75
1 CHALMERS Bo Bergman SKF Professor Quality Sciences Division of Quality Sciences Chalmers University of Technology SE-412 96 Gothenburg, Sweden Phone: +46 31 772 8180 E-mail: [email protected] CHALMERS ! " " # $ # %&’

CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������ �������� ���������������������

���������������������� �

Bo BergmanSKF Professor Quality SciencesDivision of Quality SciencesChalmers University of TechnologySE-412 96 Gothenburg, SwedenPhone: +46 31 772 8180E-mail: [email protected]

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ������

�� ���� ������������������ ������������� ���!�����������������������������"�����

���������������"��������������������# ����

$���# �������%����&'

Page 2: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

2

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���%������

����� �� ���� �����

������������ ��

������ �

������

���� ����

CHALMERS

������������� ��������

��������������

%�������� ���������# ������

Fysiskt tillstånd

Kundens upplevelse

Tillräcklighet

Till

fred

stäl

lels

e

Attractivt

Nödvändigt

Förväntat

Expected

Nec

essa

r y

Attr ac tiv

Indifferent

Page 3: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

3

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���������� ���( �����)������� ���# ���( �����)����*���������

�������+���# ���

$��������������������

,���� �����������# # �����

� �������# ����+# # ��# ���

-����# �� ���.���

�������

*�������

/# �� ��

+���������

!

CHALMERS

������������� ��������

��������������

0 ������ ��������!

" � ��������

����# ���/���������-������������

*�����,�������1 �������

( �����)����+��������/# �� �# ���

2 ����������� ���������� ��������������� ����# ��

#�#�#�#�#�

�����������33-�"�-��# �,���4

� ���������� �������)������ ���# ���

- �

*�

Page 4: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

4

$

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��# ����*������%�5 ������6�

% & ����� ������' �� ����� ( ������)�* ������� �����������

% +�)�*����)�� ( ������)��������� ������ ������� ��� ����� ������� �

% ,��- ����. *��)� / �- �0��- ������� ����- * ��- �� �������� ����������1� ���*�- ��- �0��- ��������� ��

% � )�� ��. *��0���� . *��� �����)�2 ��- �*

3

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����������������-������# ��������������

����� �� ���� �����

������������ ��

������ �

������

���� ����

Page 5: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

5

4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���7 ��������������1 �������

% 5 ���5 �� 6��� �� �� ����1� �7� ��� ������� ����1� ������

� �� ����8

% +*)��� ��9 ���) 6. *� ��)� ���1�� � ������ ��

�* ����1�: � ��� ���* ����8

% 5 ������� ��9 ���) 6���������;�9���� ����� ���

<��� ��� ���������� �� ����8

% / � ��� ���/ � ������ ��� 6= ������

� �� ������ ���5 ����>8

Facts about the world:

�?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ����( � �����/# ��������% � ��� ��������+�������6��� ��)8

% ����� ���6�����������1��� ������ ������ ���8�

Time

a process withassignable causes

Time

a stable process

Time

a stable morecapable process

DoE

System

Page 6: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

6

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

+������ � �������������������� �������

Time

a process withassignable causes

Time

a stable process

Time

a stable morecapable process

Processes Out of statistical In Statistical ControlControl

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

-�" -��# ��� ��-�# ���5 ������������

6σ6σ

upperspecificationlimit (USL)

lowerspecificationlimit (LSL)

4.5σ1.5σ4.5σ 1.5σ

targetvalue (T)

Page 7: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

7

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

-�"�-��# �8

' �� ����9�������

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

*�������# �� �# ����

to reach.

disp

ersi

on

centring

NOT PREDICTABLE:

T T

T T

disp

ersi

on

centring

PREDICTABLE:

T T

T T

1 2

3 4

5 6

7 8

Page 8: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

SixSigmaCrossfunctionalImprovement groups,”DMAIC””

Easy to find, once you are aware

Almost traditional,Glasses are needed!

In need of systematicmethods and tools

Not reacheablewith traditional methods

Creative thinking,“Design For Six Sigma, DFSS”, Re-engineering

Day to day improvements

Improvements with simplesttools

Fruits of improvement!

SixSigma

IMPROVEMENTS?

�!

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���-�" -��# �����# �5 �.Top Management Commitment

Training Scheme

Measurement System

Stakeholder Involvement

DEFINE CONTROLMEASURE ANALYSE IMPROVE

/# �� �*�&���������&��������� ���������

Page 9: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

9

�$

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����� � �����

�3

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Not reacheablewith traditional methods

Creative thinking,“Design For Six Sigma, DfSS”, Re-engineering

Fruits of improvement!

Design for SixSigma

Six Sigma is not enough!

Page 10: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

10

�4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

defects

Lower tolerance limit

Manufacturing controls process capabilitiesProcess

Capability

Engineering controlstolerances

Upper tolerance limit

Quality Deficiency CostsExpensive components

Relation to Six Sigma

�?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

...

)(

2

2

2

2

2

1

221

+���

����

∂∂+��

����

∂∂=

=

xxy xy

xy

xfy

σσσ

-�"�-��# �

��--�����-�" -��# �

��--

Page 11: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

11

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����--����������

����������� ���� �� ���� � ��������������1����� �������1�����������* ��� ���� ���� �� ����� �������� �����������������- *�������������������� ��� ���� ����� ������������#

�������� ��������������� ���� �� �����* ���*���������� ������������ �������� ����������������� ������0�#�

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

%�������������--

– Variation/Robust Design– Reliability– Customer Focus– Six Sigma

Page 12: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

12

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

1 �������9������������

TargetValue

LTL UTL

y

Quality Loss L(y)

TargetValue

LTL UTL

y

Quality Loss L(y)

Target Value LTL UTL

Quality Loss L(y)

y Target Value LTL UTL

Quality Loss L(y)

y

a b

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

*�������#

ProductProcessSystem

Noise factors

Signalfactors Control

factors

Response

<� ��))(xfy = ���

Page 13: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

13

CHALMERS

������������� ��������

��������������

/# ���# ���������--

% �@� � � ��*����������� ���������������A������ �� ��� �� ���� �������*������ ���������

% �7� ��� ��������@� � ����A���� �� ��������;� +������������� +�������< ���� ��� +������������ +������< ���� ��

�!

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��������:���������1 �������

The effects of variation focused in Design for Six Sigma programs;

based on 25 responses.

Page 14: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

14

�$

CHALMERS

������������� ��������

��������������

; �-���������������# ��

% . *�- ��B0��- �����<����������'�����C'�����<�<�C'����<��6��� ���������������8���C'�D

�3

CHALMERS

������������� ��������

��������������

,����������# ������ ������� ��--!

<�����)�������������<�����<���� �

����� ����

�� �)����������* � ����������������������

C��� ��E'���)

< �� ��

� � �������*������ ���+�����

< � � � �� �� CE ' <

E<�- ����������< ����

97��� ���

�������2 �� ����� ������

< ����

9

<

<�����������<<�

� � � �� ��

� �� � � �C C C' ' '������'

<

Page 15: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

15

�4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��������������������

-��������1 �������

�������+9C�& �.��

+9C��� �

�?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������

% � )�� ������

� ���� ����*��������� �* � ��������� ����* ���*��7��� ��� ���������� ������� � ��������� ���)#

% + � ���

� @��� ���B�������*������������� � � �����* �� 0��*�������� ������������������� ���#

% . ��� ���

� ���� ������� ���1���� ����� �����*�� ���� ��

Page 16: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

16

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

:"�# ���8�������������

y

xz z0 (=z1) x0

y0

y1

x1

Page 17: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������������ ����������� �� ��������������������

Bo BergmanSKF Professor Quality SciencesDepartment of Quality SciencesChalmers University of TechnologySE-412 96 Gothenburg, SwedenPhone: +46 31 772 8180E-mail: [email protected]

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������������������ ������ ��� � � �� �����������������������

� ��������� � �� ��� ���������� �� ����������� ���� ����������

���� � ������ ����� � � !������� ��"��� ������������ � � �#$���% & '( ���"� ��$

� � �����!�'�! ������ ������������ )� #��� � ������ ����� �����! �����#��� ��

� *�! +��� +������ �� �,���������� - ! �� )�������.��� ��)�������

� +�� # ����� � ��� � ���� ���� )�������� � + ,��#� ��#����� �� / �����.�011"

� 2 ����.� ����������� �%�� � �!��� ���� ���� �% #���� �

� 3 ������������� �!� ���%��%��456 �!�% - � ��#� �������

Page 18: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

2

7

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �������������� ������

� *�! +��� +���

! ���

� �� �

"������

����

#$ %%&'#$ ((

8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��� ������������

! ���)������

!�����

�����

� ����� ����� ���� ������� � ��� �����

� ����� ����� ���� ������� � ��� �����

��������������%���*

Page 19: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

3

4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ������ �����+������������ ������� ����

� � ���������!�������� � �".#�����������%�������9 ��������� �������!���

� - �����������!�������� � �".#�����������%�������9 ������������ �������!���

� ������ ��� � : �".#�����������%�������9 %��%%�������� ��������� �9 ���!���� !�� �% ��� �;%

� < ��2 �� 2 ������� � < 2 2 �. =# �� �!����� ���

>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�����������,������������� �

F(t)=P(T<t) R(t)=P(T>t)

f(t)

R(t) = Survival Function, probability that product works at time t

F(t) = 1-R(t) = Life Distribution probability that product does not work at time t

f(t) = Probability Density Function

t time

-"���� �*���.

Page 20: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

4

?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����������������������

-� � �����������*������ � ./0�12�0�13�0�1����� �����������������

� ����������4�4���������� �������*����� ������ � ���� �

0������5������ ���5��� 4�� ����������� ��������4 ��������� �������������1

�������������*������ ��� �����/0�16�

� �7�

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������ ��8

The failure rate times ∆∆∆∆h, z(t)∆∆∆∆h, is the probability that a unit which has survived until time t will fail before the time t + ∆ ∆ ∆ ∆ h.

z(t) =f(t)

R(t)

f(t)

t t+∆∆∆∆h time

z(t)

Page 21: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

5

0

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���������������� �

�������� �

� �����������������

� ���% ������ �

/0�1

Failure RateBath-tub curve

�5

CHALMERS

������������� ��������

��������������

9 �� ��� 9 ������ 0:;;'<:='=1�������>��?�� ���������0� ��

:=:;1������ ������ 4���4�� �������� ��� ���

��4�� �� ��� � ����������������������8

� ���� � �9 ������ ����*���� �� ! �������� � ������ �������������� � ������ ��

�������4����� ��� � ������?���8

� ���� � ������������*����>���� @����?A8

Page 22: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

6

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������������������

� � ��������� ��� ��

� ����� �������������������

� ������ �����������0�� �1

� �������� �������������������0�� ��1

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������ ������������� �

� �0>���!1����

>���!����

����� �������

≥ 1

&�

> !

Page 23: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

7

�7

CHALMERS

������������� ��������

��������������

9 �*�� ����� ��� �

� - !�� �% ���� � !����� � �� 9 %��%�%���� ����� �

� ��� �% � ��� � �����% %��% ��� � �

� ��� ����% ���������!����� �����9 �� � ��

� *����% �� ����������#������� ������9 ��%�������� ����

�8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� � ��� ��� �

�4���

B �

&

≥ 1

���

>�����������

C �%� � �������4�����4���

Page 24: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

8

�4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

>� �*D ������ ��������� ���! � ����� �

����� �������

≥ 1

&�

> !

�!

>

�>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���� ��� ��� �� ��������� ��������%�� ��8

����!��!�����

' � ����

- � ���������

�����������( �� � �@�( @A ++B'�CB- �2

Page 25: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

9

�?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

! ���

�����������!A ����� �� !��� � %��%���� #������ "���5� ��%��%#�����������!A ++

' � ����!��� � �� ������������� ,� �� "��4 � ��� � � .# ��������! ��������9 ""

- � ��������� !��� � �!����� ����� ��� � �� �� !�� ����� ,� �� ���� �"��4�!����� ��#����������� � �� �

�1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ��������������������� ��

� � � ����� �� �������� � ��� ����� ��� ����

� �> �� � %������ ���� ������������������������������� *���������������� ��� �� ������� ���)������ ��������� ���������8

� )���������4��� ��0�� �!�1��� ��*����� ��� ������������ ������������������ ��� ���� ���������� ����������������

� �� ��*� ���������� � ������ �� ������������� ���*����� ��� ���

� �� ������ �� ����������� ��� �� � ���� � ������ ���� �% ���"�� "B E

Page 26: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

10

�0

CHALMERS

������������� ��������

��������������

9 ��� � ���4���������.

- � �����������D

�5

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��������������9 ������� �������� �

C��������E����������!�����

3 ��%���C��������( �3 ����D*�! ��C��������D

C��������+� �� ����� � �EF - ��������F - ��������� �F ( ���

Page 27: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

11

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

F� ����������������������� ��� �.

)�� ����������

- � ���������

���������������� �

�������� �

� �����������������

� ���% ������ �

/0�1

< ���!�����������������

& ��� ���������

Production ProcessesUnder Statistical Control?

Usage Environment Under Statistical Control?

Usually NOT!!!

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

9 ���� ����� ���� � �*� � �� �����C ����F� ����.

� =>=u

U duPuUtTPtR )() Usage()(

Well Understood?

Page 28: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

12

�7

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�!����)�� ������������� �� ������� ��� ��

� ��� �� ���� �������������������G� ����������DDD

� *����������������!� ���������# �!��� ��� � 2 % � �������� �� �� !�� � �����

� & ��� ! ������� � �� ��%��� �

�8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

>��*� >�����

Work with the failure mechanismsand their relations to Variation!

Page 29: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

13

�4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�����G �������

� - �!! � �������!��� �� �

'�� ���%�!�����'�� �������� �

'�� ���%H'�� ��

2 ��

••

�>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�����G �������D �� ������!�������

Stress Strength

Probability density

Strength/Stress

••••• •• ••••

••••••

••••

•• •

• ••••

•••

••

Page 30: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

14

�?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ���4 ������

� *��� � ���% �045F�� �"� ��� ��*��� �

� 2 % C����� �

� *��� �I� *�9

� '���!��%� � ��58 �9 ���9 � �� ��"

� < ����� � � ��#� ������ ���

�1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����������� �������� �������

Lusser, 1955

Page 31: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

15

�0

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ���4 ������

� *��� � ���% �045F�� �"� ��� ��*��� �

� �< ��� ������ < �� ����!! ������������ %������!������

� +������� J ��=H< )2 "� A # ������3 ����9

� ��A I+������ 2 ����%�� - ���� ����"

75

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ���4 ��������� ����D ������ ��� � � ��

Ideal Function

Signal

Response

PROBLEMS

PROBLEMS

Page 32: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

16

7�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ���4 ������

Ideal Function

Signal

Response

S/N ratio An Engineering

Measure of Reliability?

PROBLEMS

PROBLEMS

7�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�������� ���4 ������

� *��� � ���% �045F�� �"� ��� ��*��� �

� �< ��� ������ < �� ����!! ������������ %������!������

� +������� J ��=H< )2 "� A # ������3 ����9

� ��A I+������ 2 ����%�� - ���� ����"� ���� E- !'' $����.+� � ���� ���$K $

Page 33: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

17

77

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ����D ������ ��� � � ��

����� �������� �

��������A - & +2��

�A +�''

78

CHALMERS

������������� ��������

��������������

F%�������

ProductProcessSystem

Noise factors

Signalfactors Control

factors

Response

)� ���� ���

Page 34: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

18

74

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ����D �����

� '��� � � ����

� - ��� ���% #������� �%����� ������� ���%���% � ,��� � ��� �� !��!��� � �������� � #����� � �����$+� ���� ������� �� �%���� � ���� � !��D

� ���� � �- ����

� ���� �� �F�#�!�% ������������ #���� � ���%��� �� �% #������ ��� # �� ���!���������� �$

� 2 �� ���� - ����

� - ��� ����� ���� �.��� ����� !���% ���� �����

7>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���� ���+� ����D �����

y

xz z0 (=z1) x0

y0

y1

x1

Page 35: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

19

7?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

9 ����� ��� ����.

71

CHALMERS

������������� ��������

��������������

C�����������������+%����� �������

Product Characteristics

(PCs)

Customer Wants and

NeedsQFD

Standard Product Characteristics (SPC)

Key Product Characteristics (KPC)

(Critical to Quality CTQ)

KPC is a product characteristic for which reasonably anticipated variation could significantly affect the product's safety, or compliance with governmental standards or regulations, or is likely to significantly affect customer satisfaction with a product; see General Motors Key Characteristic Designation System (1998).

Page 36: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

20

70

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�F� ������� ����� �F%D ������ �

85

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������� �� �������������������

Page 37: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

21

8�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������� �� ��������������������

� '��� � ������� ��!��L+ H+2 M "�� ����9 �.���� !������� #����� ���!�������.���� � ������!�� #�������� #��� � ���� ��!��#���� � �� ��������� ����

� ������*)����� ��� ��������4������ �(��*)����� ��� ��������4������ �(

������� � ����������� ��������4������ �� ������ ���( ������� � ����������� ��������4������ �� ������ ���(

8�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���� ��F� ����

Sub-system Sub-system

component component

K11

KSC

K12

K121 K122

legend

Design parameters Noise factors

System

Robust design at sub-system level

Signal factors

Deploym

ent

Res

olut

ion

DP

DPDP

DP DP

DP

Sub-system Sub-system

component component

K11

KSC

K12

K121 K122

legend

Design parameters Noise factors

System

Robust design at sub-system level

Signal factors

Deploym

ent

Res

olut

ion

DP

DPDP

DP DP

DP

Page 38: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

22

87

CHALMERS

������������� ��������

��������������

1. KPC Causal Breakdown: Sub-KPCs and NFs• Once KPC is selected, it can be usually decomposed into a number of elements

called Sub-KPCs and Noise Factors. This is usually done with an Ishikawa diagram.

2. Sensitivity Assessment• In the second step of the procedure engineers assess the sensitivity of the KPC to

the action of each Sub-KPC and the sensitivity of each Sub-KPC to the action of Noise Factors according to the given criteria.

4. Variation Risk Assessment and Prioritization• Based on the assessment given in the previous two steps, a Variation Risk Priority

Number (VRPN) is calculated for each Noise Factor and then for each Sub-KPC.

C< �� ��� ��� – 2 % !���������� #�

3. Variation Size Assessment• In the third step of the procedure engineers examine Noise Factors and assess their

variation size according to the given criteria.

88

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������+%����� ����������( ��� �������

Noise factors are sources of variation that cause deviations in important product characteristics. They can be unknown; or unobservable, although known (their observation requires unavailable or too expensive equipment); or uncontrollable, although known and observable (it is not possible to set the factors at any specific intended value).

Sub-KPCs are characteristics of a system or sub-system which affect the KPC. They are generally known and controllable by engineers.

Page 39: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

23

84

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� ���� �

8>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���� ����� ����

# Sub-KPCAssociated Sub-system

Sub-system's main funtion

Weighting of Sub-KPC

Noise Factor (NF) (disturbance)

Size of variation in NF

Sensitivity of Sub-KPC to NF

VRPN (NF)

VRPN (KPC)

Air pressure 5 6 120Air moisture 8 4 128Unit-to-unit variation 4 6 96Air temperature 5 4 180Coolant water temperature 4 2 72Coolant water flow 2 3 54Air pressure 6 5 300Air moisture 8 3 240Unit-to-unit variation 2 4 80Fuel quality 4 4 160

1

3 Deliver fuel to combustion chamber

10

TurboAmount of air fed into combustion chamber

Amount of fuel delivered to combustion chamber

2 EGR-system

Fuel injection system

344

780

102

Feed air into combustion chamber

4

Deliver exhaust gases to combustion chamber

Amount of exhaust gases recirculated to the combustion chamber

9

Important Issueshave to be taken

care of

Page 40: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

24

8?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������� ���!������� ������4���

Criteria Weight Very low sensitivity. A change in one parameter is very unlikely to cause a substantial deviation in the other.

1-2

Low sensitivity. A change in one parameter is unlikely to cause a substantial deviation in the other.

3-4

Moderate sensitivity. A change in one parameter is quite likely to cause a substantial deviation in the other.

5-6

High sensitivity. A change in one parameter is likely to cause a substantial deviation in the other.

7-8

Very high sensitivity. A change in one parameter is very likely to cause a substantial deviation in the other.

9-10

81

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������� ���!������� �/� �������� �

Criteria Weight Very low variability of noise factor in operating conditions, i.e. regardless the operating conditions the dispersion in noise factor remains very small.

1-2

Low variability of noise factor in operating conditions, i.e. regardless the operating conditions the dispersion in noise factor remains small.

3-4

Moderate variability of noise factor in operating conditions, i.e. regardless the operating conditions the dispersion in noise factor remains fairly small.

5-6

High variability of noise factor in operating conditions, i.e. the dispersion in the noise factor is large.

7-8

Very high variability of noise factor in operating conditions, i.e. the dispersion in the noise factor is very large.

9-10

Page 41: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

25

80

CHALMERS

������������� ��������

��������������

!�������� � ���FE� C�������������������( �� � � C�( "

� 9 % � '� ������� ��% � ����������!�% L+���% �������!�% '��FL+��!�� �� ����% ( ��� ������.���'�������� ��% � ����������!�% '��FL+���% �������!�% ( ��� ���������!������C ������� ��% ( ��� ������N������������: $

� )!�'��FL+����!�� �� ���� � ���( ��� �������.����#������ ���������� �C�( � ��� ����% '��FL+������ �!�% C�( � �!�% ( ��� �����������������E

2 2 2NF 1 2VRPN S S V=

Sub-KPC NFVRPN VRPN=�

45

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� ��� ����% �� ���KPC Sub-KPC

KPC sens. to

Sub-KPC NF

Sub-KPC sens. to

NF

NF variation

size

VRPN (NF)

VRPN (Sub-KPC)

Dilution 2

2

64 Coolant

2 Flow

9

3 2916

2980

Machine setting

2

2 1600

Machine wear

8

2 25600

Supplier variability

8

2 25600

Tool damage

10

2 40000

Finish. cut. diam.

10

Tool wear 10

6

360000

452800

Electricity 3

1

225

Machine setting

6

2 3600 Finish. cut.

feed 5

Machine

wear 6

2

3600

7425

Electricity 3

1

225

Inner diameter

Finish. cut. speed

5 Machine

setting 2

2

400 1025

Page 42: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

26

4�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� �� ���������% �� ���

Page 43: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������ ���������� �� ����������������������� ����

Bo BergmanSKF Professor Quality SciencesDepartment of Quality SciencesChalmers University of TechnologySE-412 96 Gothenburg, SwedenPhone: +46 31 772 8180E-mail: [email protected]

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��� ���� ����������������

� ���������� ����������� ��� �

������������� �����������������

�� ��������������� �������� ���

�� ������ ���!��" � ����� ���� ����#

" ���������� ���������������� � ��� ����������!��$�� �����!�������� ������

Page 44: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

2

%

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��� ���� ����������������

Market

Product family

System

Subsystems/Modules Req. Concept Improvem

Manfact. & delivery

Build Test Fix

Technology Development Requirement Concept Improvement

Proactive development

Req. Concept Improvem

Req. Concept Improvem

���!��� �����&

'

CHALMERS

������������� ��������

��������������

( $� ) ���� ������������� ���������� ���������� ��

�������� ��� � ��

����� ��������

�� ��� � ������� ��

������

�� ��� � ������� ��

������

�� ��� � ��

Page 45: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

3

*

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����� ���

ENGINEERING CHARACTERISTICS

HOW

WHAT

COMPARISON

HOW MUCH

RELATIONSHIP MATRIX

1

2

4 5 3

6

7

8 CORRELATION C

UST

OM

ER

A

TT

RIB

UT

ES

WE

IGH

T

MA

RK

ET

���!��) �!��

��� ��������+ ���

1. What?

2. How?

3. Relationship: strong,weak,possible

4. Voice of the Customer; Weights

5. Competitive Assessment

6. Engineering Competitive Assessment

7. Target values

Variation sensitive?

8. “Correlation” Matrix

,

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������

! ������ ) �������

���� ������������ !�$���������������

( $��-����!�����!���. �����

+ ����������

Page 46: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

4

/

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� ��� � ��

0���!���� ����� ��������� � ��� ���-�����������!���

( ��������" �����&�&����!�� ������������������

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Many companies&organisations struggle with understanding and using RDM.

������������� ��� ������ � � ���� ��

��� �� � �� �

�������������

� � ������� �� ��� �� �� ���� �� �� �� ���� � � �

�������������

!����������" �� ��� ��#�

�� ������" ���� ��� ������

� ��� �� �

$ ����� �� ��� �� �� �

��� �� � �� �

% � ��� ���������� ���

�����

$ ��������� �� � � �� �� � �& ���

� ���� � �����" ��� ��� �� �

� ��� ��� ��� �'� ������ ��

� �� �� � ������ ������( ��� �� � ����� ��'�

� � � ������ �� �����) ���� �����

���� ���

* ��� ��� ���� �������( ��

� ��� �� +�

� � � ��� �� ��" ����� � �� �� ����

���� ���

������ �� ���� �� � �� � '�, ��

�� � ���� ��" ���� ������ � �������

������� � ���� � �� ���) ��" �� �

�����'� '��� ���� ������-�������� �������� �� ���������������

� � � � � � �

� � � �� � � � � �� � � ��� �� �� � ��� ��� ��� � ���

� � � � � � ������ � � � �

� � � � �� �

Page 47: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

5

2

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" �#�������$���������%& �������������'������

TargetValue

LTL UTL

y

Quality Loss L(y)

TargetValue

LTL UTL

y

Quality Loss L(y)

TargetValue

LTL UTL

Quality Loss L(y)

y

TargetValue

LTL UTL

Quality Loss L(y)

y

CHALMERS

������������� ��������

��������������

(���)'������

A

Costs

Y (Dimension)τ τ+∆τ−∆

B

τ−δ τ+δ

Page 48: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

6

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Gather different custumers’ views on the specific parameter

A possibility to estimate the loss function

Add the different resultsto obtain a loss-function

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�)������

ProductProcessSystem

Noise factors

Signalfactors Control

factors

Response

������� ���

Page 49: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

7

�%

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��������� ���+ ��� 0����3 " �� ���

4 5 ���� ��������4 �� ����� ������ ��������4 ��� �����������������

3 �������4 5 ���6��6!����7����!����� ��������84 9�������� ����������� ��$����� ���

3 5 ���������4 : �����!���������4 ; <�!���������=

�'

CHALMERS

������������� ��������

��������������

* �+ ������� �������������

y

xx0

y0

y

x1

X1 results in less variation in y

Page 50: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

8

�*

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ����'��'������

1. Is the transfer function known to the experimenter?

2. Is it possible to use Design of Experiments to estimatethe transfer function ?

3. Is the transfer function possible to estimate by useof simulation?

? ? ?)*,,( NCNCfy =

�,

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��� �������, �����'��'������ $��+ �

Piston

Tubing

Flow rate (F) (l/min)

Transfer function:

F = (3.141 x R2 x L - B) N

R = Piston radius (dm)L = Stroke length (dm)B = Back flow (l)N = Motor speed (rpm)

Customer requirement: F=10±0.75l/min

One wayvalve

Page 51: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

9

�/

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��� ������

Factors Nominal value Standard Deviation

Radius 0.2-0.8 dm 0.001

Stroke length 0.2-0.8 dm 0.002

Back flow 0.001-0.004 l 0.00005 0.00002

N (rpm) 50-100rpm 2 1

Low cost High cost

(Inlet Valve)

MA

KE

BU

Y

(Electrical motor)

�1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��������� �������������

First Design• Piston Radius R =0.4 dm• Stroke length L=0.4 dm• Back flow B=0,002 l (low cost)• Motor speed N=50rpm (low cost)

The target is 10 l/min, but• 3 sigma process

Tightening the specifications of the motor (the high cost type) gives better performance• 5 sigma process

Page 52: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

10

�2

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" ���������������������� ��''����'����'������ ���

���� �� ������� ����� �'����'��+

Var

ianc

e(f

low

)M

ean

(flo

w)

R B NL0.2

0.8

0.00

1

500.2

0.8

0.00

4

100

R B NL0.2

0.8

0.00

1

500.2

0.8

0.00

4

100

�>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" ���������������������

3 ( $����!����� ������� ������

– Almost a 5 sigma process!

• Set R and L as low as possible, i.e. R=L=0,2dm

• Use low cost back flow (B)• Bring the flow rate to target (F=10 l/min) by adjusting N

• As N�100, keep R low and increase L until F=10 l/min

Page 53: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

11

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

3 0�!�������������������������3 � ��$�����$�������� �� �������

Manufacturing process of composite material

y – bending strenght response variable

A – curing temperatureB – pressureC – holding time

control factors(process variables)

D – proportion of hardenerE – thermo-plastic contentF – proportion of epoxyG – material ageingH – process type

noise factors

y = f (A,B,C,D,E,F,G,H)?

��� ������ ������-��� ��%������'��'���������$��+ �

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Experimental designD E F G H-1 -1 -1 1 -1 20751 -1 -1 1 1 2117-1 1 -1 -1 1 22211 1 -1 -1 -1 2227-1 -1 1 -1 1 22011 -1 1 -1 -1 2179-1 1 1 1 -1 19881 1 1 1 1 1858-1 -1 -1 1 -1 18291 -1 -1 1 1 1978-1 1 -1 -1 1 21111 1 -1 -1 -1 2205-1 -1 1 -1 1 2127

A B C 1 -1 1 -1 -1 2106-1 -1 1 -1 1 1 1 -1 18701 -1 -1 1 1 1 1 1 1879-1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 22451 1 1 1 -1 -1 1 1 2242

-1 1 -1 -1 1 22451 1 -1 -1 -1 2258-1 -1 1 -1 1 22061 -1 1 -1 -1 2207-1 1 1 1 -1 20531 1 1 1 1 2188-1 -1 -1 1 -1 22191 -1 -1 1 1 2145-1 1 -1 -1 1 21741 1 -1 -1 -1 2265-1 -1 1 -1 1 22411 -1 1 -1 -1 2187-1 1 1 1 -1 22081 1 1 1 1 2181

Process variables (control factors)A Curing temperatureB PressureC Holding time

Incoming material (noise factors)D Proportion of hardenerE Thermo-plastic contentF Proportion of epoxyG Material agingH Type of process

Process

Product

Page 54: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

12

�%

CHALMERS

������������� ��������

��������������

-3

-2

-1

0

1

2

3

-1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0

Contrasts

Stan

dard

dev

iatio

n

-3

-2

-1

0

1

2

3

-1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0

Contrasts

Stan

dard

dev

iatio

n

-

3

-2

-1

0

1

2

3

-1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0

Contrasts

Stan

dard

dev

iatio

nB

G

BG

Identification of location effects

• Location effects B, G and BG was determined to be active based on engineering knowledge and the normal plots

Process factors Factors and interactionsassociated with incoming material

Interactions between ”process factors”and ”incoming material factors”

�'

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���

( )ˆ( , ) 2132 72 65 46

2132 72 46 65

y B G B G BG

B B G

= + − + =+ + −

B � 1.4

Page 55: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

13

�*

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����������

3 ( $�������� ��� ������$������ ���� ��������7� 8����!��� �������������$����������������$ ����$���� ������ �������&

3 �� �$�����!�� 7? 8���������$��$��� ���$����������������$ ��� ���������� � ����$�������� ��� �&

�,

CHALMERS

������������� ��������

��������������

y – height of unloaded spring response variable

B – furnace temperatureC – heating timeD – time between heating and formingE – forming time

control factors(process variables)

Goal: to find levels of the control factors that minimize variations in the height of the unloaded spring while the height is kept on target value.

(�'�������-��� ��%������'��'���������$��+ �

Page 56: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

14

�/

CHALMERS

������������� ��������

��������������

FactorDE CE BE

B C D BC BD CD E iy 2is

- + + - - + - 7.54 0.27

+ + + + + + + 7.90 0.24

- - + + - - + 7.52 0.03

+ - + - + - - 7.64 0.08

- + - - + - + 7.67 0.28

+ + - + - - - 7.78 0.21

- - - + + + - 7.37 0.18

+ - - - - + + 7.66 0.12

0.22 0.18 0.03 0.02 0.02 -0.04 0.10

2sL -0.03 0.15 -0.04 -0.02 0.04 0.06 -0.02

yL

Heat Treatment – Experimental Design

�1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

-3

-2

-1

0

1

2

3

-0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2

-3

-2

-1

0

1

2

3

-0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

yL 2sL

CB

CE

dispersionaverage

Heat Treatment – Analysis

Page 57: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

15

�2

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Css

ECByy

07.0

05.009.011.0

22 +=

+++=

Conclusions• The heating time (C) should be set at low level to minimise the dispersion. • The furnace temperature (B) and the forming time (E) can be used to bring the hight of the leaf spring on target.

Heat Treatment – The Model

%>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���� ��� , �����'��'��������� ��� ����� ������

3 ) �� !��������� ���!��!�����$�����$ ������!��������� $�� ����������!�� ����<���� � ������!� �$�����<����� ���

3 " ���������<����� ������!��!����� ��!����$���� ������� ����������� ����$���� !�������� ����

Page 58: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

16

%�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��� ��� ��� �����

%�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

. �/��

3 ( ������ �������������� �$���� �<�� �� �$���� ���� �������������� ����� �����$ ��������$���� ����� ��$� � ������ �� ���� ����������$����� ��������� �$�� � ����� �����$�����

Page 59: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

17

%%

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��������'������

Levels Factor description 0 1 2

A Handle arc length (mm) 500 600 700 B Seat arm length (mm) 430 445 460 C Handlebar angular position (deg.) -15 0 15 D Seat arm angular position (deg.) -15 0 15 E Seat angular inclination (deg.) -10 0 10

The response is the quadratic loss which is based on:upper arm flexion, elbow angle, trunk-thigh angle, knee angle and foot-calf angle

%'

CHALMERS

������������� ��������

��������������

Design Setting

A B C D E QL

1 0 0 0 0 0 69.7 2 0 0 1 1 2 7.0 3 0 0 2 2 1 8.6 4 0 1 0 1 2 8.1 5 0 1 1 2 1 6.8 6 0 1 2 0 0 57.4 7 0 2 0 2 1 11.2 8 0 2 1 0 0 48.4 9 0 2 2 1 2 6.7

10 1 0 0 1 1 15.8 11 1 0 1 2 0 13.0 12 1 0 2 0 2 32.1 13 1 1 0 2 0 10.0 14 1 1 1 0 2 25.7 15 1 1 2 1 1 12.2 16 1 2 0 0 2 14.8 17 1 2 1 1 1 6.1 18 1 2 2 2 0 7.8 19 2 0 0 2 2 9.2 20 2 0 1 0 1 58.8 21 2 0 2 1 0 39.9 22 2 1 0 0 1 54.4 23 2 1 1 1 0 26.4 24 2 1 2 2 2 6.9 25 2 2 0 1 0 17.0 26 2 2 1 2 2 12.9 27 2 2 2 0 1 28.5

Design and resultsof simulations

Page 60: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

18

%*

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���������

3 0���� . �������������<�� ����$��������� ������ �� ��7���� ������ ��!���������<�������8

3 0���� " �����<�� ����$���� ��� ���� ���� �$���<����� �� ���� ��

3 0���� ?�������$�!�� ����!�����!��$��

%,

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �� � ���

3 ( $�� 6������� ����� ��� !��!�����

3 ( $��- ������� �����$�����������!�����@

3 ���!��" �������A�$�� � ��A����������� � ��$�!� ���������!�����-��� �����@

Page 61: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

19

%/

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �������������'������������������� ��������������������� � �������������0 ������������1 � �������� ��23���45��� �����$� 6787���������������'��� ����0 ������������ ��" �����" ����62� 6727��� ������

� ��� ����6789�:

%1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" ����+ ��������� ���'��������'��������������� ����������� � ��������������������-� ���������������������

'�������

Page 62: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

20

%2

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" ��������������'���������������'�������'��� ����� ������� ����� + �������������+ �� ������

��������������������������������������� ����'��������� ����������

'>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ������������

<� <� <�<�BB

� == n

i ixy1

)()(1� =

= n

i ixVyV 7�����������8

Page 63: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

21

'�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���������������������� ����� �������;

ixy2σσ Σ=

) �� ����������<�� ���������� !�������� ���� ������ ���<����������!������

),...,...,,( 1 ni xxxfy =

'�

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" �� ������������

ixy ia 22σσ Σ=

) �� ����������<�� ���������� !�������� ���� ������ ���<����������!������

nn

ni

xaxaa

xxxfy

+++≈=

...

),...,...,,(

110

1

Page 64: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

22

'%

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ��-�����(����<������ ��!�����97�8C�797�88C�7-7�6� 8�8C-D 7�8����$������������������A��&�&������������� ���������E!��&

)(...)(

)),...,...,,(()(2

121

1

nn

ni

xkVaxkVa

xxxfkVykV

++≈

=

''

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �������+ ���������

( ������������� ��

���������=

-��� �

Page 65: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

23

'*

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �������+ ���������

( ������������� ��

���������=

-��� �

" ����$��� �-�����=

Page 66: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

����������� ���� ���

Bo BergmanSKF Professor Quality SciencesDepartment of Quality SciencesChalmers University of TechnologySE-412 96 Gothenburg, SwedenPhone: +46 31 772 8180E-mail: [email protected]

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���������

� � �� ������� �� ������ ������� �����

� ������������� � ������������������ ����� � ������ � ������������������ ������ ����!������������� ���"������ ��� ���� ������� ��� � !��������������# ���

� $��� ����%����������������� ������������������������������ ������� ��������������������������� ����������������

Page 67: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

2

&

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� �������� �������� ���� ������ ' ����() ���$ �����* ���� �����+�� ��!����� �� ���%�� ��� ������������� �� ������!���� �%��%��������%�� � # �����

� ) ��� ��,�

� ) ������ ��%�������������# ,

' ��� ����� � ���� ������������ � # ������- ���%���������

* ��- ������.�/�0 ��1 ��2���

3

4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������� � $- �� �# ��� ����� � ����������

� ������ ����� � ���,

� 5 �����,�� 3# ��� ����� �� �� ���������- ������ � ���� ��

������ ���# ��� ��������������� �� ������ ������� �����

� - �# �����# �� �����# ���6 � %�� 6 � %��7������# ���� ��# ����������� �����

� - �# �������� ����� ���%�� �������������

Page 68: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

3

8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��������� ����� �� � ������ ������

The self aligning bearing

A Creative Reliability

Improvement

�9:;

�998

< ����' ��%=����

>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� �������

� ��� ����������� ��� ��# # �� ����� �

.� ���%������� ���� ���� �� ���

- $� �/ ��������

Page 69: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

4

;

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� �������

� ��� ����������� ��� ��# # �� ����� �

- $� �� �� ���������

m’

m1 m2m1 m2

m”

?

CHALMERS

������������� ��������

��������������

��� �������������������

Page 70: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

5

9

CHALMERS

������������� ��������

��������������

13th century: cre·a·torFunction: noun

: one that creates usually by bringing something new or original into being; especially capitalized : God

14th century : cre·ateFunction: verbInflected Form(s): cre·at·ed; cre·at·ingEtymology: Middle English, from Latin creatus, past participle of creare; akin to Latin crescere to grow transitive senses

1 : to bring into existence God created the heaven and the earth -- Gen 1:1 (Authorized Version)2 a : to invest with a new form, office, or rank <was created a lieutenant> b : to produce or bring about by a course of action or behavior <her arrival created a terrible fuss>

15th century: createFunction: adjective

1678: cre·a·tiveFunction: adjective

1 : marked by the ability or power to create : given to creating 2 : having the quality of something created rather than imitated

1875: cre·a·tiv·i·tyFunction: noun1 : the quality of being creative

2 : the ability to create

< � @�� � ��

�:

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ����� ������������

� ���� �������� A ��������98:�� ��������������������������������� ���B< ��� �����

– Rhodes (1961)� � # !��C�) ���< ��� ��������%�������� ������� ��%������� ���������

� �5 �� ����

����� .���� ��# ���C�0 �!��������D������ �����������@��

Page 71: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

6

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���� �������� � �������������� � �����! � ���

���!�# ��������� ����

.�� ����� � ������E

��# # ���� ����

.�� �����%���� ����

��� � ����

< ����%������"��������# ���� ����

5 ��/�����%������"��������# ���� ����

3��������# ���� ����

F

/

FFF

< ����/�������# ��� � �������� �����%

� �����# ���# ���������

) �@�������# ���

< ����/�������# ��� � ��������������%

������

FFF

F

* ������� �94

��

CHALMERS

������������� ��������

��������������

" ����� �������� ���

Page 72: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

7

�&

CHALMERS

������������� ��������

��������������

#$�� ��� �������� ���

�� * @����� �� !������ ���� �������������%�

�� $�������� ���� �����%������ ���%���# �

&� � ����!���%������ ���� ���� ��!�# ����������

4� * @�� ����� ������ # ��%������"�����%��� �

8� � ������������� ���# ���# �����!�����# ��������

>� G��

�4

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���% ���������� �& �' ��(�� ����� �

� G

Page 73: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

8

�8

CHALMERS

������������� ��������

��������������

���% ����������� � ����������������

� ) �# C�3����# �!���� �������� ��������# � ��������� �� �����# �����"����# �������� �����# ������ ��������� �# ��� @�

� 3������� ����# �,�- ��H� � ��������������������� ���� % ��� �� % ���,

�>

CHALMERS

������������� ��������

��������������

�� � ���������������� �

< ��� ���# # ���� ����< ��� ����� ��@�

< ���������

7� � ����G�� � ����

- �%��������# � ���� ,

3�

* ��

Page 74: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

1

CHALMERS

������������� ��������

��������������

������������� ��������� �� ��������

Bo BergmanSKF Professor Quality SciencesDivision of Quality SciencesChalmers University of TechnologySE-412 96 Gothenburg, SwedenPhone: +46 31 772 8180E-mail: [email protected]

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ���� �� ���� � � �� ��������

� � ������� ����� ������

� � ������������������ ��� �������� �����

Page 75: CHALMERS - utmis.org.loopiadns.comutmis.org.loopiadns.com/media/2016/08/Failure-Mode-Avoidance-Ro… · Training Scheme Measurement System Stakeholder Involvement DEFINE M E A S U

2

!

CHALMERS

������������� ��������

��������������

� ������ ���� ���������� �

"���#�$ ������%����

�& ���'�����(�����)

�$ ������%�(��* �

�+ �������,-�&.���������/ ����#����0 * �(��1���(��2�����& �������� �+ �������

�3 ���& ����4��������#�5����� �4���+ �����������'��& �& ������4���������+ ����