新版 FMEA 七步法 - DFMEA 第3步“功能分析”的关键要点 | FMEA软件

在基于AIAG & VDA FMEA 标准的 DFMEA 中，第三步“功能分析”是整个分析流程中的关键环节，其目的是将系统、子系统和组件的功能进行详细分解和描述，为后续的失效模式分析提供基础。  FMEA软件 CoreFMEA 总结了功能分析的关键要点： 

1. 功能识别

• 明确功能类型：要清晰区分预期功能和非预期功能。预期功能是产品或系统设计时希望实现的功能，如汽车发动机输出动力；非预期功能可能是在特定情况下产生的不期望的功能，像发动机意外抖动。
• 从系统角度出发：将分析对象放在整个系统中去考虑其功能，不能孤立看待。例如分析汽车座椅的功能，要考虑它与车身、安全带等其他系统的关系，如为乘客提供支撑、与安全带配合保证安全等。
• 关注功能交互：识别系统间不同形式的交换和交互，包括物理接触、能力传递、信息传递、物料交换等。以汽车空调系统为例，要考虑其与发动机之间的能量传递，与车内温度传感器的信息传递等。

2. 功能描述

• 采用规范语言：一般使用“动词+名词”的形式，如“传递扭矩”“提供照明”等，使功能描述清晰、准确，避免模糊和歧义。
• 描述详细程度适当：根据分析的层级和需求，确定合适的详细程度。在系统级可能描述得较为宏观，如“实现车辆的行驶控制”，到子系统或零部件级则要更具体，如“节气门精确控制进气量”。
• 考虑边界条件：明确功能实现的条件和限制，如温度、湿度、电压范围等。例如手机充电器的功能是在一定的输入电压范围内为手机电池充电。

3. 功能要求确定

• 多来源收集：功能要求的来源包括法律法规、行业规范和标准、客户要求、内部要求以及产品本身的特性等。如汽车的安全气囊系统，要满足相关安全法规要求，同时要符合客户对响应速度和可靠性的期望。

要求可以来自外部和内部的各种来源，它们可能是：

法律要求：

环境友好型产品设计、适合回收利用、操作员不当使用时仍能保持安全、不易燃等。

行业规范和标准：

ISO9001、VDA6.3过程审核、SAE J 等 (如 ISO 26262 功能安全、SAEJ3061 网络安全）

顾客要求：

明确要求（如顾客规范）和隐含要求（如无违禁材料）- 在所有规定的条件下

内部要求： 

特定产品的要求（如：要求规范、可制造性、测试应用性、与其他现有产品的兼容性、可重复使 用性、清洁性、颗粒物的进入和扩散性）

产品特性：

产品特性指产品的显著特征(或可量化的属性)，如轴的直径、表面光洁度

• 区分功能性与非功能性要求：功能性要求是判断或测量预期性能的标准，如发动机的功率、扭矩等；非功能性要求是对设计决策自由度的限制，如产品的工作温度范围、外观尺寸等。
• 确保要求的完整性和准确性：全面梳理功能要求，避免遗漏和错误，确保与实际的设计和使用需求相符。

4. 建立功能树或功能网

• 逻辑清晰：按照层级关系，将系统的功能逐步分解为子系统、零部件的功能，形成功能树或功能网。例如汽车的动力系统，可分解为发动机、变速器等子系统的功能，再进一步细分到各个零部件的功能。
• 体现相互关系：展示不同功能之间的相互作用和依赖关系，如发动机的运转依赖于燃油系统提供燃油、冷却系统控制温度等。
• 便于追溯和分析：通过功能树或功能网，能够方便地从系统功能追溯到具体零部件的功能，也便于在后续的失效分析中查找原因和影响。

5. 利用辅助工具

• 边框图：用于直观地展示系统的边界和接口，帮助识别系统与外部环境以及内部各部分之间的关系，从而更好地确定功能。
• 参数图（P图）：以方框图的形式表述系统参数间的相关性，清晰呈现输入变量、预期输出变量、非预期输出变量、干扰因素和控制参数等，有助于分析功能实现过程和潜在的失效因素。

6. 自上而下与自下而上的分析

• 自上而下：从较高级别的功能出发，逐步分解为更具体的子功能。

• 自下而上：从较低级别的功能出发，分析其如何支持较高级别的功能。

通过双向分析，确保功能分解的完整性和逻辑性。

通过以上要点，功能分析能够为 DFMEA 的后续步骤提供清晰、准确的功能描述，帮助团队更有效地识别潜在失效模式及其影响，从而提升产品的可靠性和安全性。

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