前言

 

在Р圖中，功能被理解為從三個輸入變量、噪聲因子和控制參數(shù)生成的期望的和不期望的輸出變量的轉(zhuǎn)換能力。

 

實踐證明，當“功能”不清楚或需要重新描述時，使用P圖非常有用。

 

為了在實施FMEA的工作中更好地利用Р圖，必須明白Р圖與FMEA結(jié)構(gòu)或FMEA形式之間存在哪些關(guān)系。在現(xiàn)有的文獻或方法中，對此并沒有清楚的描述；即使一些軟件中有P圖生成，但沒有一家軟件可以直接從P圖中獲取輸入，生成FMEA的結(jié)構(gòu)。

 

（附注：國可工軟RFMEA目前已經(jīng)可以P圖中引用相關(guān)參數(shù)，幫助構(gòu)建FMEA結(jié)構(gòu)）

 

 

圖1  P圖結(jié)構(gòu)示意

 

分析

 

讓我們來仔細看看變量。

 

輸入變量：

 

在指定公差范圍內(nèi)的受控輸入變量。

 

能量：(沖量、力、動量、動能、電流、電壓、熱流)

 

物質(zhì)：(物質(zhì)性質(zhì)、濃度、體積流量)

 

信息：(移動/位置變化、電子或數(shù)字化信號感知)

 

輸入變量必須從以下級別提供，以便映射因果邏輯的物理順序。

 

噪聲因子：

 

與輸入量相同類別的量，但不可控，至少在描述的狀態(tài)不可控。

 

噪聲因子可以在兩個時間點出現(xiàn)，它們在因果順序上是可區(qū)分的，因此也必須以不同的方式處理：

 

a 在產(chǎn)品開發(fā)/制造過程中出現(xiàn)的噪聲因子

 

例如：

 

交付件的波動可能受到開發(fā)（→采購規(guī)范)的影響，或者可以在交付件使用之前的過程中進行檢查、篩選、分類或拒絕→供應(yīng)商控制和進貨檢驗)。

 

b 產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)的噪聲因子

 

如可能的誤操作或誤用；由此產(chǎn)生的失效，要么設(shè)計考慮避免，要么容許失效。

 

這意味著需要使用某種安全裕度（穩(wěn)健設(shè)計)；這方面的一個例子是底盤部件的設(shè)計，快速穿過坑洼路面或碰撞路邊臺階，兩者都是不期望的事件但卻可能發(fā)生，但又不能因為汽車可以這樣而不允許其上路。

 

a)類型的噪聲是后續(xù)事件的原因。因此，它們必須是同類原因級別的一部分。

 

b)類型的噪聲因子是客戶的要求，即應(yīng)被視為開發(fā)目標的規(guī)范或要求，以便能夠?qū)⑵湟暈槟繕俗兞?。這些作為已知的要求，在整個生命周期內(nèi)要保持低噪聲水平。

 

目標變量

 

 

圖2 系統(tǒng)/組件及其制造的三級結(jié)構(gòu)。關(guān)注層級始終位于Р圖的中心。

 

目標變量是轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

 

例如：功能是將車輛的速度表示為顯示器中指針的位置→輸入變量是輸出軸的速度，噪聲因子是與磨損有關(guān)的汽車輪胎直徑和空氣壓力輪胎及其溫度，輸出變量是顯示刻度上的角度。

 

這里描述轉(zhuǎn)速表的功能，就可作為Р圖中的一個元素。

 

控制參數(shù)：

 

用于干預(yù)從目標/實際值比較轉(zhuǎn)換的變量，以補償噪聲干擾并將結(jié)果引導(dǎo)到預(yù)期的目標窗口(公差范圍內(nèi))。

 

控制參數(shù)在時間上總是且必須出現(xiàn)在結(jié)果之前；當然結(jié)果還受到來自過程、測試和決策等因素的影響。

 

在設(shè)計中，駕馭變量可引導(dǎo)開發(fā)過程，即在開發(fā)結(jié)果傳遞完成之前以糾正方式進行微調(diào)或干預(yù)；在此過程中，控制變量基于目標/實際比較的決策，與過程活動同時或交替發(fā)生。

 

所有控制都是措施，而不是要求，規(guī)格或參數(shù)。因此,它們不應(yīng)出現(xiàn)在功能網(wǎng)或失效網(wǎng)中，而應(yīng)出現(xiàn)在避免，檢測和必要時的反應(yīng)措施中。

 

例如，控制參數(shù)可以是測量的輪胎壓力和車外溫度，由此使車速表顯示更準確。

 

所有這些考慮都只是在三個層級之間的討論；如果需要更多層次來顯示結(jié)構(gòu)，則Р圖只能對中心層級要素進行功能分析。

 

如果不考慮P圖的簡化形式，而是考慮公式化的版本，例如AIAG-VDA FMEA手冊中給出的版本，則可將功能描述及其參數(shù)一起列出；系統(tǒng)輸入、噪聲因子和目標參數(shù)也必須這樣做。

 

建議的解決方案

 

如果P圖和FMEA是相同內(nèi)容的兩種表示，則它們相互補充。

 

這在下面幾個條件下是可能的:

 

–輸入?yún)?shù)、噪聲因子和控制參數(shù)是原因級別的條目；

 

–P圖中間的功能描述被分配到關(guān)注層；對功能可評估的要求使其得到詳細說明。

 

–預(yù)期和非預(yù)期的輸出參數(shù)是相應(yīng)于功能要求在影響層級的結(jié)果；他們描述了對客戶的好處。

 

 

圖3  AIAG-VDA 手冊P圖  /  P圖在RFMEA中的實現(xiàn)！

 

– 在設(shè)計中，在原因?qū)用嫔?，幾何材料、物理部件的表面或力、動量、沖量、能量流、質(zhì)量流、內(nèi)部連接/接口的信號等設(shè)計類別將被預(yù)定義并填寫其規(guī)范。

 

– 在過程中，在原因?qū)用妫?Ms 人、機器(操作設(shè)備)、材料和環(huán)境(環(huán)境、過程邊界條件)被分為主要類別。

 

–  噪聲因子分為兩組：

 

    a)  在原因級別形成類別

 

    b)  在結(jié)果級別成為要求

 

–采用控制參數(shù)作為預(yù)防措施，可在后續(xù)步驟中分配到原因級別的失效。

 

以上將使P圖和FMEA的結(jié)構(gòu)保持─致。

 

就系統(tǒng)不同而言，通過預(yù)選查看，特性/參數(shù)/要求的類型可以在兩者中相同地創(chuàng)建。

 

最后一個障礙是與功能網(wǎng)絡(luò)的鏈接。

 

P圖中的方框最初僅對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的三個層級中的列表條目；

 

而FMEA的結(jié)構(gòu)形式以及功能網(wǎng)絡(luò)則考慮了功能的分配連接。

 

我們知道：支持結(jié)構(gòu)、功能和失效分析的軟件需要有下面的清晰畫面：

 

哪個任務(wù)分配給哪一個系統(tǒng)、類別、功能、要求、特征、參數(shù)？

 

哪些連接到功能網(wǎng)？其內(nèi)在概念是什么?

 

間接或額外需要哪些其他關(guān)系?

 

很明顯，當前的P圖并非旨在創(chuàng)建這種關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。

 

這意味著在FMEA結(jié)構(gòu)中雙向使用P圖將受到嚴格限制甚至不可能，因為只有網(wǎng)絡(luò)才能明確三個層次之間的關(guān)系。

 

所有其他方面至少可以從Р圖轉(zhuǎn)移到具有這種結(jié)構(gòu)的FMEA中。這將包括設(shè)計FMEA和過程FMEA，因為級別和系統(tǒng)要素之間的邏輯將保持相同；而零件和接口之間的區(qū)別不再必要；所使用的系統(tǒng)要素的類型也必須適應(yīng)所考慮的關(guān)注要素。

 

這樣就在Р圖和FMEA格式之間建立明確的聯(lián)系，看似矛盾和隨意的轉(zhuǎn)移，將成為一種合乎邏輯的關(guān)系，這兩種表現(xiàn)形式可以相互補充。

 

這種由附加字段補充的詳細表格將使Р圖看起來不那么“緊湊”，但其結(jié)構(gòu)將適應(yīng)FMEA的三層方案。

 

 

結(jié)論

 

因此，本文的結(jié)論是:

 

通過擴展或輕微重組，輸入–功能和輸出之間的類比可以通過FMEA的三個層級來闡明；然而，由于功能網(wǎng)在Р圖中沒有等價物，因此，這方面兩者還不存在雙向的依賴關(guān)系，這減少了FMEA軟件用戶對其的需求和可用性；或許Р圖還需要一個額外的擴展步驟，就像網(wǎng)絡(luò)關(guān)系是表單的擴展一樣。

 

參考：AIAG-VDA FMEA手冊

 

附：在RFMEA中：從P圖引用功能，構(gòu)建功能樹。