P图技术在FME_C_A中的应用研究.docx

P 图技术在 FME（C）A 中的应用研究杨远波 1张大钢 1孙文祎 2（1. 天津津航计算技术研究所， 天津 300308； 2. 北京运通恒达科技有限公司， 北京 100089）摘要简要介绍了 P 图技术， 并详细介绍了 P 图中的干扰因素、 错误状态、 控制因素在 FME（C） A 的故障原因、 故障模式、 故障影响及控制措施分析中的应用， 最后给出了 P 图示例。关键词P 图FME （C） A干扰因素错误状态控制因素引言FMECA （ Failure Mode Effect and Criticality Analysis） 作为一种风险分析技术， 被广泛应用于产 品可靠性、 维修性、 测试性、 安全性等领域[1]。P 图 （P-Diagram） 是 Parameter Diagram 的简 称 ， 最 初 由 Madhav. S. Phadke 在 《 Quality Engineering Using Robust Design》 一书中提出[2-3]。 P 图通常作为健壮性设计工具， 被广泛应用于产品 的健壮性设计领域。 近年来， 美国 Ford 公司把 P 图作为 FMEA 的辅助分析工具， 取得了良好的效 果 。 北美三大汽车 公 司 Ford、 Chrysler、 GeneralMotor 等 组 成 的 AIAG 在 《 POTENTIAL FAILURE MODEANDEFFECTSANALYSISReferenceManual Fourth Edition》（潜在故障模式影响分析 参 考 手 册 （ 第 四 版 ）） 中 详 细 介 绍 了 P 图 及 其 在FMEA 中的应用[4]。国内的文献资料显示， P 图技术在 FMEA 中的 应用案例较少， 也没有针对 P 图的完整描述。1P图简介P 图是一个结构化的工具， 用来识别分析对象 的输入 （信号）、 输出 （理想功能）、 干扰因素和控 制因素。 P 图是基于将 100％的输入能量 （输入信 号） 转换为 100％的理想功能的概念。 任何工程系 统， 只有当所有施加的能量 （输入） 有效地转化时才达到它的 “理想功能”。 但现实中没有这样的理 想系统。 每个系统的能量转换效率都小于 100％。 这种能量损失导致了非预期的功能， 即错误状态。典型的 P 图结构如图 1 所示。图1P图图 1 中， 分析对象既可以代表产品， 也可以代 表过程或系统； 输入信号是指分析对象运行所需的 基本条件； 输出功能是指分析对象需要完成的理想 功能； 错误状态是指与理想功能的偏差或非预期的 输出。错误状态可划分为两类： 一类是指与预期功能 的偏差， 表现为功能丧失、 功能降级、 间歇性功能 丧失和超出功能范围； 另一类是指非预期的系统输 出 （如电路发热、 电磁干扰）， 它主要是由干扰因 素中的系统间交互导致的。干扰因素是指工程师不能控制或很难控制以及 控制成本很高的因素， 它们使分析对象的输出偏离 理想功能， 并导致错误状态的出现。 干扰因素的 5 个基本来源为：1） 个体差异 （Piece to Piece Variation）；2） 随时间退化 （Changes Over Time）； 3） 用户使用情况 （Customer Usage）； 4） 外部环境 （External Environment）； 5） 系统间交互 （System Interactions）。控制因素是设计过程中所有因素的集合， 是工 程师可以控制的因素， 是对干扰因素的补偿， 其目 的是减少错误状态的发生。2P图在FME （C） A中的应用FME （C） A 是产品可靠性分析中一项重要的 风险分析和识别技术， 但很多情况下由于输入准备 信息不足、 分析不全面、 不彻底等， 会造成丢失关 键故障模式、 故障原因分析不到位等问题， 体现不 出 FME （C） A 的作用。 因此， 有必要通过辅助分析 工具规范分析思路和过程， 并形成经验积累资料。P 图可以帮助确定 FME （C） A 的以下内容：1） 故障原因 （系统间交互、 个体差异、 外部 环境、 用户使用情况等）；2） 故障模式 （功能随时间退化）；3） 故障影响 （错误状态）；4） 当前控制措施 （控制因素）；5） 建议措施 （控制因素）。2.1P 图在故障原因分析中的应用FME （C） A 中对故障原因关注越多， 消除故 障的成功率就越高。 根据 P 图中干扰因素的 5 个基 本来源， 可将故障原因重新归