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为什么说基于失效模式的设计评审(DRBFM)在产品研发中是至关重要的?

作者:鲜万世 时间:2021-08-12

为什么说基于失效模式的设计评审(DRBFM)在产品研发中是至关重要的?

为什么说基于失效模式的设计评审(DRBFM)在产品研发中是至关重要的?

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什么是DRBFM?

DRBFM是一种将失效模式及影响分析(FMEA)与设计评审相结合的方法,是由日本九州大学吉村达彦先生提出的丰田问题预防哲学理念的一部分。

DRBFM是用于发现问题萌芽并进行纠正预防的设计评审方法。DRBFM是设计评审,而不是进行FMEA分析,其目的是通过评审设计变更点,将研发过程的设计信息进行充分的沟通和交流,从而尽早发现问题的萌芽并进行预防,而不是对设计工作的确认与检查。

 

DFMEA和DRBFM的关系

DRBFM可以看作是DFMEA过程与设计评审过程有效的结合,大多数情况下,公司进行DFMEA分析,只针对全新的系统或产品,但事实上真正全新的系统或产品是没有的,多数设计都是在工程师运用现有的产品或技术基础上的改进,这就不需完整的FMEA活动,这就需要执行DRBFM进行设计变更管理。

 

目前企业的产品研发过程中需要应用DFMEA,或DFMEA与DRBFM相结合的方法,对于全新的设计,并且没有设计指导或同类产品已完成的DFMEA参考,建议使用DFMEA,这种情况通常是建立FMEA的基础数据库,进一步实现设计标准化,对于一些改型的产品,在新的设计指导或DFMEA数据库的情况下,建议使用DRBFM,当然zui终还是要形成标准化以指导新一代产品的设计开发。

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DRBFM的思考过程

工程师从以下所列的提问去思考发现问题?

1、更改的是什么?

2、对于更改有什么样的顾虑(担心)?

3、顾虑(担心)什么时候出现?

4、对客户有什么影响?

5、会采取什么措施防止问题的发生?

潜台词:DRBFM的思考过程,左侧是设计变更的解释说明,右侧是对变更的讨论。

具体见下图:

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DRBFM在产品研发过程中的实施时机

在汽车行业执行的开发流程是APQP,先期产品质量策划,何时执行DRBFM呢?一般说从产品立项开始,到产品量产至少有3次,当然在产品开发过程中由于市场或顾客需求变化等因素引起的设计变更,可以根据实际情况适当的增加评审。

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时机一:概念设计阶段

为了抢占市场先机,开发周期在不断缩短,在这种情况下,概念设计的输出就是产品初始设计方案,还包括:

-产品概念设计方案

-概念设计的3D数模

-初始BOM物料清单

-系统级SFMEA

-初始产品特性清单

在这个阶段,方案设计工程师根据基础的产品有哪些参数变更或变化点,如何设计,会有哪些不同的设计方案,这时运用DRBFM是激发设计者创造力的一种工具。

 

时机二:产品设计阶段

在产品设计阶段,输出图纸、技术规范及物料清单,接着进行样件制造与样件验证,这时需要针对图纸、技术规范、及样件进行充分的讨论,在这个阶段运用DRBFM是充分识别问题从而预防的一种方法。

 

时机三:产品与过程确认阶段

在产品与过程确认阶段,会进行试生产以放行设备、工装、检量具,对影响生产与装配过程的变差进行验证与总结,对试生产出来的零部件及总成产品进行试验和检验,在这个阶段运行DRBFM是对产品成熟度状态是相当重要的。

 

DRBFM的实施步骤

DRBFM是一种将FMEA与设计评审有效结合的一种方法,其实施的步骤可以分为以下两大过程:

1、失效模式分析及准备过程

DFMEA分析是设计程师进行有效的设计评审而做的准备工作。产品设计工程师需要按思考过程完成DRBFM工作单,工程单中的"D"表示,设计工程师,"R"表示设计评审,栏目有D的一栏需要工程师在准备过程完成。

具体见下图D的部分内容:

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设计工程师在产品的研发过程中要特别关注设计变更,为了更好地实施DRBFM,首先工程师需要完成Block图的基础部分,这和DFMEA是一样的,这里就不作介绍了,具体参见我的DFMEA的相关文章。运用这种目视化的方法来理解系统之间或零件之间的接口状态,并且明确新老设计间的区别,完成基础部门以帮助设计评审使用。

 

表格上的信息填写时关注以下内容:

1、零件,零件信息要尽可能说细,这有助于在评审时展开充分的讨论,如下图中的节温器壳

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2、变更,具体详尽描述新设计与原型设计之间的变更,说明引起变更的原因,如果原因比较难以描述,可以将图纸或数模作为附件予以说明。如下图“电子接插件变更”

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3、零件的功能,功能一般是针对系统或子系统的,设计工程师需要将总成级的功能分解到零部件上。如下图:供电

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4、关注相关变更,设计工程师输入设计过程的关注点,而不仅仅是失效模式,这一点就是DRBFM和DFMEA分析重大区别,为了在设计评审时能够发现问题,明鹕是如何考虑设计的,关注的不仅仅是功能的损失,也包括对顾客而言价值的损失,换句话说既要关注由于变更引起的技术规范内要求的功能损失,也要关注技术规范之外的功能损失。如下图:与周边零件干涉、异物通过接插件渗到壳体内部。

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5、失效的潜在影响,明确失效发生时会产生什样的后果,给顾客造成什么样的损失,对客户zui大的影响是什么?设计工程师明确失效对上一级系统的影响?明确失效对相邻系统的影响?具体见下图:氧传感器和电子接插件不可装配,接插件泄漏,诱发漏电引起ECM故障。

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6、潜在原因:填写设计工程师在设计时考虑到的原因,失效模式和原因之间有对应关系。如下图:接插件位置按12时方向移动时,与氧传感器支架发生干涉。

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变更评审过程

完成评审后的Block图

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在设计评审时设计工程师需要提供原设计和新设计的图纸、样件或手工样件或其它材料用于讨论,在评审时关注是否还有其它变更、功能、对顾客的潜在影响?

1、对变更点的失效模式提问,是否有其它的失效模式?进行评审,见下图:需要评审电子接插件装配性能

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2、对变更点的失效影响提问,是否有其它的失效影响?严重度是否有变化,见下图:严重度为8分

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3、对变更点的失效原因提问,是否有其它的失效原因?经过评审没有其它影响。

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4、基于DRBFM的结果,评审建议的措施。

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FMEA与DRBFM有哪些不同点:

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综上所述,鲜老师认为DRBFM将FMEA与设计评审有效结合的一种方法,DRBFM工作单zui重要的目的是帮助设计工程师在设计评审时发现问题,提出对设计、产品试验和制造相关的措施。

 

鲜万世老师简介:在欧美日世界500强制造业集团公司,相关质量管理的经验超过10年;擅长于汽车制造系统及其零部件制造与质量改进项目的培训与咨询·;建立了精益成熟度评价系统,并为上汽大众汽车、延锋伟世通建立了精益评估系统;擅长ISO9001、IATF16949等与质量有关的管理 体系以及质量改进的工具应用。