(2)因果分析-triZ

1我的因果分析DarrelMann212什么是因果分析？有因必有果，有果必有因•从系统存在的问题入手，层层分析形成问题的原因，直至分析到最后不可分解为止。•因果分析可以向两个方向：向着求因的方向——由现在分析过去；也可以向着求果的：由现在分析未来3因果分析的目的梳理问题中隐含的逻辑链及其形成机制，找出问题产生的根本原因从梳理出的逻辑链条及其形成机制中找出解决问题的所有可能的“突破点”从所有可能的突破点中找出”最优“的突破点；“最优”:在满足工况要求的前提下，在现有资源条件下（知识、技术、时间、成本……），代价最小！“逻辑链及其形成机制”的来源:●因果关系——原因－结果●时间或操作的先后顺序●物理模型：公理、原理、公式、经验公式等4因果分析步骤1、标记存在问题的组件－通过组件价值分析，找出理想度指标最低的系统组件进行根本原因分析。2、判断可能导致问题的功能3、根据功能判别存在问题的参数4、依次继续查找原因和结果，分析根本原因–工具：根本原因分析模板5原因与结果之间的三种类别关系结果原因A结果原因A原因B结果原因A原因B（a）（b）（c）6因果树不良结果原因A原因B原因C原因D原因E原因F7遵循规则1、确保所描述的实体及实体间的逻辑关系，具有被其他人所理解和认同的明确性；2、确保实体存在的完整性、结构的合理性和有效性●完整性——实体必须是一个完整的概念，从语法的角度考虑就是可以是动宾短语或是带有形容词的名词短语；●结构的合理性——实体不能含有多个概念，且实体中不能含有“if-then”及其变形形式；●有效性——所描述的实体是现实存在的或经过合理推断得出的。3、确保因果逻辑关系的有效性（可以用“if-then”的形式来判断因果间是否存在有效的逻辑关系）4、原因不充分性在一个复杂的相互作用的过程中，某结果很少是由单一的原因导致，在大部分情况下，是由多个相互依赖的因素导致或者由几个独立的原因导致。原因不充分性是逻辑图中常出现的不足5、附加原因（“是不是还有其他的原因也能产生同样的结果”？）附加原因的提出并没有否定最初的原因，仅是对其进行补充和完善，与最初的原因具有同等的重要性。8、•因果分析的结束条件：–当不能继续找到下一层的原因时–当达到自然现象时–当达到制度/法规/权利/成本等极限时9常见的五种因果分析方法•1、五问“为什么”（Why)分析•2、故障树分析FTA（FaultTreeAnalysis），•3、鱼骨图（也叫Ishikawa或因果图）分析•4、因果矩阵分析•5、失效分析FMEA（FMEA:FailureModeandEffects）Analysis101、五问“为什么”分析法为什么为什么为什么为什么为什么问题11实例一：纪念堂外墙的腐蚀问题•杰斐逊纪念堂（JeffersonMemorial）12、•杰斐逊和林肯纪念堂的外墙都由花岗岩制成，但杰斐逊纪念堂脱落和破损严重，推倒重建，这要花纳税人一大笔钱……•找出最优的突破点破损的外墙（清洗剂）腐蚀外墙大量的鸟粪大量的鸟大量的蜘蛛大量的小虫子充足的阳光透光的天窗充足的阳光13实例二、汽车无法启动•为什么？：电池电量耗尽。（第一个为什么）•为什么？：交流发电机不能正常工作。（第二个为什么）•为什么？：交流发电机皮带断裂。（第三个为什么）•为什么？：交流发电机皮带远远超出了其使用寿命，从未更换过。（第四个为什么）•为什么？：我一直没有按照厂家推荐的保养计划对汽车进行过保养和维护。（第五个为什么，根本原因）•保养和维护。（第五个为什么，根本原因）14实例三：机器停停止运转•一个生产线的机器经常停转，修过多次仍不见好转•问：“为什么机器停了?”•答：“因为超过了负荷，保险丝就断了。”•问：“为什么超负荷呢?”•答：“因为轴承的润滑不够。”•问：“为什么润滑不够?”•答：“因为润滑泵吸不上油来。”•问：“为什么吸不上油来?”•答：“因为油泵轴磨损、松动了。”•问：“为什么磨损了呢?”•答：“因为没有安装过滤器，混进了铁屑等杂质。”•最终的解决办法：在油泵轴上安装过滤器152、故障树分析法•故障树分析技术（FaultTreeAnalysis），美国贝尔实验室于1962年开发出来•采用逻辑方法，形象地进行分析工作•特点：直观、清晰、逻辑性强•可用于定性分析或定量分析16建立故障树原理与目的原理通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析，从而确定产品的故障原因来自的各种可能的组合方式和(或)发生概率。目的--复杂系统的功能逻辑分析；--分析同时发生的非关键事件对顶事件的综合影响--评价系统可靠性与安全性；--确定潜在设计缺陷和危险；--评价采用的纠正措施；--简化系统故障查找。17故障树建立方法•结构–树形–事件符号–关系符号•建树方法–1.自顶向下按层分析直接原因–2.列出每个事件：故障内容及发生条件–3.分析事件之间的关系，用与或门表示–4.按照事件结构和发生概率，确定导致故障发生的重要事件，按照轻重缓急采取对策18故障树常用符号193、鱼骨图分析法•非定量的分析工具•对一个问题，分类别地列出所有影响因素，分别进行分析，找出潜在的引起问题的根本原因20构建鱼骨图鱼头：最终所描述的问题大鱼骨：问题发生的原因类别（主分支）传统上的大鱼骨分以下五个主分支：1）人员/People2）设备/Machine3）方法/Method4）材料/Materials5）环境/Environment小鱼骨：发生问题的细部原因按照主要的流程步骤由自己或由项目小组或和那些关心项目流程的人员一起利用头脑风暴法对于每一个主分支问5次“为什么”（问题为什么会发生…），找出潜在的引起问题发生的根本原因。（切不要想当然地.）21鱼骨图模板类别1类别1类别3类别4问题原因1原因2次原因1次原因222ManEnvironmentMachineMaterialsMethods5M1E人员方法机器材料环境Measurement+测量构建制造业鱼骨图的五个主要分支23制造业鱼骨图模板设备人员测量材料方法环境24PeopleProceduresPoliciesPlaceMeasurementEnvironment+五个关键变化因素人员测量环境过程政策地方构建服务与流程业鱼骨图的五个主要分支25问题政策测量过程地方环境人员服务与流程业鱼骨图模板26练习一：管道焊接出现裂缝管道焊接裂缝裂缝问题材料供应商未认可裂缝设备错误的程序设备更换设备缺陷未保养没有人保养人无人监控裂缝无预算销售额下降没有紧跟的程序未培训态度不端正程序不可用27环境工具/设备方法人问题送货时间太长太多的电话未听到声音电话系统故障Beepers运转不正常无遥控器不清楚谁接听搬运工太少练习二：外卖送货耗时过长28适用于分析多个结果与不同的原因之间的影响关系采用头脑风暴法，由客户确定MPV作为输出Y，及其重要度I；团队搜集影响因素作为输入，然后评价每个输入与输出之间的相关性R，从而找出影响这些Y的最重要因素4.因果矩阵29123456789101112131415Y1Y2Y3Y4Y5累计值过程步骤过程输入102030405060708090顾客重要度因果矩阵因果矩阵使用方法1、列出输出2、根据对客户的重要性给输出打分，(1-10分)3、列出输入4.对每一个输入与输出之间的相关性打分(0－10分）5.交叉相乘,累计数由相乘之和决定，然后选择重点。305、失效分析法（FMEA）SubversionAnalysis(破坏性分析）•FMEA（FailureModeandEffectsAnalysis）：失效模式和影响分析•Failure失效－对失效的定义包含有兩種分析方式：•1、使用歷史數據，針對相似產品、服務、保證數顧客抱怨、及其他可取得資訊，加以定義失效。•2、使用統計推論、模擬分析、同步工程及可靠度工程等以确認及定義失效。•FailureMode失效模式分析（FMA）－由元件、組件至系統不同結構層次的失效模式。對每一個失效模式，依其嚴重等級和發生機率綜合評估並予以分類，以便確定預防或改正措施的內容和優先順序。在所有失效中，出現频率最大的值为临界模式（FCA）•FailureEffects失效影响分析（FEA)－1.Localeffect(對本身的立即影響)2.Nexthighleveleffect(對同一层次或高一层次的影響）3.Endeffect(對產品使用者的影響)(對endproduct的user影響,產品跑到user身上，use時才發現)31\•FMEA是一種系統方法，使用制式表格以確認潛在失效模式及其影响，並評估其•失效嚴重度SEV、•失效原因發生频度或概率DET、•失效原因的可检測度OCC•目前管制方法（现有控制或设计方案验证），•從而計算風險優先指數（RPN=SEV*OCC*DET）。•最後採取進一步改善方法，如此持續進行，做到了防患于未然，避免失效效模式及影响的發生，并能節省無謂的損失、縮短開發時程及開發費用失效管制方法分预防型PFMEA和检测型DFMEA32FMEA之演进GrummanAircraftCompany1950FMEA飛機主操縱系統失效分析Boeing&MartinMariettaAerospaceCompany1957工程手冊中正式列出FMEA程序NationAeronauticsandSpaceAdministration(NASA)1960FMEA成功地應用於航太計劃DefenseDepartmentInternationalElectricalCommission(IEC)Chrysler,FordGM,ASQ,AIAG1974出版Mil-STD-1629FMECA1980出版Mil-STD-1629AFMECA1985出版IEC812FMEA1993出版FMEA手冊1995出版FMEA手冊2001出版FMEA手冊33可靠度定义和度量标准•可靠度的定义：•系确定一个元件、装置或系统，在特定的环节中完成规定的任务没有失效的次数。•可靠度是一个概率，它的度量显示是从0至1。可靠度0，则表示该元件是失效的；可靠度为1，则意味着该元件未失效。•用公式表示：可靠度（R)＝1—失效的概率（F)•不同的物质通常有不同程度的可靠度设计要求，因此在度量上也各有不同•许多可靠度度量的描述是界定在时间操作的失效数。目前，不同的工业用不同的数字表述。太空和航空航天工业领域每小时操作中的失效概率用10－6作为1次失效率；而在其它部门可能是指每一次操作所产生的失效次数。34常用的虚构安全系数设计原理强度时间需要的计算强度实际强度以积累的经验降低安全系数发生失效安全系数35失效的定义失效在規定条件下,(环境、操作、时间)不能完成既定功能。在规定条件下,产品参数值不能维持在规定的上下限之间产品在工作范围内,导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象36失效风险的来源消费者需求服务成本法律法规要求竞争安全市场压力管理的侧重点技术开发的风险公众责任其它失效风险的来源•失效风险的来源：37事后被动处理寻找失效主动创造失效情形进而消除失效解决问题预防问题时代发展方法改进解决失效问题方法的演进38问题大小时间原因小问题原因中问题原因大问题严重化预测失效的重要意义1、提高设计质量2、减少开发阶段的返工3、缩短开发周期4、降低项目成本时间项目产品设计阶段新产品试生产阶段工程设计阶段项目整体时间单元时间39FMEA的基本概念•“早知道………就不會”•早知道作好防震設計就不會造成大樓倒塌•早知道改進電力輸配設計就不會造成全台大停電•早知道不濫墾濫伐就不會造成土石流•早知道作好橋樑維護就不會造成高屏大橋倒塌有些早知道是必需的!有些就不會是不允許發生的•“我先………就不會”•我先看了氣象預報所以沒有淋成落湯雞•我先評估金融大樓高度所以沒有影響飛安•我先設計電腦防火牆所以沒有被駭客入侵有些我先是必需的!有些所以沒有是預期可避免的40原因的规范化分类功能：某物体偏离了为改变或保持物体的某个参数的预定目标•缺乏－物体（应该有的提供有用功能的