基于DRBFM設(shè)計(jì)方法的質(zhì)量問題預(yù)防

程君茹（株洲聯(lián)誠(chéng)集團(tuán)有限責(zé)任公司,湖南 株洲 412001）

基于DRBFM設(shè)計(jì)方法的質(zhì)量問題預(yù)防

程君茹
（株洲聯(lián)誠(chéng)集團(tuán)有限責(zé)任公司,湖南 株洲 412001）

摘 要：目前國(guó)際上一些大公司都在深入執(zhí)行基于DRBFM的設(shè)計(jì)方法。DRBFM是Design Review Based on Failure Mode 的簡(jiǎn)寫。其核心是GD3（好的設(shè)計(jì)Good Design, 好的討論Good Discussion，好的設(shè)計(jì)評(píng)審Good Design Review）。

關(guān)鍵詞：DRBFM；更改設(shè)計(jì)；質(zhì)量問題預(yù)防；知識(shí)管理；試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨著科技的進(jìn)步，客戶要求的提升以及使用條件的加嚴(yán)，產(chǎn)品失效的成本在持續(xù)增加。同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯性提出了更高的要求。目前基于客戶規(guī)范的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證方法已經(jīng)很難滿足這樣的要求。目前普遍的設(shè)計(jì)方法是，對(duì)客戶的規(guī)范進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)完成后基于客戶指定的測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)證，通過測(cè)試則認(rèn)為設(shè)計(jì)符合要求。但是由于用于設(shè)計(jì)驗(yàn)證的樣品個(gè)體的差異性，不能排除出現(xiàn)最優(yōu)的樣品狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)合格，該結(jié)果無法反映最終批量生產(chǎn)的平均質(zhì)量水平。換言之，僅以合格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難獲得客觀的設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯性數(shù)據(jù)。同時(shí)，僅僅通過加強(qiáng)過程控制并不能真正減少問題的發(fā)生。本文以軸流扇葉材料設(shè)計(jì)更改為例，從GD3展開，力圖闡釋DRBFM的設(shè)計(jì)方法論對(duì)于質(zhì)量問題預(yù)防的重要性。

1　好的設(shè)計(jì)（Good Design）

好的設(shè)計(jì)，即是基于公司目前最優(yōu)的設(shè)計(jì)水平的設(shè)計(jì)，和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，產(chǎn)品的功能、性能、強(qiáng)度、變形等已經(jīng)進(jìn)行了充分的研究并體現(xiàn)在設(shè)計(jì)中。DRBFM是對(duì)成熟正確的設(shè)計(jì)的評(píng)審，力求從設(shè)計(jì)階段就能證明設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯性。而設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯與否，必須建立在對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性能的偏差的充分了解。比如一個(gè)軸流風(fēng)扇，需進(jìn)行的更改為把原有的PA-GF30 材料更改為PP-GF30。該扇葉中有一個(gè)和馬達(dá)軸過盈配合的粉末冶金嵌件。

DRBFM的內(nèi)容包含1）告知表（Awareness sheet）列舉設(shè)計(jì)更改的背景，更改內(nèi)容；2）更改對(duì)比矩陣（Change Comparison），列舉和原有設(shè)計(jì)的詳細(xì)對(duì)比，參數(shù)、尺寸等；3）功能交叉表（Function focal points）；4） FMEA（Failure Mode Effect Analysis，失效模式影響分析）略有不同，考慮了系統(tǒng)得繼承，以功能組為單位定義功能，比方以螺栓和螺帽的功能組來進(jìn)行功能定義及潛在風(fēng)險(xiǎn)分析；5）問題點(diǎn)矩陣 (Concerns) 列舉設(shè)計(jì)評(píng)審組的所有關(guān)注的問題點(diǎn)；6）工作總表 (Worksheet) 記錄對(duì)問題點(diǎn)的根本原因分析、計(jì)算、仿真、試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果等。

2　好的討論（Good Discussion）

在上述的更改中，對(duì)以下幾個(gè)主要的風(fēng)險(xiǎn)問題點(diǎn)進(jìn)行了深入的討論：

（1）新材料的不吸水性對(duì)扇葉和框架間隙的影響（在不同溫度下）；

（2）新材料的膨脹系數(shù)對(duì)間隙的影響；

（3）由于間隙的影響所帶來的對(duì)風(fēng)扇整體性能、及噪音的影響；

在根本原因的分析討論中，在對(duì)物性參數(shù)的對(duì)比中，在考慮傳熱影響時(shí)出現(xiàn)了新的問題點(diǎn)。

（4）由于PP與PA的耐熱能力的不同，對(duì)風(fēng)扇嵌件與塑料接觸位置的溫度分布需要了解，如圖1示。

討論組提出了對(duì)馬達(dá)軸傳遞到風(fēng)扇嵌件的散熱校核要求。

3　好的設(shè)計(jì)評(píng)審Good Design Review

從本質(zhì)上講，好的設(shè)計(jì)評(píng)審就是收集最好的專家的最好的主意。在設(shè)計(jì)評(píng)審中，專家組對(duì)所討論的問題點(diǎn)：設(shè)計(jì)可能的間隙（圖2），嵌件接觸部位的塑料件能達(dá)到的極限溫度分布如（圖3）以及所涉及到的計(jì)算、仿真以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)審，并對(duì)開放問題提出了下一步行動(dòng)計(jì)劃：a）在樣品設(shè)計(jì)中對(duì)該間隙對(duì)性能、噪音按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)，找出間隙對(duì)兩者的影響函數(shù)；b）對(duì)嵌件和塑料結(jié)合部位的極限溫度用極限樣品進(jìn)行測(cè)試。

在間隙的影響函數(shù)得到后，在公差定義及樣件尺寸偏差分析中就可以確切地知道因風(fēng)扇間隙的變化而使得設(shè)計(jì)產(chǎn)生的性能、噪音偏差。在實(shí)際的溫度極限了解后，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的環(huán)境條件對(duì)嵌件處的溫度影響就可以和測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯性也就得到了評(píng)估。

4　結(jié)束語

簡(jiǎn)言之，DRBFM就是實(shí)現(xiàn)一種設(shè)計(jì)理念，通過嚴(yán)格深入的分析計(jì)算、試驗(yàn)把產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)及事實(shí)聯(lián)系起來以消除或最大限度減小設(shè)計(jì)中的不確定因素，從而保證設(shè)計(jì)的強(qiáng)壯性。另外，在整個(gè)DRBFM的實(shí)踐中，也以一種可操作的方式把各方專家的意見及經(jīng)驗(yàn)整合到了設(shè)計(jì)中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了有效的知識(shí)管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]Taro Suzuki，Mizenboushi Method（防患于未然）[Z].JUSE Press Ltd,2002.

[2]閔亞能.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）應(yīng)用指南[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2011.