系统可靠性 教学课件 作者 卢明银 徐人平 K7.pptVIP

第七章 故障模式、影响、危害性分析 ;第一节 概述 ; FTA是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，因而是对复杂动态系统的设计、工厂试验或现场发现失效形式进行可靠性分析的工具。FTA目的是判明基本故障，确定故障的原因、影响和发生概率。这种方法是1962年由美国贝尔电话研究所（BTL）提出的，但是到1974年发表关于核反应堆安全性研究的拉斯姆森报告以前，即使在美国，FTA也未必被广泛了解。FMECA与FTA先后被介绍到日本，但除在与安全有关的领域有所应用之外，在其它领域也还不太普及。 ;二、FMECA与FTA的比较和结合 系统可靠性分析的两种基本方法是归纳法和演绎法， FMECA属于“由下而上”的归纳法。FMECA是从零件故障到系统故障，即在分析系统每个零件的所有故障模式基础上，再分析部件的各种故障模式，由部件故障再分析系统故障，是一种定性分析方法。 而FTA则是“由上而下”的演绎法。FTA是系统故障——零件故障的分析方法，即从系统发生故障出发，层层深入地分析子系统、部件及零件的故障、对故障能进行定性分析和定量评价，对故障分析时能考虑人和环境因素。 ;第二节 故障模式及影响分析 ;一个完整的FMEA应包含以下三个过程包括： （1）找出产品/过程中潜在的故障模式； （2）根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行危险量化评估； （3）列出故障起因/机理，寻找预防或改进措施。 ;FMEA有两种基本的分析方法;功能法和硬件法。 功能法：每个产品可以完成的功能可以按输出分类。这种方法将输出一一列出，并对它们故障模式进行分析。当产品硬件方案尚不明确时，或产品复杂要求从最高一级向下分析， 即自顶向下分析时一般采用功能法。 硬件法：按产品功能，对每种故障模式进行分析， 用表格列出各个部件，并对发生的故障模式、故障原因及影响进行分析。当产品可按设计图纸及其它工程资料明确确定时， 一般采用硬件法。 ;二、 FMEA的分析过程 全面分析设计对象或系统，按照重要度高低分别考虑每个工作状态； 针对每个工作状态，分别绘制系统功能框图和可靠性框图； 分??每个组件或部件的功能和参数，找出产品/过程中潜在的故障模式； ;根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行危险量化评估，评定每个潜在故障模式的危险优先级别； 列出故障起因/机理，确定故障模式的检测方法，补救方案或预防措施； 提出修改和优化的建议，并分析修改或优化后对各方面的影响；;写出FMEA的分析报告，提出设计中无法避免的故障问题，说明预防故障或降低故障危险性的必要措施。 具体的工作步骤见图7-1。 ; 图7-1 FMEA的分析过程 ;1、FMEA的准备工作 （1）明确分析对象（系统或产品），掌握其功能和结构 （2）成立FMEA小组 （3）制定工作计划 A、确定FMEA的类别。 ; 图7-2 系统图与可靠性框图（以空气压缩机为例） ;系统图在逻辑上适用于可靠度计算，能被FMEA和可靠度计算两方面的工作者所理解；可靠性框图用于评价故障影响的FMEA，便于理解各部分的相互关系。在FMEA中，没有规定必须使用哪一种图，但一般希望两种图都用。;系统FMEA（SFMEA）：用于分析系统或子系统在早期和设计阶段，主要从系统功能关系方面考虑问题，用于识别系统的故障模式。 设计FMEA（DFMEA）：用于新产品的发布之前，预先对新产品的故障与潜在的问题进行分析和寻求解决方法，主要考虑元件及关键设计要素的物理故障模式。 过程FMEA（PFMEA）：用于分析制造，组装和管理过程，可用对工序的主要故障进行分析或对工序流程优化，找出潜在的问题。主要考虑的是由于加工不符合要求所造成的产品故障。 ;B、决定分析层次 图7-3 FMEA的分析层次 ;由图7-3可见，对应于不同分析层次FMEA有不同的分析重点；在各分析层次中，由于故障所在的层次不同，故障模式对上一层次的影响和对下一层的故障原因的追究深度也各不相同。决定分析的对象属于哪一层次，要与已知的故障模式属于哪一层次相一致。也就是说，要决定这个层次是系统，是子系统，还是零部件。; C、确定重点故障 具体地说，就是对故障模式划分的等级做出说明，确定哪一类故障是应重点避免，并且还要对这些问题预先做出决断，例如，可能危及生命及造成火灾的事故，可能造成系统停工的故障等。 2、FMEA的格式 QS9000-FMEA标准的分析格式见表7-1。 ;表7-1 标准的FMEA的格式 ;3、FMEA的工作内容和重要参数 （1）项目（设备、组件、零部件等）—— 每行列出组成子系统的一个项目。 （2） 故障模式——即故障的形态。 （3） 故障的影响——假设（2）栏所列故障模式已经发生