失效模式影響及危害性分析(FMEACA)

進(jìn)行綜合分析時常有的系統(tǒng)分析方法失效模式分析法系統(tǒng)工程分析方法失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

失效模式：一種或幾種物理或化學(xué)過程所產(chǎn)生的效應(yīng)，導(dǎo)致零件在尺寸、形狀、狀態(tài)或性能上發(fā)生明顯變化，造成整臺機(jī)器喪失原設(shè)計能力。失效模式分析法：不同的物理或化學(xué)過程對應(yīng)著不同的失效模式。零件的殘?。〝嗫?、磨屑等）的特征和相關(guān)信息，可先判斷失效模式，進(jìn)而推斷失效原因。失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

系統(tǒng)工程分析方法（重點）：失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

系統(tǒng)工程失效分析方法

失效模式影響及危害性分析(FMEACA)故障樹分析(FTA)特性因素圖分析摩擦學(xué)系統(tǒng)分析

在這里主要介紹FMEACA

與FTA。失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

a.失效模式影響及危害性分析（FMEACA）:

失效模式影響及危害性分析FMEACA﹝定量﹞＝

FMEA﹝定性﹞+CA失效模式與影響危害度分析系統(tǒng)設(shè)計過程中，對各組成單元潛在的各種故障模式及對系統(tǒng)功能的影響與產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度分析，提出預(yù)防改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性。在FMEA的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種分析失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

1.FMEA概述

失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

FMEA的發(fā)展歷程：

思想起源于20世紀(jì)50年代初期，美國第一次用于戰(zhàn)斗機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計分析。20世紀(jì)60年代，F(xiàn)MEA技術(shù)正式用于美國的航天工業(yè)項目Apollo計劃。1974年美國海軍將其用于艦艇裝備的標(biāo)準(zhǔn)，第一次用于軍事項目的合約。80年代初，產(chǎn)品事故責(zé)任的費用突生和法庭起訴事件發(fā)生，使FMEA成為降低事故的不可或缺的重要工具。1991年ISO9000推薦使用FMEA提高產(chǎn)品的過程的設(shè)計。

1976年，美國防部頒布了FMEA在設(shè)計方面的軍用標(biāo)準(zhǔn)。此時，汽車工業(yè)將FMEA作為其零件設(shè)計和生產(chǎn)制造的會審項目的一部分。

1993年包括美國3大汽車公司和美國質(zhì)量管理協(xié)會在內(nèi)的美國汽車工業(yè)行動集團(tuán)組織采用編制了FMEA參考手冊。此時，F(xiàn)MEA在汽車零組件生產(chǎn)行業(yè)已被廣泛的應(yīng)用。失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

FMEA技術(shù)作為風(fēng)險控制的主要手段之一，F(xiàn)MEA還被廣泛應(yīng)用到其他行業(yè)，如醫(yī)療、糧食、運輸、企業(yè)管理等部門。

由于產(chǎn)品故障可能與設(shè)計、制造過程、使用、承包商、供應(yīng)商以及服務(wù)有關(guān)，因此FMEA的主要類型有：失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

b.FMEA的作用和特點(l)發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品過程中潛在的失效及其結(jié)果；(2)確定與產(chǎn)品有關(guān)的過程潛在失效模式；(3)確定潛在設(shè)計或制造過程的失效起因，確定減少失效發(fā)生或找出失效條件的過程控制變量；(6)減輕缺陷的嚴(yán)重性，因此必須對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計作更改。(4)評價失效的潛在影響；(5)編制潛在失效模式分級表，然后建立考慮措施的優(yōu)選體系；作用：失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

主要特點：易懂只能分析硬件通常不考慮失效與人為因素的關(guān)系時間花費長失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

成功實施FMEA最重要因素之一是時間性，是“事前行為”，而非“事后練習(xí)”。c.FMEA的應(yīng)用注意事項失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

2.FMEA的應(yīng)用

基本步驟：

針對每一種工作狀態(tài)分別繪制系統(tǒng)功能框圖和可靠性框圖

確定每一部件與接口應(yīng)有的工作參數(shù)或功能

以設(shè)計文件為依據(jù)，從功能、環(huán)境條件、工作時間、失效定義等各方面全面確定設(shè)計對象的定義；按遞降的重要度分別考慮每一種工作狀態(tài)失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

查明一切部件與接口可能的失效模式、發(fā)生的原因與影響

按可能的最壞影響評定每一失效模式的危害性級別

確定每一失效模式的檢測方法與補(bǔ)救措施或預(yù)防措施

提出修改設(shè)計或采取其他措施的建議，指出設(shè)計更改或其他措施的影響

寫出分析報告，總結(jié)問題，并說明預(yù)防失效或控制失效危害性的必要措施失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

3.DFMEAa.DFMEA概述

定義：即設(shè)計FMEA，是在一個產(chǎn)品設(shè)計概念形成之時或之前開始，并且在產(chǎn)品開發(fā)各個階段中，當(dāng)設(shè)計有變化或得到其他信息時，及時不斷地修改，并在圖樣加工完成之前結(jié)束。對象：

最終的產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。進(jìn)行DFMEA的意義：失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

設(shè)計要求與設(shè)計方案的相互權(quán)衡；制造與裝配要求的最初設(shè)計；提高在設(shè)計/開發(fā)過程中考慮潛在故障模式及其對系統(tǒng)和產(chǎn)品影響的可能性；為制定全面、有效的設(shè)計試驗計劃和開發(fā)項目提供更多的信息；建立一套改進(jìn)設(shè)計和開發(fā)試驗的優(yōu)先控制系統(tǒng)；為將來分析研究現(xiàn)場情況、評價設(shè)計的更改以及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)計提供參考。失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

b.DFMEA的應(yīng)用

c.實施DFMEA的流程

失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

DFMEA是在最初生產(chǎn)階段之前，確定潛在的或已知的故障模式，并提供進(jìn)一步糾正措施的一種規(guī)范化分析方法；

通常是通過部件、子系統(tǒng)/部件、系統(tǒng)/組件等一系列步驟來完成的。DFMEA的過程包括：失效模式影響及危害性分析（FMEACA）

實施DFMEA的流程如下。

編制產(chǎn)品或設(shè)計需求清單研訂產(chǎn)品或設(shè)計需求的可能不良模式（缺點）研訂缺點發(fā)生后可能的影響及其發(fā)生原因進(jìn)行設(shè)計驗證將風(fēng)險順序數(shù)依大小排列，以確定其輕重程度，并研擬改正的措施登記所采改正行動后再行估算風(fēng)險順序數(shù)追蹤查考生成DFMEA報告第七節(jié)故障樹分析（FTA）1.FTA概述故障樹分析—FTA(FaultTreeAnalysis)是60年代發(fā)展起來的用于可靠性、安全性分析和風(fēng)險評價的一種方法。作用：主要是針對各種復(fù)雜系統(tǒng)與初樣設(shè)計階段進(jìn)行可靠性安全性分析。用于系統(tǒng)的故障分析、預(yù)測和找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，以便在設(shè)計、制造和使用中采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。采用相應(yīng)的符號表示事件，用描述事件間邏輯因果關(guān)系的符號把各事件聯(lián)結(jié)成倒立的樹狀圖形（故障樹），用以表示系統(tǒng)特定頂事件與其各子系統(tǒng)或各元件的故障事件及其它有關(guān)因素之間的邏輯關(guān)系。第七節(jié)故障樹分析（FTA）第七節(jié)故障樹分析（FTA）特點：第七節(jié)故障樹分析（FTA）2.故障樹的建立故障樹分析法一般步驟：

對所選定的系統(tǒng)作必要的分析，確切了解系統(tǒng)的組成及各項操作內(nèi)容，熟悉其正常的作業(yè)圖；對系統(tǒng)的故障進(jìn)行定義，對預(yù)計可能發(fā)生的故障、過去發(fā)生過事例作廣泛的調(diào)查；仔細(xì)分析各種故障的形成原因，如設(shè)計、制造、裝配、運行、環(huán)境條件、人為因素等；第七節(jié)故障樹分析（FTA）選定系統(tǒng)可能發(fā)生的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為頂事件，畫邏輯圖；對故障樹作定性分析，確定系統(tǒng)的故障模式；對故障樹進(jìn)行定量計算，計算出頂事件發(fā)生概率、各底事件的要度、概率重要度、關(guān)鍵重要度等可靠性指標(biāo)。收集各故障發(fā)生的概率數(shù)據(jù)；第七節(jié)故障樹分析（FTA）故障樹常用的符號圖形、名稱與含義

故障樹是實際系統(tǒng)故障組合和傳遞的邏輯關(guān)系的正確而抽象的表達(dá)。建樹是按照嚴(yán)格的演繹邏輯，從頂事件開始，向下逐級追溯事件的直接原因，直至找出全部底事件為止，最后得到一棵故障樹。建樹所用的符號

事件符號邏輯門符號轉(zhuǎn)移符號是可能出現(xiàn)也不可能出現(xiàn)的故障事件，當(dāng)給定條件滿足時，這一事件就成立，否則不成立就刪去條件事件4又稱為展開事件或未探明事件。發(fā)生的概率小，因此對此系統(tǒng)來說不需要進(jìn)一步分析的事件；或暫時不必或暫時不可能探明其原因的底事件省略事件3是基本故障事件（不能再進(jìn)行分解）或毋須再探明的事件，但一般它的故障分布是已知的，是導(dǎo)致其他事件發(fā)生的原因事件，位于故障樹的底端，是邏輯門的輸入事件而不是作為輸出底事件2分為頂事件和中間事件，是由其他事件或事件組合導(dǎo)致的事件。在框內(nèi)注明故障定義，其下與邏輯門聯(lián)接，再分解為中間事件和底事件結(jié)果事件1含義名稱符號序號故障樹常用的事件符號及釋義

第七節(jié)故障樹分析（FTA）第七節(jié)故障樹分析（FTA）第七節(jié)故障樹分析（FTA）序號符號名稱含義1事件的轉(zhuǎn)移

將故障樹的某一完整部分（子樹）轉(zhuǎn)移到另一處復(fù)用，以減少重復(fù)并簡化故障樹2事件的轉(zhuǎn)移

由轉(zhuǎn)入符號（或稱轉(zhuǎn)此符號）、轉(zhuǎn)出符號（或轉(zhuǎn)向符號）加上相應(yīng)的標(biāo)號，分別表示從某處轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)到某處故障樹常用的轉(zhuǎn)移符號及釋義第七節(jié)故障樹分析（FTA）建立故障樹：頂事件是那些可以分解且有明確定義的需要分析的系統(tǒng)故障。導(dǎo)致頂事件所有可能的直接原因為第一級中間事件，以此類推。將這些事件用相應(yīng)的事件符號表示，并用邏輯門符號相聯(lián)接。依次類推，逐級向下發(fā)展，直至找到引起系統(tǒng)故障的全部毋需再追究下去的原因，作為底事件。頂事件中間事件底事件故障樹第七節(jié)故障樹分析（FTA）建樹注意事項：選擇建樹流程時，通常是以系統(tǒng)功能為主線來分析所有故障事件并按邏輯貫穿始終。但一個復(fù)雜系統(tǒng)的主流程可能不是唯一的，因為各分支常有其自己的主流程，建樹時要靈活掌握；合理地選擇和確定系統(tǒng)及單元的邊界條件；故障事件定義要具體，盡量做到唯一解釋；系統(tǒng)中各事件間的邏輯關(guān)系和條件必須十分清晰，不允許邏輯混亂和條件矛盾；故障樹應(yīng)盡量地簡化，去掉邏輯多余事件，以方便定性、定量分析。第七節(jié)故障樹分析（FTA）汽車雙管路制動系統(tǒng)故障樹：第七節(jié)故障樹分析（FTA）3.故障樹的分析故障樹定性分析故障樹定量分析第七節(jié)故障樹分析（FTA）故障樹的定性分析找出故障樹的全部最小割集或全部最小路集。

原則①比較小概率失效元件組成的各種系統(tǒng)失效概率時，其故障樹所含最小割集的最小階數(shù)越小，系統(tǒng)的失效概率越高；在所含最小割集的最小階數(shù)相同的情況下，該階數(shù)的最小割集的個數(shù)越多，系統(tǒng)的失效概率越高。②比較同一系統(tǒng)中各基本事件的重要性時，按各基本事件在不同階數(shù)的最小割集中出現(xiàn)的次數(shù)來確定其重要性大?。凰谧钚「罴碾A數(shù)越小，出現(xiàn)的次數(shù)越多，該基本事件的重要性越大。主要任務(wù)故障樹的定量分析第七節(jié)故障樹分析（FTA）利用故障樹作為計算模型，在已知底事件發(fā)生概率的條件下，求出頂事件（即系統(tǒng)失效）的發(fā)生概率，從而對系統(tǒng)的可靠性、安全性及風(fēng)險作出評估。任務(wù)①與門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的概率（并聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生失效概率）②或門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的概率（串聯(lián)系統(tǒng)失效概率）第七節(jié)故障樹分析（FTA）發(fā)動機(jī)的故障樹：例：已知某發(fā)動機(jī)的故障樹如圖所示，統(tǒng)計得到各底事件發(fā)生的概率為：C1=0.001，C2=0.10，C3=0.01，C4=0.001，C5=0.001，C6=0.001，C7=0.001，C8=0.04，C9=0.03，C10=0.02，C11=0.01，C12=0.01，D1=0.02，D2=0.001，求系統(tǒng)的可靠度Rs。第七節(jié)故障樹分析（FTA）解：首先計算中間事件的發(fā)生概率，由式可得：第七節(jié)故障樹分析（FTA）由式得第七節(jié)故障樹分析（FTA）頂事件發(fā)生的概率為：故發(fā)動機(jī)不能起動的概率為0.073980，系統(tǒng)的可靠度為：第七節(jié)故障樹分析（FTA）FMEA與FTA的比較方法