2.3 设计 FMEA 第 3 步：功能分析
2.3.1 目的
设计功能分析的目的是确保要求/规范中规定的功能被适当地分配给系统元素。
设计功能分析的主要目的是：
?将功能与相关系统元素联系起来
?产品功能概览。
?使用参数图或其他方法详细描述每个功能
?为个别功能分配所需资源/特点。
?通过功能树/ 络、功能矩阵等可视化
?与预期用途相关的客户（外部和内部）功能联系
该结构提供了基础，以便能够就每个系统元素的功能和要求对其进行单独分析。
为此，有必要全面了解系统的运行条件和环境条件，如热、冷、灰尘、溅水、盐、冰、振 动、电气失效等。
2.3.2 功能
功能描述了项/系统元素的意图。
一个功能被分配给一个系统元素，同样一个结构元素也可以包含多个功能。功能的说明必 须是清楚的。
推荐的短语格式是使用”动作动词”，后接”名词”来描述一个可度量的功能
功能应该是现在时态；它使用动词的基本形式（交付、包含、控制、装配、传递）。 例如：输送动力，含流体，控制速度，传热，颜色黑色。
功能描述了一个项/系统元素的输入和输出之间的关系，目的是完成一个任务。
注：一个部件（即零件清单中的零件或项）在没有输入/输出的情况下，可能有一个目的/ 功能。例如密封、润滑脂、夹子、支架、外壳、接头、焊剂等都有功能和要求，包括材 料、形状、厚度等。
除了一个项的主要功能外，还可以评估的其他功能包括诸如接口功能、诊断功能和可服务 性功能等辅助功能。（见图2.3-1）
2.3.3 界面
见图 2.3-1 输入/界面/输出过程
接口是一种描述系统元素之间交互的功能。
接口有五种主要类型：
?物理连接（例如支架、螺栓、夹具和各种连接器）
?材料交换（例如：气压、液压油或任何其他流体或物料的交换）
?能量传递（如热量传递、摩擦或运动传递，如链条或齿轮）
?数据交换（如计算机输入或输出、线束、电信号或任何其他类型的信息交换、 络安 全项目）
?人-机（例如控制、开关、镜子、显示器、警告、座位、出入口）
另一种类型的界面可以描述为没有物理连接的部件之间的物理间隙，间隙可以是静态和/或 动态的。
由于接口可以包含高达50%或更多的全部失效模式，因此，除了子系统和组件本身的内容 外，任何FMEA都必须仔细考虑子系统和组件的接口。
对每个接口和交互的责任可以在FMEA团队内部或FMEA团队之间定义。
2.3.4 要求
要求是与功能性能相关的可测量特性，如功率（电能）、流体（体积）、转速（转速）、热
（温度）、色衰退（臭氧电阻）。
功能要求是判断或度量功能的预期性能的标准。
一个要求可以用它的定义性质来描述，这些性质可以分为两类：功能性要求和非功能性的 要求。
非功能性要求是对设计决定的自由度的限制（如材料刚度（功能）、非易燃材料（非功能 性）的材料选择。
ISO9000将要求定义为需求的或期望的陈述，通常是隐含的或强制性的。指定的要求是由客 户在书面信息中指定的。”一般隐含的”要求是组织的习惯或通常作法。这意味着，正在考 虑的要求或期望将适用于相关方。强制性的要求通常与客户必须遵守的安全文件或管理指 令相关联。
法律要求：
行业准则及标准：
?如ISO、VDA、SAE等(如ISO 26262功能安全、SAE J3061安全等)；
客户要求
?强制性的（如在客户规格中）和隐含的（如不受禁止的材料）-在所有规定的条件下；
内部要求
?特定产品(例如:要求可制造性、测试的适用性、与其他现有产品的兼容性、可重用 性、清洁性、生成性、入口和粒子扩散。)
一旦客户的要求完全确定，项/系统元素在范围上的功能就从它们派生而来。
2.3.5 产品特性 产品特性是产品的一个显着特征（或可量化的属性）。 例如，直径或表面光洁度
2.3.6 参数图 (P-图)
P-图是一种结构化的工具，可以帮助团队理解与功能相关的物理概念，并将项/系统元素对 环境影响和噪声因素的敏感性降至最低。P-图可以在必要时显示对系统元素的影响。
该团队分析了设计的预期输入，预期和非预期的输出，以及那些可影响性能的受控和非受 控制的因素。
产品的输入和输出，即产品的预期功能和副作用、环境影响、噪声因素和控制因素，都有 助于确定非预期的输出。
利用该模型，可以对具有必要输入和输出的各个功能进行表示和讨论，并给出了分配给功 能的控制因子，特别要注意所有的噪声因素，如运行条件。
在现实中，项/系统元素的输出（灰域）经常偏离/改变期望的行为（直线）。控制因素作用 于设计，以达到尽可能接近预期行为的目的。
图2.3-2 系统行为的实例
完整的功能描述构成了随后的失效分析和风险缓解的基础。
功能在P-图中描述，主动动词后跟一个现在时态的可度量名词，并与要求相关联。
以下是一项参数图，用以评估对产品主要功能的影响：
.3.7 功能关系的可视化
图2.3-3 参数图
必须演示几个系统元素的功能之间的交互作用，例如，作为一个功能树/ 络，或功能矩 阵。
分析的重点从OEM到第1级供应商再到第N级供应商。
创建功能树/ 络或功能矩阵的目的是要在功能之间集成技术依赖关系，因此，它随后支持 对失效依赖关系的可视化。当层次链接之间存在功能关系时.功能之间存在潜在的失效关 系，否则，如果层次关联功能之间没有功能关系，那么关联的失效之间也就没有潜在的关 系。
为了准备功能树/ 络，必须检查所涉及的功能。子功能使一个整体功能得以执行。所有子 功能在功能结构（布尔AND-关系）中逻辑地相互连接。
一个功能结构从上到下变得更加详细，低阶功能描述了高阶功能是如何完成的。对于功能 结构的逻辑链接，询问一下是有帮助的。
?”低阶功能如何启用较高阶的功能？”（自上而下）和
?”为什么需要低阶功能？”（自下而上）。
图2.3-4 使用结构树做功能分析示例
图2.3-5 使用电子表格的功能分析示例
表头栏位编号(1，2，3)和颜色编码包括帮助于显示对齐和相关内容分析的功能结构分析 (见图2.3-6)。
在这一节中，从左到右回答这个问题：”低阶功能如何启用的高阶功能?
1、 系统的功能： 在分析范围内的功能
2、 系统元素的功能和预期的性能输出：在结构分析中识别的关联系统元素(焦点中的项) 的功能。
3、 组件元素和输出的功能或特性：在结构分析中识别的相关组件元素的功能。
声明：本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点，如有内容涉及版权,请您尽早时间联系jinwei@zod.com.cn