连接器 FMEA 案例 - 基于 AIAG & VDA FMEA 七步法的产品案例 - FMEA软件-CoreFMEA

性价比高、易于上手的FMEA软件: CoreFMEA

本文以连接器设计为例,完整演示了AIAG & VDA FMEA七步法的应用。通过结构分解(三层级)、功能网构建、失效链追踪及风险优先级(AP值)评估,系统识别出镀金层剥落、材料热变形等高风险失效模式,并针对性提出优化措施(如新增检测与材料升级)。案例展示了如何从设计源头锁定潜在缺陷,降低产品故障率,为复杂系统的设计可靠性提升提供清晰路径。


连接器产品如何进行设计 FMEA 七步法分析? FMEA软件CoreFMEA连接器产品为例,抛砖引玉。

第一步:规划与准备

目标:识别连接器在电气连接、机械固定和环境适应性方面的潜在失效模式
范围:仅分析连接器本体及其核心组件(插针、插孔)。
资源:设计工程师、质量工程师、供应商代表组成团队。
时间:2周内完成。

工具:使用 CoreFMEA 软件提高 FMEA 工作效率。


第二步:结构分析(分解为三层级)

高层级结构
中间层级结构
低层级结构
连接器本体插针镀金层
接触表面粗糙度
插孔镀层厚度
弹性片弹簧力
绝缘外壳材料耐高温性
注塑成型精度

思路

  1. 高层级结构:系统级功能载体(连接器本体)。
  2. 中间层级结构:实现功能的子系统(插针、插孔、绝缘外壳)。
  3. 低层级结构:具体物理特性或工艺参数(镀层、弹簧力、材料特性)。

第三步:功能分析(功能网)

高层级结构中间层级结构低层级结构高层级功能中间层级功能低层级功能
连接器本体插针镀金层实现电气连接传导电流降低接触电阻
接触表面粗糙度确保接触稳定性
插孔镀层厚度实现机械固定提供弹性支撑抵抗磨损
弹性片弹簧力保持插针插孔接触力
绝缘外壳材料耐高温性防止短路和漏电隔离导电部件耐受工作温度
注塑成型精度保证尺寸一致性

功能依存关系

  • 高层级功能(电气连接)依赖于中间层级功能(传导电流、弹性支撑),而中间层级功能又依赖于低层级功能(镀金层、弹簧力)。
  • 低层级功能的缺陷会直接导致中间层级功能失效,进而影响高层级功能

第四步:失效分析(失效链)

高层级结构中间层级结构低层级结构高层级功能中间层级功能低层级功能高层级失效中间层级失效低层级失效
连接器本体插针镀金层实现电气连接传导电流降低接触电阻电气连接中断接触电阻过高镀金层剥落
接触表面粗糙度确保接触稳定性电气连接不稳
接触面不平整表面划痕
插孔镀层厚度实现机械固定提供弹性支撑抵抗磨损插孔松动弹性支撑不足镀层磨损
弹性片弹簧力保持插针插孔接触力插孔脱开
插针插孔分离弹簧力不足
绝缘外壳材料耐高温性防止短路和漏电隔离导电部件耐受工作温度漏电绝缘失效材料热变形
注塑成型精度保证尺寸一致性短路尺寸偏差导致装配不良注塑飞边

第五步:风险评估

高层级结构中间层级结构低层级结构高层级功能中间层级功能低层级功能高层级失效中间层级失效低层级失效S探测预防AP值
连接器本体插针镀金层实现电气连接传导电流降低接触电阻电气连接中断接触电阻过高镀金层剥落9目视检查(D=5)材料筛选(O=3)H
接触表面粗糙度确保接触稳定性电气连接不稳
接触面不平整表面划痕7通电测试(D=4)制造工艺优化(O=2)M
插孔镀层厚度实现机械固定提供弹性支撑抵抗磨损插孔松动弹性支撑不足镀层磨损7力学测试(D=6)材料硬度测试(O=2)M
弹性片弹簧力保持插针插孔接触力插孔脱开
插针插孔分离弹簧力不足8压力测试(D=5)弹簧设计验证(O=3)M
绝缘外壳材料耐高温性防止短路和漏电隔离导电部件耐受工作温度漏电绝缘失效材料热变形10高温测试(D=7)材料认证(O=2)H
注塑成型精度保证尺寸一致性短路
尺寸偏差导致装配不良注塑飞边6尺寸检测(D=5)模具调试(O=2)L

第六步:优化

摘取 AP=H 的条目并优化

  1. 镀金层剥落(S=9, D=5, O=3 → AP=H):

    • 新增探测措施:增加镀金层厚度在线检测(D=3)。
    • 新增预防措施:增加镀金层附着力测试(O=2)。
    • 新AP值:S=9, D=3, O=2 → AP=H(需进一步改进)。
  2. 材料热变形(S=10, D=7, O=2 → AP=H):

    • 新增探测措施:增加高温加速老化测试(D=4)。
    • 新增预防措施:替换为更高耐温材料(O=1)。
    • 新AP值:S=10, D=4, O=1 → AP=M。

第七步:结果文件化

  1. 输出文档
    • FMEA分析报告,包含结构分析、功能网、失效链、风险评估表。
    • 更新设计图纸,增加镀金层厚度检测要求和高温测试规范。
  2. 沟通与跟踪
    • 召开跨部门会议,确认优化措施实施计划。
    • 将AP=H的失效模式纳入后续开发阶段的重点监控项。

总结:通过AIAG & VDA七步法,系统性地识别了连接器设计中的高风险失效模式,并通过优化措施降低了AP值。此案例展示了FMEA如何从结构分解到功能分析,再到风险优先级排序的完整流程。


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