为什么在 DFMEA 中无法优化严重度S？如何降低严重度S呢？ - FMEA软件-CoreFMEA

在DFMEA（设计失效模式与影响分析）中，严重度（S）通常被认为是无法直接优化的，因为严重度是由失效后果的固有严重性决定的，而非由发生频率或探测能力决定。但通过系统性的设计改进，可以间接降低严重度的影响。

一、为什么“无法”在 DFMEA 中直接优化严重度S？

这里的“无法”是相对的，指的是在不改变设计概念或产品架构的前提下，对于一个已定义的失效后果，其严重度等级是固定的，无法通过后续措施来“降低”。原因如下：

1. 严重度是失效后果的属性，而非失效原因或失效模式本身。

FMEA的核心逻辑是：失效原因 → 失效模式 → 失效后果。

严重度(S)本质上是对失效后果严重程度的客观评价，而不是可以随意调整的参数。

例如：

                如果一个失效模式会导致人员伤亡（如汽车刹车失灵），严重度评分就是10分（最高风险）

                如果一个失效模式仅影响用户体验（如屏幕显示不清晰），严重度评分就是5分

这些评分基于客观事实，无法通过措施改变。严重度是"客观事实"，不是"可调整参数"。

2. 严重度由设计目的和功能决定。

一个零件的设计目的决定了其失效的最坏影响。例如，一个用于承重的安全扣（设计目的：在碰撞中保持乘员约束）和一个用于装饰的镀铬条（设计目的：美观），其同类失效（如断裂）的严重度天差地别。

在设计目的不变的情况下，其最高潜在的严重度是固有的。

3. DFMEA 的核心目标是 “预防失效”，而非 “改变失效后果”

DFMEA 聚焦于 “降低失效发生的可能性（O）” 或 “提高失效探测能力（D）”，但无法改变 “一旦失效就会产生严重后果” 的本质。

二、什么场景下 “看似优化了严重度 S”？—— 降低严重度的正确策略与方法

虽然不能直接降低一个已定义失效后果的S值，但我们可以通过更高层级或更根本的设计行动来“优化”严重度。这本质上是对系统进行重新设计，以改变失效后果的归属或性质。

以下是四种核心策略，按优先顺序排列：

策略一：消除失效模式

通过设计变更，使该失效模式在物理上或逻辑上不可能发生。

• 方法：采用本质安全设计、冗余设计、完全不同的工作原理。
• 举例：

原设计：依靠单个传感器信号触发安全功能（失效模式：信号丢失；后果：安全功能失效；S=10）。

设计优化：增加一个完全独立、原理不同的传感器进行冗余校验。即使主传感器失效，系统仍能基于第二传感器或逻辑判决工作。此时，“单信号丢失”这个失效模式导致的后果，从“安全功能失效”降级为“性能降级（仅使用备用传感器）”，新的失效后果的严重度S被重新评估为一个低得多的值（例如S=5或更低）。

策略二：减轻失效后果

当失效无法完全避免时，修改设计以限制其影响的严重程度。

• 方法：增加安全装置、降级运行模式、物理隔离。
• 举例：

原设计：高压电池包短路可能引发热失控起火（后果：车辆起火；S=10）。

设计优化：在电芯之间加入隔热防爆墙，并设计定向泄压通道。当某个电芯失效时，后果被限制在单个模组内，防止蔓延至整个电池包。失效后果可能被重新定义为“电池功率下降，需要维修”，而非“车辆起火”。严重度S值被重新评估为6或7。

策略三：功能转移或架构变更

将可能导致高严重度后果的功能，从脆弱或关键的部件转移到更可靠或后果更轻的部件上。

• 方法：功能整合、系统架构重构。
• 举例：

原设计：电子助力转向系统的电机控制器失效导致转向助力突然消失（后果：转向力剧增，车辆失控风险；S=9）。

设计优化：采用双绕组电机或双冗余控制器架构。主控制器失效时，备用控制器在毫秒级内无缝接管。此时，“单个控制器失效”的后果是“系统无感切换，驾驶员无感知”，严重度S值被重新评估为2。

策略四：重新定义“客户”与“后果”

有时可以通过改变失效后果的作用对象来优化S。这通常发生在早期设计阶段。

• 方法：增加诊断和裕告功能，将外部顾客后果转化为内部后果。
• 举例：

原设计：发动机机油泵潜在磨损导致机油压力缓慢下降，最终导致发动机抱死（后果：发动机报废，车辆抛锚；S=9）。

设计优化：增加一个高灵敏度的机油压力传感器和诊断算法，能在压力轻微偏离正常范围时（远早于损坏发生），就点亮仪表盘警告灯并限制发动机转速。此时，失效后果从“发动机报废”变为“点亮警告灯，进入跛行模式，提示驾驶员维修”。对于最终用户，后果严重度S从9降到了5或6。

三、给工程师的实践建议

1. 向前一步，在概念设计阶段就考虑S：最有效的“严重度优化”发生在产品架构和概念设计阶段。此时通过系统FMEA或功能安全分析（如ISO 26262）来识别高严重度风险，并有最大自由度选择最优方案。
2. 聚焦于“功能”而非“零件”：从系统要实现的“功能”出发进行FMEA分析，更容易发现通过功能冗余或替代路径来优化S的机会。
3. 将高S值视为设计挑战，而非既定分数：当遇到一个S=9或10的失效模式时，不要只想着如何增加检测或提高零件质量（降O）。首先要问：“我们能否重新设计，让这个可怕的后果根本不发生？”
4. 记录设计决策：在DFMEA的“建议措施”栏中，对于为优化严重度而进行的设计变更，应明确记录其如何改变了失效后果的定义，并据此重新评估所有相关项目的S、O、D值。

四、总结

简而言之，在DFMEA中，不能直接“降低”一个失效后果的严重度分数，但可以通过颠覆性的设计创新来“消除”或“彻底改变”该后果本身，从而让一个全新的、严重度更低的后果被纳入评估。这正是DFMEA（设计FMEA）的精髓所在——它驱动的是预防性的、根本性的设计改进，而不仅仅是后期的管控和检测。这也是优秀工程师与普通工程师在运用FMEA时的关键区别。

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