摘要:在 DFMEA 中,探测措施是指在产品发布生产之前,通过设计评审、试验、验证等方法,识别产品设计中潜在的失效模式及其起因,并确认设计控制是否有效的一系列活动。它的核心目标是在产品投入生产前,尽可能发现设计缺陷,避免失效模式在后续生产和使用过程中产生不良影响 。
一、探测措施的定义
在 DFMEA 中,探测措施是指在产品发布生产之前,通过设计评审、试验、验证等方法,识别产品设计中潜在的失效模式及其起因,并确认设计控制是否有效的一系列活动。它的核心目标是在产品投入生产前,尽可能发现设计缺陷,避免失效模式在后续生产和使用过程中产生不良影响 。
二、探测措施的常见类型
(一)设计评审类
设计评审是一种早期的探测手段,通过组织跨职能团队(包括设计、工艺、质量、生产等人员)对设计图纸、技术规范、计算模型等进行系统性审查。例如,在汽车发动机设计评审中,工程师们会共同分析发动机的结构设计是否合理,零部件之间的配合是否满足功能要求,是否存在干涉风险等。评审过程中,团队成员凭借各自的专业知识和经验,从不同角度对设计进行检查,发现潜在的失效风险。这种方式可以在设计阶段早期发现问题,及时进行修改,避免后期返工带来的成本增加和时间延误。
(二)试验验证类
试验验证是通过模拟实际使用环境或极端工况,对产品进行测试,以探测潜在失效模式。常见的试验类型包括性能试验、可靠性试验、环境试验等。比如,手机厂商在设计新手机时,会对手机进行跌落试验,模拟手机意外掉落的场景,检测手机外壳是否会破裂、内部零部件是否会松动或损坏;还会进行高温、低温、高湿度等环境试验,观察手机在不同环境条件下的性能表现,判断是否会出现死机、屏幕显示异常等失效情况。通过试验验证,可以直观地发现设计在实际使用中可能出现的问题,为改进设计提供依据。
(三)分析计算类
利用工程分析方法和计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)软件,对产品的性能和可靠性进行分析计算,也是重要的探测措施。例如,在航空航天领域,工程师会使用有限元分析(FEA)软件对飞机机翼的结构强度进行分析。通过建立机翼的三维模型,设定各种载荷条件(如飞行中的气动载荷、重力载荷等),计算机翼在不同工况下的应力、应变分布,预测机翼是否会出现结构失效。这种分析计算可以在设计阶段对产品的性能进行定量评估,提前发现潜在的设计缺陷,优化设计方案。
三、理解探测措施的关键要点
(一)及时性
探测措施应尽可能在设计过程的早期实施。因为在设计早期发现问题并进行修改,成本相对较低,对项目进度的影响也较小。随着设计的推进,一旦问题进入生产阶段,修改的成本会大幅增加,甚至可能导致产品延迟上市。例如,在电子产品设计中,如果在原理图设计阶段发现电路设计存在缺陷,修改只需在软件中进行简单调整;而如果在产品已经生产出样机后才发现问题,可能需要重新设计电路板、更换零部件,不仅成本增加,还会延误产品推向市场的时间。
(二)有效性
探测措施必须能够准确地发现潜在的失效模式及其起因。这要求探测方法具有较高的灵敏度和可靠性。例如,在检测汽车零部件的尺寸精度时,使用高精度的三坐标测量仪可以更准确地测量零部件的实际尺寸,与设计尺寸进行对比,及时发现尺寸超差的问题。如果使用精度较低的测量工具,可能无法检测到微小的尺寸偏差,导致潜在的装配问题在后续生产中暴露出来。
(三)可追溯性
探测措施的实施过程和结果应具有可追溯性。这意味着需要详细记录探测活动的时间、人员、方法、结果等信息。当产品出现问题时,可以通过追溯探测记录,快速定位问题的根源,评估之前的探测措施是否有效,以及是否需要对探测方法或设计控制进行改进。例如,在医疗器械生产中,对每一批产品的检测记录都要进行详细存档,以便在产品出现质量问题时,能够追溯到具体的检测过程和相关参数,分析问题产生的原因。
四、探测措施与其他 DFMEA 要素的关系
探测措施与失效模式、失效后果、起因机理以及预防措施等 DFMEA 要素密切相关。失效模式是探测措施的目标,即要检测的潜在问题;失效后果决定了探测措施的重要性和优先级,后果越严重,对探测措施的要求就越高;起因机理为选择合适的探测措施提供了依据,不同的起因可能需要采用不同的探测方法;而预防措施旨在避免失效模式的发生,探测措施则是在预防措施失效的情况下,提供额外的保障,及时发现问题,两者相互补充,共同确保产品设计的可靠性 。
通过对探测措施的定义、类型、关键要点以及与其他 DFMEA 要素关系的深入理解,能够在实际的 DFMEA 分析中,更合理地制定探测措施,提高产品设计质量,降低产品在使用过程中的失效风险。
以上从多维度解读了 DFMEA 中的探测措施。若你在实际应用中还有具体问题,比如如何针对特定产品制定探测措施,欢迎随时和我说。
来源:FMEA达人