMEA的结构分析是确定制造系统，并将其分解为过程项、过程步骤和过程工作要素。在结构分析中，DFMEA和PFMEA都要识别每个分解项及其关系，为下一步的功能分析奠定基础。
印象比较深的一点是结构的可视化。为了更清楚地识别每个分解项，最好的方法是将结构可视化。对于DFMEA，需要对系统结构进行可视化，常用的方法有框图/边界图和结构树。对于PFMEA，可视化结构的方法是使用过程流程图和结构树。综上所述，一张图胜过千言万语：图形值(少字)
第三步：功能分析。整个FMEA的核心步骤是分解功能，其目的是保证将相应的功能分配到适当的分解项上。分解项的功能描述了分解项的预期用途。在DFEMA中，系统元素的功能是描述其预期用途。在PFEMA中，描述了流程项目或流程步骤的预期用途。
每个分解项可能包含多个功能，清晰准确地描述功能非常重要。试想一下，如果一个组件的功能描述不准确，它的预期用途就无法表达清楚，结果可能会把后续的分析引向错误的方向。
第四步：故障分析。失败意味着没有达到既定的功能和要求。对于每个故障，需要考虑三个方面：
出现了哪些失败效应？
故障模式是什么？
为什么无效？(故障原因)
故障链由这三个相互关联的要素组成。根据功能分析各种可能的失效模式是失效分析的关键。失效原因是失效模式的原因，失效模式是失效原因的后果。应尽可能简明完整地列出原因，以便以后采取有针对性的措施。
第五步：风险分析。对失效模式进行了分析，找出了失效的影响和原因。接下来，需要进行风险分析。风险分析的目的是通过对严重性、频率和检测程度进行评级来评估风险，并对需要采取的措施进行优先排序。
严重等级S:指失效影响的严重程度，这是产品失效的后果。FMEA手册根据失效的影响将严重程度分为10级，一般取决于产品的安全性和有效性是否受到影响。在PFMEA分析中，失效分析的对象是过程，过程的失效可能会影响下一个过程，下一个层次的产品加工，最终影响产品的功能。
频率等级o:故障原因发生的频率和产品发生故障的概率。频率与预防控制和检测控制的存在有关。采取的控制措施越多，相应的故障频率就越低。
预防控制提供信息或指导，是设计的输入。DFMEA可包括：法律和标准的要求、所用材料的标准、文件的要求、以往的经验等。对于硬件设计，还可能包括标准化流程、设计评审机制、清单等。PFMEA可能包括：SOP、设备维护、人员培训等。
检测等级D:指失效原因和/或失效模式的可检测程度，取决于是否有有效可靠的测试或检验方法来检测失效模式或失效原因。在评价检测程度时，最重要的是看检测方法是否成熟，检测时机。比如测试或检验方法都通过了验证，肯定比尚未建立的检测方法更有检测能力。
措施优先级AP:措施优先级是由于资源、时间、技术等客观因素的限制，在采取风险降低之前决定措施的优先级。判断优先级主要是根据S*O*D得到的数值，但新手册有了新的规定，先考虑严重程度，再考虑频率，最后考虑检测程度，不同于以往的数值比较，避免相同数值的乘积影响优先级排序。
第六步：优化。首先要明确优化的目的，即在风险分析的基础上，确定降低风险的措施，并评估这些措施的有效性。降低风险就是降低风险的严重程度，降低风险发生的频率或提高风险的可检测性。
根据采取措施的优先原则，优化的顺序是先消除或降低严重程度，再降低频率，最后提高检测程度。
步骤7:记录结果。最后，FMEA分析可以形成一系列报告，在设计和开发文件中作为设计和开发的输入，用以指导新的设计或借鉴经验。
5.学习总结和回顾
在这次对FEMA的学习中，我对产品失效和失效分析有了更深刻的理解。虽然我们在普通设计中可能不会正式做FMEA，但实际上在设计过程中，我们所做的一些保证设计稳定性的工作其实也差不多，比如用标准化的流程、设计评审机制、检查表等来规范设计。
最后总结一些学习中比较深刻的点：
(1)无论是产品的功能设计还是使用的风险分析，首先要从用户的角度看问题，需要哪些功能，从用户的角度看可能存在哪些技术风险，从而提高可靠性；
(2)缺陷的预防比缺陷的结果更有意义。就硬件设计而言，前期没有足够的设计检查和风险检查，出现问题后往往需要花费更多的时间和精力去换板；
(3)一张图胜过千言万语：数字和数值的结合比文字更直观，在我们拆解问题时能起到非常重要的作用。在寻找问题的根本原因分析时，我们需要从上到下拆解到不能再细分的部分，这样才能直观的找到真正的根本原因。
(4)FMEA工具非常好，它可以给我们一种方法来分析我们设计的潜在风险，并帮助我们提前思考风险可能的严重性、频率和根本原因检测方法，并选择合适的措施和实施优先级。
审计刘清
标签：产品风险FMEA