新版FMEA七步法｜第三步：功能分析怎么做？

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专栏简介

AIAG&VDA新版FMEA方法论系统讲解，从理论出发结合丰富案例分析，对新版FMEA七步法逐步分解，指导企业相关职能人员快速聚焦变化，掌握潜在失效分析方法并能高效落实进行风险管控和预防，解决产品设计和过程设计可能出现的问题。

 

 

设计功能分析的目的是在结构分析的基础上，确保要求/规范中规定的功能被适当地分配给系统要素。

功能分

析的目标

：

 

● 

产品或过程功能可视化

● 

制作功能树/网或者功能分析表格和参数图，将相关要求与客户（内部和外部）功能关联

● 

将要求或特性与功能关联

● 

工程团队（系统、安全和组件）之间的协作

● 

失效分析步骤的基础

 

功能分析是七步法中比较重要的部分，同时也是相对比较难的部分。

难点之一是如何系统性地规范和识别每个层级、系统的功能；

难点之二是如何能够全面识别出系统的功能，功能分析是失效分析的依据，如果功能分析足够的充分、完善，那么后续的失效分析相对来说也会比较容易去找失效，这个时候可以借助边框图以及参数图识别描述功能。

 

 

什么是功能？

 

在一定的环境或条件下（输入）使其所在的系统发生影响和变化（输出），这种执行预期活动的方式、作用和本领称为功能。

 

● 

系统功能指系统间不同形式的交换、交互；

● 

功能描述语言一般用

“动词+名词”

，比如：

   – 从发动机轴到齿轮传递扭转运动

   – 提供电压12v

● 

定义系统功能时应将单元放在系统中进行分析

● 

功能分为预期功能、非预期功能

 

功能交互类型

 

功能描述了一种解决方案，即将输出变量转换为输出变量，以实现特定的工作。

输入和输出可能有四类：

 

P——————————-

物理接触（焊接、螺栓紧固、夹紧等）

E——————————-

能力传递（热能；机械能：1.势能；2.动能；电能；磁能；化学能；光能）

I——————————-

信息传递（ECU、传感器、信号等）

M——————————-

物料交换（冷却液、废气等）

 

通过不同的交换的形式，找到这些接口，找到它们彼此之间的相互关系，这时候功能就比较容易识别出来。

 

功能要求

 

功能要求是一种标准，通过该标准评估或测量功能的性能。

这些要求可能来自于法律法规、行业规范和标准、客户要求，内部要求或者产品本身的特性等。这些特征可以分为两类：

 

1. 功能性要求

（判断或测量预期性能的标准，材料硬度）

2. 非功能性要求

（对设计决策自由度的限制，温度范围）

 

全面识别出系统的功能，除了借助边框图这种形式找出接口，找出和功能之间的关系外，也可以借助于参数图。

 

 

什么是参数图？

 

参数图表，（P diagram）以方框图的形式表述出系统参数间的相关性，对FMEA来说是理想的辅助工具。

参数图表由下列元素及关系组成：

 

 

首先要有针对的“”分析对象/聚焦系统”，“分析对象/聚焦系统”前端会有一个“输入变量”，后面会有“预期输出变量”和“非预期输出变量”。

在“输入变量”转变为“预期输出变量”的过程，就是功能实现的过程。在功能实现的过程中，会有一些“干扰因素”，同时也需要“控制参数”来进行一些控制以保证功能的正常实现。

 

参数图和FMEA的关联

 

1. 与功能分析有强烈关联。

通过输入到预期输出，这个过程就是功能实现的过程。

2. 与失效分析有强烈关联。

如上图车顶灯参数图案例，各项干扰噪音是有可能导致功能失效的各个因素、原因。

 

 

建立功能网时的注意事项

 

 

● 

功能级别详细程度是从左边往右边增加

● 

正确的功能应该右边功能能够阐明如何满足左边的功能

引导问题的方式应该从左边往右边询问：“如何？”

● 

左边的功能能够阐述右边功能怎样保证满足

引导问题的方式应该从右边往左边询问：“它用来做什么？”

 

比如开关组件是我们的聚焦分析对象，它的功能是将手指力量转换为开的信号，实际上就是接通电路，那么这个功能具体是如何实现的？

 

 

开关组件为什么要具备接通电路的功能，往上一层级-车顶灯上找，会发现是因为车顶灯的要求所在，这就是建立功能网时“如何”和“为什么”之间的关系。

通常情况下在做设计的时候，有正向设计，即知道所负责设计的系统的功能、要求，然后带着这些功能、要求去开发、设计、分配给下面子系统/组件相关的功能和要求，逐层分解，功能之间交互传递，最终将分析结果呈现在表格里。

 

 

功能分析完了，再做失效分析就会比较容易，假如开关组件的功能是接通电路，那它有可能出现的失效就是没办法接通电路，没有电信号，这个时候要知道没有电信号是什么原因导致的就要再往下一层寻找，可能和按键有关，按键没办法接通电路，没有电信号，可能会造成整个车顶灯没有光……

所以说虽然现在停留在功能分析这个步骤，但如果再往下走一层的话，失效分析实际上就会比较容易理解，这就是我们强调的功能分析的关键性和重要性。

 

 

功能分析之挑战

 

 

这是我们在做培训项目的时候遇到的客户，他们是专门做弹簧的，各种车上用的大大小小的弹簧，这就是一个单件，该如何去建立结构，定义它的功能呢？

这种情况下，我们要灵活对待结构分析和功能分析，借助于接口，找到这个弹簧是用在哪个系统上的，左边、右边各和谁有交互，整个系统在一起才有功能，然后再基于这整个系统的角度去描述它的功能，识别它的接口，这个时候我们更多的会识别弹簧的材质、螺纹、圈数等特性。

 

相信在做FMEA的过程中，大家会遇到各种各样的问题点，需要灵活运用各种技巧去实践，假如有特殊情况难以解决，可以随时找我们咨询~

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