FMEA在車門設計中的應用策略

天行健精益生產發表於2021-12-08

車門是汽車的重要組成部分,既承擔進出汽車的功能,又是汽車外觀最富有變化和最引人注目的部分之一。在設計過程中,車門作為車身結構中的重要組成部分,其強度、剛度、可靠性、工藝性及造型風格等必須滿足車身整體效能的要求,需要在各步驟之間迴圈往復,不斷交叉進行,多方面考慮以保證最終設計的合理性。而FMEA的引入可以使這個過程更科學更可靠。具體操作如下:

1、對車門設計物件進行分析

FMEA的第一步就是分析設計物件。要做好車門的設計,首先需要對車門的功能要求進行分析,車門作為汽車的一個重要模組,必須滿足顧客多方面的要求。包括使用方便性、安全性、密封性、動作可靠性、視野性、製造工藝性和維修性,以及外觀設計上要具備良好的視覺效果。這都是車門的基本要求。

2 、鑑別車門失效模式

根據FMEA 的基本原理及方法要求,進行車門失效模式分析,首先列出車門系統所有零部件的全部故障模式和產生原因,明確重要的故障模式;然後根據系統可靠性的邏輯關係,用歸納推理的方法分析車門各種故障模式對其各功能級別造成的影響和後果;再判定出各種故障模式對汽車功能造成的失效效應的嚴重等級;最後提供發生故障以後的建議補償措施。整個過程以一張FMEA分析表作為輸出。

3、 評價車門設計潛在失效的後果

潛在失效的後果就是失效模式對功能的影響。車門的潛在失效後果可能有:行駛中的噪音、車門不密閉導致的漏水現象、油漆不佳導致外觀不良、車門變形導致開關不暢、門鎖故障導致安全效能降低等等。在進行後果分析時要根據內、外部顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的後果;要清楚地說明該失效模式是否會影響到安全性或與法規不符。另外要記住不同級別的系統、子系統和零件之間存在著系統層次上的關係。例如:一個門邊卡鎖零件的斷裂可能引起車門總成件的振動,導致整車執行不穩,效能下降引起顧客不滿。

嚴重度是一個量化的指標,是以數值方式對一個失效模式的影響程度進行分級。針對汽車製造行業,FMEA系統有個標準的嚴重度評價準則,在FMEA的相關國際標準資料中都能查詢到,它將嚴重度從低到高分為10級,後果最輕微為1級,後果最嚴重為10級。在車門設計中,研究車門失效模式帶來的後果嚴重度時,也採用這個評價準則。

4、確定風險係數RPN

風險係數RPN是FMEA分析的一個重要引數,其定義為潛在失效模式分析中嚴重度(S)、頻度(O)和探測度(D)三者的乘積。即:RPN=S*P*D。這是一個描述對產品設計風險性的度量指標。風險係數越大,表明該項設計越不好。對列表中較高的RPN,應給予優先重視,採取對策措施,以降低RPN值。尤其對嚴重度(S)級別高者,須特別注意。

5、 針對各失效模式進行車門設計改善

在建議措施中,高RPN值、高嚴重度的專案視為首要改善專案。糾正措施的目的就是要降低各專案嚴重度、頻度、探測度級別。可以採取的改善措施包括:修改設計幾何尺寸或公差、修改材料規範、變更加工工藝、修正試驗設計等。要降低嚴重度級別,修改設計是唯一途徑。當確定了糾正預防措施後,估算並記錄措施執行之後的嚴重度、頻度和探測度數值,並重新計算RPN值,只要措施正確,車門設計中的幾項潛在失效模式,風險係數很快降到40以下,滿足設計的可靠性要求。

實踐證明,FMEA的實施,能夠更清晰瞭解顧客對車門的功能需求,為全面有效的設計、開發和專案的策劃,提供更多的資訊,FMEA能夠根據潛在失效模式對顧客的影響,對其進行排序列表,進而建立一套改進設計和開發試驗的優先控制系統;最後,FMEA的實施能夠提高未來車輛使用過程中車門的可靠性,將發生問題的機率降到最低,從而間接保證整車的優越效能。


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