metode de analiză a defecțiunilor pentru inginerii de proiectare a produselor: întrebări cheie și acțiuni corective (Partea 3)

în partea 1 și partea 2 a acestei serii de analiză a defecțiunilor, am discutat de unde provin eșecurile și ce instrumente doriți să aveți în setul de instrumente pentru a le aborda. Acum vine partea grea: punerea tuturor acestor instrumente la lucru. La baza sa, analiza defecțiunilor se referă la identificarea setului de intrări care a cauzat eșecul unei ieșiri și a acțiunilor corective pe care doriți să le întreprindeți pentru a o remedia. Deci, dacă ați făcut toată munca grea pentru a găsi și identifica eșecurile, să ne scufundăm în câțiva pași pe care îi puteți lua pentru a începe procesul.

de obicei, veți găsi eșecuri în timpul unei versiuni sau în testarea fiabilității și aveți doar un timp scurt pentru a le găsi și remedia. Când conștientizați problema, puneți-vă următoarele întrebări pentru a vă organiza gândurile atunci când efectuați o analiză a eșecului:

• care este modul de eșec?
• cât de important este eșecul?
• este eșecul repetabil?
• care este ipoteza ta?
• există și alți factori potențiali?
• ce date aveți?
• de ce date aveți nevoie?
• aveți soluții propuse?
• aveți o modalitate de a vă testa soluțiile?
• soluția dvs. are impact asupra unei alte echipe?
• vor exista consecințe neintenționate?

pentru a ilustra o analiză tipică a eșecului, vom parcurge întrebările de mai sus într-un exemplu de scenariu.

exemplu: ceas de urmărire Fitness portabil

un nou ceas de fitness portabil este evaluat la construcția sa EVT. În timpul construirii câteva probleme mici, dar, în general, dispozitivele funcționează. Cu toate acestea, după construire, se constată o defecțiune în timpul testării picăturilor. Așa începe analiza eșecului.

care este modul de eșec?

uneori este ușor să găsești un eșec, dar mai des, este posibil să vezi doar simptomele unui eșec și nu poți fi sigur care este de fapt cauza principală. În exemplul nostru de ceas, constatăm că un eveniment de testare a picăturilor determină defectarea afișajului în 6 din 10 dispozitive testate. Ceea ce știm este că ceva a mers prost cu afișajul după evenimentul de cădere, dar încă nu știm de ce a apărut eșecul. Începem prin a examina în ce stare se află dispozitivul.

• modul de eroare prezintă același mod pe dispozitivele eșuate?
  • dacă există diferite tipuri de defecțiuni de afișare, atunci evenimentul de cădere poate să fi expus mai multe moduri de eșec, care ar putea avea fiecare o cauză rădăcină ușor diferită.
  • ecranul a devenit alb?
  • există linii în anumite rânduri sau coloane?
  • s-a spart lentila capacului?
  • s-a spart ecranul?
  • restul dispozitivului pare să funcționeze? – Încărcare, motoare, atingere, etc?
• care au fost testele specifice care au eșuat?
  • de la ce înălțime a căzut ceasul?
  • pe ce substrat a căzut dispozitivul?
  • ce orientare au avut loc eșecurile?
• există alte probleme evidente care pot fi observate?
  • există vreo deteriorare mecanică pe perimetrul dispozitivului?

după interogarea atentă a probelor, constatăm că 4 din cele 6 defecțiuni provin din teste efectuate pe un substrat de granit și 2 provin din substratul plăcii aglomerate, toate scăzând de la înălțimea mesei de 1 metru. Pe 5 dintre defecțiuni, afișajul devine alb și rămâne fără răspuns. Al 6-lea eșec, obiectivul capacului s-a crăpat, dar încă arăta imagini. Pe 2 dintre dispozitive, s-ar putea să vedem niște urme de scuff pe obiectivul capacului, iar pe 3 dintre dispozitive, există câteva zgârieturi pe carcasă pe o margine.

cât de important este eșecul?

eșecurile variază în severitate de la scăzut la ridicat și multe niveluri între ele. Uneori, ceea ce pare a fi o problemă minoră baloane în ceva mai mare. Un Purtabil tipic va fi folosit și abuzat de proprietarul său. De fiecare dată când utilizatorul ia ceasul off este o oportunitate potențială pentru un eveniment picătură. În acest caz, o eroare de cădere în care afișajul nu răspunde pare a fi o problemă critică de rezolvat. Un afișaj care nu răspunde ar face dispozitivul inutilizabil și ar duce atât la o rată de rentabilitate ridicată, cât și la clienți nemulțumiți. Această problemă merită atenție și ar trebui rezolvată înainte ca programul să treacă la pașii următori.

este eșecul repetabil?

Repetabilitate înseamnă că același proces poate induce un eșec în mod constant. Pentru Purtabil, 6 din 10 dispozitive au eșuat și 5 din cele 6 în același mod. Acest lucru sugerează că un eșec a fost repetabil, iar eșecul rămas a fost probabil o problemă unică pe care ar trebui să o monitorizăm, dar să nu o abordăm în acest moment. Totuși, trebuie să aflăm dacă problema afișării care nu răspunde este cu adevărat repetabilă, săpând în date puțin mai adânc.

• are loc eșecul în aceeași orientare picătură?
  • secvențele de testare a picăturilor sunt de obicei efectuate în același mod de fiecare dată. S-ar putea începe cu fața din față, apoi fața din spate, apoi cele 4 fețe laterale, apoi colțurile. Dacă căderea feței frontale provoacă întotdeauna problema, rămâne neclar dacă eșecul se datorează orientării particulare a unei căderi a feței frontale sau dacă problema ar apărea din orice picătură la aceeași înălțime.
  • pentru a combate acest lucru, solicitați echipei de fiabilitate să testeze mai multe unități folosind o secvență diferită sau plasând ultima orientare eșuată.
• Toate unitățile eșuate au avut aceeași cascadă de teste de fiabilitate înainte de eșec?
  • într-un plan de testare a fiabilității bune, testele de mediu sunt adesea efectuate mai întâi pentru a precondiționa dispozitivele. Unele vor fi supuse testelor de înmuiere a căldurii sau ciclismului de temperatură, care pot șoca sistemul sau pot slăbi legăturile adezive.
  • dacă eșecul apare pe unități noi și pe cele precondiționate, atunci eșecul ar părea a fi o problemă localizată. Dacă nu, atunci este posibil să fie nevoie să înțelegem la ce condiții a fost expus produsul înainte de testul de cădere.

care este ipoteza ta?

pentru ceasul nostru, ar putea exista 2 sau mai multe probleme de bază. Primul este că afișajul devine alb și rămâne fără răspuns. Am putea deduce că alimentarea a fost întreruptă din sistem, ceea ce ar indica o problemă cu afișajul în sine, conectorul afișajului sau o afectare mecanică sau rupere a cablului afișajului. În mod alternativ, conexiunea la baterie sau gestionarea energiei poate duce la defectarea dispozitivului.

există și alți factori potențiali?

deseori eșecurile provocatoare au multe cauze care fac dificilă identificarea clară a locului în care să vă concentrați timpul. Dacă aveți probleme cu ipotezele inițiale în timpul analizei eșecului, faceți o listă de domenii posibile de investigat.

în wearable, construcția EVT este prima dată când punem ceva împreună. Adesea, subcomponentele precum modulul de afișare și alte componente majore sunt fabricate cu parametri care nu sunt încă finalizați. Ca atare, conectorii, afișajul sau ansamblul mecanic ar putea contribui la defecțiunea afișajului.

pentru a exclude alte surse de eroare, poate fi necesar să sortăm parametrii procesului de fabricație, datele de măsurare, fotografiile de asamblare. Este posibil să fie nevoie să ne scufundăm mai adânc în furnizorii noștri din amonte pentru a căuta informații suplimentare. Pentru acest exemplu, să presupunem că afișajul a fost o componentă standard în producție pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce sugerează că nu vor apărea modificări majore ale afișajului și că ar trebui să ne concentrăm asupra designului mecanic.

ce date aveți pentru analiza eșecului?

în eșecul fiabilității purtabilului, ar trebui să adunăm toate informațiile disponibile la care avem acces care ne-ar putea ajuta să ne verificăm ipotezele. Deoarece defecțiunea a avut loc în timpul unui test mecanic, ar trebui să începem prin inspectarea fizică a unităților eșuate și revizuirea oricăror fotografii înainte și după și a videoclipului de mare viteză al testului, în special în orientarea eșecului.

căutăm orice deformări sau pauze evidente. Dacă este posibil, ar trebui să inspectăm unele dintre dispozitivele eșuate și să le deschidem pentru a vedea dacă putem găsi ceva greșit în interior. Fotografiile înainte și după ale unităților ne vor arăta dacă a existat ceva evident în neregulă cu ansamblul înainte de a renunța. Videoclipul de mare viteză ne permite să observăm compresia și întinderea materialului care se întâmplă mai repede decât o clipire a ochiului. Dacă afișajul și carcasa se mișcă în direcții opuse după impact, poate exista ceva care merită investigat în continuare.

în plus, vom dori să revizuim raportul IQC privind modulele de afișare și rapoartele de măsurare FAI/Cpk ale părților majore ale ansamblului, inclusiv carcasa mecanică. Ne uităm la modul în care piesele reale se compară cu dimensiunile și toleranțele pe care le-am folosit în analizele noastre inițiale de toleranță.

dacă combinăm aceste seturi de date, ar trebui să putem rafina ipoteza noastră inițială și să ne gândim la ce date ne lipsesc pe măsură ce continuăm investigația noastră de analiză a eșecului.

ce date aveți nevoie pentru analiza eșecului?

în timp ce avem acces fizic la dispozitive, încă nu știm ce este în neregulă până când nu distrugem dispozitivele. Când am deschis 3 Ceasuri, am constatat că conectorii bord-la-bord pe 2 din 3 au venit liber. Ultimul, nu am putut să-l demontăm corect și nu am putut spune care este starea conectorului. Dar, din moment ce 2 dintre cele pe care le-am deschis au arătat aceeași problemă, vom dori să explorăm de ce conectorul s-a desprins.

vom dori să revizuim simulările noastre pentru a ne concentra asupra forțelor experimentate de conector și alte componente de împerechere. De asemenea, ar trebui să revizuim specificația conectorului pentru reținerea forței și să verificăm independent dacă conectorii de pe aceste afișaje și placa de circuit principal îndeplinesc sau depășesc specificația. De asemenea, este posibil ca vânzătorul să fi folosit o versiune low-cost a conectorului sau chiar conectorul greșit din mai multe motive, așa că vom dori să verificăm codurile lotului conectorului și numerele pieselor.

este posibil să fie nevoie să testăm mai multe dispozitive pentru a vedea dacă diferiți furnizori de afișare sau alte configurații funcționează în același mod.

aveți soluții propuse?

în wearable nostru, ne-am redus în pe conectorul de afișare și ansamblul mecanic care îl înconjoară ca o zonă de interes. Echipa a petrecut ceva timp analizând ansamblul și a propus câteva soluții. Acestea includ:

1. adăugarea unei mici bucăți de spumă compresibilă peste conector pentru a prelua spațiul de aer dintre conector și carcasa principală.
2. utilizarea unei rășini epoxidice la conector odată ce este în poziție.
3. adăugarea unui suport metalic și a unor șuruburi pentru fixarea sigură a conectorului în poziție.
4. schimbarea conectorului de pe afișaj FPC și placa.

fiecare dintre aceste soluții are avantajele și dezavantajele sale și ar necesita lucrări suplimentare pentru testare. Putem elimina opțiunea 4 După ce echipa de operațiuni ne spune că afișajul este o componentă standard, iar costurile și timpii de plumb ar crește semnificativ dacă ne-am muta la un nou conector.

soluțiile mecanice necesită modificări de proiectare și asamblare care pot avea, de asemenea, efecte potențiale în aval asupra performanței mecanice și electrice.

cu soluția de spumă, ar trebui să revizuim dimensiunea decalajului în starea nominală, precum și în starea de testare a picăturii pentru a selecta un material adecvat. Dacă spuma va apăsa și pe partea inferioară a afișajului, ar trebui să ne asigurăm că nu împinge prea tare din spate pentru a distorsiona ecranul.

soluția epoxidică ar putea fi o soluție rapidă, dar ar putea deschide o cutie de viermi despre configurațiile procesului și alegerile materiale. În plus, odată ce o componentă a fost epoxidată, este aproape imposibil să se refacă, ceea ce înseamnă că, odată ce acest pas este efectuat pe linia de asamblare, dacă ceva ulterior nu merge bine, este posibil ca întregul ansamblu să fie aruncat.

cu suportul metalic, ar trebui să găsim spațiul pentru a atașa suportul și să ne asigurăm că nu există probleme de scurtcircuit. Dacă îl atașăm cu șuruburi, rutarea afișajului va deveni mai dificilă, deoarece există probabil o mulțime de urme în cale.

aveți o modalitate de a vă testa soluțiile?

două dintre soluții pot fi ușor de prototip-spuma și epoxidul. Cu toate acestea, ambele vin cu unele riscuri, mai ales după finalizarea construcției. Ne-ar trebui să demontați unele dispozitive pentru a adăuga spuma sau epoxidice. În timpul dezasamblării, există întotdeauna șansa de a introduce o altă problemă mai legată de procesul de asamblare necontrolat decât opțiunea pe care încercăm să o investigăm. Cu toate acestea, dacă prototipurile arată promisiune, aceasta ar fi o modalitate rapidă de a câștiga încredere într-o soluție.

suportul metalic ar putea fi simulat în CAD sau aproximat cu unele piese prelucrate, dar ar fi dificil de modernizat funcțional în carcasa existentă. Deoarece placa ar trebui modificată pentru a găzdui șefii șuruburilor, iar placa în sine ar avea nevoie de găuri găurite prin ea, este puțin probabil ca un prototip funcțional să poată fi realizat înainte de următoarea construcție. Deci, în schimb, ne-am putea baza pe combinația dintre o machetă mecanică și simulări pentru a aproxima modul în care ar funcționa schimbarea designului.

soluția dvs. are impact asupra unei alte echipe?

toate remedierile pentru impactul portabil alte echipe. Cel mai puțin perturbator pentru alții ar fi probabil adăugarea de spumă în spatele conectorului. Aceasta este o opțiune Ușor de testat și necesită doar modificări minime sau evaluare de către alte echipe. În același timp, nu este clar dacă spuma va fi suficientă pentru a împiedica conectorul să se desprindă. De asemenea, dacă spuma exercită prea multă forță pe afișaj, ar putea funcționa împotriva noastră servind ca punct de presiune pe afișaj în timpul unui eveniment de cădere sau ne poate răni împingând în sus pe afișaj și expunând marginile lentilei capacului la fisurile păianjenului.

soluția epoxidică ar necesita investiții în procesul de asamblare pentru a se asigura că epoxidul poate fi distribuit corect. Procesele de lipici lichid sunt notoriu dificil de finalizat, așa că, deși ar putea merita prototiparea, am putea spera să nu folosim această opțiune. De asemenea, ar exista o lovitură la costul produsului, deoarece pierderea randamentului va fi probabil mai mare, iar reprelucrarea va fi mai dificilă.

suportul din tablă va dura cel mai mult timp pentru a implementa și va necesita echipelor electrice să aranjeze din nou urmele plăcii. În plus, ar trebui să evaluăm dacă scutul metalic ar provoca radiații neintenționate sau ar interfera cu semnalele wireless din produs.

vor exista consecințe neintenționate?

când faceți modificări de proiectare pentru a remedia o problemă, este ușor să vă prindeți de problema pe care încercați să o rezolvați și este posibil să uitați să evaluați designul pentru ce altceva ar putea merge prost. În acest exemplu, este posibil ca punerea găurilor în placa de circuite imprimate și înșurubarea unui suport peste conector să facă această zonă a plăcii slabă și în loc ca conectorul să se desprindă în timpul unui test de cădere, placa în sine s-ar putea rupe provocând o defecțiune mai mare decât cea pe care intenționăm să o rezolvăm.

revizuirea acestui exemplu de analiză a eșecului:

prin procesul de revizuire a datelor disponibile, crearea de ipoteze și testarea, am găsit cauza potențială a problemei. Bănuim că conectorul a experimentat mai multă forță decât a fost evaluat și datorită spațiului de aer proiectat între partea superioară a conectorului și carcasă, s-ar pierde în timpul evenimentului de cădere atunci când spațiul de aer a devenit temporar mai mare. Pentru a remedia această problemă, am identificat 3 soluții posibile de testat și implementat. Modul în care alegem să mergem în continuare depinde de cât de bine funcționează soluțiile și de modul în care acestea pot avea un impact potențial asupra programului și a costurilor proiectului.

monitorizarea acțiunilor corective

odată ce un curs de acțiune a fost ales, echipa nu ar trebui doar să treacă prin procesul de a face modificările de proiectare, ci ar trebui să dezvolte un plan pentru implementarea și monitorizarea soluțiilor la următoarea construcție.

pentru a păstra opționalitatea, echipa ar putea decide să avanseze cu schimbarea designului pentru a adăuga suportul și, de asemenea, pentru a pregăti spuma. Acest lucru ar suporta lovitura de program mică necesară pentru o schimbare de instrument și o lucrare de aspect pentru echipa electrică, dar ar oferi opționalitatea testării mai multor soluții în timpul construirii, sperăm să plafonăm numărul de construcții EVT suplimentare la doar una.

știind că există o vulnerabilitate majoră de testat, echipa poate aranja construirea pentru a acorda prioritate colectării de date pentru această problemă. Această construcție ar putea include configurații de doar spumă, doar suportul metalic și unul care include spuma și suportul împreună.

înainte de a construi, echipa ar putea efectua un nou FMEA și prezice unde pot apărea probleme potențiale din noile modele. Folosind FMEA ca punct de plecare, echipa ar putea aranja mai mulți pași de verificare la transformările critice în care sunt implementate modificările. Inginerii de la fața locului ar trebui, de asemenea, încurajați să acorde o atenție deosebită construcției la acești pași.

de exemplu, Echipa ar trebui să observe cât de dificil este asamblarea noului suport. Această modificare de design ar putea necesita jiguri noi sau actualizate pentru a plasa piesa în mod corespunzător, fără a deteriora componentele din apropiere. În plus, marginile ascuțite ale suportului în sine ar putea provoca deteriorarea cablului flex în timpul asamblării sau testării fiabilității, așa că ar trebui să verificăm din timp rezultatele stației de testare funcționale pentru orice semne de cădere a randamentului.

în cele din urmă, ar trebui să aranjăm ca primul lot de dispozitive din noua construcție să fie alocat pentru testarea fiabilității. Putem lucra cu echipa de fiabilitate pentru a determina câte unități ar trebui testate și să treacă pentru a ne simți încrezători în soluția noastră. În timp ce construcția este în desfășurare, am putea obține o imagine mai clară dacă una sau mai multe dintre configurații rezolvă problema, asigurându-ne în același timp că nu apar probleme noi.

concluzie

exemplul Purtabil arată că, chiar și în probleme relativ simple, există multe lucruri de luat în considerare în timpul analizei eșecului. Rapoartele de fiabilitate, dispozitivele fizice, datele de construcție și chiar datele de la furnizorii din amonte ajută la completarea lacunelor în timp ce încercăm să înțelegem ce a mers prost și cum să remediem acest lucru.

în programele reale, inginerii se vor confrunta cu multe probleme diferite și trebuie să le rezolve pe toate în paralel. Adesea, există puțin timp pentru a efectua analize de scufundare profundă cu privire la toate problemele înainte de următoarea construcție. Prin urmare, este important să eliminați rapid problemele mici, astfel încât acestea să se poată concentra asupra provocărilor critice cu o anumită arhitectură. Orice instrumente care pot ajuta inginerii să colecteze și să conecteze seturi de date disparate sunt extrem de utile pentru identificarea cauzelor potențiale și pentru a rezolva mai multe probleme în același timp. Odată găsită o soluție, aceasta va fi examinată cu privire la cost, viteză și ușurință în implementare și toată lumea va avea o opinie diferită cu privire la cel mai bun curs de acțiune. Chiar și după ce cauza principală a fost găsită și se propune o soluție, aceasta stabilește doar o nouă linie de bază din care pot apărea eșecuri. Testul real va fi la următoarea construcție, deoarece ați putea introduce o serie de consecințe neintenționate. Acest proces se repetă până când nu mai aveți timp sau într-o lume ideală, rezolvați toate problemele.

Instrumental a creat un set unic de instrumente pentru a reduce frecarea implicate cu fiecare pas de analiză eșec. Colectând date despre produse și rulând imagini prin inteligență artificială, putem găsi posibile anomalii înainte de a fi prea târziu pentru a le opri. De asemenea, putem stoca și urmări date importante în platforma noastră de optimizare a producției, adăugând corelații între datele de testare eșuate și informațiile despre asamblarea produsului. Nu numai că reducem timpul și efortul petrecut pentru eșecuri mici, dar colectăm și transformăm date pentru a rezolva problemele mari pentru a îmbunătăți în cele din urmă produsele. Contactați-ne pentru a afla mai multe despre cum vă putem ajuta să vă îmbunătățiți procesul de analiză a defecțiunilor.