福特可靠性(稳健性)工程培训

1、欢迎大家参加稳健性工程培训课程目标懂得稳健性工程分析的方法和作用，以及稳健性工程 分析在产品开发中的应用。课程内容稳健性的含义是什么？稳健性工程分析的目的是什么？稳健性工程分析的核心思想是什么？稳健性工程分析流程介绍产品开发流程介绍稳健性工程分析的方法和作用及在产品开发中的应用小结稳健性的含义稳健性就是产品对影响其功能的负面因素的敏感性。 就感性高就是稳健性不好，敏感性低就是稳健性好。（举例说明：炎热的夏天，人们外岀活动有的中暑，有的不中暑；使用空 调有的感冒，有的不感冒这些说明每个人对气候的敏感性不同，敏感性 高中暑/感冒就叫稳健性不好，敏感性低-不中暑/不感冒就叫稳健性好）稳健性工程就是研

2、究我们的产品怎样才能对影响其功 能的负面因素不敏感的一门学科。稳健性工程分析的目的稳健性工程分析的目的：使我们设计并生产制造出来 的产品对影响其功能的因素不敏感，减少设计和过程 问题的发生，从而实现其理想功能的输出。显而易见，提高稳健性有以下好处：1减少顾客抱怨，提高顾客满意度。2降低维修频次及公司三包成本，提高公司利润或减少客户的维修支出。3. 在市场上形成好的口碑直接或间接促进销售业绩，同时提升品牌形象。4为顾客降低折旧成本，增加再售价值，从而留住老客户，拓展新客户。稳健性工程分析的核心思想核心思想：预防为主，事先控制。1充分应用相似产品的质量历史和经验教训。2. 分析每一个设计和过程环节

3、的依据和理由。3分析每一个设计验证和过程/生产验证测试项目、测试条件、样本数及 其选择方式、接收标准等等的依据和理由。避免靠“感觉”、拍脑袋或靠“记忆”进行产品开 发。要求经验书面化，依据/理由书面化，克服人员 流失经验流失出现断层的情况发生，持续积累工程经 验，闭环管理循环提升产品设计和过程质量。稳健性工程分析流程流程模板产品开发流程2定义需求任务申明优化的设计需求/干扰 或功通过/失效概念开发和 选择（特性）选择的概念 最终技术规范DVP设计和优化4验证制造和监控产品开发工程师验证设计5团队建立Team MembersProci ram & Model YearEdit Date:

4、System / Subsystem / Component:Revise date:Team MembersRoleE-mailContact Tel,Prepared by:Reviewed by:Approved by:团队建立成立稳健性工程分析团队：*PD牵头人；* PD工程师；* PD可靠性工程师；*质量工程师；*在线产品开发工程师；*测试工程师；*售后工程师；*制造工程师；* VE工程师；* STA工程师；*边界或接口产品的相关工程师。调研客户需要明确客户的需求，转化为整车/系统/子系统/部件的功能和工程要求，设定产品目标，说明目标的来源依据。Customer Requiremen

5、ts/WantsProqram & Model Year:Edit Date:Revise date:RequirementStandard(SDS/Judgement)Function TargetVoice of CustomerEngineering DescriptionFUNCTIONAL PERFORMANCEAPPEARANCE & DESIGNBUILD QUALITY / FIT & FINISHSAFETY/REGULATION PERFORMANCEPrepared by:Reviewed by:Approved by:初始设计方案的概述初始设计方

6、案即选择的设计概念（取决于客户的需 求）的爆炸图陈述：1. 展示每个零件的部位特征和相互的匹配关系；2. 概述整个产品的工作原理；展示该方案的优势。质 历史质 历史QUALITY HISTORY三二i匸nr三Genl iw Z合c -GWRpnirwJCGnewmwniECALLS/BUYBACKSSv=tsProaram NameProblem DescriptionFrequencyRoot CausePCATHINGS GONE WRONG (GQRS / JD Power)Proaram NameProblem DescriptionFrequencyRoot CausePCAWARR

7、ANTY REPAIRSfAWS/CQIS)Program NameProblem Description(Frequency)ConceriWD No.Root CausePO.zRS Concerns/Alertf8DProgram NameProblem DescriptionFrequency*Root CausePCARABILITY/TESTINGProaram NameProblem DescriptionlFreauency)AIMS/8D NO.Root CausePCALAUNCH / GENERIC CONCERNS / AIMS / 8D ISSUESProaram N

8、ameProblem DescriptionFrequencyRoot CausePCAMANUFACTURING ISSUES AFTER J1Proaram NameProblem DescriptionFreque ncyRoot CausePCASERVICE CONCERNS (FCSD)Proaram NameProblem DescriptionFrequencyRoot CausePCACAMPAIGNS/RProgram NameProblem DescriptionFrequencyRoot CausePCABenchmarkingMilestone NameProblem

9、 DescriptionRoot CauseICAorPCACURRENT (System / SubsYStom / Component) HAPREMED ISSUES质量历史Why?为什么要搜集质量历史1. 明白过去的部件/系统的失效历史，以及在过去别的 地方相似的应用。2. 根据DFMEA, DVP等等信息澄清质量历史中问题的 风险度顺序。3. 预防相似问题再次发生。质量历史和经验教训必须有清楚的问题描述，发生 频度，正确的根本原因，已验证有效的永久措施,根据它 评审并改进最初的设计方案。What?质量历史做什么1 三包的历史问题*TGW-GQRS/JD Power,* Warrant

10、y Parts Return Center,* 6 Sigma project database2. 经验教训*先前的召回教训*目前或类似产品的投产经验教训*供应商的经验教训/8D报告信息等等3. 测试*供应商类似部件的台架试验数据*耐久试验的失效历史*设计验证计划和报告的失效历史* AIMS和8D数据库When?什么时候搜集质量历史1. 策略确认阶段vPSC将评审质量历史在项目批准vPA和设计冻结FDJ评审之前应该仔 细审阅质量历史失效模式清单质量历史How?怎样搜集质量历史1. 要求问题源头方提供信息2. 评审过去的失效制作历史信息清单3. 过去的验证通过仍发生的失效，评审验证的测试条件/

11、样本 数/接收标准的合理性，或增加额外的试验，便于确保验证 计划更加的稳健。根据模板包含的各个渠道从不同的部门或系统资源库 (AWS/G8D/6-Sigma/GQRS/JD Power /Campaign Prevention/DURIS/AIM/BSAQ etc database)获得各方面的 质量历史和经验教训信息边界图Boundary DiagramEdit Date:Revise date:System Marne(C2)软件Physical Contacc Energy Transfer 5ate method: on line:B Bolted Attach (by bolt, b

12、oh with nut. or river attachment)K Rest On (Only put one component ou another xnthout any attach-ment or ipeciaL locked structure d.eiisn intent)* S Snap Fit Attach (Including attraction, button, or lock by camponenu cnvn zcniccure) W Weld AttachP Push pin attachC ClipA Adhecive【I Component匚二二Sub-Sy

13、stem厂1 SystemAmw mm寸 f Internal Physical Contact / Energy TransferIntemal Clearance RequiredI t External Physical Con tact / Energy Transfer* External Clearanee RequiredF Fl-ushnes required (additional not* if required) Why?为什么要做边界图匕是一个驱动DFMEA过程按一定的原理进行操作的工具:1 识别范围为分析失效模式/原因/后果进行头脑风暴的一个形象的工具边界图What?

14、边界图做什么定义系统的边界/范围，并澄清相互之间的关系边界图How?怎样做边界图1. 团队统一边界图分析的目的和细节要求的深度2. 高度集中开始系统工程级详细的边界图分析3识别所有的系统边界（硬件/软件和其它）创建边界的原则：最大化降低干扰因素的影响，最小化历史问 题的重现，目的是达到最优化的功能输出。界面分析Interface MatrixSystem / Subsystem / Ccm&cnent:Revise date:WARNING! genter vs lues into the grayed out Only enter vs I u« intc-th2 whit

15、e s re a. When values sre entered into the white 3r3. the ce-rrepe-nding -gray siriG will suturratticallj 匕乞 mntEfEd.A1A2B1Edit Date:B2C2P： Physically touchingE： EriEry ransferI： Infcrwation exchangeAVexchangeRequired2for functionbesired1Benef iciaL but no+abolu+ely neceary* for funetianaliyIntdif f

16、er&nt0bees no+<rffunctionalityUn cesirea-1Cquses n&galive effects b" does nor prevent func*dcraliiyDetrimental-2Mis? b£ prevented la achk-ve functionalilyReviewed by Reliability:Approved by PMT Leader:Prepared by PD:界面分析Why?为何要做界面分析1. 设计团队根据功能要求逐级的识别内部和外部的关键界面2. 能更多的明白我们应该具备的一些基

17、本的功能，并清楚它是 怎样影响其它的系统或部件/或怎样被其它的系统或部件影响3. 能识别系统或部件之间负面的相互影响从而赋予特别的关注 消除错误/预防问题/确保稳健性4. 能识别通用的SDS没有捕捉到的一些功能要求，并逐级的 输入给设计者和SDS创造者，从而考虑到设计中并开发该 项目专门的SDS界面分析What?界面分析做什么识别系统界面并聚焦于系统及其界面系统相互之间的交互影 响，文件化，量化并排列系统界面的优先次序及相互影响程 度的次序How?怎样做界面分析1有下列几种方式和工具帮助进行界面分析a. 边界图识别系统元件之间的相互关系b. 界面矩阵c. Exce清单（界面控制文件）d. 系统

18、界面分析者2. 团队可以根据自身的实际状况选择或并列使用最适合他们的工具根据边界图清楚它是怎样影响其它的系统或部件，或怎样被其它的系统或 部件影响（分析物理接触/能量传递/信息交换/材料交换关系）X1Inputs输入nOutputs输出ControlsError States传递函数：Y=f(X)P图Why?为什么需要做参数图1. 通过文件化材料明白系统功能是怎样通过一些输入和输出 来实现的。2. 研究所有的将影响功能导致失效的影响因素。通过优化功能和避免失效提供改善系统的根据。What?参数图做什么1 为了识别相关系统潜在的影响区域捕捉团队的经验。2. 它是一个帮助潜在稳健性试验和参数设计开

19、发的一个工具。重点是阐述基 于其相关的使用环境，内部和外部的影响因素决定怎样来进行一个设计。3. 它是一个工具：让工程团队更好的明白进入他们系统的所有的影响因素， 从而明白怎样避免不被期望的功能降级或失效情况的发生。它是一个稳健性检查清单开发之前的一个前期环节。P图当中被识别的干 扰因素和错误状态将在稳健性检查清单中进行深入的分析。P图 When?什么时候做P图1 子系统的1/2阶段P图应该在vPSC节点前被完成。2旦P图被完成，它将帮助开发FMEA和稳健性检查清单。3 附件/部件的P图要求在vPTC节点时完成。What参数图有些什么内容1. 系统/子系统/部件名称2. Signal/inpu

20、t;输入信号3. Response Ideal Function;理想的功能输出4. Noise Factors;干扰因素5. Error States;错误状态输出Control Factors.控制因素How?怎样做P图1. Signal/lnput:信号输入a. 识别进入系统的能量b. 列出对应每一个功能的能量输入信号（如扭矩，电压，力等等）c. 使用可测量的工程术语来陈述信号的输入。2. Response Ideal functions:理想的功能输出a. 列出可测量的理想功能b. 列出对应每一个输入的功能输出c. 参考边界图澄清功能关联性（每一个界面至少有一个功能输出）d. 在P图里

21、的理想功能应该被包括到DFMEA里面。3. Noise Factors:干扰因素I. Piece to Piece 零件之间II. Change over time (Aging/Wear)超时的变化(老化/磨损)III. Customer usage客户使用习惯IV. External Environment 夕卜部环境V. System to System interactions 系统之间交互作用备注：标准规范不是正确的干扰因素。干扰因素应该是可测量的。为了 显示各干扰因素的重要性需要对其进行分类。通过界面系统/部件 的相应团队共同识别第“V”条的干扰因素。在界面分析中负面的风 险条款必

22、须包含进入P图的干扰因素之内。同时它是DFMEA当中 失效的原因。干扰因素包括工程师不能控制或者不选择控制的条 款。P图P图内部干扰因素（性能）外部干扰因素（要求）P图P图I. 零件之间的变差IILa. 制造变差b. 装配变差c. 材料变差IV.II. 超时的变化a. 磨损/老化bIC.材料属性的改变d尺寸的变化V.客户使用习惯a. 合理使用（但没考虑到）b. 误用（合情但不合理的使用）c. 滥用（不合情也不合理的使用）外部环境a. 太阳日晒b. 风c. 水/雪d. 灰尘/脏物系统间影响a. 和“部环境/系统/部件的相互影响包括相关联系统错误状态的输岀顾客使用的类型Normal use般使用M

23、isuse误用Abuse ?滥用IIINormal Use一般使用- ' i! Misuse误用Abuse滥用定量干扰因素的目的1. 干扰因素为我们的系统定义了操作条件不知道操作条件，我们不可能设计一个有效的系统P图4. Error States:错误状态a. 罗列干扰引起的错误状态b. 它是DFMEA的失效模式或者失效后果c. 它不是设计/制造错误d. 当输入能量产生不期望的响应则失效模式发生e. 考虑：全（硬）失效，部分失效，超越/降级功能，间断 的和无意识的功能发生。P图5. Control Factors:控制因素识别影响系统功能的控制因素，降低系统对干扰因 素的敏感性。a.

24、罗列能被团队控制的设计因素（材料选择，焊点数量，孔 深度，几何形状尺寸，位置和定位等）b. 它不是设计验证方式（物理的和分析的方式）在P图里的控制因素也许能帮助推荐DFMEA的预防行动P图的益处和考虑的事项 一个清晰的显示干扰因素的全面概括稳健性策划的来源每个系统都有干扰因素P图可以代表CAE或零部件DFMEADFMEA内容SystemSubsystemComponertModel Yeai(si/Program(s): Core Tean:POTENTIAL FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS IN DESIGN(DESIGN FMEA)Design Resp

25、onsibility: Ke/ Date:FMEA Number;Page ofPrepared by:FMEA Date (Orig.)i (Rev.)!Actons TatenAction ResultsRecommended Action(s)Resp on sibihly& Target Completio n DatePotential Cause(s|/ Mecha nism(sj of Failure0 c cCurrent Design Controls -Prwention -DetectionPotential Failure ModePotential Effec

26、ts) of FailureHow can this te prevented and detected? Changes to Standards Procedure or GuidesHow good is this method at detecting?AQiat can be done? Desig n Changes ProcessChanges Special ControlsD eto c cs e VWhatare thei Functions. 1 Features or .What can go wrong? No Function Partial/ Over/ Degr

27、acted Function Intermittent Function Unintended FunctionWhat arethera'llaticlit r*Steas List: Csian FMEAcl a s $D et e cHow badis it?What aretheCause(s)?How oftendoes itbapp&n?DFMEA评分标准Suggested DFMEA Severity Evaluation CriteriaDESIGN FMEASuggested DFMEA Occurrence Evaluation CriteriaSugges

28、ted DFMEA Detection Evaluation CriteriaEffectCriteria: Severity of EffectRankingHazardous without warningWry high severity ranking wtien a potential failure mode affects safe vehicle operation and/or involves noncom pli a neo with governm©nt regulation without warning.10Hazardous with warningVe

29、ry high severity ranking when a potential failure mod© affects safe vehicle operation an d/or involves non com pli a neo with government rogillation with warning.9Very HighVehiclG/item inoperabl© (loss of primary function).8HighVohicle/itom operable but at a roduoed level of performance.Cu

30、stomer very dissatisfied.7ModerateVehicltem operable but comfort/ 8nvenienc© itGm(s) inoperable Customer dissatisfied.6Lov/Vehicltem operabl© but oomfort/ 8nvonience itGm(s) operable at a reduced level of performaneo.Customer somewhat dissatisfied.5Very LowFit & finish/squeak & rat

31、tle item does not conform. Defect noticed by most customs (greatdr than 75%).4MinorFit & finish/squdnk & rattle item doos not conform. Defect noticed by 50% of customers.3Very MinorFit & finish/squoak & rattlo item doos not confonn. Defect noticed by discriminating customers (less th

32、an 25%).2NoneNo discernible effect.1Probability of FailureLikely Failure Rates Over Deeign LifeRanki ngVery High: Persistent failures2 100 per thousand vehiclGG/items1050 per thousand vehicles/items9High:Frequent failures20 per thousand vehic tes/ltems810 per thousand vehic tes/items7ModeratG： Occas

33、io nal failures5 per thousand vdhicl©s/it6m&62 per thousand vehicles/items51 per thousand vehiclGS/items4Low:Relatively f©w failures0.5 per thousand VGhicte&tGms30.1 per thousand whiebs/itams2Remole:Failure is unlikely<0.01 per thousand vehicles/items1DetectionCriteria:Likelihoo

34、d of Dstection by Design ControlRanki ngAbsolute UncwtaintyDesign Control will not amd/or can not detect a potential causG/mGchanism and subsequent failure mode; or there is no Design Control.10Very RemoteVery remote chance th© Design Control will detect a potential cause/inechanism and subsequ

35、ent failure mode.9RemoteRemote chance the Design Control will detect a potential cause/tnechanism and subsequent failure mode.8Very LowVery low chnng th© Design Control will dotact a potential cause/mochanism and subsequent failure mode.7LowLow clmnca tho Design Control will detect a potential

36、cause/mechanisin and subsequGnt failure mod©6ModerateModerate chance the Design Control will detect a potential cause/inechanism and subsequGnt failure mode.5Moderately HighModerately high chaneo th© Design Control will detect a potential cause/inechanism and subsequ©nt failure mode.4

37、HighHigh chance th© Design Control will detect a potential causd/mchanism and subsequent failure mode.3Very HighViy high chance thd Design Control will detect a potential cause/mochanism and subsequent failure mode.2Almost CertainDesign Control will almost certainly detect a potential cause.m e

38、chan ism and subsequent failure mode.1Design FMEAClassificationTo IndicateCriteriaActions RequiredCustomer (External) EffectYCPotential Critical CharactertsticCharacteristic has a causal relationship to Potential Failure Modes having Seventy of EHects rated 9 i oThe Design and Release Engineer mnd t

39、he Lflanufacturing Engineer, anaor Supplier work collaboratively to develop optimal cxunter-iTieasuresYSPotentialS»gnrftcantCharacteristicBoth criterion #1 and #2 must be met:1 Characteristic has a causal relationsriip to Potential Failure Modes hawing Severity of Effects rated 5艮 or where agre

40、ed by the cross-functional team. having Severity of Effects rated <52. Characteristic may be influenced by the manufacturing process and may require special control to maintain the required process capabilrt>fThe Design and Release Engineer mnd the Manufacturing Engineer, and'or Supplier w

41、ork collaboratively to develop optimal 8unter-measures YC/YS判定稳健性检查清单DEAL FUI4CT ON5三：工於 也7茨C=：tT2MF上弐5.53i)er 鼻就二W辽八心WVER. F：CAT OH METHODS匕|二三=二怕二USEFUL LIFE PERIODERROR STATESRangeniteractionVM TdfWN 35e挖讥细 o匸-二艺言兰"5la改= z-2!i.reNOISE FACTORMANAGEMENT _ STRATEG* 忖F阳斜 C3IIIIIIVStetzvCr?R-32：T

42、c：:-3y App 总寸 wrrmm Ds= >jr Upsize Ce=See3.Re：u=-. Remove No =-= Aaz C opt par =stior Uwt ：毘1J 2345_： S_73>«EDDEBDDB*代n mpQNOISE 1: Piece to Piece VariationI ieiei i°i rillal:HQISE 2: Chan gm OvmTimmLJLJQCslII|0|。1。1。1 I iM ll I I INOISE d:Eternjl Environmant1 11 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1

43、1al :：MCI SE 5:Sy stem Interactiona:l°l 11 1 1 1 1 1 1 1 11al :MOISE 3: Cugtomer II杓gg稳健性检查清单Why?为什么要做RRCL1. 使工程师能够分析干扰因素对他们系统的影响2. 使团队能够创建干扰因素和错误状态之间的关联性3. 给团队提供了一个评审他们的干扰因素管理策略的格式4. 帮助团队开发设计验证计划DVP,确保设计验证的项目， 验证方式（测试条件/接收标准/样本数选择等等）的稳健 性稳健性检查清单When?何时做RRCL1. 应该在vPA节点前开始，和系统DFMEA/DVP开发同时 进行RCL

44、应该在vPA节点完成稳健性检查清单What? RRCL做什么通过团队的努力在RCL中建立P图识别的干扰因素和错误 状态之间的关联性。另外：1. 高风险错误状态和所有相关的干扰因素关联性在RCL中被文件化2. 识别干扰因素引起的错误状态的风险级别3. 提供一个干扰因素的参数范围和所属范畴的操作信息窗口4. 文件化管理干扰因素的策略决定设计验证的项目，验证方式（测试条件/接收标准/样本数选择 等等）稳健性检查清单How?怎样做RRCL1. 复制在P图中已识别的干扰因素和错误状态到RRCL中2. 识别高风险的错误状态a. 高频率/高维修成本/高严重度的3包问题（见质量历史）b. 新设计的应用c. 评

45、审先前DFMEA的高危险度SO和高RPN值条款d. 评审先前项目的高风险投产问题3. 识别在RCL中干扰因素的参数范围和所属范畴4. 识别干扰因素对每一个错误状态的关联性及其影响程度5 识别每一个干扰因素的管理策略便于改善设计的稳健性稳健性检查清单How?怎样做RRCL稳健性检查清单How?怎样做RRCL6.蠶髒勲鶴般层干扰因素决定测试条件和样本数,稳健性检查清单NFMS干扰因素管理策略也称为稳健性策略，是在识别干扰后为了最小化这些 干扰的影响所采取的措施。DefineRequireme nts 定义需求3Design and OptimiseVerification 验证Man ufactu

46、re and Monitor 制造和监控Primarily used for these phases 对这气阶段主耍使用Not used for these phases 对这些阶段不使用May be used for these phases 对这些阶段可能便用#1:更改设计概念更改基本的设计概念来消除对干扰的敏感性。只易于应用在设计过程的早期。#2:对干扰变得稳健修正现有的设计使其对干扰更不敏感。 可以通过下列手段来实现：-参数设计-升级设计（增加强度）-增加多余的系统#3:减少或去除干扰减少或去除干扰因素也许是可能的。Actual 60 variation from productio

47、n process来自生产过程的实际66变差200 ±5202 ±1ProcessRevisions#4:补偿装置当更改设计或去除干扰都不可行时，另一个可 选的策略是对它进行补偿。补偿装置的范例包 括：-挡热屏减振块-挡石板BushHeat Shield#5:隐藏稳健性的问题有时干扰的后果可以对顾客进行隐藏这必须不是针对安全问题而进行的干扰因素管理矩阵干扰因素管理矩阵（Ma交宜雀1用）=I1I*Yes,J.亠/J_J*J,J*J尸JB,J：外部环境（气候/道路条i*YesYesYes件）1fl1Piece to PieceYesYesVariation件与件间的变：Chan

48、ges Over TimeYes（WearOut）随时间的变化（磨损） CustomerYesYesYesUsage顾客使用4:41fl?通过参数设 试验/技术/更i计的稳健设 改i计消除或减少 Compensation干扰device补偿装置|Disguise the Problem隐藏问题YesYes System FMEAYes System FMEANoYes SPC:!Yesi Materials Engineering 材料工程YesSystem FMEA 系统FMEAI INo通过增大强 度的稳健设 计NFMS益处和考虑的事项使用NFMS的益处包括：-更稳健的产品一减少问题当使用NFMS时要考虑的事情包括：- 一个系统的NFMS可以会消极地影响另一个系统。一确保其他的参与方是参与其中的，例如将被执行该策略的供 应商。稳健性检查清单Why?为什么要做DVM1 .它将连接你的干扰因素将导致哪些失效模式2.识别设计验证试验的能力并罗列干扰因素和失效模式的关 联性清单3识别现有的DVM没有或不能论证当前干扰因素的差距。 （呈现哪些试验应该被修订