現(xiàn)代質(zhì)量工程-3可靠性設(shè)計(jì)(63)講

1、1制造系統(tǒng)與質(zhì)量工程研究所西安交通大學(xué)2五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)最早的可靠性定義是由美國AGREE在1957年的報(bào)告中提出。1966年美國的MILSTD-721B又較正規(guī)的給出了傳統(tǒng)的或經(jīng)典的可靠性定義：“產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力”。3五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性一般可分為固有可靠性和使用可靠性。產(chǎn)品固有可靠性是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造中賦予的，是產(chǎn)品的一種固有特性，也是產(chǎn)品的開發(fā)者可以控制的；產(chǎn)品使用可靠性則是產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中表現(xiàn)出的一種性能的保持能力的特性，它除了考慮固有可靠性的影響因素之外，還要考慮產(chǎn)品安裝、操作使用和維修保障等方面因素的影響。4五、

2、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)的失效規(guī)律早期失效期。發(fā)生在產(chǎn)品使用的初期，特別是“磨合”階段。其特點(diǎn)是故障發(fā)生概率大，但失效率隨時(shí)間的增加而迅速下降。故障發(fā)生的原因是產(chǎn)品內(nèi)部存在缺陷和工藝質(zhì)量欠佳。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是找出原因，采取措施，使失效率盡快穩(wěn)定下來。5五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)的失效規(guī)律偶然失效期是產(chǎn)品的正常工作時(shí)期，此時(shí)產(chǎn)品的失效是隨機(jī)的，失效率基本是一常數(shù)。這一階段的失效是不能預(yù)測的，事前更換元件也是無效的。6五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)的失效規(guī)律耗損失效期。耗損失效是由于系統(tǒng)老化、疲勞、耗損所造成的失效，出現(xiàn)在系統(tǒng)工作的后期，表現(xiàn)為失效率迅速上升，直至報(bào)廢。改善損耗失效的方

3、法在于不斷提高零部件的使用壽命，或及時(shí)更換即將失效的零部件，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。7五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)目的就是在綜合考慮產(chǎn)品的性能、可靠性、費(fèi)用和時(shí)間等因素的基礎(chǔ)上，通過采用相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，使產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)符合所規(guī)定的可靠性要求。系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)往往是從設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠性邏輯框圖入手，建立組成系統(tǒng)的各單元間的可靠性數(shù)學(xué)模型，然后進(jìn)行系統(tǒng)可靠性預(yù)測或通過可靠性分配確定每個(gè)功能單元的可靠性指標(biāo)。在此過程中揭示系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，運(yùn)用可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)提高系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，保證系統(tǒng)的固有可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。8五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性主要特征量不可維修（失效后無法修

4、復(fù)或不修復(fù)，僅進(jìn)行更換）產(chǎn)品可靠度、不可靠度、失效率、失效概率密度、平均壽命和可靠壽命可維修（發(fā)生故障后經(jīng)修理或更換零件即恢復(fù)功能）產(chǎn)品維修度、維修率、維修密度、平均維修時(shí)間和可用度等。9五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠度與不可靠度通常用R表示可靠度R(t)稱為可靠度函數(shù)，它表示在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，無故障地完成規(guī)定功能而工作的產(chǎn)品占全部工作產(chǎn)品的百分比，故其取值范圍為0，1。R(t)可靠度可以描述為產(chǎn)品正常工作時(shí)間的概率分布)()(tTPEptR t010五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠度與不可靠度對(duì)于不可修復(fù)的產(chǎn)品，可靠度的觀測值是指直到規(guī)定的時(shí)間，能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)與在該

5、區(qū)間開始時(shí)刻投入工作的產(chǎn)品數(shù)之比。 N為開始時(shí)刻投入工作產(chǎn)品數(shù)；Ns(t)為到t時(shí)刻完成規(guī)定功能產(chǎn)品數(shù)；Nf(t)為到t時(shí)刻未完成規(guī)定功能產(chǎn)品數(shù)NtNNtNtRfs)(1)()(11五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠度與不可靠度不可靠度F ，表示產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能完成規(guī)定功能的概率，因此又稱為累積失效概率。累積失效概率F也是時(shí)間t的函數(shù)，故又稱為累積失效概率密度函數(shù)或不可靠度函數(shù)，記為F(t)。1)()(tFtR)()(1)(tTPtRtF12五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)失效概率密度函數(shù)失效概率密度函數(shù)f(t)是累積失效概率F(t)的導(dǎo)數(shù)ttRttFtfd)(dd)(d)( t

6、0 d)()(ttftF t t0 d)(d)(1)(1)(ttfttftFtR13五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)失效率失效率（又稱故障率，瞬時(shí)故障率）是指工作到某時(shí)刻t時(shí)尚未失效（發(fā)生故障）的產(chǎn)品，在該時(shí)刻t以后的下一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效（故障）的概率，其觀測值為“在某時(shí)刻t以后的下一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)與工作到該時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品數(shù)之比”。14五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)平均壽命產(chǎn)品的壽命則是產(chǎn)品無故障工作時(shí)間，而平均壽命則是產(chǎn)品壽命的平均值。對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品，其壽命是指它失效前的工作時(shí)間。平均壽命就是指該產(chǎn)品從開始使用到失效前的工作時(shí)間（或工作次數(shù)）的平均值，或稱為失效前平均時(shí)間，記為

7、MTTF（Mean Time To Failure）NiitN11MTTFN為測試產(chǎn)品總數(shù)；ti為第i個(gè)產(chǎn)品失效前的工作時(shí)間15五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)平均壽命對(duì)于可修復(fù)產(chǎn)品，其壽命是指相鄰兩次故障間的工作時(shí)間，則其平均壽命即為平均無故障工作時(shí)間或稱為平均故障間隔，記為MTBF（Mean Time Between Failures）NinjijNiiitn1111MTBFN為測試的產(chǎn)品總數(shù)；ni為第i個(gè)測試產(chǎn)品的故障數(shù)；tij為第i個(gè)產(chǎn)品從第j-1次故障到第j次故障的工作時(shí)間。16五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)品可靠性指標(biāo)之間的關(guān)系17五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)常用失效分布函數(shù)指數(shù)分布。

8、在可靠性理論中，指數(shù)分布是最基本、最常用的分布類型指數(shù)分布有一個(gè)重要特性，即產(chǎn)品工作了t0時(shí)間后，它再工作t小時(shí)的可靠度與已工作過的時(shí)間t0無關(guān)，而只與時(shí)間t長短有關(guān)。18五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)常用失效分布函數(shù)正態(tài)分布。正態(tài)分布常用于描述材料的強(qiáng)度、疲勞和機(jī)器的磨損等。由概率論知，只要某個(gè)隨機(jī)變量由大量相互獨(dú)立、微小的隨機(jī)因素的總和所構(gòu)成，而且每一個(gè)隨機(jī)因素對(duì)總和的影響都很微小，那么，就可斷定這個(gè)隨機(jī)變量近似服從正態(tài)分布。19五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)常用失效分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布。對(duì)數(shù)正態(tài)分布用于由裂痕擴(kuò)展而引起的失效分布，如疲勞、腐蝕失效等。此外，也用于恒應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)后對(duì)樣品失效

9、時(shí)間進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析。20五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)常用失效分布函數(shù)威布爾分布。威布爾分布在可靠性理論中是適用范圍鉸廣的一種分布，當(dāng)它的參數(shù)不同時(shí)，可以蛻化為指數(shù)分布、瑞利分布或正態(tài)分布。實(shí)踐表明，金屬材料的疲勞壽命都服從威布爾分布。21五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性模型的建立系統(tǒng)的可靠性模型是指系統(tǒng)的可靠性結(jié)構(gòu)模型（也稱為可靠性框圖）及其數(shù)學(xué)模型。它是從可靠性角度表示系統(tǒng)各單元、元件之間的邏輯關(guān)系的“概念”模型。通常將可靠性分為基本可靠性與任務(wù)可靠性?；究煽啃远x為產(chǎn)品在規(guī)定的條件下無故障的工作時(shí)間或概率?；究煽啃阅Ｐ陀脕砉烙?jì)產(chǎn)品及其組成單元所需要的維修及保障要求。任務(wù)可靠性則定

10、義為產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。任務(wù)可靠性模型則是用來估計(jì)產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)過程中完成規(guī)定功能的概率，描述完成任務(wù)過程中產(chǎn)品各單元的預(yù)定作用，用以度量工作有效性的一種模型。22五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性框圖對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品的一個(gè)或一個(gè)以上的功能模式，用方框表示的各組成都分的故障或它們的組合如何導(dǎo)致產(chǎn)品故障的邏輯圖，稱為可靠性框圖（Reliability Block Diagram，RBD）系統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)圖是表示組成系統(tǒng)的單元之間的物理關(guān)系和工作關(guān)系，而可靠性框圖則是表示系統(tǒng)的功能與組成系統(tǒng)的單元之間的可靠性功能關(guān)系。可靠性框圖與工程結(jié)構(gòu)圖并不完全等價(jià)。23五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠

11、性設(shè)計(jì)典型系統(tǒng)可靠性模型典型系統(tǒng)的可靠性模型有串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、串并混合系統(tǒng)、表決系統(tǒng)及復(fù)雜系統(tǒng)等多種類型。串聯(lián)系統(tǒng)是指系統(tǒng)中只要有一個(gè)單元失效就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效的系統(tǒng)，或者說只有當(dāng)系統(tǒng)中所有單元都正常工作時(shí)，系統(tǒng)才能正常工作的系統(tǒng)。獨(dú)立串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度等于各單元可靠度的乘積，系統(tǒng)的失效率等于各單元失效率之和。串聯(lián)系統(tǒng)的單元越多，系統(tǒng)購可靠性就越低24五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)典型系統(tǒng)可靠性模型并聯(lián)系統(tǒng)。對(duì)于n個(gè)相互獨(dú)立的單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)中，只要有一個(gè)單元正常工作，系統(tǒng)就能正常運(yùn)行；反之，只有當(dāng)系統(tǒng)的n個(gè)單元全部失效，系統(tǒng)才失效。并聯(lián)系統(tǒng)的不可靠度等于各單元不可靠度的連乘積。25五、面

12、向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)典型系統(tǒng)可靠性模型串并聯(lián)系統(tǒng)由于串并聯(lián)模型中具有功能冗余單元，因此其系統(tǒng)可靠性比單純串聯(lián)系統(tǒng)可靠性高，但其系統(tǒng)成本也較高。26五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)典型系統(tǒng)可靠性模型并串聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性高于任一子系統(tǒng)的可靠性，其原因是使用了功能冗余單元。27五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)典型系統(tǒng)可靠性模型表決系統(tǒng)。在組成系統(tǒng)的n個(gè)單元中，如果至少有k個(gè)單元失效，則系統(tǒng)失效，這樣的系統(tǒng)稱為表決系統(tǒng)或k/n系統(tǒng)。當(dāng)k=1時(shí)，得到串聯(lián)模型：而當(dāng)k=n時(shí)，得到并聯(lián)模型。28五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)29五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)是為了估計(jì)產(chǎn)品在給定工作

13、條件下的可靠性而進(jìn)行的工作，它運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)、當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品（零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)）實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。這是一個(gè)由局部到整體、由小到大、由下到上的過程，是一個(gè)綜合的過程。30五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)，通常分為早期預(yù)計(jì)和后期預(yù)計(jì)。早期預(yù)計(jì)用于方案論證等初始設(shè)計(jì)階段，有元件計(jì)數(shù)法、上下限法、相似設(shè)備法、相似功能法等；后期預(yù)計(jì)用于具體設(shè)計(jì)階段，有數(shù)學(xué)模型法、應(yīng)力分析法、布爾真值法、蒙特卡洛法等。31五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)數(shù)學(xué)模型法就是根據(jù)組成系統(tǒng)的各單元間的可靠性數(shù)學(xué)模型，按概率運(yùn)算

14、法則，預(yù)測系統(tǒng)的可靠度的方法，它是一種經(jīng)典的方法。性能參數(shù)法。該方法的特點(diǎn)是統(tǒng)計(jì)了大量相似系統(tǒng)的性能參數(shù)與可靠性的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行回歸分析，得出一些經(jīng)驗(yàn)公式及系數(shù)，以便在方案論證及初步設(shè)計(jì)階段，能根據(jù)初步確定的系統(tǒng)性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)計(jì)系統(tǒng)可靠性。相似產(chǎn)品類比論證法。其基本思想是根據(jù)仿制或改型的類似國內(nèi)和國外產(chǎn)品已知的失效率，分析兩者在組成結(jié)構(gòu)、使用環(huán)境、原材料、元器件水平、制造工藝水平等方面的差異，通過專家評(píng)分給出各修正系數(shù)，綜合權(quán)衡后得出一個(gè)失效率綜合修正因子32五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性分配系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配是在要求時(shí)間、有限的性能和成本等條件下，根據(jù)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，制訂出

15、組成該產(chǎn)品的元器件、零部件、組件、部件的可靠性指標(biāo)的工作過程，即將產(chǎn)品可靠性質(zhì)量要求分配到規(guī)定的產(chǎn)品層次，從而將整個(gè)系統(tǒng)的可靠性要求轉(zhuǎn)換為每一個(gè)分系統(tǒng)或單元的可靠性要求，使之協(xié)調(diào)一致。33五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性分配原則對(duì)于復(fù)雜度高的分系統(tǒng)、設(shè)備等，應(yīng)分配較低的可靠性指標(biāo)對(duì)于技術(shù)上不成熟的產(chǎn)品，分配較低的可靠性指標(biāo)對(duì)于處于惡劣環(huán)境條件下工作的產(chǎn)品，應(yīng)分配較低的可靠性指標(biāo)對(duì)于需要長期工作的產(chǎn)品，分配較低的可靠性指標(biāo)對(duì)于重要度高的產(chǎn)品，應(yīng)分配較高的可靠性指標(biāo)34五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)無約束條件的系統(tǒng)可靠性分配方法AGREE分配法。該方法是以分系統(tǒng)、單元對(duì)系統(tǒng)的重要性和分系統(tǒng)、單

16、元的相對(duì)復(fù)雜性為基礎(chǔ)來進(jìn)行可靠性指標(biāo)分配的。所謂重要度是指某個(gè)單元發(fā)生故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響程度所謂復(fù)雜度是指某個(gè)單元的元器件數(shù)與系統(tǒng)總元器件數(shù)之比35五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)無約束條件的系統(tǒng)可靠性分配方法評(píng)分分配法。當(dāng)缺乏有關(guān)產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)時(shí)，可按照幾種因素進(jìn)行評(píng)分，這種評(píng)分可以由有經(jīng)驗(yàn)的工程師用投票的方法給出。系統(tǒng)可靠性的再分配法。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不能滿足規(guī)定的可靠度指標(biāo)的要求，那么就需要進(jìn)一步改進(jìn)原設(shè)計(jì)以提高其可靠度，也就是要對(duì)各分系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行再分配?？煽慷鹊脑俜峙渚褪怯脕斫鉀Q這個(gè)問題的。“可靠度再分配法”的基本思想是：把原來可靠性較低的分系統(tǒng)的可靠度全部提高到某個(gè)值，而對(duì)原

17、來可靠度較高的分系統(tǒng)的可靠度仍保持不變。36五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)（1）系統(tǒng)可靠性分配應(yīng)在研制階段早期即開始進(jìn)行，這樣可以使設(shè)計(jì)人員盡早明確其設(shè)計(jì)要求，研究實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求的可能性；同時(shí)為外購件及外協(xié)件提出可靠性指標(biāo)提供初步依據(jù)以及根據(jù)所分配的可靠性要求估算所需人力和資源等管理信息。（2）系統(tǒng)可靠性分配應(yīng)反復(fù)多次進(jìn)行。在方案論證和初步設(shè)計(jì)工作中，分配是較粗略的，經(jīng)粗略分析后，應(yīng)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、權(quán)衡；也可和不依賴于最初分配的可靠性預(yù)計(jì)結(jié)果相比較，來確定分配的合理性，并根據(jù)需要重新進(jìn)行分配；隨著設(shè)計(jì)工作的不斷深入，可靠性模型逐步細(xì)化，可靠性分配亦須隨之反復(fù)進(jìn)行。（3）為了盡量減少可靠性分配的

18、反復(fù)次數(shù)，在規(guī)定的可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，可考慮留出一定的余量。這種做法為在設(shè)計(jì)過程中增加新的功能元件留下了考慮的余地，因而可以避免為適應(yīng)附加的設(shè)計(jì)而必須進(jìn)行的反復(fù)分配。（4）可靠性分配的主要目的是使各級(jí)設(shè)計(jì)人員明確其可靠性設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此，必須按成熟期規(guī)定值（或目標(biāo)值）進(jìn)行分配。37五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析故障模式及影響分析故障模式及影響分析（Failure Mode Effect Analysis，F(xiàn)MEA），是在產(chǎn)品設(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，并把每一個(gè)潛在故障模式按它的嚴(yán)酷程度予以分類，提出可以采取的預(yù)防改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性

19、的一種設(shè)計(jì)分析方法。38五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析故障模式影響分析（1）能幫助設(shè)計(jì)者和決策者從各種方案中選擇滿足可靠性要求的最佳方案；（2）保證所有元器件的各種故障模式及影響都經(jīng)過周密考慮；（3）能找出對(duì)系統(tǒng)故障有重大影響的元器件和故障模式并分析其影響程度；（4）有助于在設(shè)計(jì)審議中對(duì)有關(guān)措施（如冗余措施）、檢測設(shè)備等做出客觀的評(píng)價(jià)；（5）能為進(jìn)一步定量分析提供基礎(chǔ)；（6）能為進(jìn)一步更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供資料。39五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析故障模式及影響分析FMEA有兩種基本方法：（1）硬件法根據(jù)產(chǎn)品的功能對(duì)每個(gè)故障模式進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)可能發(fā)生的故障模式及其影響進(jìn)行分析。當(dāng)產(chǎn)品可按設(shè)計(jì)圖

20、紙及其他工程設(shè)計(jì)資料明確確定時(shí)，一般采用硬件法。（2）功能法認(rèn)為每個(gè)產(chǎn)品可以完成若干功能，而功能可以按輸出分類。當(dāng)產(chǎn)品構(gòu)成不能明確確定時(shí)（如在產(chǎn)品研制初期，各個(gè)部件的設(shè)計(jì)上未完成，得不到詳細(xì)的部件清單、產(chǎn)品原理圖及產(chǎn)品裝配圖），或當(dāng)產(chǎn)品的復(fù)雜程度要求從自上而下分析時(shí)，一般采用功能法。40五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析故障模式及影響分析典型的FMEA表：41五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析FMEA的列表分析法步驟：（1）明確系統(tǒng)組成、任務(wù)、功能、工作過程和各種工作方法及其使用環(huán)境；明確系統(tǒng)可能失效的全部故障（失效）模式，并對(duì)系統(tǒng)故障（失效）進(jìn)行分類、分級(jí)。（2）畫出可靠性結(jié)構(gòu)框圖。這種框圖

21、自系統(tǒng)、子系統(tǒng)一直往下面，逐級(jí)細(xì)分。（3）列出所有元器件、零部件的各種失效形式（模式）。（4）填寫失效模式影響分析表。42五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析設(shè)計(jì)FMEA設(shè)計(jì)FMEA是在最初生產(chǎn)階段之前，確定產(chǎn)品潛在的或已知的故障模式。設(shè)計(jì)FMEA關(guān)注的是由于設(shè)計(jì)缺陷產(chǎn)生的故障模式。設(shè)計(jì)FMEA通常通過部件、分系統(tǒng)、系統(tǒng)等一系列步驟來完成。設(shè)計(jì)FMEA是一種動(dòng)態(tài)的演繹過程，應(yīng)用各種方法和技術(shù)來產(chǎn)生有效的設(shè)計(jì)輸出，其結(jié)果將作為過程或組件以及服務(wù)FMEA的輸入。關(guān)心的問題：盡量降低設(shè)計(jì)故障影響目的：盡量提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、可靠性、價(jià)值和維修性43五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析44五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障

22、模式影響分析45五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析過程FMEA在生產(chǎn)和組裝的過程中進(jìn)行分析。過程FMEA關(guān)注的是由于生產(chǎn)或者組裝缺陷而產(chǎn)生的故障模式。過程FMEA通常通過人、機(jī)料、法、環(huán)考慮一系列步驟來完成。關(guān)心的問題：在所有過程中，使過程故障的數(shù)量達(dá)到最小。目的：盡量提高過程質(zhì)量、可靠性、價(jià)值、維修性和生產(chǎn)效率。46五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析47五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析過程FMEA系統(tǒng)FMEA的故障模式為設(shè)計(jì)FMEA和過程FMEA提供了所有的基本信息。系統(tǒng)FMEA的故障原因會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)FMEA的故障模式，而設(shè)計(jì)FMEA中的故障模式相應(yīng)的故障原因最終轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程FMEA中的故障

23、模式48五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析過程FMEA在過程FMEA中，通常需要迭代確定原因49五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析危害性分析危害性分析（Critically Analysis，以下簡稱CA）是按每一故障模式的嚴(yán)酷度類別及故障模式的發(fā)生概率所產(chǎn)生的影響對(duì)其劃等分類，以便全面地評(píng)價(jià)各種可能的故障模式的影響。危害性分析有定性分析和定量分析兩種方法。定性分析是繪制危害性矩陣；定量分析是計(jì)算故障模式危害度Cm和產(chǎn)品危害度Cr，并填寫危害性分析表。50五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析危害性分析定性分析方法。在得不到產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)或故障率數(shù)據(jù)的情況下，可以按故障模式發(fā)生的概率來評(píng)價(jià)FME

24、A中確定的故障模式，將各故障模式的發(fā)生概率按規(guī)定分成不同的等級(jí)。所謂危害性矩陣，就是橫坐標(biāo)為嚴(yán)酷度類別，縱坐標(biāo)為故障模式發(fā)生概率等級(jí)或危害度的矩陣圖。通過繪制危害性矩陣，可以確定和比較每一種故障模式的危害程度，進(jìn)而為確定改進(jìn)措施的先后順序提供依據(jù)。定量分析方法。在具備產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)的情況下，采用定量的方法，可以得到更為有效的分析結(jié)果。51五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析危害性分析危害性分析表tCjjpmjnjjjpnjmjrtCC1152五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析FMEA和QFD關(guān)系QFD和FMEA有很多相同點(diǎn)，它們的目標(biāo)都在于持續(xù)的改進(jìn)，它們關(guān)注的焦點(diǎn)都在于消除故障；它們都是為了提高用戶的滿意程度而努力。QFD必須在FMEA之前進(jìn)行，F(xiàn)MEA則在QFD工作輸出基礎(chǔ)上展開。53五、面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)故障模式影響分析故障樹分析(FTA)故障樹分析是19