FMEA分析方式

1、SAE-ARP-4761 (1996 )FMEA是一種系統(tǒng)的,自下而上的方式,用于識別系統(tǒng),工程或功能的故障模式,并確信對下一個更高級 別的阻礙.它能夠在系統(tǒng)中的任何級別例如,零件,功能,黑盒等執(zhí)行.軟件還能夠利用功能FMEA方式進行定性分析.通常,FMEA用于解決單個故障致使的故障阻礙.FMEA的范圍應該與請求它的用戶和諧.分析能夠是部件FMEA或功能FMEA.假設是從功能 FMEA導出的故障率許諾知足 PSSA概率預算,那么能夠不需要零件FMEA.FMEA通常包括以下信息.a、組件、功能或/和功能的識別； b、故障模式和相關的硬件故障率數(shù)值或分類；c、失效效應直接和/或在下面更高級水平；

2、d、可檢測性和檢測手腕； FMEA也包括以下信息： a、補償動作即自動或手動； b、發(fā)生故障的飛行時期； c、故障阻礙的嚴峻性FMEA能夠與概率技術例如 FTA或DD 結(jié)合利用以產(chǎn)生定量分析.另外,FMEA能夠用于通過從下到上提供故障效應的補充列表來補充FTA / DD.故障模式和阻礙分析FMEA 1、介紹故障模式和阻礙分析FMEA 是一種系統(tǒng)方式,用于識別系統(tǒng),工程,功能或零件的故障模式,并確 信對下一個更高級別設計的阻礙.還能夠確信每一個故障模式的檢測方式假設是有的話FMEA 能夠是定量或定性分析,而且能夠在所有類型的系統(tǒng)例如,電氣,電子或機械系統(tǒng)上執(zhí)行.假設是正在執(zhí)行定 量FMEA ,那

3、么針對每一個故障模式確信故障率.FMEA的結(jié)果能夠用于生成故障模式和成效概要FMES ,而且通常常利用于支持系統(tǒng)平安評估SSA進程的其他分析技術,例如故障樹分析FTA,依托關系圖 DD或馬爾可夫分析MA .故障的組合通常不被以為是 FMEA的一部份.2、范圍通過假定所選級別的具體實現(xiàn)可能失敗的方式對給定級別系統(tǒng),工程等執(zhí)行FMEA.每一個故障模式的阻礙在給定品級下確信,而且一樣是設備的每一個操作模式的下一較高品級.有時,FMEA可能需要專注于特定操作場景以支持自上而下的 FTA, DD或MA.FMEA必需考慮所有與平安有關的阻礙和由要求確信的任何其他阻礙.在不可能識別故障模式的特定性質(zhì)的情形下

4、,必需假定最壞情形的阻礙.假設是最壞情形關于故障樹是不可同意的,那么必需在下一個較低的品級檢查故障模式.即,假設是FMEA在功能級別進行,那么降至零件級別,并排除對所考慮事件沒有阻礙的組件. 假設是分析是在零件級別進行,那么降低以考慮特定故障機理.另一個選擇是從頭設計以改善冗余或添加監(jiān)控.不管FMEA的執(zhí)行水平如何,FMEA的要緊步驟包括預備,分析和文檔.3、FMEA 進程FMEA預備時期FMEA的預備包括確信客戶要求,獲適當前文檔,和了解功能的操作.在開始之前了解客戶對 FMEA的期望和要求很重要.假設是FMEA要求未知,FMEA可能不知足請求者的需求,可能必需重做.FMEA的要求通常源自

5、PSSA活動,例如FTA, DD , MA.分析師需要明白分析水平 功能對零件, 平安相關效應,其他故障阻礙和感愛好的操作模式.FMEA用于支持平安評估進程,通過提供故障率來量化FTA , DD或MA的大體事件.FMEA還能夠用于通過 FMEA故障模式與故障樹的大體事件的比擬來支持FTA的驗證.開始執(zhí)行分析之前的最后一步是取得完成份析所需的以下信息,或能夠簡化分析活動.a、FMEA要求,包括相關的平安性和要求的故障阻礙和特定的運行模式；b、規(guī)格；c、當前圖紙和原理圖；d、每一個系統(tǒng)和工程的部件列表；e、功能框圖；f、說明材料包括操作理論；g、適用的故障率列表；h、上一代或類似功能的 FMEA

6、;i、任何未包括在原理圖中的設計更改和修訂注意：設計可能會頻繁更改,而且具有最新材料將減少 FMEA更新.j、假設是適用,先前 FMEA的組件故障模式的初步列表；注：關于在設計時期初期執(zhí)行的FMEA ,上述一些信息將不可用,而且可能必需進行假設或估量.必需保留這些假設的詳細文檔,以便進行可追溯性并簡化以后的更新.執(zhí)行分析分析人員需要審查和明白得在上述預備時期搜集的信息.分析人員還會覺察,明白得所分析的設計在下一個更高級別中執(zhí)行的功能很有效.在分析者取得足夠的知識以后,識別故障模式.在被分析的設計品級,每一個可行的硬件故障模式被假定.組成給定級別的組件或功能的故障模式需要考慮.在和中提供了幫助確

7、信功能或部件的故障模式的信息.分析每一個識別的故障模式以確信其對給定級別的阻礙,而且通常也包括對較高級別的阻礙.為每種不同類型的成效創(chuàng)立失效效應類別,而且能夠?qū)⒋a分派給每一個成效類別.通過將每一個成效的描述從工作表移動到報告正文來概念這些代碼簡化了FMEA工作表.FMEA工作表提供了故障模式,成效和概率的列表.在以下部份中提供了FMEA工作表的例如.每一個成效類別必需只有一個更高級別的成效,不然成效類別必需更詳細地概念.例如,假設是成效類別最初被概念為“使信號 xyz超出規(guī)格,可是超出高規(guī)格的 情形與超出低規(guī)格的情形造成的成效是不同的,那么成效類別應當被分割為“.超出高規(guī)格 “和.超出低規(guī)格

8、類似地,假設是覺察故障模式致使兩個更高水平的成效例如,“信號A的損失和“信號 B的損失,那么這兩個應當被組合以形成新的成效類別“信號 A和B的損失檢測故障的方式通常在 FMEA工作表中確信并記錄.檢測方式的例如包括通過硬件或軟件監(jiān)視器,飛行機組檢測,上電測試和愛惜檢查.關于定量FMEA ,將故障率分派給每一個故障模式.只要可能,故障率應依照已經(jīng)在現(xiàn)場利用的類似設備的故障數(shù)據(jù)確信.行業(yè)的故障率包括 MIL-HDBK-217 , MIL-HDBK-338 , RAC “無電子零件靠得住性數(shù)據(jù).NPRD 和GIDEP 政府工業(yè)數(shù)據(jù)互換打算,MIL-HDBK-978和羅馬實驗室的“靠得住性工程師工具包

9、.每一個故障阻礙類別的總故障率可在匯總表中詳細說明,或概述在故障模式和阻礙總結(jié)FMES中.有兩種大體類型的FMEA-功能和部件.通常執(zhí)行功能 FMEA以支持平安性分析效應,執(zhí)行零件FMEA是為了提供故障率的進一步細化所必需的.通常,當來自功能FMEA分析取得的過于保守的故障率不能讓系統(tǒng)或工程知足 FTA失效預算概率時,部件 FMEA被將被執(zhí)行.部件 FMEA也可用于依托冗余設 計的系統(tǒng),由于功能FMEA可能可不能揭露阻礙多于一個冗余元件的單個組件故障.部件FMEA也用于機械工程和組件的平安分析.功能FMEA功能FMEA能夠在任何維修約定級執(zhí)行.細分適當?shù)钠芳売上到y(tǒng)的復雜性和分析的目標決定.假設

10、是所需 的分析要緊在電路或機械裝置的某部份上,而不主假設是特定的功能,那么其應被分解成功能塊.從飛機或系統(tǒng)級,這能夠意味著將每一個 LRU或工程概念為功能塊.從系統(tǒng)或更低級別或許涉及到將工程分解為許多塊.假設是 每一個塊具有盡可能少的輸出,那么FMEA任務就取得了簡化.一旦確信了功能塊,應創(chuàng)立功能框圖,而且每一個塊標記有其功能名稱.關于每一個功能塊,應相關于系統(tǒng)操作分析內(nèi)部和接口功能.下一步是為每一個功能塊假定故障模式.通過考慮功能塊的用意功能并嘗試確信該功能如何失效來確信失效模式,不管利用的部件具體是什么. 分析人員必需足夠了解功能塊的操作,以至于沒有忽略重要的故障模式,包括可能阻礙多個冗余

11、功能塊的單個部件故障.通常,給定塊功能的清楚描述,這會使得許多故障模式變得很明顯.以下是功能故障模式的簡單例如：產(chǎn)生5V的電源電路能夠稱為功能塊.一些功能故障模式的例如如下. a、沒有電壓 b、電壓缺乏5Vc、電壓大于5V d、輸出的5V帶有噪聲e、對地短路或其他電壓基于電路實現(xiàn)可能存在其它故障模式.通過考慮該功能如何適應整體設計來確信每一個故障模式的效應.一樣為每種效應類型創(chuàng)立失效效應類別,并分派失效效應類別代碼.致使相同效應的所有故障模式都分派給效應類別.然后,關于每一個故障,效應類別代碼能夠輸入到 FMEA工作表中,如表 G1所示.在確信故障阻礙和檢測手腕時,必需考慮軟件和故障監(jiān)控.作為

12、此分析的一部份,分析人員還必需驗證監(jiān)控確實能夠檢測故障模式.為了正確執(zhí)行此分析,分析人員必需具有系統(tǒng)要求和軟件設計的詳細知識,包括適用的內(nèi)部故障治理技術.假設是正在進行定量分析,那么向每一個故障模式分派故障率.一種技術是基于類似功能的以往體會來執(zhí)行每一個塊的故障率預測而且為各類故障模式分派故障率,從而確信發(fā)生概率.部件故障散布指南見.Table G1 -功能 FMEA 工作表(Functional FMEA worksheet )故障模式和影響分析FMEA 系統(tǒng)(System )FMEA DescriptionDate子系統(tǒng)(Subsystem )Sheet of(item ATA )FTA

13、References:FileAuthor ：Rev功能名稱FunctionNames功能代碼Function Code失效模式Failure Mode模型故障率Mode failureRate飛行狀態(tài)Flight Phase失效效應Failure Effect檢測方式DetectionMethod注釋Comments功能FMEA的結(jié)果記錄在類似于表 G1的工作表中. 此例如表能夠修改以知足程序需要.不同的要求可能致使添加或刪除一些信息.分析人員應該在開始分析之前保證FMEA表格和內(nèi)容知足請求者的特定需求.隨著分析的進行,應付FMEA的以后愛惜進行非正式記錄,并協(xié)助解決有關FMEA的問題.a、

14、每一個故障模式的說明；b、分派故障率的理由；c、將特定故障分派給故障效應類別的原理；d、記錄所做的任何假設；這份文件不在FMEA的報告中,可是應保存作為參考.部件FMEA部件FMEA類似于功能FMEA ,不同的地址在于,不是在功能或框圖級別分析,而是分析包括在工程或功能中的每一個單獨組件的故障模式.部件FMEA可用于確信潛在的電氣,電子或機械故障的故障阻礙.例如,電阻器或電機軸的故障的阻礙能夠被以為是部件FMEA的一部份.電子設備上的部件 FMEA通常只在功能FMEA過于保守的結(jié)果不能使該 工程知足FTA故障預算概率時才需要執(zhí)行.這部份是由于難以確信復雜組件的故障模式.部件FMEA的第一步是創(chuàng)

15、立一個由 FMEA覆蓋的所有組件的列表.下一步是確信每一個組件類型的故障模式.這是部件FMEA中最困難的部份,專門是對包括復雜集成電路的電子產(chǎn)品執(zhí)行的 FMEA.確信除最簡單的組件其中行業(yè)數(shù)據(jù)可用之外的所有故障模式是超級困難的,有時是不可能的.當有疑問時,必需做出部件失效模式的最壞情形假設.幫 忙確信部件故障模式的信息包括在中.一旦組件的零件失效模式被確信,它們被輸入到FMEA工作表中,如表 G2所示.此例如工作表能夠修改以知足個人需求.不同的要求可能致使添加或刪除工作表中的一些信息.分析人員應該在開始分析之前保證FMEA表格和內(nèi)容知足請求者的特定需求.故障模式和影響分析FMEA 系統(tǒng)(Sys

16、tem )FMEA DescriptionDate子系統(tǒng)(Subsystem )Sheet of(item ATA )FTA References:FileFunctionAuthor ：Rev部件數(shù)Part Number部件類型Part Type失效模式Failure Mode模型故障率Mode failureRate飛行狀態(tài)Flight Phase失效效應Failure Effect檢測方式DetectionMethod注釋CommentsTable G2 -零件 FMEA 工作表(Piece-Part FMEA worksheet)下一步是確信故障對下一個更高級別組件的阻礙,并為故障分派

17、故障阻礙類別.能夠?qū)⑹a分派給每一個類別以簡化表格.然后能夠?qū)⒚恳粋€失效效應類別的詳細描述包括在報告的文本中.致使相同成效的所有故障模式都分派給成效類別.然后,成效類別代碼能夠針對每一個故障輸入到 FMEA工作表中,如表 G2所示.在確信故障阻礙和檢測手腕時, 必需考慮軟件和故障監(jiān)控.作為此分析的一部份,分析人員還必需驗證監(jiān)控確實能夠檢測故 障模式.為了正確執(zhí)行此分析,分析人員必需具有系統(tǒng)要求和軟件設計的詳細知識,包括適用的內(nèi)部故障治理技術.假設是正在進行定量分析,那么向每一個故障模式分派故障率.組件部件故障散布指南見.隨著分析的進行,應付FMEA的以后愛惜進行非正式記錄,并協(xié)助解決有

18、關FMEA的問題. e、每一個故障模式的說明；f、分派故障率的理由；g、將特定故障分派給故障效應類別的原理；h、記錄所做的任何假設；這份文件不在FMEA的報告中,可是應保存作為參考.確信零部件故障模式和故障散布當執(zhí)行零件FMEA時,可能需要進一步分解組件的故障率以識別適用于特定故障模式 的故障率的百分比.能夠從諸如RAC 故障模式/機構(gòu)分派 FMD , MIL-HDBK-978和羅馬實驗室的“靠得住性工程師工具包等行業(yè)文件中取得指導, 這些文件為許多組件類型提供此信息.要考慮的典型故障模式包括但不限于以下： a、翻開 b、短路c、參數(shù)漂移 d、失調(diào)e、介質(zhì)絕緣體擊穿f、間歇操作g、不工作h、誤

19、操作i、磨損j、機械故障k、黏著1、疏松m、斷裂通常,必需考慮組件的功能,而且必需考慮組件可能無法正確執(zhí)行該功能的所有潛在方式,以包括在組件故障模式列表中. 還必需考慮組件的意外功能.上述參考文獻提供了良好 的根底,許諾分析人員確信被分析的組分的潛在失效模式.工程判定是故障模式確信進程的必要部份.盡管故障率和模式源文檔為某些組件類型的故障模式提供了根底,可是這些文檔中不包括許多設備類型.這關于需要逐部份地考慮的復雜數(shù)字 IC尤其如此.確信數(shù)字設備的故障 模式通常需要工程判定,而且不可能針對復雜數(shù)字IC確信所有故障模式.用于估量復雜數(shù)字設備的故障模式的方式是用能夠存在更好的故障模式的概念的功能塊

20、來對所考慮的數(shù)字設備進行建模.假設是可能,將功能塊可能故障的引腳電平阻礙確信為必需專門注意可能致使 FTA器件故障模式.一些故障可能阻礙多個引腳和引腳的各類組合.大體事件的潛在部件故障模式.IC,由于它迫使分嘗試通過物理故障方式來確信實際故障機制和相關阻礙不推薦用于 析人員對每一個數(shù)字IC執(zhí)行“FMEA .該“FMEA 可能比完成的較高級 FMEA更復雜,而且關于復雜IC可能無法實現(xiàn).另外,芯片制造商未公布的增強設計可能使整個工作毫無心義過時.復雜的IC故障模式能夠包括間歇性故障和可能阻礙多個引腳的各類故障組合.其他組件類型的故障模式比 ICs更易取得.可是,從多個參考看,相同的組件類型,可能

21、產(chǎn)生不同的故障模式散布,有時乃至是不同的故障模式.這指出,即即是簡單的組件,它是很難確信哪些潛在的失效模式是有效的,哪些不能發(fā)生.證實假設是難以確信故障模式的失效效應的分析方式,那么應盡可能進行實驗室驗證.期望通過測實驗證所有重要的失效效應.對于電氣或電子系統(tǒng),能夠通過翻開引線或?qū)⒁€短接在一路或接地來引入故障.假設是器件輸出能夠分為三態(tài),那么能夠輕松引入邏輯組合.不幸的是,最難分析的故障模式有時難以通過測試來確認.例如,不可能為大多數(shù)IC引入所有故障.運算機輔助設計軟件也可用于模擬故障.該軟件許諾將等效的故障引入到電路仿真中并確信故障效應.在測試和實際利用期間的故障分析也可用于證實FMEA的結(jié)果.此故障數(shù)據(jù)還可用于為以后的FMEA創(chuàng)立故障模式庫.4、文檔FMEA reportFMEA的報告應該包括：a、可用于FMES、FTA或相似分析參考的文檔編號；b、介紹包括關于FMEA的目的和對象的簡要說明.c、操作的簡要概述和框圖.d、描述分析方式的部份.(本節(jié)應包括如何執(zhí)行分析的描述,利用的級別的概念和相關假設的列表).e、FMEA結(jié)果的完整列表.(能夠利用類似于和中包括的例如的FMEA形式.)f、識別所分析的硬件,軟件和固件的部件號和修訂狀態(tài).g、附錄還應包括以下工程.(1) 圖紙或示用意(2 )