高階篇：4.2.3）DFMEA現有設計：預防控制與探測控制

本章目的：在現有設計中，明確預防控制與探測控制的定義和手段。

 

1.現有控制的填寫部位

2.現行設計控制（h）定義

做爲設計過程的一部分，現行設計控制是已經實施或承諾的活動，它將確保設計充分考慮設計功能性的和可靠性的要求。

有兩種設計控制可考慮：

2.1 預防控制

消除（預防）失效機制的緣由或失效模式的發生，或者下降其發生的機率。

2.2 探測控制

在產品發佈以前，經過分析的或物理的方法，識別（探測）失效緣由、失效機制或失效模式的存在。

2.3 預防控制優先

若有可能，應優先採用預防控制方法。若將預防控制做爲設計意圖的一部分，則將影響最初的發生頻度等級的評定。

//其實有這句話並不稀奇，由於國外這些質量控制或設計的方法很是強調「事前」的做用，但願第一次就把事前作正確，而不是過後補刀。

探測控制應當包括探測失效模式的活動， 也包括探測失效緣由的活動。

英文原版以下：

3.現有設計控制手段分類

本手冊內的設計FMEA樣表裏的設計控制有兩欄 （也就是將預防控制和探測控制分開 ） ， 能夠幫助小組清楚區分這兩種設計控制，從而能夠一目瞭然的肯定兩種設計控制都被考慮了進去。
若是使用了一個合併欄 （設計控制） ， 由應當按下面方式使用前綴。 在每一個預防控制前添加「P」；每一個探測控制前添加「D」。
經過設計變動或設計過程變動來預防失效模式緣由， 是下降受影響發生頻度等級的惟一方式。

在第四版fmea手冊中，預控控制手段共6種：

• 標杆分析研究

• Benchmarking studies

• 失效安全設計

• Fail-safe designs

• 設計和材料標準（內部和外部）

• Design and Material standards (internal and external)

• 文件——從類似設計中學到的最佳實踐、經驗教訓等的記錄

• Documentation – records of best practices, lessons learned, etc.from similar designs

• 仿真研究——概念分析，創建設計要求

• Simulation studies – analysis of concepts to establish design requirements

• 防錯

• Error-proofing

3.1 預防控制Prevention Controls

3.1.1 標杆分析研究Benchmarking studies

本博文有標杆分析的章節，闡述其做用和方法。這裏就不累贅了。

3.1.2 失效安全設計 Fail-safe designs

失效安全設計，或稱爲安全設計、安規設計等，有一個典型的特色，就是平時產品正常運行的時候並無任何做用，一旦發生安全事故等，這些設計纔會派上用場。

因此失效安全設計通常須要明確的安規要求，不然是一種浪費的設計。
如家電裏的斷電保護裝置，就屬於典型的失效安全設計。其餘的例如汽車的安全帶、安全氣囊，電梯的安全閘剎等。

失效安全設計的確能夠有效減小安全事故，提升產品的可靠性。

例如一種煤氣安全穩壓閥門，它裏面就有兩重控氣閥門。假設一個閥門的故障率爲0.01%，那麼兩重閥門的故障率就只有0.0001%，無限接近於0了。

又如一些日本的安規明確規定某些家電須要多重漏電保護，那麼這些家電的漏電事故機率就很是小。

可是，有失效安全設計並不意味着結構設計就能夠放鬆了。相反，原有結構的可靠性，失效安全結構的可靠性，反而都要驗證評審。因此某種意義上，失效安全是一種浪費。

3.1.3 設計和材料標準（內部和外部）Design and Material standards (internal and external)

這是結構設計工程師最最經常使用的手段。全部國標、行標、企業標準都歸類於這一條。機械設計手冊上的設計方法，也基本上屬於這一類的。

工程師和企業的積累，最體如今這一條上。

3.1.4 文件–從類似設計中學到的最佳實踐、經驗教訓等的記錄 

3.1.4 Documentation – records of best practices, lessons learned, etc.from similar designs

尚不能升級爲標準的設計規範，屬於這一條。但這些設計規範必須是書面的文件documentation。（嘴上說說不算）

文件Documentation就表面上可靠程度而言達不如標準。緣由倒是多樣的。如：
1）時代發展速度過快，其文件沒來得及過標準申請；
2）出於技術保密的考慮，不肯作標準申請。
因此實際上某些文件的參考價值倒是遠勝於標準的！

//平臺的做用。

3.1.5 仿真研究——概念分析，創建設計要求Simulation studies – analysis of concepts to establish design requirements

本博文有仿真章節，闡述其做用和方法。這裏就不累贅了。

但只有在設計以前，用仿真創建極限值，對設計提出標準的，才能算是預防控制手段。只是單純驗證設計對錯與否的仿真（做者經常使用），只能算是探測控制。

3.1.6 防錯Error-proofing

本博文有防錯章節。

但防錯通常只能做爲DFA的做用，而非可靠性設計手段。緣由在於可靠性通常是創建在裝配正確的基礎上的。

固然，某些可靠性設計要求中就有防錯的要求，如USB接線的插口。這些影響到用戶體驗的防錯設計，就屬於可靠性設計了。

//雖然結構設計手段衆多，但基本上所知所學，都歸於這六類，至少做者是如此。

3.2 探測控制Detection controls

在第四版fmea手冊中，探測控制手段也共6種：

• 設計評審

• Design reviews

• 樣件試驗

• Prototype testing

• 確認試驗

• Validation testing

• 仿真研究——設計確認
• Simulation studies – validation of design

• 試驗設計；包括可靠性測試

• Design of Experiments; including reliability testing

• 使用類似零件的原型
• Mock-up using similar parts 

3.2.1 設計評審Design reviews

本博文有設計評審的章節。但就做者看來，在國內用茶話似的評審來作探測控制，失之嚴謹。

3.2.2 樣件試驗Prototype testing

參考GMW3172（網上有下載的，中文版）。試驗是作探測控制的最主要手段。

3.2.3 確認試驗Validation testing

參考GMW3172。試驗是作探測控制的最主要手段。

3.2.4 仿真研究——設計確認Simulation studies – validation of design

用於驗證設計對錯與否的仿真，也就是過後仿真，屬於探測控制。

3.2.5 試驗設計；包括可靠性測試Design of Experiments; including reliability testing

DOE是大章節啊。

如今國內不少資料，對DOE的理解分歧很是大。

就做者而言，DOE就是表面意義，試驗設計。當現有的試驗體系不完美時，不足以驗證產品是否能夠合格時，就是DOE出場的時候。設計出新的試驗方法，來驗證產品的可靠性。

能夠參考各個版本的GMW3172。（這本試驗規格書更新的手段是什麼？DOE）

3.2.6 使用類似零件的原型Mock-up using similar parts 

算是標杆分析的一種，但只能作輔助做用。畢竟別人的東西，就是別人的。

3.3 現有設計手段例子

4.現有控制填寫步驟

4.1 預防控制填寫步驟

4.2 探測控制填寫步驟

關於試驗和試驗設計有預約在後面章節敘述。

4.3 再談預防控制的優先做用

總的來講，預防措施（下降發生率）比探測措施更好。舉例來講，比起設計定稿後的產品驗證/確認，使用已證明的設計標準或最佳實踐更加可取。

4.4 填寫完成

按照這個步驟順序，填寫完前面章節11張DFMEA的預防控制和探測控制（記住，是11張DFMEA全部），這一章節算是學習填寫完成了。

//做者暫時無時間和耐心和精力去填完如此之多的DFMEA示例。這裏又體現軟件的重要性，畢竟標準和實驗均可以收錄到軟件庫的。

5.DFMEA章節對應的資料

本來做者分享一些資料，是想作些互動。

也想要更好的溝通和多一些朋友。

能夠去關注做者的微信公衆號：mdmodule；

做者的郵箱：zjc9915@qq.com，能夠寫一些長感想，做者通常會回。

下面是本章對應的網盤資料，不少都是做者用心作和花錢買的，值得想要的人一看。

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