新版FMEA案例分享:汽车轮毂制造过程PFMEA分析(基于AIAG & VDA 七步法) - FMEA软件-CoreFMEA

性价比高、易于上手的FMEA软件: CoreFMEA

本案例完整展示了基于AIAG & VDA七步法的PFMEA应用,从结构分解到优化闭环,聚焦制造过程风险,实现了对汽车轮毂关键工序的系统性失效预防。重点在于结构清晰、功能可追溯、失效链逻辑严密、控制措施有效,最终通过防错与自动化显著降低高风险项的AP等级。


汽车轮毂制造过程如何进行 FMEA 七步法分析呢? FMEA软件CoreFMEA 以一个粗略的钢制轮毂制造过程为例,抛砖引玉。

第一步:规划与准备(Planning & Preparation)

在进行PFMEA前,需明确项目范围、目标、团队成员及职责。本案例聚焦于钢制汽车轮毂的制造过程,不涉及产品设计(假设设计已满足功能要求),仅分析制造过程中的潜在失效风险。

  • 项目范围:从原材料入厂后开始,至轮毂成品入库前的制造全过程。
  • 分析对象:轮毂冲压成型、焊接、机加工、涂装四大核心工艺段。
  • 团队组成:过程工程师、质量工程师、生产主管、设备维护、工艺技术人员等。
  • 参考标准:AIAG & VDA FMEA手册(第一版)、GB/T 3487:《汽车轮辋规格系列》 、QC/T 241:《汽车无内胎车轮气密性试验方法》 、QC/T 243:《车轮安装面平面度要求及测试方法》 
  • 前提假设:原材料(钢板)符合图纸要求;仅分析制造过程引入的风险。

第二步:结构分析(Structure Analysis) 

分析思路与关键要点

结构分析是将整个制造过程分解为可管理的三层级:

  • 高层级结构(Process Item):代表整个制造系统或主要过程项,如“轮毂总成制造”。
  • 中间层级结构(Process Step):具体的工序步骤,如“轮辐冲压成型”、“轮辋焊接”等。
  • 低层级结构(Work Elements):支持工序执行的工作要素,包括:
    • [人员]:操作员、检验员等
    • [设备]:压力机、焊接机器人、CNC车床等
    • [辅料]:润滑油、保护气体(Ar/CO₂)、清洗剂、油漆等
    • [环境]:温度、湿度、洁净度等

⚠️ 注意

  • 不包含“方法”,方法将在第三步作为功能描述;
  • 不包含“直接物料”(如钢板、螺栓),因其属于来料,不在PFMEA范围内;
  • 辅料为间接材料,影响过程稳定性或产品质量,需纳入分析。
  • 父-子-孙三层固定
    过程项 → 过程步骤 → 工作要素(不再向下拆“子要素”)。所以,PFMEA 只有三层级。

  • 编号一致性
    用 OP xx 统一工序号。通常不要连续,要有间隔(比如,+10),便于以后增删工序。

举例: 

PFMEA 轮毂制造过程案例 - 结构树

第三步:功能分析(Function Analysis)  

为结构树中的每一个结构,赋予“功能(Function)”并提炼出“要求(Requirement)”。并建立功能网(上、中、下三层级的功能是如何“相辅相成”的)

1. “功能” 尽量用 “动词+名词”的形式描述,简洁明了;“要求”用可量化指标。 

2. 多个功能要分开写,因为不同的功能,后续所对应的 失效是不同的。便于后续失效分析的“细腻颗粒度”。

3. 从“正向”描述功能,暂时不写 “不能”“失效” 等否定词。

4. 自上而下对齐:过程项功能 → 过程步骤功能 → 工作要素功能,必须层层支撑,形成 功能链(功能网)

功能分析逻辑

  • 较高层级功能:来自客户要求或行业规范,如强度、动平衡、耐腐蚀性等。
  • 中间层级功能:具体工序对产品特性的改变,需量化(如尺寸公差、焊缝深度)。
  • 较低层级功能:人员、设备、辅料、环境应实现的功能。


CoreFMEA软件中节选案例:

在CoreFMEA软件中展示、输出功能网(节选):


第四步:失效分析(Failure Analysis)

失效分析逻辑

  • 失效影响(较高层级功能的失效)→ 从客户/产品角度描述后果
  • 失效模式(中间层级功能的失效)→ 技术性描述,非现象
  • 失效原因(较低层级功能的失效)→ 根本原因,聚焦人员、设备、辅料、环境

失效链逻辑失效原因 → 引起 → 失效模式 → 导致 → 失效影响

在CoreFMEA软件中节选案例:

在CoreFMEA软件中展示、输出失效网(节选):


第五步:风险评估

依据 AIAG & VDA FMEA 手册,通常:

针对较高层级的失效影响,没有任何措施,直接评估严重度 S;(可以从本工厂内、后序工厂、最终客户三个维度评估)

针对中间层级的失效模式,添加探测控制措施,评估探测度 D;

针对较低层级的失效原因,添加预防控制措施,评估发生度 O;也可以再添加探测控制措施,评估 探测度 D;

思路也好理解: 既然是失效原因,我们希望这个原因不发生,所以一定要预防。失效模式就不是预防了,而是要探测,发现它、拦截它!

依据评估的 S、O、D,CoreFMEA软件自动识别过程中的特殊特性 CC、SC(节选):


第六步: 优化(Optimization)

1. 只优化“ H / M 优先级”
• 仅对第五步输出的 AP=H(红色)和 AP=M(黄色)失效链实施措施。其中,AP=M 可以与客户商量,基于项目的资源与时间进度,选取一部分优化即可。
• 对 AP=L 的失效链只做“文件化维持”,防止资源稀释、精力涣散。

2. 双路径选择:预防(降低 O) 、探测(降低 D)
• 预防优先,探测兜底。

在CoreFMEA软件中为大家展示统计信息、优化前后的对比:



第七步:结果文件化(Results Documentation)

将上述分析成果整理成正式的 PFMEA文档,包括:

  • 过程结构树图
  • 功能网与失效链图
  • 完整的PFMEA表格(含优化前后对比)
  • 控制计划(Control Plan)
  • 特殊特性清单(如关键尺寸、焊缝质量)


工欲善其事,必先利其器

CoreFMEA软件 显著提升 FMEA 工作效率,轻松完成新版“七步法”


CoreFMEA是一款符合AIAG&VDA标准的DFMEA/PFMEA软件,支持新版FMEA七步法,自动生成FMEA、DVP、CP、PFD等文件。具备特殊特性识别、多语言翻译与双语显示功能。操作简便如Office,本地化部署保障数据安全。支持免费试用,并提供专业辅导,助力企业高效、规范完成新版FMEA分析。


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