DFEMA设计潜在失效模式及影响分析
电池管理系统BMS潜在失效模式及后果分析(DFMEA)

外部供电低于系统供电最 小电压
系统供电不足无法运行
5 ☆ 电源输入范围不满足指标要求
在指标范围内,选择宽范围输入 的电源模块
3
老化试验
3
45
23 BMS数据存储
数据存储
无法正常存储历史数据
历史数据无法正常保存和 分析
2 ☆ 存储芯片损坏
采用汽车级元器件设计 老化测试
3 老化试验 2 12
24
电源模块 符合技术要求
10
设计验证
1
70
34
绝缘电阻检测 功能
在充电、放电状态下对车 身与电池负极之间的电阻 进行实时检测
在充电、放电状态下,绝 缘采样值跳变
绝缘电阻检测阻值不准,造 成漏电检测误报,影响车 辆行驶
7
☆
平衡桥式绝缘方案设计中绝缘采集 回路滤波电容容值100NF偏小
新电路修改为10UF,功能要充分 进行环境实验验证,包括充电、 放电、高低温实验等
BMS温度采集电路分压电阻损坏或
温度传感器损坏
高低温测试
1 温度采集功能 温度进行实时检测,并且
7☆
精度符合技术要求
温度采集显示温度一直保 持不变,且显示数值与实 际不符
温度采集功能失效,导致 BMS无法检测到温度
BMS与温度传感器接触不良
老化测试 震动测试
2 震动试验 3 42
对电池总电压进行实时检 电池电压采集不到
对接触器失去部分控制, 导致其闭合后不能断开
电源系统一直和负载连 接,使电池一直处于放电 状态
6
高压回路接触器 对接触器实现完全控制, 对接触器失去部分控制导 电源系统和负载失去连
控制功能
包括闭合与断开
dfmea潜在失效模式及后果分析案例

7
两侧导向筋强度不 足
CAE分析,导向筋 强度合理化 增加加强筋,提 高强度 连接处配合方式 选择合理
8
撞击导致结构破坏
8
连接处密封性差
密封性
手柄密封性 软管与软管连 不满足客户要 接管的密封性 求,影响手柄吸 差 尘效率 9 连接处密封性不足 增加密封件
裸机通过 重要部位断 需通过球 球击测试, 产品无法再使 裂(尤其是机 击测试 功能正常, 用 壳) 无断裂 电池包2000 电池包松脱或 次插拔寿命 电池使用效率 测试后挂靠 低 不牢 通过整机配 电池包撞墙 测试 机壳配合处断 裂
3
105
排除电池包倒扣位, 各暂定一个插拔力范 围。例3-5 kgf 1.参照样机考虑加弹 簧或弹片式减振结构
尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度
检测插拔力 1.单边间隙 0.4mm以上 2.参照园林产 品
保证下盖与进 气口橡胶套翻 边配合无间隙 尘桶和下盖橡 胶密封圈尺寸 保证无间隙 分离管密封圈 翻边与尘桶之 间单边0.2mm过 盈 导流锥与橡胶 圈压装0.3mm过 盈 进气口与风机 橡胶套之间配 合单边过盈 过渡配合,IQC 尺寸全检 气阀密封圈喇 叭口做大,有 段直边配合 进气端两颗螺 丝柱保证高度 方向精度 密封圈与通风 盘内孔有单边 0.2mm过盈,检 测旋转力度 面接触部位开 槽加O型圈
8
A
1.塑件壳体加强筋 1.合理布设筋板 布设不合理 2.连接处强度薄 2.零件连接处强度 弱处加固 过于薄弱 1.机壳未做圆滑过 渡,磨损过大 2.电池包倒扣弹簧 疲劳 1.机壳参照园林 产品做圆滑过渡 2.选用成熟的电 池包 1.参照园林产品 机壳限位筋位强度 设计 2. 不够 配合尺寸计算累 积公差 1.参照园林产品 机壳与电池包卡扣 设计 2. 配合不当有干涉 配合尺寸计算累 积公差 机壳与电池包配合 配合尺寸计算累 间隙不当或无弹性 积公差 减震结构
发动机系列 潜在设计失效模式和后果分析(DFMEA)

全
加强筋布控不合理
产品功能需求;减 少碰穿面,设计时 严 无明显过度增减壁 6 重 厚现象
设计时未充分考虑 严 与其配合安装物的 8 重 安装尺寸公差
卡夹留有的空间余 量不合理,或者设 计时公差标注配合 不好,对配合强度 严 估计不足,设计时 8 重 出现偏差
1.设计时未考虑卡 脚除了配合橡皮胶 套还要与发动机护 严 板配套。2.没有考 7 重 虑后续变形问题,
咨询原材料供应 商,选择符合设计 3 120 要求的原材料
3 72
咨询原材料供应 商,选择气味性, 3 120 挥发性小的原材料
6 96
选择阻燃性优异的 原材料。如碳酸钙 填充的PP
8 3 3 72
选择气味性小的原 材料。
8 3 3 72
结构型面设计 结构型面设计 结构型面设计
1.断差
1.分型面设计不合 2.错位
缺陷积累的经验。
3 108 向主机厂索取与整 车匹配关联尺寸数
4 128 据
3 48
3 126
装配工艺可行性/ 安装工具的运动空 间狭窄
装配困难,客户抱 怨
6
发动及标牌设计
字体高低的控制
字体高低设计不合 理会导致成型时字 体表面熔接痕明显
震动设计
卡脚不单单是装配
强度,同时要考虑 卡脚断裂,从发动
发动机使用过程的 机上剥落等完全失
Approval/Date 供应
Process Function/ Requirements 过程功能/要求
Potential Failure Mode 潜在的失效模式
S
Potential Effect(s) of e
Failure 失效可能造成的后果
DFMEA设计失效模式及后果分析

设计评审
3
设计评审
中间开口、 开孔或边沿 无尖角、无
尖边缘
中间开口、开孔 或边沿有尖角、
尖边缘
外观不良,易产生飞边,并导致 后期修整困难
6
圆柱、卡扣 座、安装筋 等结构强度
足够
圆柱、卡扣座、 安装筋等结构强 加强筋少、矮,壁厚太薄 度不够,易断裂
6
安装方便
安装困难 效率低、拆卸不方便
8 SC 材料不合格 2
耐高温性 不耐高温性 性能下降、强度下降发粘异臭味 8 SC 材料不合格 2
耐热循环性 能良好
耐热循环性能差 易变形、早期失效
耐振动性性 能良好
耐振动性性能差
易变形、断裂、脱落
振动性耐久 振动性耐久性能
性能良好
差
易断裂、早期失效
耐气候老化 耐气候老化性能
性能良好
差
变色、早期失效
试验验证
3
将窄、细、薄等部位加强
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
增加定位点
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
设计定位面、槽、柱等结构
设计评审
5
图样评审、数模验证
2
设计评审
2
设计评审
2
在三维数模进行面分析
设计评审
壁厚不能超过本体壁厚的1/3,最大不 3 能超过1/2。必须超过时,须对根部进
6
产品易于涂 装
产品难涂装 外观不良
6
尽量避免嵌 件结构 嵌件数量多
效率低、不安全、易损伤模具或 产品
6
嵌件不脱落 、不转动
设计失效模式与影响分析(DFMEA)

2
合尺寸合理,对公差
尺寸要求合理
数据校核,对配合
24
尺寸及公差要求进 行审核,试制试装
匹配
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
维修合理性 装配困难
维修困难/装卸 困难
6
装配过程中与其他零 重 件干涉/无操作空间/未 要 考虑产品的重复拆卸
性
2
装配过程模拟校核, 保证无其他零件影响
装配
2
24
数据校核,试制试 装
2
24
数据校核审查
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
/电镀
电镀不良(附 电镀起皮,脱 着力不足) 落,客户抱怨
6
重 要
产品壁厚不均 材料选择不当
参考现有产品,结构
2
优化
2 24
数据校核审查
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
/电镀 /装配 /装配 /装配
电镀起皮,脱 影响外观客户抱
落
怨
8
电镀工艺不合理/铜铬 镍的镀层厚度不合理/ 材料选择与电镀工艺
规的要求,符 合《GB115662009乘用车外 部突出物》5.3
无法通过整车型 式认证,无法上
市
9
中的要求
严 重
产品外凸边缘存在尖 角或R角及间隙宽度
不在法规范围内
对产品A面进行法规 校核,并在图纸中标 3 明符合《GB11566- 1 2009乘用车外部突出
物》5.3中的要求
按《GB11566-2009 27 乘用车外部突出物
不合理
参考现有成熟产品合 2 理选用材料合理安排
电镀工艺
2
32 设计评审,对标设计
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
潜在设计失效模式及后果分析-DFMEA

潜在设计失效模式及后果分析(设计FMEA)简介设计FMEA主要是由负责设计的工程师/小组采用的一种分析技术,用来保证在可能的范围内已充分地考虑到,并指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。
应评估最后的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。
FMEA以其严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时,一个工程师和设计组的思想(其中包括,根据以往的经验和教训对可能出现问题的项目的分析)。
这种系统化的方法体现了一个工程师在任何设计过程中正常经历的思维过程,并使之规范化、文件化。
设计FMEA能够以下几方面支持设计过程,以降低产品的失效风险:●有助于对设计要求和及设计方案进行客观的评价;●有助于制造、装配、服务和回收要求的最初设计;●提高在设计、开发过程中,考虑潜在失效模式及其对系统和车辆运行影响(概率)的可能性;●为全面、有效的设计试验和开发项目的策划,提供更多的信息;●根据虑潜在失效模式对“顾客”的影响,对其进行分级列表,进而建立一套改进、开发和试验的优先控制系统;●为建议和跟踪降低风险的措施,提供一个公开讨论形式;●为将来分析研究售后市场相关情况,评价设计的更改及开发更先进的设计提供参考(如:学到的经验)。
顾客的定义设计潜在FMEA中“顾客”的定义,不仅仅是“最终使用者”,还包括车辆设计或更高一级装配设计的工程师/小组,以及在生产过程中负责生产、装配、和售后服务的工程师。
第二版内容:(FMEA的全面实施要求对所有的新部件、更改过的部件以及应用或环境有变化的沿用零件进行设计FMEA。
FMEA由负责设计工作的工程师们制定,但对有专利权的设计来说,可能由供方制定。
)小组努力在最初的设计潜在FMEA过程中,负责设计的工程师被预期能够直接地、主动地联系所有有关部门的代表。
这些专家和负责的领域应该包括,但不限于:装配、制造、设计、分析/试验、可靠性、材料、质量、服务和供方,以及负责下一较高价或低价的组装、系统、子系统或零部件的设计部门。
DFMEA失效模式分析报告

度
O
现行控制
探
测
度
D
RPN
建议
方法
责任
及目
的完
毕日
期
方法成果
防止
探测
采用的方法
S
O
D
RP
N
PCBA
EPON各项
指标合客
户规定
陶瓷电容(C1 C23C24C60源自C46..)影响产品性能、寿命
1
1
1.元器件一致性局限性 2 器件破损
2
1.元件降额使用,最小确保元件使用降额 90%2.规定全部器件严格测试
2
6
无
光模块
(U17)
影响产品性能
3
3
2
零件承认产品试作产品验证
3
54
无
LED灯(LED1-LDE5)
影响产品性能
2
3
1
零件承认产品试作产品验证
3
18
无
PCBA
EPON 各项指标合客户规定
FLASH(U30)
影响产品性能
2
1
1.元器件
一致性局
限性 2.器
件破损
2
1.元件降额使用,最小确保元件使用降额 90%2.规定全部器件严格测试
设计失效模式分析
DESIGNFMEA
产品名称:
NAME:
日期:
DATE:
客户产品型号:
CUSTOMERTYPENO:
批准
Approvedby
审核
Checkedby
拟 制
Madeby
产品EP401M潜在失效模式及后果分析
(设计FMEA)
子系统
功效规定
硬件设计过程潜在失效模式和后果分析(DFMEA)

重要 收音天线端受瞬时高电 3 压击坏失效。
重要 收音天线接收不好; 3
重要 主机12V输入滤波电路 4 不合格。
重要 12V供电低压检测及高 4 压保护不合格导致。
重要 按键AD检测电路受干扰 3 。
重要 串口数据以11520HZ的 3 速率传输,干扰音频。
重要 DDR走线没达到要求。 3
重要 倒车视频源受整车电源 4 干扰。
选用Molex 连接 器,质量可靠;
高温+70度运行按键 4 测试。
蓝牙模块软件处理 蓝牙音频回声体验 2
3G模块软件处理 3G语音回声体验。 2
TFT5V供电滤波电路 视频信号发生器标 2 准信号输入,TFT显 示测试。
DDR处PCB设计严格 视频老化不间断测 4 按照设计规则走线 试。
FFC厚度与FFC座子间隙不配 面板按键无作用 合
音频背景噪音测试有超标噪 用户体验差 音
7
重要 触摸屏材料耐高,低温 3
选择可靠的触摸屏 触摸屏高温,低温 4
工作范围;生产工艺不
厂家
老化测试。
合格。
7
重要 陶瓷电容受温度影响出 3
选择X7R,X5R型陶瓷 LCR测试仪辅助测 4
现偏差,影响电路性能
接口位置结构设计 GPS天线插拔力拉 4 不干涉;选用合格 力计,压力计测试 GPS座子,接头。 。
PCB天线端阻抗匹配 WINCE下GPS串口数 4
50欧姆。
据检测。
PCB天线端阻抗匹配 3G串口数据检测, 6
50欧姆;3G天线至 界面信号强度显示
于面壳无五金遮挡 检测。
处。
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Choose certainty. Add value. value.
• • • • • •
FMEA 和风险的联系
什么是风险? 你的产品有风险吗? 你的产品生产过程中有风险吗? 这些风险需要控制吗? 我们采取何种措施可以避免或者降低风险? Choose certainty- Add value. 采取的措施得到有效实施了吗?
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Choose certainty. Add value. value. 1) FMEA编号 • 填入FMEA文件编号, 以便查询。 2)系统、子系统或零部件的名称及编号 • 注明适当的分析级别并填入所分析系統、子系統或零件的 Choose certainty- Add oduct Service Ltd. TUV SÜD Group
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Choose certainty. Add value. value.
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20
Choose certainty. Add value. value.
3) 设计责任 • 填入整车厂(OEM)、部门和小组, 如果知道,还应包括供方的名 称。 (谁负责产品设计) 4)编制者 填入负责FMEA准备工作的工程师的姓名、电话和所在公司的名称。 Choose certainty- Add value.
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Choose certainty. Add value. value. • 为了便于将潜在的失效模式及其影响后果分析成文,已设 计出专用表格。 • 下面介绍这种表格的具体应用,所述各项的序号都相应标 在表上对应的栏目内,完成的设计FMEA表格的示例见附录 B: Choose certainty- Add value.
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Choose certainty. Add value. value. 顾客的定义 • 设计潜在FMEA中“顾客”的定义,不仅仅是“最终使 用者”,并且包括车型设计或更高一级装配过程设计 的工程师们/设计组,以及在生产过程中负责生产、 装配和售后服务的工程师们,法律法规要求。 Choose certainty- Add value.
Choose certainty. Add value. value.
DFMEA-设计潜在的失效模式及后果分析
Design Potential Failure Mode and Effects Analysis
Choose certainty- Add value.
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13
Choose certainty. Add value. value.
Choose certainty- Add value.
图1
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Choose certainty. Add value. value.
定义
失效 : • 在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能。 • 在规定条件下, 产品参数值不能维持在规定的上下限之间。 • 产品在工作范围内, 导致零组件的破裂、断裂、卡死等损 坏现象。 Choose certainty- Add value.
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Choose certainty. Add value. value.
子系 统 功能 要求
潜在 失效 模式 潜在 失效 后果 严 重 度 S 级 别 潜在 失效 起因/ 起因 机理 频 度 O 现行控制 预 防 探 测 探 测 度 D R P N 建议 措施 责任及 目标完 成日期 措施结果 采取 的措 施 S O D R P N
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Choose certainty. Add value. value. 设计FMEA • 设计FMEA是一份动态文件:应在一个设计概念最终形成 之时/前开始,而且,在产品开发各阶段中,当设计有变 化或得到其它信息时,应及时,不断地修改,并最终在产 品加工图样完成之前全部结束。 • 考虑制造/装配的要求是相互联系的,设计FMEA在体现 Choose certainty- Add value. 设计意图的同时,还应保证制造或装配能够实现设计意图。 • 制造或装配过程中可能发生的潜在失效模式分析不需包含 在 设 计 FMEA 当 中 , 它 们 的 识 别 , 影 响 及 控 制 由 过 程 FMEA来解决。
怎样能得到 预防和探测? 该方法在 探测时 有多好?
6
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Choose certainty. Add value. value. FMEA 的时机 • 成功实施FMEA项目的最重要因素之一是时间性 时间性。其 时间性 含义是指“事件发生前”的措施,而不是“事实出现 后”的演练。为实现最大价值,FMEA必须在产品或 过程失效模式被纳入到产品或过程之前进行。事先花 时间很好地完成FMEA分析,能够最容易、低成本地 对产品或过程进行更改,从而最大程度地降低后期更 Choose certainty- Add value. 改的危机。FMEA能够减少或消除实施可能会带来更 大隐患的预防/纠正性更改的机会。应在所有FMEA小 组间提倡交流和协作。 • FMEA的全面实施要求对所有新部件 更改过的部件 新部件、更改过的部件 新部件 以及应用或环境有变化的沿用零件 应用或环境有变化的沿用零件进行设计FMEA。 应用或环境有变化的沿用零件
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Choose certainty. Add value. value. 设计FMEA • 设计FMEA应从所要分析的系统、子系统或零部件的框 图开始。给出了框图的示例 • 框图说明了分析中包括的各项目之间的主要关系,并 建立了分析的逻辑顺序。 • 用于FMEA的准备工作中这种框图应伴随FMEA过程。 Choose certainty- Add value.
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Choose certainty. Add value. value.
5) 年型/车型 • 填入将使用和/或正被分析的设计所影响的预期的年型及车型(如 果已知的话) 6) 关键日期 • 填入FMEA初次预定完成的日期,该日期不应超过计划的产品设计 发布的日期。 Choose certainty- Add value. 7) FMEA日期 • 填入编制FMEA原始稿的日期及最新修订的日期 8) 核心小組 • 列出有权确定和/或执行任务的责任部门和个人姓名(建议所有参 加人员的姓名、部门、电话、住址等都应记录在一张分发表上)
Choose certainty- Add value.
图3
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Choose certainty. Add value. value.
Choose certainty- Add value.
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14
Choose certainty. Add value. value.
Choose certainty- Add value.
图2
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Choose certainty. Add value. value.
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10
Choose certainty. Add value. value. 设计FMEA
• 设计FMEA不是靠过程控制来克服设计中潜在的缺陷,但的确 要考虑制造/装配过程中技术的/体力的限制,例如
–必要的拔模(斜度) –受限制的表面处理 –装配空间/工具可接近 Choose certainty- Add value. –受限制的钢材硬度 –公差能力
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Choose certainty. Add value. value.
设计FMEA的开发
• 主管设计工程师拥有许多用于设计FMEA准备工作的文件。 • 设计FMEA应从列出设计希望做什么及不希望做什么开始, 如设计意图。顾客需求(正如由QFD之类活动所确定的一 样)、车辆要求文件、已知产品的要求和制造/装配要求都 应结合起来。 Choose certainty- Add value.
• 有新的风险出现吗?
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2
Choose certainty. Add value. value.
• • • •
FMEA 和风险的联系
产品/过程的风险是和产品/过程所要实现的功能想对应? 所要实现的功能/满足的特性可通过质量功能展开来确定(QFD). 功能和特性定义得越明确,风险识别就越容易. 任何的风险都对应着失效