系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)與分析大作業(yè)

《系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)與分析》大作業(yè)NOKIA手機(jī)的可靠性分析學(xué)院：電子信息工程學(xué)院組長(zhǎng)：丁瑩14120230組員：盛昕禹14120024周錦洪14120311日期：2015年5月25日指導(dǎo)教師：劉中田目錄1引言 21.1 RAMCommander軟件介紹 21.2諾基亞手機(jī)背景介紹 22產(chǎn)品可靠性分析的基本概念 32.1產(chǎn)品的可靠性定義 32.2確定環(huán)境和使用條件 42.3規(guī)定的任務(wù)和功能 43諾基亞手機(jī)可靠性分析 43.1建立產(chǎn)品樹 43.2Operating分析 63.3RBD分析 83.4FTA分析 113.5FMECA分析 134總結(jié) 144.1工作總結(jié) 144.2學(xué)習(xí)總結(jié) 141引言RAMCommander軟件介紹RAMCommander是一款能為專業(yè)人士提供獨(dú)特的、準(zhǔn)確的、方便的計(jì)算分析工具專業(yè)的可靠性、安全性軟件。它是由世界著名可靠性與質(zhì)量保證、咨詢和軟件開發(fā)公司ALD開發(fā)的一款可靠性與安全性分析軟件。ALD公司開發(fā)的可靠性、維修性、測(cè)試性、綜合后勤保障和安全攸關(guān)軟件包是目前世界上可靠性與質(zhì)量領(lǐng)域中最優(yōu)秀的工具之一。ALD軟件在全球一百多個(gè)國(guó)家內(nèi)的通信、航空、航天、船舶、電子、汽車和軌道交通等行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，尤其在國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用特別成功。本文所使用的RAMCommander亦是如此，可應(yīng)用于電子、機(jī)械、機(jī)電各領(lǐng)域與可靠性相關(guān)的工程項(xiàng)目的各個(gè)層面。。RAMCommander(可靠性、可用性、維修性預(yù)計(jì)和分析)是將ARP4761、FAR25(1309)、IEC62278和IEC61508集成起來，是集成的32位單機(jī)版/網(wǎng)絡(luò)版Windows軟件包，可用于：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義和圖形化表示、可靠性，可用性和維修性預(yù)計(jì)、依據(jù)用戶定義的復(fù)雜度系數(shù)進(jìn)行可靠性和維修性分配、依照任務(wù)剖面定義，比如工作和非工作階段的環(huán)境、溫度和持續(xù)時(shí)間，進(jìn)行可靠性和維修性參數(shù)的權(quán)衡和優(yōu)化、使用圖形界面創(chuàng)建、維護(hù)和評(píng)估功能的可靠性框圖、對(duì)圖形表示的系統(tǒng)配置進(jìn)行可靠性和可用性評(píng)估、降額準(zhǔn)則定義和和過應(yīng)力元器件分析、備件數(shù)量評(píng)估和優(yōu)化、故障模式和影響危害度分析(FMECA)、測(cè)試性分析、過程和設(shè)計(jì)FMEA、故障樹分析（FTA）、事件樹分析（ETA）、馬爾科夫鏈、安全性分析（FHA、SSA、PHA、MMEL）、自動(dòng)化數(shù)據(jù)驗(yàn)證和糾正、生成專業(yè)報(bào)告等。RAMCommander具有模塊化的結(jié)構(gòu)，便于用戶根據(jù)需求選擇合適的應(yīng)用模塊。RAMCommander軟件模塊包括：1、可靠性、維修性：開發(fā)人員根據(jù)MIL472標(biāo)準(zhǔn)，集成了維修性預(yù)計(jì)、以可靠性為中心的維修(RCM)、維修指導(dǎo)小組(MSG-3)、備件分析與優(yōu)化、維修工程分析(MEA)、測(cè)試性分析等模塊。2、RBD（可靠性框圖分析）：根據(jù)MIL217、GJB299C、Siemens這些標(biāo)準(zhǔn)，還有馬爾科夫模型、威布爾分析、降額分析、任務(wù)剖面分析、可靠性預(yù)計(jì)與分配等模塊，通過這些模塊可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。3、故障樹（FTA）、事件樹（ETA）、安全性評(píng)估、備件優(yōu)化、降額、FMECA&測(cè)試性分析、工藝&過程FMEA等。除此之外，RAMCommander為用戶提供了簡(jiǎn)單而且方便的接口、支持多種數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、結(jié)果往往以圖和表的形式呈現(xiàn)給用戶、報(bào)告的輸出支持多種形式（HTML、RTF、Text）。1.2諾基亞手機(jī)背景介紹NOKIA公司創(chuàng)建于1865年，創(chuàng)始人弗雷德里克?艾德斯坦，因地點(diǎn)位于芬蘭的“諾基亞河”沿岸而得名。但諾基亞真正的發(fā)展始于1992年，在此之前，諾基亞公司主要致力于造紙、橡膠、電纜等傳統(tǒng)行業(yè)。直到1992年，諾基亞公司才向計(jì)算機(jī)、電子消費(fèi)品和電信等高科技領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。移動(dòng)電話即手機(jī)的迅速發(fā)展是伴隨著1981年北歐移動(dòng)電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)開通而進(jìn)行的，諾基亞（當(dāng)時(shí)叫Mobira）第一臺(tái)NMT450移動(dòng)電話Senator是于1982年生產(chǎn)的。隨后開發(fā)的MobiraTalkman，是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品在北歐移動(dòng)電話網(wǎng)市場(chǎng)中一炮打響，并為諾基亞開拓了包括英國(guó)和美國(guó)在內(nèi)的新市場(chǎng)。二十世紀(jì)八十年代末，隨著歐洲市場(chǎng)的逐漸統(tǒng)一，歐洲郵電、電話、電報(bào)咨詢委員會(huì)決定制定移動(dòng)電話業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（即全球通——全球移動(dòng)電話通訊體系），并以數(shù)字技術(shù)推廣。從一開始諾基亞就一直是全球通技術(shù)的主要開發(fā)商，首次全球通對(duì)話就是用諾基亞電話，于1991年通過芬蘭諾基亞Radiolinja網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。全球通技術(shù)為諾基亞在全球的拓展奠定了基礎(chǔ)。諾基亞可以說是直板手機(jī)之父。手機(jī)是面向大眾的，它的性能人性化、價(jià)格大眾化。當(dāng)初，諾基亞手機(jī)給人的感覺就是耐摔、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、質(zhì)量穩(wěn)定。但是缺點(diǎn)也就爆發(fā)出來了，市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，NOKIA的手機(jī)像素不高，跟不上時(shí)代的潮流。隨后NOKIA研發(fā)部門馬上分組，一部門繼續(xù)保留原先的大眾化路線，另一部分開始研發(fā)符合時(shí)代潮流的新款手機(jī)。7610的出臺(tái)并且一路走紅，標(biāo)志著這個(gè)決策的巨大成功。7610是NOKIA發(fā)展史上一個(gè)里程碑，它是NOKIA第一款百萬像素的手機(jī)，更是讓人驚嘆NOKIA的非對(duì)稱設(shè)計(jì)，造就非對(duì)稱設(shè)計(jì)理念這一現(xiàn)象，并且鍵盤是采用大小不同的排列，讓人感覺眼前一亮，但是NOKIA也考慮到7610并不一定適合市場(chǎng)需要，隨后又出臺(tái)6670，這款手機(jī)和7610功能完全一樣，只是走回了比較保守的款式，可以適合別的人群使用，體現(xiàn)出NOKIA的人性化理念。隨后N機(jī)的出臺(tái)使得NOKIA又上了一個(gè)高度，它現(xiàn)在穩(wěn)做手機(jī)老大的寶座。從6131出臺(tái)以后使得NOKIA設(shè)計(jì)思路又上了一個(gè)檔次，1600萬色的屏幕，音樂格式全都支持，音樂效果極其出色，可以真的做到手機(jī)，音樂，照相一體化。諾基亞曾一度是移動(dòng)通信的全球領(lǐng)先者。憑借經(jīng)驗(yàn)豐富、創(chuàng)新、用戶友好以及可靠的解決方案，諾基亞已成為移動(dòng)電話的領(lǐng)先供應(yīng)商，同時(shí)也是移動(dòng)、固定寬帶和IP網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)先供應(yīng)商之一。通過將移動(dòng)性和互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，諾基亞不僅為企業(yè)創(chuàng)造了更多的商業(yè)機(jī)會(huì)，也使人們的日常生活更加豐富多彩。2008年諾基亞入選世界品牌價(jià)值實(shí)驗(yàn)室編制的《中國(guó)購(gòu)買者滿意度第一品牌》，排名第十。盡管目前來看，諾亞基手機(jī)的領(lǐng)先地位已經(jīng)不復(fù)存在，但是它的部分機(jī)型手機(jī)仍然為人們普遍使用，縱觀諾基亞的整個(gè)發(fā)展史，它對(duì)移動(dòng)產(chǎn)品市場(chǎng)的推動(dòng)和發(fā)展以及所發(fā)揮的巨大作用是不容忽視的。那么，本文則主要研究分析一下曾給人們帶來諸多歡樂和便利的諾基亞手機(jī)的可靠性問題。2產(chǎn)品可靠性分析的基本概念2.1產(chǎn)品的可靠性定義產(chǎn)品的可靠性就是在規(guī)定的條件下在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品可靠性定義包括下列四要素：(1)規(guī)定的時(shí)間(2)規(guī)定的環(huán)境和使用條件(3)規(guī)定的任務(wù)和功能(4)具體的可靠性指標(biāo)值對(duì)于一個(gè)具體的產(chǎn)品應(yīng)按上述各點(diǎn)分別給予具體的明確的定義。2.2確定環(huán)境和使用條件產(chǎn)品的環(huán)境條件主要是執(zhí)行任務(wù)所遇到的環(huán)境條件，但同時(shí)必須注意到運(yùn)輸貯存以及工藝過程中引入的環(huán)境影響。環(huán)境中最重要的因素是溫度除溫度之外的其他使用環(huán)境，一般與產(chǎn)品使用的場(chǎng)合有關(guān)。環(huán)境等級(jí)也可按使用場(chǎng)合進(jìn)行劃分地面條件良好、車載、艦船等等。在可靠性技術(shù)中必須強(qiáng)調(diào)環(huán)境的影響。因?yàn)橥瑯拥漠a(chǎn)品在不同的溫度和環(huán)境條件下運(yùn)行時(shí)其可靠性是不同的。良好環(huán)境的失效率與惡劣環(huán)境的失效率差30~50倍。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確產(chǎn)品的運(yùn)用溫度和使用環(huán)境，便于設(shè)計(jì)上進(jìn)行這方面的考慮；也為對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)時(shí)選取元器件在不同溫度和環(huán)境等級(jí)證的失效率數(shù)據(jù)的需要。2.3規(guī)定的任務(wù)和功能產(chǎn)品完成預(yù)定的任務(wù)決定于其各種功能的完成。對(duì)于具有單一功能的簡(jiǎn)單產(chǎn)品其無故障工作的定義比較好辦。對(duì)于具有多種功能的復(fù)雜產(chǎn)品其無故障工作的定義必須進(jìn)行細(xì)致的分析才能作出。則某型號(hào)手機(jī)的可靠性指此手機(jī)在規(guī)定條件下（溫度應(yīng)力、電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、生物化學(xué)腐蝕等情況下）能夠完成通話功能的能力。而對(duì)通話這種功能和保證又涉及到其主要技術(shù)指標(biāo)的滿足和完成上述功能有關(guān)的組件的正常工作。根據(jù)對(duì)各組件的故障模式和影響的分析可進(jìn)一步規(guī)定各組件的性能指標(biāo)的可接受范圍，各組件正常工作的條件，最后給出無故障工作的具體定義。同樣根據(jù)不可接受的指標(biāo)范圍而給出故障的定義。綜述：可靠性的根本目的是對(duì)系統(tǒng)在完成相關(guān)功能過程（任務(wù)剖面）中的電應(yīng)力、溫度應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力進(jìn)行綜合評(píng)估，找到關(guān)鍵件和重要件，優(yōu)化系統(tǒng)的性能參數(shù)，并最終達(dá)到提升系統(tǒng)可靠性的目的?？煽啃圆皇且怀刹蛔兊亩蔷唧w的，我們談?wù)摽煽啃缘臅r(shí)候一定要結(jié)合系統(tǒng)的功能和相關(guān)的應(yīng)力條件。單純的談?wù)摽煽啃允菬o意義的。我們可以這樣理解：當(dāng)產(chǎn)品被設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來后，它的使用價(jià)值（性能）已經(jīng)確定了，從器件的生產(chǎn)、組裝、出廠、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用的全過程都對(duì)產(chǎn)品的性能造成一定程度的損耗。我們需要給出產(chǎn)品交付用戶使用時(shí)的可靠性，即此時(shí)產(chǎn)品的性能在規(guī)定時(shí)間、規(guī)定使用條件能否滿足規(guī)定功能，并以相應(yīng)的量化參數(shù)指標(biāo)交付給客戶。以下以諾基亞某型號(hào)手機(jī)為例，簡(jiǎn)要介紹可靠性分析的內(nèi)容、方法和流程，以下的例子器件的類型和型號(hào)及可靠性數(shù)據(jù)僅做參考。3諾基亞手機(jī)可靠性分析3.1建立產(chǎn)品樹所謂建立產(chǎn)品樹，就是將主系統(tǒng)分解到它所包含的系統(tǒng)，子系統(tǒng)和元器件，定義所需要的參數(shù)，例如環(huán)境條件，部件名稱，種類和數(shù)量。對(duì)一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性分析，那么首先，我們要對(duì)產(chǎn)品的構(gòu)成及各部分組件有一個(gè)直觀的了解，包含子系統(tǒng)到模塊甚至元器件的詳細(xì)信息，即對(duì)研究對(duì)象建立產(chǎn)品樹或者說是元件列表，進(jìn)而方便我們對(duì)產(chǎn)品的每一層次結(jié)構(gòu)和相互間的影響進(jìn)行分析。下圖是某型號(hào)諾基亞手機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖1本文主要研究的是諾基亞手機(jī)的可靠性問題。它主要受地面移動(dòng)和周圍溫度這兩個(gè)環(huán)境條件影響。分析的目的是獲得系統(tǒng)的平均使用壽命，故障率等一些指標(biāo)的數(shù)值。諾基亞手機(jī)主要包含三個(gè)集成電路數(shù)字芯片，一個(gè)集成電路存儲(chǔ)元件，二十五個(gè)包含兩種數(shù)值的電阻，十一個(gè)包含兩種不同數(shù)值的電容以及十二個(gè)開關(guān)，一個(gè)光電變?nèi)荻O管，一個(gè)供電電池和天線。對(duì)諾基亞手機(jī)建立產(chǎn)品樹，將其分為三個(gè)部分，依次為電子產(chǎn)品，輸入和輸出部分以及其它部分。除電池和天線被放入其它，以及光電二極管和開關(guān)放入輸入和輸出部分，其余的部件全都列入到電子產(chǎn)品之中。這樣，我們就可以通過對(duì)每一個(gè)元部件的分析，得知他們所構(gòu)成的子系統(tǒng)的可靠性及故障率，由下至上，最終得出整個(gè)手機(jī)的可靠度，平均使用壽命等等，在此基礎(chǔ)上我們才能挖掘和確定出產(chǎn)品的故障隱患和薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和提出改進(jìn)措施，將產(chǎn)品的故障及所引起的損失降低到最小。下圖是我們所建立的產(chǎn)品樹。圖23.2Operating分析我們將分別從對(duì)所有元部件和子系統(tǒng)兩個(gè)方面應(yīng)用帕累托來對(duì)音頻放大適配器的可靠性進(jìn)行分析。圖3和圖4分別是對(duì)項(xiàng)目所有元部件和子系統(tǒng)進(jìn)行帕累托分析后得出的結(jié)果。我們可以看出，在所有的元器件中，開關(guān)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響是尤為突出的。其次是天線和電池，而一些基礎(chǔ)性的電子元件對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響并不十分明顯。而在圖2所分析的子系統(tǒng)中，我們可以得到相似的結(jié)論。并且我們可以看出，子系統(tǒng)元件的故障之和基本上等于子系統(tǒng)的故障率。因而我們對(duì)這些元器件的故障率進(jìn)行分析時(shí)，它們的模型之間是串聯(lián)的關(guān)系，也即基本可靠性分析。我們要將基本可靠性與任務(wù)可靠性分析區(qū)別開來，基本可靠性指得是產(chǎn)品無故障工作的能力，而任務(wù)可靠性指的是產(chǎn)品完成其規(guī)定功能的能力。在對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行分析時(shí)，我們首先要了解的是產(chǎn)品的基本可靠性，知道產(chǎn)品在最壞情況下的工作壽命。圖3圖4圖5圖5表格中的數(shù)據(jù)是對(duì)系統(tǒng)每一個(gè)元器件進(jìn)行帕累托分析后得出的幾項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值，分別是總的故障率，單個(gè)元件的故障貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率。我們可以看出，盡管天線及其它元器件的累積故障率很高，但是總的故障率相比開關(guān)來講卻要小很多，這充分說明了開關(guān)在整個(gè)音頻放大適配器電路中的重要地位，處于主導(dǎo)作用，所以在成本等其它條件可接受的范圍內(nèi)一定要選用高質(zhì)量高穩(wěn)定性的開關(guān)元件。而對(duì)于電阻，電容，光電二極管，以及存儲(chǔ)器芯片等只要選用通用的質(zhì)量較好的即可。盡管電池的故障率要比天線的略低，并且比開關(guān)的故障率低很多，但是電池作為供電電源，為整個(gè)電路提供能量，如果它的性能不好，很可能會(huì)對(duì)整個(gè)電路產(chǎn)生不利的影響，例如工作時(shí)間受限，電流過低無法正常放大信號(hào)等等。所以我們也要能力條件允許的情況下選用良好性能的電池，避免盡可能的不必要錯(cuò)誤的產(chǎn)生。在進(jìn)行可靠性分析時(shí)，我們除了要依據(jù)已有的數(shù)據(jù)，還要結(jié)合平時(shí)生活工作中學(xué)習(xí)到的經(jīng)驗(yàn)，將二者有機(jī)結(jié)合起來，盡可能的防止可預(yù)知故障的發(fā)生，同時(shí)將不可預(yù)知的故障減小到最低的程度。下圖是一個(gè)關(guān)于諾基亞手機(jī)應(yīng)用價(jià)值的報(bào)告，從圖中，我們可以詳細(xì)地看出各個(gè)元器件所采用的類型，具體的管腳等信息。整個(gè)電路所采用的CMOS工藝，U1，U2和U3共同作為電路的微處理器部分，引腳數(shù)不完全相同，生產(chǎn)使用的時(shí)間一致。而U4存儲(chǔ)器采用的是八位的PROM，有35個(gè)引腳。他們的功耗相同，都是0.25。從后面兩個(gè)表格中，我們也可以看到無源器件的具體參數(shù)，電阻和電容數(shù)值的大小，所使用的器件類型，以及電壓要求等等。圖6整個(gè)可靠性工程可以分為企劃，設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，驗(yàn)證，維修等各階段，最重要也是最關(guān)鍵的階段就是設(shè)計(jì)階段。試驗(yàn)和管理同樣重要，無論是設(shè)計(jì)分析還是數(shù)據(jù)收集都需要有計(jì)劃有組織的管理，才能保證其有效實(shí)施。3.3RBD分析可靠性框圖（RBD）是用一種圖形的方式顯示了系統(tǒng)所有成功或故障的組合，因此系統(tǒng)的可靠性框圖顯示了系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件的邏輯關(guān)系。基本可靠性模型是用以估計(jì)產(chǎn)品及其組成單元可能發(fā)生的故障引起的維修以及保障要求的可靠性模型。可以看到，該模型是對(duì)系統(tǒng)每個(gè)單元發(fā)生故障都進(jìn)行考慮維修，故其是一個(gè)大的串聯(lián)模型，即使是冗余單元，也都按照串聯(lián)處理。明顯的，貯備單元越多，系統(tǒng)的基本可靠性越低。根據(jù)可靠性框圖我們可以計(jì)算系統(tǒng)的MTBCF等，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行裕度設(shè)計(jì)。根據(jù)在Operating分析界面中對(duì)系統(tǒng)的劃分，在RBD的分析中，建立的電子元器件部分的可靠性框圖如圖7所示：圖7根據(jù)我們建立的可靠性框圖及每個(gè)子模塊的故障率，我們可以得到系統(tǒng)電子產(chǎn)品部分的可靠性及MFHBF、MCSP、MTBM等從最終用戶的角度來評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性水平的參數(shù)指標(biāo)?；谙到y(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及每個(gè)子模塊的參數(shù)設(shè)定，得到該部分的可靠性曲線如圖8所示，同時(shí)我們得到該部分的嚴(yán)重故障平均時(shí)間間隔為：MTBCF=487854.13hours圖8同樣，建立的輸入輸出部分的可靠性框圖如圖9所示：圖9得到該部分的可靠性曲線如圖10所示，同時(shí)我們得到該部分的嚴(yán)重故障平均時(shí)間間隔為：MTBCF=259885.95hours圖10最后，建立的其它部分的可靠性框圖如圖11所示：圖11得到該部分的可靠性曲線如圖12所示，同時(shí)我們得到該部分的嚴(yán)重故障平均時(shí)間間隔為：MTBCF=93057.29hours圖12將系統(tǒng)的三部分串聯(lián)，建立整個(gè)系統(tǒng)的可靠性框圖如圖13所示：圖13得到該部分的可靠性曲線如圖14所示，同時(shí)我們得到該部分的嚴(yán)重故障平均時(shí)間間隔為：MTBCF=16650.25hours圖14可以看出，隨著時(shí)間的推移，諾基亞手機(jī)系統(tǒng)的可靠性逐漸降低，但我們可以根據(jù)這條曲線求出系統(tǒng)的平均壽命時(shí)間。3.4FTA分析故障樹分析(FaultTreeAnalysis，F(xiàn)TA)技術(shù)采用邏輯的方法，形象地進(jìn)行危險(xiǎn)的分析工作，特點(diǎn)是直觀、明了，思路清晰，邏輯性強(qiáng)，可以做定性分析，也可以做定量分析。體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。FTA分析主要由三部分組成：建樹、定性分析、定量計(jì)算。其中建樹是FTA的基礎(chǔ)及關(guān)鍵。故障樹分析法具有以下一些特點(diǎn)：它是一種從系統(tǒng)到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它從系統(tǒng)開始，通過由邏輯符號(hào)繪制出的一個(gè)逐漸展開成樹狀的分枝圖，來分析故障事件（又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時(shí)也可以用來分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對(duì)系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi)。它對(duì)系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析；不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個(gè)構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況。因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄊ褂玫氖且粋€(gè)邏輯圖，因此，不論是設(shè)計(jì)人員或是使用和維修人員都容易掌握和運(yùn)用，并且由它可派生出其他專門用途的“樹”。例如，可以繪制出專用于研究維修問題的維修樹，用于研究經(jīng)濟(jì)效益及方案比較的決策樹等。FTA和RBD最基本的區(qū)別在于RBD工作在"成功的空間"，從而系統(tǒng)看上去是成功的集合，然而，故障樹圖工作在"故障空間"并且系統(tǒng)看起來是故障的集合。我們可以根據(jù)RBD中定義的可靠性框圖，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障分析，可以得到系統(tǒng)故障樹，如圖15所示：圖15生成的最小割集如圖16所示：圖16最小割集的報(bào)告如圖17所示：圖17同時(shí)可以得到不可用度曲線如圖18所示：圖183.5FMECA分析故障模式影響分析（FailureModeEffectsAnalysis,FMEA）是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)產(chǎn)品各組成單元潛在的各種故障模式及其對(duì)產(chǎn)品功能的影響進(jìn)行分析，提出可以采取的預(yù)防改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性、安全性的一種設(shè)計(jì)分析方法。故障模式影響及危害性分析（FMECA）是在FMEA的基礎(chǔ)上，判斷這種故障的致命程度有多大，并把每一個(gè)潛在的故障模式的后果按它的嚴(yán)酷程度分類，分析其危害程度有多大。FMECA的目的是從產(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）和使用發(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)。FMECA的作用主要有以下幾點(diǎn)：1、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。2、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)。3、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)。4、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。5、可及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝中的各種缺陷。圖19和圖20分別為該手機(jī)系統(tǒng)的FMEA報(bào)告和危急程度分析。圖19圖204總結(jié)4.1工作總結(jié)本次基于RAMCommander的諾基亞手機(jī)可靠性分析大作業(yè)我們主要完成了以下工作：1、對(duì)RAMCommander軟件的了解、學(xué)習(xí)與使用；2、對(duì)諾基亞手機(jī)產(chǎn)品背景資料的查閱與掌握；3、對(duì)產(chǎn)品可靠性分析的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，明確后續(xù)工作的開展；4、對(duì)諾基亞手機(jī)可靠性進(jìn)行實(shí)際分析并給出報(bào)告。4.2小組成員學(xué)習(xí)總結(jié)通過《系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)與分析》這門課程的學(xué)習(xí)以及本次完成基于RAMCommander的諾基亞手機(jī)可靠性分析的大作業(yè)，讓我對(duì)可靠性設(shè)計(jì)與分析這一全新的領(lǐng)域有了較為深入的認(rèn)識(shí)與了解?？煽啃允且婚T學(xué)科，它涉及的范圍廣泛，是一門綜合了系統(tǒng)工程、管理工程、價(jià)值工程、人機(jī)工程、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)以及概率、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌、物理等多種學(xué)科成果的應(yīng)用科學(xué)?？煽啃怨こ唐鹪从谲娛骂I(lǐng)域，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在已成為涉及面非常廣的綜合性學(xué)科?？煽啃栽趯?shí)際當(dāng)中有著極其重要的作用。對(duì)于產(chǎn)品來說，可靠性問題和人身安全、經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。因此，研究產(chǎn)品的可靠性問題，顯得十分重要，非常迫切。提高產(chǎn)品的可靠性，可以防止故障和事故的發(fā)生，尤其避免災(zāi)難性的事故發(fā)生，從而保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全；可以使產(chǎn)品總的費(fèi)用降低；可以減少停機(jī)時(shí)間，提高產(chǎn)品可用率，一臺(tái)設(shè)備可以頂幾臺(tái)設(shè)備的工作效率；對(duì)于企業(yè)來講，提高產(chǎn)品的可靠性可以改善企業(yè)信譽(yù)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大產(chǎn)品銷路，從而提高經(jīng)濟(jì)效益；還可以減少產(chǎn)品責(zé)任賠償案件的發(fā)生，以及其它處理產(chǎn)品事故費(fèi)用的支出，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。RAMCommander是一款十分強(qiáng)大的可靠性與安全性分析軟件