整机装备可靠性跃升的抓手 —现代DFMEA流程

【与您共勉/课程背景】

DFMEA(Design Potential Failure Mode and Effect Analysis)流程，直译为设计(潜在)失效模式及后果分析。这种拗口的翻译结果，使得很多企业很难快速品读领悟其对于制造企业的奥秘。

现代DFMEA流程的关键，是基于美国军标《MIL-STD-1629A/882E》，给出了逻辑严密的提升整机装备可靠性的方法。美国太空总署NASA数次登月执行行动，依据的就是DFMEA。同时，也是DFMEA不断完善落地的过程。

DFMEA使制造企业产品可靠性管控，由依靠人的主管经验，升华为依靠流程。同时，实现了人员的经验与流程的完好对接。

现代DFMEA概念，早已不仅仅限于传统研发范围。现代DFMEA贯穿产品全生命周期，涵盖了质量、成本、效率(响应时间)制造业三大基本要素。DFMEA不是跨国500强等大型企业集团独享的“高大上”工具，更是中国制造业提升管理水平，转型升级的企业级“抓手(入手切入点)”。因为DFMEA规范解决了众多企业一线底层问题，例如，保障可靠性、管控成本、缩短交付期、乃至新员工快速上岗计划等。

制造企业践行DFMEA，对于非技术背景的管理人员(例如：HR, EHS等)是一项福音。可以使得财务，人力资源，甚至是法务、翻译等有效有力地指导、保障、支撑支持各部门专业技术人员，赢得全方位尊重。

不少企业做FMEA，往往只重视完成工作表，而在最基础、最关键的核心环节，流于依靠主观经验、罗列出失效模式。这样做，会使DFMEA定量分析目标“跑空”，造成产品实际可靠性问题游离于DFMEA流程之外，使DFMEA变成纯粹的文件游戏。

DFMEA即设计(潜在)失效模式及后果分析关注的是潜在(没有发生造成损失)和设计(前提假设产品形成过程为理想状态), 及后果分析(根据后果性质采取相应措施)。其使用手册已经多次修订和完善, 不断地推进着企业产品可靠性升级。

然而，中文版本在使用中也出现诸多问题，表现如下：

    ① 排版措辞举例描述等不太适合汉语阅读习惯；

    ② 淡化了标准表格和数字量化概念，降低了工具化可操作性；

    ③ 走形式应付客户审核频出，不是鲜见；

    ④ 受企业架构和管理运营模式局限；尚未充分展开起作用；

    ⑤ 新生力量闯劲有余经验不足、老员工经验丰富外语有障碍；

    ⑥ 传统沉淀阻碍，往往说起来重要，做起来次要，关键时刻不要；

    ⑦ 版本混乱，难以做到动态管理，有效传承；

    ⑧ 商业机密管理手段落后，为防止泄密而物理隔离封闭文件；

    ⑨ 现代矩阵组织,项目管理未能落地，限制横向多功能小组工作；

    ⑩ 研发团队作为引擎，认知领悟迟缓，不能随时代发展与时俱进。

    本课程所针对的，就是回答上述十大设问，以期DFMEA成为保障提升企业产品可靠性的有效、有力工具，强化、夯实或再造企业团队与企业核心竞争力。

【课程对象】 企业研发团队主管和核心成员

             企业相关责任领导和其他相关责任人

 【课程特色】

 1 理论联系实践：再好的理论，不能实际应用，对企业无效。

   课程在实战实践基础上，再次上升到理论指导的高度。

 2 操作性强：在深入理解基础上，提炼, 总结, 归纳技能工具手法。

 3 目的性强：企业拿来就用，课程实现DFMEA企业本土本地化。

 4 时代性强：站在时代前沿，展现最新DFMEA实施关键手筋。

 4 生动活波：大家在轻松愉快培训场景中研讨提升。

【课程安排】12课时 或24课时（6课时/天）

【课程总目录】

        第一部分 必备基础和热身技能

 第二部分 APQP与FMEA再认识

 第三部分 DFMEA深度解析

 第四部分 DFMEA标准模版详解

             Worksheet(ARP4761)-DFMEA(Hardware)

              依据SAE(美国汽车工程师协会)最新版ARP4761编制,符合美国军标最新

               版本MIL-STD-1629A,, AIAG(美国汽车工业行动集团)最新版FMEA标准。

  第五部分 DFMEA盲区误区和雷区

  第六部分 传统DFMEA夯实与深化

               互动：企业秘密 vs 企业命脉

               跨国500强，视技术图纸工艺参数为企业秘密，达不到层级禁止阅览；

               那么, 他们视什么为企业命脉?！任何层级都禁止记笔记禁止带出室外?

  第七部分 当代DFMEA跟进与拓展 (一)

  第八部分 当代DFMEA跟进与拓展 (二)

  第九部分 特别互动 — 内训企业DFMEA专项专题

             本部分解析回答内训企业提出的专项专题

               实现DFMEA的Localization(本地本土化)

  第十部分 总结与互勉

【课程大纲细化】

      第一部分 必备基础和热身技能

      1.1 东西方迥异的工程思维习惯

    基于流程的思维  基于知识和经验的思维

软科学判读 —东西方差异与契合区

互动：企业戒烟启示录(从戒烟看行动是否落地)

1.2 采摘现代管理精华 —执行部  

执行手筋  贝斯特做法  行动标杆

互动：东西方对PDCA解析的差异

反思：为什么多数国人不读宪法？为什么500强主管精读企业宪章？

互动：挑战体系铸就挑战型团队介绍

1.3 现代管理判读技能  

权变管理流程  权变铁三角  外语障碍者技巧

1.4 企业非财务成本  

变革 信用 时间 机遇 沟通 健康

小视频：变革时代的跨行业垄断

1.5 现代企业识读

    传统模型和当代模型  企业三元竞争力模型  企业成本竞争力

全球制造业演化与变革  新中国制造业五次飞跃

互动：企业行为基础 —现场“范儿” (Style on Site/気風がある)

1.6 认知变革 认知创新

美国再工业计划  欧盟IMS2020计划  日本i-Japan计划

中国智造2025 vs 德国工业4.0

DFMEA课程研修视角和方法

第二部分 APQP与FMEA再认识

2.1 Reunderstanding of APQP

Concurrence Engineering (并行工程或平台工作队)

当代APQP演变与演化方向

案例：跨国500强大数据级狼吞虎咽野战案例、

      最终迫使德国对手赠送企业，洗手江湖。

Reconsideration of APQP

2.2 Reunderstanding of FMEA

    System Reliability   Failure Modes   Causes and Effects

    Specific FMEA worksheet   Variations of such worksheets

    Qualitative analysis   Quantitative basis

Mathematical failure rate models   

Statistical failure mode ratio database.

2.3 FMEA & FMECA

    Functional FMEA  Design FMEA   Process FMEA  Control plan

PFMEA  Machine FMEA

FMECA = FMEA + CA(Criticality Analysis)

Inductive reasoning归纳推理  Criticality analysis  

Backward logic反求推理  Complete scenario modeling   FTA

Reliability engineering   Safety engineering   Quality engineering

Based on experience   Based on common logic

Consequences of failures on different levels.

2.4 Functional analyses

    Functional FMEA   Piece-Part (hardware) FMEA

    Structure Mitigation for Risk reduction

    Severity reduction    Probability reduction

    An appropriate depth of information and intelligence 足够深度的信息情报

An in depth practical Experience to Engineering 足够深度的工程经验

第三部分 DFMEA深度解析

3.1 Background & Standards Necessary

    FMECA were described in MIL-STD-1629A (1949-1980)

    NASA were using variations of FMECA from1960.

    SAE published ARP4761, broadly used in civil aviation.

    Ford Motor introduced FMECA to the automotive industry in 1975.

    AIAG first published FMEA standard for automotive industry in 1993

    SAE first published related standard J1739 in 1994.

    Toyota taken the step further with its DRBFM approach in 1997.

    FMEA → FMECA → FMMEA

3.2 Basic terms 基本术语

    Failure   Failure mode

    Failure cause and/or mechanism   Failure effect

    Indenture levels

    Local effect   Next higher level effect   End effect

    Detection

    Probability

    Risk Priority Number (RPN)

    Severity

Remarks / mitigation / actions

 3.3 Ground rules 基本法则

    遵循四个假设前提： 

    失效模式唯一法则Only one failure mode exists at a time

标准值法则  品量足够法则  标准且可行能耗量法则

 3.4 DFMEA Benefits

     七大收益区

     四大前景目标

     十四大具体企业受益点

 3.5 Key Factor of DFMEA — Timing 

     DFMEA最关键因素 —时效

     DFMEA五种必须更新或重做的情况

 3.6 本课程研讨的DFMEA的种类

     Functional

     Concept Design / Hardware

     Detailed Design / Hardware

     Or surely an combination of the above three

 第四部分 DFMEA标准模版详解

            Worksheet(ARP4761)-DFMEA(Hardware)

            本部分依据SAE(美国汽车工程师协会)最新版本ARP4761编制。 

            符合美国军标最新版本MIL-STD-1629A, 和AIAG(美国汽车工业

            执行集团)最新版本FMEA标准。

            本模版所针对适用的是硬件研发标的。

 4.1 Example Worksheet 标准模版

     模版熟悉 热身解析

     工具表：《DFMEA Worksheet》

 4.2 Probability —(P)

     Likelihood of occurrence

     Examples of these effects

     工具表：《Probability Ranking Sheet》

 4.3 Severity —(S)

     Worst-case scenario adverse end effect (state)

     Examples of these effects

     Probability and detectability

 工具表：《Severity number Sheet》

 hazard analysis

 Other classifications

 4.4 Detection —(D)

     Means a failure detected or isolated

     Multiple failure scenarios

     Problematic failure   latent failures

     Diagnostic action   automatic rebuilt

     工具表：《Detection Level Sheet》

 4.5 Dormancy or Latency Period

     Time that a failure be undetected

     Example

     工具表：《Dormancy/Latency Period Sheet》

 4.6 Indication

     Second failure indication

     工具表：《Second failure indication description Sheet》

     Detection Coverage Analysis   Limiting factor

     Detection coverage possibilities    Detection means availability

     Test Processes & Monitoring

 4.7 Risk Level —(PxS+D)

     Risk in DFMEA    Risk levels.

     Preliminary Risk levels   Risk Matrix (基于美国军标MIL Std 882)

     Final decision-making

     工具表：《DFMECA Risk Matrix Sheet》

     During this step the DFMEA has become like a DFMECA

第五部分 DFMEA盲区误区和雷区

5.1 Limitations

    Challenges arise in scoping and organisational boundaries

    Limitation as a top-down tool

    Limitation as a "bottom-up" tool

    Limitation in multiplication of the rankings in sheets

5.2 Level of measurement

5.3 当代DFMEA企业级反思与批判

第六部分 传统DFMEA夯实与深化

            互动：企业秘密 vs 企业命脉

           跨国500强，

           视技术图纸工艺参数为企业秘密，达不到层级禁止阅览；

           那么, 他们视什么为企业命脉?！任何层级禁止带出室外?

6.1 Design Review (U.S. government)

    美国政府军方DV (设计审核)是什么？

    Tailored to multiple acquisition

Adequacy of program/metrics, risks, budget & schedule.

Defense Acquisition Guidebook chapter 4 国防采办指导书第四章

6.2 Review Process 常用DFMEA审核流程

    Content, Nature, Process and Objectives

    Example

    a 5-day perusal of each individual requirement

    a 2-day discussion of documents after approved

a half-day PowerPoint by PM limited to high-level big figures

6.3 常用DFMEA项目审核节点

MCR  SRR  MDR  SDR  

PDR   Typical objectives of a PDR

CDR   Typical objectives of a CDR

PRR   TRR  SAR   

ORR   Typical objectives of an ORR

FRR   Typical objectives of a FRR

第七部分 当代DFMEA跟进与拓展（一）

7.1 DRBFM是什么

    DRBFM：Design Review Based on Failure Mode

Toyota Motor taken the step further with its DRBFM approach in 1997.

7.2 Methodology 

SAE J2886 Recommended Practice was published in 2013

AIAG DRBFM Reference Guide was published in September 2014

7.3 Good Design

    Design Disturbance   Small increments   

    Discontinuity of implementation   Detection Capacity

SAE pd251136 J2886

    AIAG Reference Guide

7.4 Good Discussion

    Design weaknesses     

    Changes understanding   Changes trivializing

    Preliminary design reviews

Linkage between good design review & DFMEA   

Making changes visible   Anything impacts quality, cost or delivery

7.5 Good Dissection

    Observation product test before, during & after completion

DRBTR: Design Review Based on Test Results

第八部分 当代DFMEA跟进与拓展（二）

8.1 DRBTR是什么

    DRBFM：Design Review Based on Failure Mode

    Buds of Problems   Validation Test  

8.2 DRBTR操作与实施

GD³ concept

Product weaknesses visible

test failures are evident

cross functional multi-perspective approach

DRBTR information sharing

SAE pd251136 J2886

    AIAG Reference Guide

第九部分 特别互动 —内训企业DFMEA专项专题

           本部分解析回答内训企业提出的专项专题

           实现DFMEA的Localization(本地本土化)

第十部分 总结与互勉

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