關于設計失效模式及后果分析在車輛產品開發中的運用分析

摘要：車輛產品開發中，需要能夠最大限度保證這類產品的安全性，為達到這一目的，應用設計失效模式能夠取得很好的設計效果。基于對設計失效模式以及后果分析方法原理和內涵的了解，本文提出了這兩種設計模式在車輛產品開發中的應用方式，讓車輛產品能夠更好規避遺忘產品中存在的安全缺陷。

關鍵詞：設計失效模式及后果分析;車輛產品;產品開發

引言：

在汽車產品開發中，當前整個行業已經對一些事項故障和后果有清晰認識，在后續的產品開發中，需要能夠有效規避這些問題，提高產品的安全性能。而設計失效模式及后果分析技術能夠通過對這些數據的輸入和檢測，分析汽車產品的開發質量，提高整個系統的運行安全性。

1 設計失效模式及后果分析方法綜述

設計失效模式及后果分析方法顧名思義，涵蓋兩個研究內容，即設計失效模式和失效后果分析。

設計失效模式的作用為，分析車輛產品在開發中涉及的內容，分析各個子系統中可能出現的失效內容和失效表現方法，在此基礎上查找失效的解決辦法，在產品開發中，通過使用這些開發的方法提高產品質量[1]。

當車輛產品中的某個系統失效后，往往意味著該產品的性能大幅下降，對于一些系統來說，也會大幅降低產品的安全性能，在車輛產品的開發中，需要在設計失效模式研究的基礎上，確定失效構件引發的后果。但是在后果分析中，需要注意一些失效模式會引發多個后果，甚至在車輛中引起連鎖反應，所以在后果分析工作中，對重視對后果的研究效果。

2 設計失效模式及后果分析在車輛產品開發中的應用方法

2.1 設計失效模式分析

車輛產品在實際應用中涉及到很多類型的部件，不同部件的運行狀態、運行參數以及運行損耗都會存在著較大的差異，這其中，當任一部件出現故障的時候，都會影響到車輛配件的功能以及實際汽車運行的安全性，因此，眾多的車輛品牌生產商都致力于關于車輛產品失效模擬模式分析。在車輛產品設計環節中，在運用失效模式之前，需要考慮產品功能、參數、質量需求，了解正常的產品運行狀態是什么，通過數據參數對比分析使得失效模式能夠有作用。一般情況，借助分析車輛產品結構圖，了解不同產品部件的功能，明確其實際應用的需求參數，進而展開失效模式分析。以車輛活塞組A環失效模式應用為例，我們首先需要了解下活塞組各個部件的功能：

第一，在汽車活塞組進行壓縮或者是燃燒情況下，活塞組上部分的氣體被封活，最終產生內部分燃燒室。

第二，當活塞組完成一個沖程之后，活塞組下部分的氣體被密封，這樣的功能實際上是避免氣體串流到燃燒室內。

第三，活塞頂部的熱量能夠接觸部件運動而被傳遞到缸體內部，從而實現散熱。

針對以上活塞組的功能，可以對其應用相應的失效模式，比如，設備部件漏氣處理，沖程內部氣體進入到燃燒室等。

2.2 失效后果分析

失效后果分析工作中，要明確車輛中各個構件之間的運行銜接情況，在此基礎上分析某系統失效引發的產品質量后果。具體的分析工作包括兩個方面，一種為構件失效引發的車輛自身運行情況方面的后果，另一種為構件失效對車輛產品購買顧客的影響[2]。

對于前一個研究項目，可以通過建成樹狀圖的方法分析各類可能產生的后果，例如對于失效中常見的“漏氣”問題，將該問題分解為兩個分支，其一為混合氣竄入曲軸箱，其二為曲軸和氣體竄入燃燒室，第一個故障類型的后果最終后果為功率下降、油耗增加和排放變差，第二個故障的最終后果為排放變差和機油消耗異常。

對于后一個研究項目，需要收集客戶的反饋資料，通過對這些信息的比較和研究，找到顧客在使用這些產品中發現的問題，并將這些信息輸入到數據庫中，為后續的產品完善工作奠定基礎。

2.3 問題解決方法

要提出針對產品當前存在問題的解決方法，需要對這些故障的引發因素全面分析，在此基礎上提出相應的解決方法。在設計模式及后果分析研究體系中，會通過建成一個失效組合風險序列數集合，找到必須采取處理措施的項目。在該項工作的落實中，產品的設計部門需要與銷售部門、調查部門合作，通過研究用戶對該產品的評價，確定需要解決問題的項目。

在上文中的分析案例中，可以發現研究的發動機存在漏氣問題，通過對該故障表現形式的調查和研究，發現引發這一故障的原因為長期大負荷低速運行、自由開口大兩個方面，找到這兩個原因后，開展后續的項目完善和優化工作，應用的方法為，首先了解用戶的發動機運行環境，分析是否需要改進發動機的整體設計思路;其次選用新型的構件，并在完成替換后應用試驗驗證;最后為制定指導標準，讓用戶按照該標準正確維修。

結論：

綜上所述，設計失效模式用于分析車輛產品的常見失效類型，后果分析工作為在此基礎上分析構件失效引發的后果，在此基礎上提出產品開發的優化措施。應用步驟為，首先完成設計失效模式的研究，再開展后果分析研究活動，最后制定問題解決措施，提高產品質量。

參考文獻：

[1]段瀟，劉樂，田光宇.設計失效模式及后果分析在車輛產品開發中的應用[J].現代制造工程，2005（02）：126-128.

[2]段瀟.“設計失效模式及后果分析”在車輛產品開發中的應用[J].汽車研究與開發，2004（10）：20-23.

作者簡介：楊建寶（1996-06-27），男，籍貫：河北省承德市灤平縣，職稱和學歷：大學本科，研究方向或專業：車輛（機車方向）專業。