第5章-1故障模式影響及危害度分析課件

故障模式影響及危害度分析

FMECA7/31/20231故障模式影響及危害度分析

FMECA7/31/20231內(nèi)容提要概述FMECA的定義、目的和作用FMECA的方法FMECA的步驟系統(tǒng)定義故障模式影響分析危害性分析危害性矩陣圖FMECA輸出與注意的問(wèn)題應(yīng)用案例7/31/20232內(nèi)容提要概述7/31/20232失效模式影響與危害度分析（FMECA）是“在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各組成單元潛在的各種失效模式及其對(duì)系統(tǒng)功能的影響，與生產(chǎn)后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行分析，提出可能采取的預(yù)防改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法”FMECA是一種非常有效的可靠性保證技術(shù)，如果在設(shè)計(jì)、制造階段沒(méi)有貨不認(rèn)真進(jìn)行FMECA，即使是小的疏忽，也會(huì)造成嚴(yán)重的災(zāi)難性的事故。7/31/20233失效模式影響與危害度分析（FMECA）是“在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，概述元部件的故障對(duì)系統(tǒng)可造成重大影響災(zāi)難性的影響挑戰(zhàn)者升空爆炸——發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料管墊圈不密封致命性的影響起落架上位鎖打不開(kāi)以往設(shè)計(jì)師依靠經(jīng)驗(yàn)判斷元部件故障對(duì)系統(tǒng)的影響依賴(lài)于人的知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)的、全面的和標(biāo)準(zhǔn)化的方法—FMECA設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)造成重大影響的元部件故障設(shè)計(jì)更改、可靠性補(bǔ)償是可靠性、維修性、保障性和安全性設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)7/31/20234概述元部件的故障對(duì)系統(tǒng)可造成重大影響7/31/20234FMEA（FMECA）發(fā)展歷程FMEA由Grumman航空公司在20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)，該公司用它分析艦載飛機(jī)飛控系統(tǒng)的安全性。從20世紀(jì)70年代到90年代，各種軍用、專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格中定義和改進(jìn)了FMEA方法。1971年，電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）G-41可靠性委員會(huì)頒布了“失效模式和影響分析”1974年，美國(guó)國(guó)防部處出版了美軍標(biāo)Mil-Std1629“失效模式、影響和危害性分析執(zhí)行程序”。1985年，國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)（IEC）介紹了IEC812“系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)——失效模式和影響分析程序”7/31/20235FMEA（FMECA）發(fā)展歷程FMEA由Grumman航空公FMEA（FMECA）發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代末期，汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始采用FMEA。1993年，由Chrysler、Ford和GM代表組成的供應(yīng)商質(zhì)量需求小組通過(guò)QS-9000過(guò)程將FMEA引入到質(zhì)量手冊(cè)中。1994年，汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE）出版了SAEJ-1739“設(shè)計(jì)中的潛在失效模式及影響分析和制造、裝配過(guò)程中的潛在模式及影響分析”參考手冊(cè)，提供了進(jìn)行FMEA工作時(shí)的基本指南。1999年，Daimler、Chrysler、Ford和GM作為汽車(chē)工作組的一部分同意認(rèn)可新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“ISO/TS16949”，其中包括FMEA且在2006年最終取代QS-90007/31/20236FMEA（FMECA）發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代末期，汽車(chē)行業(yè)FMECA的概念FMECA的定義故障模式影響及危害性分析(FailureMode,EffectsandCriticalityanalysis,簡(jiǎn)記為FMECA)是分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對(duì)系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個(gè)故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率予以分類(lèi)的一種歸納分析方法。FMECA是一種自下而上的歸納分析方法；FMEA和CA。FMECA是FMEA合理的擴(kuò)展，它具有了定量分析的特點(diǎn)，進(jìn)行FMECA必先進(jìn)行FMEA7/31/20237FMECA的概念FMECA的定義7/31/20237FMECA的目的

FMECA技術(shù)的目的實(shí)際上是找出一種全面的、系統(tǒng)的分析故障的方法，并將這種方法程序化、標(biāo)準(zhǔn)化和格式化。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)（功能設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)）、生產(chǎn)（生產(chǎn)可行性分析、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)與使用）和產(chǎn)品使用角度發(fā)現(xiàn)各種影響產(chǎn)品可靠性的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平提供改進(jìn)依據(jù)。7/31/20238FMECA的目的7/31/20238FMECA作用保證有組織地定性找出系統(tǒng)的所有可能的故障模式及其影響，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施。為制定關(guān)鍵項(xiàng)目和單點(diǎn)故障等清單或可靠性控制計(jì)劃提供定性依據(jù)。為可靠性（R）、維修性（M）、安全性（S）、測(cè)試性（T）和保障性（S）工作提供一種定性依據(jù)。為制定試驗(yàn)大綱提供定性信息。為確定更換零部件、元器件清單提供使用可靠性設(shè)計(jì)的定性信息。為確定需要重點(diǎn)控制質(zhì)量及工藝的薄弱環(huán)節(jié)清單提供定性信息?？杉霸绨l(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝中的各種缺陷。7/31/20239FMECA作用保證有組織地定性找出系統(tǒng)的所有可能的故障模式FMECA方法FMECA是FMEA和CA的綜合(是基于分層方法來(lái)確定潛在失效模式是怎樣影響一個(gè)產(chǎn)品的。（FMEA)仍然是一種六西格瑪工具。FMEA方法FMEA的目的是為了研究技術(shù)裝備故障對(duì)其工作所產(chǎn)生的后果和影響，并將其可能的故障模式按嚴(yán)重程度分類(lèi)，并采取必要的改進(jìn)措施。1.硬件法：硬件法是列出各個(gè)硬件產(chǎn)品，并對(duì)它們可能出現(xiàn)的故障模式加以分析，根據(jù)硬件產(chǎn)品的功能對(duì)每個(gè)故障模式進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)硬件產(chǎn)品已具有圖紙和其他資料時(shí)，一般采用硬件法。這種分析方法適用于從零部件級(jí)開(kāi)始，自下而上進(jìn)行分析，再擴(kuò)展到系統(tǒng)級(jí)。7/31/202310FMECA方法FMECA是FMEA和CA的綜合(是基于分層方2.功能法：功能法認(rèn)為每個(gè)產(chǎn)品用于完成多種功能。功能法從分析系統(tǒng)的設(shè)備功能圖開(kāi)始，而不是從硬件產(chǎn)品開(kāi)始。當(dāng)硬件產(chǎn)品功能不能明確確定時(shí)，例如在技術(shù)裝備研制初期，各個(gè)零部件設(shè)計(jì)尚未完成，得不出詳細(xì)的零部件明細(xì)表，系統(tǒng)原理圖及系統(tǒng)總裝圖，一般采用功能法。7/31/2023112.功能法：功能法認(rèn)為每個(gè)產(chǎn)品用于完成多種功能。功能法從分析CA分析方法CA的目的是按每一故障的嚴(yán)重程度及故障模式發(fā)生概率所產(chǎn)生的綜合影響來(lái)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，以便全面地評(píng)價(jià)各故障模式的影響。（1）故障率λp（2）故障模式比率αj

是指產(chǎn)品以第j種故障模式出現(xiàn)占所有故障模式的百分比。（3）故障影響概率βj是分析人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷得到的，它是產(chǎn)品以第j中故障模式發(fā)生故障而導(dǎo)致產(chǎn)品任務(wù)喪失的條件概率（4）工作時(shí)間7/31/202312CA分析方法7/31/202312（5）故障模式危害度CmjCmj是產(chǎn)品危害度數(shù)值的一部分，是產(chǎn)品在特定的故障嚴(yán)重級(jí)別下第j個(gè)故障模式所具有的危害度值。Cmj=λp·αj·βj·t(6)產(chǎn)品危害度Cr在某一特定的故障嚴(yán)重級(jí)別和任務(wù)階段，產(chǎn)品危害度就是該產(chǎn)品在此故障嚴(yán)重級(jí)別情況下的各種故障模式危害度Cmj的總和7/31/202313（5）故障模式危害度Cmj7/31/202313FMECA的步驟明確分析范圍故障模式分析產(chǎn)品功能與任務(wù)分析明確產(chǎn)品的故障判據(jù)危害性分析故障影響分析補(bǔ)償措施分析故障檢測(cè)方法分析故障原因分析得出分析結(jié)果系統(tǒng)定義FMEACA7/31/202314FMECA的步驟明確分析范圍故障模式分析產(chǎn)品功能與任務(wù)分析明1系統(tǒng)定義確定系統(tǒng)中進(jìn)行FMECA的產(chǎn)品范圍產(chǎn)品層次示例約定層次——規(guī)定的FMECA的產(chǎn)品層次初始約定層次——系統(tǒng)最頂層最低約定層次——系統(tǒng)最底層描述系統(tǒng)的功能任務(wù)及系統(tǒng)在完成各種功能任務(wù)時(shí)所處的環(huán)境條件任務(wù)剖面、任務(wù)階段及工作方式功能描述制定系統(tǒng)及產(chǎn)品的故障判據(jù)、選擇FMECA方法等故障判據(jù)分析方法7/31/2023151系統(tǒng)定義確定系統(tǒng)中進(jìn)行FMECA的產(chǎn)品范圍7/31/202

故障模式影響分析FMEA7/31/2023162故障模式影響分析FMEA7/31/2023163危害性分析(CA)分類(lèi)：定性和定量CA表7/31/2023173危害性分析(CA)分類(lèi)：定性和定量7/31/202317危害性矩陣圖7/31/202318危害性矩陣圖7/31/202318FMECA輸出與注意的問(wèn)題FMECA輸出單點(diǎn)故障模式清單Ⅰ、Ⅱ類(lèi)故障模式清單可靠性關(guān)鍵件、重要件不可檢測(cè)故障模式清單危害性矩陣圖等FMEA/CA表7/31/202319FMECA輸出與注意的問(wèn)題FMECA輸出7/31/20231實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題為了得到精確的FMECA，零件設(shè)計(jì)工程師、系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、可靠性工程師之間必須密切配合，分工合作。可靠性工程師承擔(dān)實(shí)施FMECA的總責(zé)任，零件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)失效模式的分析。FMECA必須及時(shí)地和反復(fù)地進(jìn)行。FMECA的主要任務(wù)是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制過(guò)程的決策及時(shí)提供信息，因此在實(shí)施FMECA的計(jì)劃過(guò)程中要規(guī)定時(shí)間進(jìn)度，以保證分析結(jié)果有助于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制過(guò)程的決策。一個(gè)適時(shí)的粗略分析比一個(gè)不能滿(mǎn)足進(jìn)度要求的詳細(xì)分析更有價(jià)值。7/31/202320實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題為了得到精確的FMECA，零件設(shè)計(jì)實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題要先進(jìn)行FMECA分析，后進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)。對(duì)于機(jī)械及機(jī)電產(chǎn)品，不可能對(duì)所有零部件都進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)、應(yīng)力分析和可靠性試驗(yàn)，必須以FMECA的分析結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)關(guān)鍵的零部件進(jìn)行應(yīng)力分析和試驗(yàn)，然后再進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)。7/31/202321實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題要先進(jìn)行FMECA分析，后進(jìn)行可靠實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題保證FMECA的實(shí)時(shí)性、規(guī)范性、有效性實(shí)時(shí)性。FMECA工作應(yīng)納入研制工作計(jì)劃、做到目的明確、管理務(wù)實(shí)；FMECA工作與設(shè)計(jì)工作應(yīng)同步進(jìn)行，將FMECA結(jié)果及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)過(guò)程。規(guī)范性。分析工作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行FMECA計(jì)劃、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/文件的要求。分析中應(yīng)明確某些關(guān)鍵概念，比如：故障檢測(cè)方法是系統(tǒng)運(yùn)行或維修時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的方法；嚴(yán)酷度是對(duì)故障模式最終影響嚴(yán)重程度的度量，危害度是對(duì)故障模式后果嚴(yán)重程度的發(fā)生可能性的綜合度量，兩者是不同的概念，不能混淆。有效性。對(duì)分析提出的改進(jìn)、補(bǔ)償措施的實(shí)現(xiàn)予以跟蹤和分析，以驗(yàn)證其有效性。這種過(guò)程也是積累FMECA工程經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。7/31/202322實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題保證FMECA的實(shí)時(shí)性、規(guī)范性、有實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題FMECA的剪裁和評(píng)審FMECA作為常用的分析工具，可為可靠性、安全性、維修性、測(cè)試性和保障性等工作提供信息，不同的應(yīng)用目的可能得到不同的分析結(jié)果。各單位可根據(jù)具體的產(chǎn)品特點(diǎn)和任務(wù)對(duì)FMECA的分析步驟、內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，剪裁，并在相應(yīng)文件中予以明確。7/31/202323實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題FMECA的剪裁和評(píng)審7/31/2實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題FMECA的數(shù)據(jù)故障模式是FMECA的基礎(chǔ)。能否獲得故障模式的相關(guān)信息是決定FMECA工作有效性的關(guān)鍵。若進(jìn)行定量分析時(shí)還需故障的具體數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)除通過(guò)試驗(yàn)獲得外，一般是需要通過(guò)相似產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。有計(jì)劃有目的地注意收集、整理有關(guān)產(chǎn)品的故障信息，并逐步建立和完善故障模式及頻數(shù)比的相關(guān)故障信息庫(kù)，這是開(kāi)展有效的FMECA工作的基本保障之一。FMECA應(yīng)與其他分析方法相結(jié)合FMECA雖是有效的可靠性分析方法，但并非萬(wàn)能。它不能代替其他可靠性分析工作。應(yīng)注意FMECA一般是靜態(tài)的、單一因素的分析方法。在動(dòng)態(tài)方面還很不完善，若對(duì)系統(tǒng)實(shí)施全面分析還需與其他分析方法（如FTA、ETA等）相結(jié)合。7/31/202324實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題FMECA的數(shù)據(jù)7/31/2023故障模式故障與故障模式故障是產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)（對(duì)機(jī)械產(chǎn)品也稱(chēng)失效）故障模式是故障的表現(xiàn)形式，如起落架撐桿斷裂、作動(dòng)筒間隙不當(dāng)、收放不到位等產(chǎn)品功能與故障模式一個(gè)產(chǎn)品可能具有多種功能起落架：支撐、滑跑、收放等每一個(gè)功能有可能具有多種故障模式支撐：降落時(shí)折起滑跑：震動(dòng)收放：收不起、放不下7/31/202325故障模式故障與故障模式7/31/202325典型故障模式GJB1391《故障模式影響及危害性分析》序故障模式序故障模式序故障模式1結(jié)構(gòu)故障(破損)12超出允差(下限)23滯后運(yùn)行2捆結(jié)或卡死13意外運(yùn)行24錯(cuò)誤輸入(過(guò)大)3振動(dòng)14間歇性工作25錯(cuò)誤輸入(過(guò)小)4不能保持正常位置15漂移性工作26錯(cuò)誤輸出(過(guò)大)5打不開(kāi)16錯(cuò)誤指示27錯(cuò)誤輸出(過(guò)小)6關(guān)不上17流動(dòng)不暢28無(wú)輸入7誤開(kāi)18錯(cuò)誤動(dòng)作29無(wú)輸出8誤關(guān)19不能關(guān)機(jī)30(電的)短路9內(nèi)部漏泄20不能開(kāi)機(jī)31(電的)開(kāi)路10外部漏泄21不能切換32(電的)漏泄11超出允差(上限)22提前運(yùn)行33其它7/31/202326典型故障模式GJB1391《故障模式影響及危害性分析》序故障機(jī)械產(chǎn)品典型故障模式

故障模式可分為以下七大類(lèi)：損壞型：如斷裂、變形過(guò)大、塑性變形、裂紋等。退化型：如老化、腐蝕、磨損等。松脫性：松動(dòng)、脫焊等失調(diào)型：如間隙不當(dāng)、行程不當(dāng)、壓力不當(dāng)?shù)取６氯驖B漏型：如堵塞、漏油、漏氣等。功能型：如性能不穩(wěn)定、性能下降、功能不正常。其他：潤(rùn)滑不良等。7/31/202327機(jī)械產(chǎn)品典型故障模式故障模式可分為以下七大類(lèi)：7/31/2故障原因直接原因：導(dǎo)致產(chǎn)品功能故障的產(chǎn)品自身的那些物理、化學(xué)或生物變化過(guò)程等，直接原因又稱(chēng)為故障機(jī)理。間接原因：由于其他產(chǎn)品的故障、環(huán)境因素和人為因素等引起的外部原因。例如——起落架上位鎖打不開(kāi)直接原因：鎖體間隙不當(dāng)、彈簧老化等間接原因：鎖支架剛度差7/31/202328故障原因直接原因：導(dǎo)致產(chǎn)品功能故障的產(chǎn)品自身的那些物理、化學(xué)故障影響故障影響局部影響:某產(chǎn)品的故障模式對(duì)該產(chǎn)品自身和與該產(chǎn)品所在約定層次相同的其他產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響高一層次影響:某產(chǎn)品的故障模式對(duì)該產(chǎn)品所在約定層次的高一層次產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響最終影響:指系統(tǒng)中某產(chǎn)品的故障模式對(duì)初始約定層次產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響7/31/202329故障影響故障影響7/31/202329嚴(yán)酷度類(lèi)別嚴(yán)酷度：產(chǎn)品故障造成的最壞后果的嚴(yán)重程度嚴(yán)酷度類(lèi)別定義(GJB1391)嚴(yán)酷度類(lèi)別嚴(yán)重程度定義Ⅰ類(lèi)(災(zāi)難的)這是一種會(huì)引起人員死亡或系統(tǒng)(如飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈及船舶等)毀壞的故障。Ⅱ類(lèi)(致命的)這種故障會(huì)引起人員的嚴(yán)重傷害、重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗的系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞。Ⅲ類(lèi)(臨界的)這種故障會(huì)引起人員的輕度傷害，一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級(jí)的系統(tǒng)輕度損壞。Ⅳ類(lèi)(輕度的)這是一種不足以導(dǎo)致人員傷害、一定的經(jīng)濟(jì)損失或系統(tǒng)損壞的故障，但它會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維護(hù)或修理。7/31/202330嚴(yán)酷度類(lèi)別嚴(yán)酷度：產(chǎn)品故障造成的最壞后果的嚴(yán)重程度嚴(yán)酷度類(lèi)別故障檢測(cè)方法故障檢測(cè)方法一般包括目視檢查、離機(jī)檢測(cè)、原位測(cè)試等手段：自動(dòng)傳感裝置傳感儀器音響報(bào)警裝置顯示報(bào)警裝置故障檢測(cè)一般分為事前檢測(cè)與事后檢測(cè)兩類(lèi)，對(duì)于潛在故障模式，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)事前檢測(cè)方法。7/31/202331故障檢測(cè)方法故障檢測(cè)方法一般包括目視檢查、離機(jī)檢測(cè)、原位測(cè)試補(bǔ)償措施設(shè)計(jì)補(bǔ)償措施產(chǎn)品發(fā)生故障時(shí)，能繼續(xù)安全工作的冗余設(shè)備安全或保險(xiǎn)裝置(如監(jiān)控及報(bào)警裝置)可替換的工作方式(如備用或輔助設(shè)備)可以消除或減輕故障影響的設(shè)計(jì)或工藝改進(jìn)(如概率設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬仿真分析和工藝改進(jìn)等)操作人員補(bǔ)償措施特殊的使用和維護(hù)規(guī)程，盡量避免或預(yù)防故障的發(fā)生一旦出現(xiàn)某故障后操作人員應(yīng)采取的最恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施7/31/202332補(bǔ)償措施設(shè)計(jì)補(bǔ)償措施7/31/202332危害性分析（CA）危害性分析（CA）的目的是按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生的概率所產(chǎn)生的綜合影響對(duì)系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類(lèi)，以便全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響。CA是FMEA的補(bǔ)充或擴(kuò)展，只有在進(jìn)行FMEA的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行CA.CA常用的方法有兩種：風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)(RiskPriorityNumber,RPN)法和危害性矩陣法，前者主要用于汽車(chē)等民用工業(yè)領(lǐng)域，后者主要用于航空、航天等軍用領(lǐng)域7/31/202333危害性分析（CA）危害性分析（CA）的目的是按每一故障模式的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法某一產(chǎn)品的故障模式的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPN由故障模式發(fā)生概率等級(jí)(OccurrenceProbabilityRanking,OPR)和影響嚴(yán)酷度等級(jí)(EffectSeverityRanking,ESR)的乘積計(jì)算得出，即RPN=OPR×ESR7/31/202334風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法某一產(chǎn)品的故障模式的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPN由故障模式發(fā)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法等級(jí)故障發(fā)生的可能性參考值1稀少故障模式發(fā)生的可能性極低1/1062低故障模式發(fā)生的可能性相對(duì)較低1/2000031/40004中等故障模式發(fā)生的可能性中等1/100051/40061/807高故障模式發(fā)生的可能性高1/4081/209非常高故障模式發(fā)生的可能性非常高1/8101/2發(fā)生概率評(píng)分準(zhǔn)則7/31/202335風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法等級(jí)故障發(fā)生的可能性參考值1稀少故障模式發(fā)生的可風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法等級(jí)故障影響的嚴(yán)重程度1輕微對(duì)系統(tǒng)的性能不會(huì)產(chǎn)生影響，用戶(hù)注意不到的輕微故障2,3低對(duì)系統(tǒng)性能有輕微影響的故障，用戶(hù)可能會(huì)注意到并引起輕微抱怨4,5,6中等引起系統(tǒng)性能下降的故障，用戶(hù)會(huì)感覺(jué)不舒適和不滿(mǎn)意7,8高中斷操作的重大故障（如發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)）或提供舒適性的子系統(tǒng)不能工作的故障（空調(diào)子系統(tǒng)不能工作、遮陽(yáng)頂棚電源故障等），用戶(hù)會(huì)感到強(qiáng)烈不滿(mǎn)意。但此類(lèi)故障不會(huì)引起安全性后果也不違反政府法規(guī)9,10非常高引起生命、財(cái)產(chǎn)損失的致命故障或不符合政府法規(guī)的故障嚴(yán)酷度評(píng)分準(zhǔn)則7/31/202336風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法等級(jí)故障影響的嚴(yán)重程度1輕微對(duì)系統(tǒng)的性能不會(huì)產(chǎn)生7/31/2023377/31/202337危害性矩陣法——定性分析方法故障概率等級(jí)——定性分析方法A級(jí)--經(jīng)常發(fā)生>20%B級(jí)--有時(shí)發(fā)生10%>20%C級(jí)--偶然發(fā)生1%>10%D級(jí)--很少發(fā)生0.1%>1%E級(jí)--極少發(fā)生<.0.1%數(shù)據(jù)來(lái)源預(yù)計(jì)值分配值外場(chǎng)評(píng)估值等7/31/202338危害性矩陣法——定性分析方法故障概率等級(jí)——定性分析方法7/危害性矩陣法——定量分析方法故障模式頻數(shù)比故障模式頻數(shù)比α是產(chǎn)品的某一故障模式占其全部故障模式的百分比率。如果考慮某產(chǎn)品所有可能的故障模式，則其故障模式頻數(shù)比之和將為1模式故障率λm是指產(chǎn)品總故障率λp與某故障模式頻數(shù)比α的乘積例：故障模式頻數(shù)比及模式故障率氣體控制活門(mén)故障模式故障模式頻數(shù)比α產(chǎn)品故障率λp模式故障率λm不閉合不打開(kāi)外部漏氣34%57%9%0．123450.041970.070360.01111總計(jì)1．00.123457/31/202339危害性矩陣法——定量分析方法故障模式頻數(shù)比氣體控制活門(mén)故障模故障影響概率故障影響概率β是指假定某故障模式已發(fā)生時(shí)，導(dǎo)致確定的嚴(yán)酷度等級(jí)的最終影響的條件概率。某一故障模式可能產(chǎn)生多種最終影響，分析人員不但要分析出這些最終影響還應(yīng)進(jìn)一步指明該故障模式引起的每一種故障影響的百分比，此百分比即為β。這多種最終影響的β值之和應(yīng)為1故障影響概率示例7/31/202340故障影響概率故障影響概率β是指假定某故障模式已發(fā)生時(shí)，導(dǎo)致確故障模式危害度與產(chǎn)品危害度故障模式危害度——評(píng)價(jià)單一故障模式危害性Cm(j)=α×β×λp×t, j=Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ

產(chǎn)品危害度——評(píng)價(jià)產(chǎn)品的危害性Cr(j)=∑Cmi(j)， i=1,2,…,n n為該產(chǎn)品的故障模式總數(shù)，j=Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ∑Cmi(j)——產(chǎn)品在第j類(lèi)嚴(yán)酷度類(lèi)別下的所有故障模式的危害度之和7/31/202341故障模式危害度與產(chǎn)品危害度故障模式危害度——評(píng)價(jià)單一故障模式危害性矩陣圖危害性增加產(chǎn)品危害度Cr故障模式危害度Cm(j)故障概率等級(jí)嚴(yán)酷度等級(jí)7/31/202342危害性矩陣圖危害性增加產(chǎn)品危害度Cr嚴(yán)酷度等級(jí)7/31/20EBCDAⅣⅢⅡⅠ21047/31/202343EBCDAⅣⅢⅡⅠ21047/31/202343某一民用供熱系統(tǒng)的FMECA一民用供熱系統(tǒng)，其工作任務(wù)是冬天為居民住房提供足夠的熱空氣，保持室溫22℃，而且不能對(duì)室內(nèi)居民造成任何傷害。系統(tǒng)的工作壽命為10年。凡導(dǎo)致室溫不能保持22℃的事件均認(rèn)為故障。系統(tǒng)要求保證連續(xù)供電和供氣，電源及燃?xì)庠粗袛嗖凰阕飨到y(tǒng)故障7/31/202344某一民用供熱系統(tǒng)的FMECA一民用供熱系統(tǒng)，其工作任務(wù)是冬天某一民用供熱系統(tǒng)的FMECA系統(tǒng)定義系統(tǒng)組成及功能約定層次繪制可靠性方框圖故障判據(jù)嚴(yán)酷度類(lèi)別FMECA表的填寫(xiě)FMECA表格的選取FMECA表中信息來(lái)源主要故障模式系統(tǒng)在不同嚴(yán)酷度下的危害度FMECA報(bào)告7/31/202345某一民用供熱系統(tǒng)的FMECA系統(tǒng)定義7/31/20234（一）定義系統(tǒng)及其要求一個(gè)系統(tǒng)的完整定義應(yīng)包括它的功能、用途、預(yù)期的性能、系統(tǒng)的約束條件和構(gòu)成故障的條件等。由于給定系統(tǒng)都有一個(gè)或多個(gè)工作模式，并且可能處于系統(tǒng)工作的不同階段，因此系統(tǒng)的定義還應(yīng)包括系統(tǒng)工作的每個(gè)模式及其持續(xù)工作期內(nèi)的功能說(shuō)明。工作任務(wù)首先應(yīng)明確系統(tǒng)的工作任務(wù)系統(tǒng)的組成及其功能功能要求包括對(duì)每項(xiàng)任務(wù)所作的說(shuō)明，被分析系統(tǒng)各分析級(jí)別的任務(wù)、功能及工作模式，組成零部件發(fā)生故障的條件等環(huán)境條件任務(wù)時(shí)間7/31/202346（一）定義系統(tǒng)及其要求7/31/202346手動(dòng)截流閥安全控制活門(mén)燃燒器控制器熱控傳感器過(guò)熱傳感器回氣導(dǎo)管分氣管道燃燒室鼓風(fēng)機(jī)過(guò)濾器恒溫器240V電源熱空氣傳感器120V交流熱空氣可調(diào)燃?xì)饧訜岱窒到y(tǒng)控制分系統(tǒng)空氣分配分系統(tǒng)控制分系統(tǒng)自動(dòng)地控制燃燒器的燃?xì)夤┙o鼓風(fēng)機(jī)的工作，防止其過(guò)熱。該分系統(tǒng)由恒溫器、熱空氣傳感器及過(guò)熱傳感器組成。室內(nèi)的恒溫器通過(guò)激勵(lì)安全控制閥來(lái)控制燃燒器的燃?xì)庠?；?dāng)達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)，熱空氣傳感器激勵(lì)鼓風(fēng)機(jī)；當(dāng)系統(tǒng)過(guò)熱時(shí)，過(guò)熱傳感器截?cái)嗤ㄍ紵业娜細(xì)饬?。加熱分系統(tǒng)傳輸并加熱燃?xì)?。手?dòng)截流閥用來(lái)切斷氣源與安全控制活門(mén)間的燃?xì)?；安全控制活門(mén)用來(lái)向燃燒器供氣，當(dāng)控制器或熱傳感器發(fā)生故障時(shí)，使系統(tǒng)停止工作；燃燒器用來(lái)通過(guò)燃燒燃油與空氣混合的氣體產(chǎn)生熱量；控制器用來(lái)控制安全活門(mén)打開(kāi)時(shí)點(diǎn)燃可燃?xì)怏w；熱控傳感器用來(lái)在控制器發(fā)生故障時(shí)立即切斷安全控制活門(mén)?？諝夥峙浞窒到y(tǒng)使燃燒器周?chē)目諝庠谑覂?nèi)循環(huán)，并使空氣分布均勻。使來(lái)自室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)濾、加熱后再分配。7/31/202347手動(dòng)截流閥安全控制活門(mén)燃燒器控制器熱控傳感器過(guò)熱傳感器回氣導(dǎo)（二）擬定框圖（1）將系統(tǒng)分解為包含功能關(guān)系的若干主要子系統(tǒng)（2）對(duì)每個(gè)單元都要適當(dāng)標(biāo)明其所有的輸入和輸出以及識(shí)別代碼，并且每個(gè)子系統(tǒng)都要始終使用這些代碼。（3）能提供“故障—安全”措施的所有冗余、替換信號(hào)通路和其他工程特性。方框圖分為功能框圖和可靠性框圖1.功能框圖7/31/202348（二）擬定框圖7/31/2023482.可靠性框圖可靠性方框圖表示系統(tǒng)各個(gè)單元之間的任何串聯(lián)和冗余關(guān)系，以及它們功能上的相關(guān)性。系統(tǒng)的所有余度及其預(yù)防故障的措施也應(yīng)在可靠性框圖上表示出來(lái)，因?yàn)樵诓捎梅乐箚蝹€(gè)故障影響的措施時(shí)，該故障對(duì)高一級(jí)的設(shè)備就不會(huì)造成災(zāi)害性的影響。對(duì)每一工作階段或每一工作模式都需要有一個(gè)獨(dú)立的可靠性框圖，因?yàn)楫a(chǎn)品的用途及危害性可能隨著任務(wù)階段或工作模式的不同而變化。7/31/2023492.可靠性框圖7/31/202349手動(dòng)截流閥安全控制活門(mén)燃燒器控制器熱控傳感器過(guò)熱傳感器回氣導(dǎo)管分氣管道燃燒室鼓風(fēng)機(jī)過(guò)濾器恒溫器240V電源熱空氣傳感器120V交流熱空氣可調(diào)燃?xì)饧訜岱窒到y(tǒng)控制分系統(tǒng)空氣分配分系統(tǒng)控制分系統(tǒng)自動(dòng)地控制燃燒器的燃?xì)夤┙o鼓風(fēng)機(jī)的工作，防止其過(guò)熱。該分系統(tǒng)由恒溫器、熱空氣傳感器及過(guò)熱傳感器組成。室內(nèi)的恒溫器通過(guò)激勵(lì)安全控制閥來(lái)控制燃燒器的燃?xì)庠矗划?dāng)達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)，熱空氣傳感器激勵(lì)鼓風(fēng)機(jī)；當(dāng)系統(tǒng)過(guò)熱時(shí)，過(guò)熱傳感器截?cái)嗤ㄍ紵业娜細(xì)饬鳌＜訜岱窒到y(tǒng)傳輸并加熱燃?xì)?。手?dòng)截流閥用來(lái)切斷氣源與安全控制活門(mén)間的燃?xì)猓话踩刂苹铋T(mén)用來(lái)向燃燒器供氣，當(dāng)控制器或熱傳感器發(fā)生故障時(shí)，使系統(tǒng)停止工作；燃燒器用來(lái)通過(guò)燃燒燃油與空氣混合的氣體產(chǎn)生熱量；控制器用來(lái)控制安全活門(mén)打開(kāi)時(shí)點(diǎn)燃可燃?xì)怏w；熱控傳感器用來(lái)在控制器發(fā)生故障時(shí)立即切斷安全控制活門(mén)?？諝夥峙浞窒到y(tǒng)使燃燒器周?chē)目諝庠谑覂?nèi)循環(huán)，并使空氣分布均勻。使來(lái)自室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)濾、加熱后再分配。7/31/202350手動(dòng)截流閥安全控制活門(mén)燃燒器控制器熱控傳感器過(guò)熱傳感器回氣導(dǎo)供熱系統(tǒng)控制分系統(tǒng)10加熱分系統(tǒng)20空氣分配分系統(tǒng)30手動(dòng)截流閥21安全控制活門(mén)22控制器23熱控傳感器24燃燒器25燃燒管道控制電壓供熱系統(tǒng)的可靠性框圖7/31/202351供熱系統(tǒng)控制分系統(tǒng)10加熱分系統(tǒng)20空氣分配分系統(tǒng)30手動(dòng)截（三）確定分析層次選擇系統(tǒng)的分析層次就要考慮進(jìn)行分析的詳細(xì)程度，因?yàn)樯现练治鲰?xiàng)目的輸入和輸出，下至分析項(xiàng)目的單獨(dú)部件，在任何一個(gè)層次上均能考慮故障情況。要確定：分析者應(yīng)該確定在什么樣的層次上分析？在選擇這一層次時(shí)應(yīng)考慮什么樣的原則？在方法的全部約束條件下怎樣才能實(shí)現(xiàn)最佳效益？在示例的供熱系統(tǒng)中，我們選擇加熱分析系統(tǒng)為當(dāng)前的分析層次，采用硬件法進(jìn)行分析。7/31/202352（三）確定分析層次7/31/202352（四）制定填寫(xiě)FMEA表格加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次供熱系統(tǒng)任務(wù)加熱審核第頁(yè)共幾頁(yè)當(dāng)前約定層次加熱分系統(tǒng)分析者批準(zhǔn)填表日期1234567891011產(chǎn)品名稱(chēng)代碼功能故障模式故障原因任務(wù)階

段與工

作模式故障影響故障檢

測(cè)方法改正措施故障嚴(yán)重級(jí)別備注局部影響對(duì)上一層

次影響最終影響（四）制定填寫(xiě)FMEA表格7/31/202353（四）制定填寫(xiě)FMEA表格加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次供熱系統(tǒng)任務(wù)加熱審核第頁(yè)共幾頁(yè)當(dāng)前約定層次加熱分系統(tǒng)分析者批準(zhǔn)填表日期1234567891011產(chǎn)品名稱(chēng)代碼功能故障模式故障原因任務(wù)階

段與工

作模式故障影響故障檢

測(cè)方法改正措施故障嚴(yán)重級(jí)別備注局部影響對(duì)上一層

次影響最終影響手動(dòng)截流閥21切斷通往安全控制活門(mén)的氣體不閉合閥損壞起動(dòng)起動(dòng)延遲起動(dòng)延遲起動(dòng)延遲操作人員發(fā)現(xiàn)更換閥Ⅲ

不打開(kāi)閥損壞非起動(dòng)無(wú)影響無(wú)影響無(wú)影響操作人員發(fā)現(xiàn)更換閥Ⅳ

外部漏氣閥損壞工作或不工作分系統(tǒng)可能損壞（有著火危險(xiǎn)）系統(tǒng)可能損壞任務(wù)可能失敗，人員可能受傷控制器處于接通位置，氣門(mén)著火更換閥Ⅰ

7/31/202354加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次供熱系統(tǒng)任務(wù)故障嚴(yán)重等級(jí)可能造成的故障影響Ⅰ屋毀人亡Ⅱ加熱任務(wù)失?、笙到y(tǒng)起動(dòng)延遲Ⅳ對(duì)任務(wù)無(wú)影響供熱系統(tǒng)故障嚴(yán)重等級(jí)7/31/202355故障嚴(yán)重等級(jí)可能造成的故障影響Ⅰ屋毀人亡Ⅱ加熱任務(wù)失敗Ⅲ系統(tǒng)（五）制定填寫(xiě)CA表格CA表7/31/202356（五）制定填寫(xiě)CA表格7/31/202356加熱分系統(tǒng)CA定性分析表格加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次供熱系統(tǒng)任務(wù)加熱審核第頁(yè)共幾頁(yè)當(dāng)前約定層次加熱分系統(tǒng)分析者批準(zhǔn)填表日期12345678產(chǎn)品名稱(chēng)代碼功能故障模式故障原因任務(wù)階

段與工

作模式故障嚴(yán)重等級(jí)故障模式概率級(jí)別手動(dòng)截流閥21切斷通往安全控制活門(mén)的氣體不閉合起動(dòng)ⅢD不打開(kāi)非起動(dòng)ⅣB外部漏氣工作或不工作ⅠD7/31/202357加熱分系統(tǒng)CA定性分析表格加熱分系統(tǒng)FMEA表格原始分析層次危害性矩陣圖危害性增加產(chǎn)品危害度Cr故障模式危害度Cm(j)故障概率等級(jí)嚴(yán)酷度等級(jí)7/31/202358危害性矩陣圖危害性增加產(chǎn)品危害度Cr嚴(yán)酷度等級(jí)7/31/20EBCDAⅣⅢⅡⅠ21047/31/202359EBCDAⅣⅢⅡⅠ21047/31/202359加熱分系統(tǒng)CA定量分析表原始分析層次供熱系統(tǒng)任務(wù)加熱審核第頁(yè)共幾頁(yè)當(dāng)前約定層次加熱分系統(tǒng)分析者批準(zhǔn)填表日期123456789101112131415產(chǎn)品名稱(chēng)代碼功能故障模式故障原因任務(wù)階

段與工

作模式