如何更有效的做边界图?

在AIAG & VDA 新版FMEA中,给出了边界图的概念。在书中,边界图的使用是层层嵌套的,其优点是可以在一张边界图中展示出所有层级的内容,缺点是使得层级不是特别清楚,内容不是特别容易理解,而且在实际使用过程中会造成混淆。那如何才能更有效的使用边界图呢?

建议首先要确定聚焦对象,根据聚焦对象制定相应的边界图。其优点在于:分析对象明确;层级关系清晰明了;对于非专业人员更容易理解。不论该聚焦对象是系统、子系统还是组件,都可以用边界图进行分析。如书中所示的边界图,根据聚焦对象的不同,可以拆分成5个不同的边界图。

 

图1 书中的边界图

如果聚焦对象是车窗升降系统,其边界图如下:

 

图2 车窗升降系统边界图

如果聚焦对象分别是车窗升降电机、换向系统、电磁转换系统和磁力转换系统,其边界图如下:

图3不同聚焦对象的边界图

从图2、3可以很清楚地看到车窗升降系统、车窗升降电机、换向系统、电磁换向系统和磁力换向系统分别包含的子系统、组件/零件。对于查看边界图的人员来说,也更容易理解每个系统包含哪些子系统。

因此建议在实际做FMEA的过程中,首先确定聚焦对象,然后再使用边界图对某一聚焦对象进行分析。这样做对于我们的实际工作更加具有指导意义。因为在实际工作中,我们对于自己负责设计的系统更加熟悉,边界图做的更加完善。

边界图有什么用处?跟结构分析、功能分析有什么关联?

边界图可以帮助确定分析范围,确定内部接口和外部接口。同时边界图对于结构分析和功能分析有很大的帮助。某种意义上来说,通过边界图可以直接列出结构和大部分功能。

  1. 结构分析方面:

边界图的主体是结构中的聚焦对象,其上一层级为聚焦对象的纳入者,即聚焦对象在哪个系统中贡献功能。如,电机,其纳入者可以是洗衣机、汽车等等,电机出现故障,会影响到洗衣机或者汽车的某些功能。边界图内部的各组件/零件,体现在结构中是聚焦层的下一层级。同时对于FMEA审核人员来说,借助边界图,就能判断出结构分析是否合理,功能分析有无遗漏。如图4鼠标的边界图:从图中可以看出,分析的对象是鼠标,鼠标的子系统或组件包含:PCB、天线、电池、壳体组件。其上一层级为无线鼠标系统。所以鼠标的结构分析结果如图5所示。

图4 鼠标边界图

图5 鼠标结构分析

2. 功能分析方面

       边界图中的接口,都是聚焦对象的功能输入。任何一个接口至少提供一个功能。因此,边界图接口对于聚焦对象的功能分析至关重要。如果边界图中的接口分析缺失,则其功能分析就会有遗漏。接口分为外部接口和内部接口。外部接口和内部接口根据聚焦对象的不同,是可以相互转换的。比如,如果聚焦对象是鼠标,PCB就是鼠标的内部接口;如果聚焦对象是天线,PCB就是天线的外部接口。接口按照类型区分,有以下5种:

  • 物理连接(如支架、螺栓紧固、夹紧等各种连接)
  • 材料交换(如气压、液压油或任何其他液体或物理的交换)
  • 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、网络安全项目)
  • 人-机交互(如控制、开关、镜子、显示器、警告、座位、出入口)

还有一类也需要考虑:没有物理连接的零件之间的物理间隙(静态间隙和动态间隙),面差。以上5种

接口在边界图中可以使用不同颜色的线条进行区分。

从图4鼠标的边界图中可看到,鼠标与USB接收器的外部接口有2个功能——功能1:实现与USB接收器的安装;功能2:实现与USB接收器的信号传输。鼠标与手指之间属于能量转换,功能描述为:将手指单击力(左)转换信号。同时壳体组件与电池的外部接口有2个功能——功能1:实现与电池的安装;功能2:满足最小干涉距离要求。以上就是边界图与结构和功能分析的关联关系。

       边界图在FMEA中的作用很大,因此掌握好边界图的编辑方法是做好FMEA的基础之一。当然,边界图的使用是灵活的,可以根据实际情况进行调整。总之,目的是为结构和功能分析打基础。你对于边界图的理解是怎么样的呢,欢迎大家留言进行讨论。