FMEA失效分析與失效模式分析

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失效分析與失效模式分析

失效與失效分析失效模式及影響分析（FMEA）故障樹(shù)分析（FTA）2失效與失效分析什么是失效?工程失效有哪些主要原因?什么是失效分析?失效分析有哪些要點(diǎn)?失效分析在工程中的地位和作用如何?常用的失效分析方法有哪些?34什么是失效？國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3187—82中定義：“失效（故障）——產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能。對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品，通常也稱(chēng)為故障?！?/p>

1．產(chǎn)品：經(jīng)濟(jì)學(xué)上將企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)所創(chuàng)造的、符合于原規(guī)定生產(chǎn)目的和用途的直接生產(chǎn)成果稱(chēng)為產(chǎn)品。2．可修復(fù)產(chǎn)品：當(dāng)產(chǎn)品喪失規(guī)定功能時(shí)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修后，可恢復(fù)規(guī)定功能的產(chǎn)品。3．功能：功能是指作為產(chǎn)品必須完成的事項(xiàng)，指產(chǎn)品的功用和用途。5什么是失效？4．規(guī)定的功能：指國(guó)家有關(guān)法規(guī)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件以及合同規(guī)定的對(duì)產(chǎn)品適用、安全和其他特性的要求。

5．喪失：產(chǎn)品在商品流通或使用過(guò)程中失去了原有規(guī)定的功能（或降低到規(guī)定的功能以下），也就是說(shuō)，產(chǎn)品規(guī)定的功能有一個(gè)從有到無(wú)、從合格到不合格的過(guò)程。工程失效有哪些主要原因？6工程失效有哪些主要原因？1.工程失效的具體原因及其比例

材料選擇不當(dāng)

不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)

錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)考慮

錯(cuò)誤的工藝過(guò)程

服役過(guò)程中質(zhì)量惡化

2.不同類(lèi)型的失效斷裂模式7設(shè)計(jì)問(wèn)題49%89由于錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)考慮或錯(cuò)誤選材造成的失效舉例韌性斷裂（過(guò)度變形，彈性的或塑性的；撕裂或剪切斷裂）；脆性斷裂（由于裂紋或臨界尺寸提升了應(yīng)力）；疲勞失效（載荷循環(huán)變化、應(yīng)變循環(huán)變化、溫度循環(huán)變化、腐蝕疲勞、滾動(dòng)接觸疲勞及磨損疲勞）；高溫失效（蠕變、氧化、局部熔化及翹曲）；靜態(tài)延時(shí)斷裂（氫脆、腐蝕氫脆、環(huán)境因素促進(jìn)的裂紋的緩慢生長(zhǎng)）；設(shè)計(jì)中固有的過(guò)度嚴(yán)重的應(yīng)力提升；不充分的應(yīng)力分析，或者在一個(gè)復(fù)雜的零件中不能做到合理的應(yīng)力計(jì)算；錯(cuò)誤地在靜態(tài)抗拉性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。并以此代替用以衡量材料對(duì)各個(gè)可能失效模式所具有的抗力的重要性能。10由于錯(cuò)誤的工藝過(guò)程而可能導(dǎo)致的失效舉例由于錯(cuò)誤的成分而產(chǎn)生的缺陷（夾雜物、脆性介質(zhì)、錯(cuò)誤的材料）；最初產(chǎn)生在鑄錠及鑄造過(guò)程中的缺陷（偏析、不致密、疏松、縮孔及非金屬夾雜物）；加工產(chǎn)生的缺陷（皺皮、裂縫、破碎開(kāi)裂、熱裂、起皮及過(guò)度的局部塑性變形）；由機(jī)加工、磨削或鍛造所引起的不正規(guī)物及錯(cuò)誤（擦傷、過(guò)燒、撕裂、飛邊、裂紋、脆性）；由焊接引起的缺陷（疏松、咬邊、開(kāi)裂、殘余應(yīng)力、未焊透、焊道下開(kāi)裂、熱影響區(qū)）；由熱處理引起的不正?，F(xiàn)象（過(guò)熱、過(guò)燒、淬火裂紋、晶粒粗大、過(guò)量的殘留奧氏體、脫碳及偏析）。由表面淬火引起的缺陷（晶間碳化物、軟心、錯(cuò)誤的熱循環(huán)）。不小心的組裝（配合件的錯(cuò)誤匹配、帶入灰塵或磨料、殘余應(yīng)力、零件擦傷或損壞）。由于橫向性能差而在鍛件中出現(xiàn)分離線(xiàn)的失效現(xiàn)象。11在服役條件下由于質(zhì)量惡化而產(chǎn)生失效的原因包括過(guò)載或未預(yù)見(jiàn)的加載條件。磨損（磨蝕、因過(guò)度磨損而咬住、粘住、擦傷、氣蝕）。腐蝕（包括化學(xué)接觸、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、脫鋅、鑄鐵石墨化、大氣污染）。不夠充分的或非直接的維護(hù)或不適當(dāng)?shù)男蘩恚ɡ绾附印⒛ハ?、沖孔、冷校直）。剝蝕，由化學(xué)接觸、液態(tài)金屬接觸或高溫下電鍍所致。射線(xiàn)損害（有時(shí)必須去除試驗(yàn)所留下的污染，它可能毀壞失效原因的要害性的證據(jù)）；隨時(shí)間、溫度、環(huán)境與劑量而變化。偶然性條件（如不正常的操作溫度、劇烈的振動(dòng)、聲振、沖擊或不可預(yù)見(jiàn)的碰撞、燒蝕、熱沖擊）。1940年美國(guó)西海岸華盛頓州世界第三的Tacoma大橋，中央跨距853m，懸索橋結(jié)構(gòu)，建成四個(gè)月在19ms-1的小風(fēng)下塌毀。131415工程失效的主要原因分類(lèi)3.工程失效的原因分類(lèi)用法不當(dāng)。構(gòu)件的組裝和設(shè)計(jì)是正確的，在非設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行。組裝錯(cuò)誤及不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)。設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。①零件的尺寸與形狀（應(yīng)力分析或幾何約束）。②材料（熱處理）。③性能（應(yīng)力分析、抗腐性能等）。16什么是失效分析？失效分析：考察失效的構(gòu)件及失效的情景（模式），以確定失效的原因。失效分析的目的：在于明確失效的機(jī)理與原因。改進(jìn)設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝過(guò)程、正確地使用維護(hù)。失效分析的主要內(nèi)容：包括明確分析對(duì)象，確定失效模式，研究失效機(jī)理，判定失效原因，提出預(yù)防措施（包括設(shè)計(jì)改進(jìn)）。失效分析的要點(diǎn)？失效分析的理想目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是：“模式準(zhǔn)確，原因明確，機(jī)理清楚，措施得力，模擬再現(xiàn)，舉一反三”。1718失效分析的要點(diǎn)？之一1．模式準(zhǔn)確所謂失效模式，是指失效的外在宏觀表現(xiàn)形式和過(guò)程規(guī)律，一般可理解為失效的性質(zhì)和類(lèi)型。失效模式按其所定義的范圍、屬性、標(biāo)準(zhǔn)和參量，可分為一級(jí)失效模式、二級(jí)失效模式等。模式準(zhǔn)確，就是要將失效的性質(zhì)和類(lèi)型判斷準(zhǔn)確，尤其是要將一級(jí)失效模式和二級(jí)失效模式判斷準(zhǔn)確。失效模式的判斷分為定性和定量分析兩個(gè)方面。在一般情況下，對(duì)一級(jí)失效模式的判斷采用定性分析即可。而對(duì)二級(jí)甚至三級(jí)失效模式的判斷，就要采用定性和定量、宏觀和微觀相結(jié)合的方法。

19一級(jí)失效模式的分類(lèi)20主要失效模式的分類(lèi)與分級(jí)21

如某型渦輪葉片在第一榫齒處發(fā)生斷裂，通過(guò)斷口的宏觀特征可確定一級(jí)失效模式為疲勞失效。然后通過(guò)對(duì)斷口源區(qū)和擴(kuò)展區(qū)特征分析和對(duì)比，并結(jié)合有限元應(yīng)力分析等，可作出該葉片的斷裂模式為起始應(yīng)力較大的高周疲勞斷裂的判斷，即相當(dāng)于作出了三級(jí)失效模式的判斷。22失效分析的要點(diǎn)？之二2．原因明確失效原因的判斷通常是整個(gè)失效分析的核心和關(guān)鍵，對(duì)于確定失效機(jī)理、提出預(yù)防措施等均有重要的意義。失效原因通常是指釀成失效甚至事故的直接關(guān)鍵性因素。與失效模式一樣，失效原因也可分為一級(jí)失效原因和二級(jí)失效原因等。一級(jí)失效原因的判斷，一般指造成該失效事故的直接關(guān)鍵因素處于設(shè)計(jì)、材料、制造工藝、使用及環(huán)境的哪一環(huán)節(jié)，即通常所謂的“設(shè)計(jì)是根本，材料是基礎(chǔ)，工藝是關(guān)鍵，使用是保證”的某一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。23失效分析的要點(diǎn)？之三在一級(jí)失效原因正確的基礎(chǔ)上，探討和分析二級(jí)失效原因。例如設(shè)計(jì)原因引起的失效還可細(xì)分為設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)、對(duì)載荷分析的準(zhǔn)確性、選材等二級(jí)失效原因。3．機(jī)理清楚失效機(jī)理是指失效的物理、化學(xué)變化本質(zhì)，微觀過(guò)程可以追溯到原子、分子尺度和結(jié)構(gòu)的變化，但與此相對(duì)的是它遲早也要表現(xiàn)出一系列宏觀（外在的）的性能、性質(zhì)變化。24失效分析的要點(diǎn)？之四通?？蓪⑹г蚍譃閮?nèi)因和外因。失效機(jī)理即失效的內(nèi)因，它是導(dǎo)致發(fā)生失效零件或材料的物理、化學(xué)或機(jī)械損傷過(guò)程等。4．措施得力，模擬再現(xiàn)，舉一反三措施得力，模擬再現(xiàn)，舉一反三是建立在前面對(duì)失效模式、失效原因和失效機(jī)理深入分析和準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上。當(dāng)然制定預(yù)防措施需考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的措施和產(chǎn)品使用問(wèn)題以及工程上的可行性、經(jīng)濟(jì)性等。模擬再現(xiàn)則要分析模擬的可能性和必要性。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬也成為模擬再現(xiàn)的一個(gè)重要手段。失效分析的分類(lèi)按時(shí)機(jī)分：事前分析、事后分析、事中分析按連續(xù)性分：間歇分析、連續(xù)分析按分析方式分：個(gè)別分析、統(tǒng)計(jì)分析按產(chǎn)品管理階段分：設(shè)計(jì)中的失效分析、制造中的失效分析、使用中的失效分析2526失效分析在工程中的地位和作用？1．失效分析是全面質(zhì)量管理中必不可少的重要環(huán)節(jié)2．失效分析是可靠性工程的技術(shù)基礎(chǔ)之一3．失效分析是安全工程的重要技術(shù)保證之一4．失效分析是維修工程的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)依據(jù)5．失效分析可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

常用的失效分析方法圖示法

直方圖法、因果圖法、主次圖法按失效模式及其影響進(jìn)行分析的方法

FMEA、FMECA、FTA、ETA

綜合分析法

FMECA+FTA、FTA+ETA2728常用的失效分析方法圖示法失效模式及影響分析法綜合分析法直方圖法因果圖法主次圖法故障樹(shù)分析FTA事件樹(shù)分析ETAFMECA與FTA綜合失效模式影響及致命性分析FTA與ETA綜合FMECA29失效模式及影響分析（FMEA）FMEA方法概述FMEA涉及的一些基本概念FMEA方法的根本目的FMEA方法的作用FMEA表格FMEA實(shí)施的步驟FMECA介紹FMEA工作流程及特點(diǎn)FMEA的組織與實(shí)施其他30FMEA方法概述

FMEA技術(shù)是從工程實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的科學(xué)方法，是一項(xiàng)有效、經(jīng)濟(jì)且易掌握的分析技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于可靠性工程、安全性工程、維修工程等領(lǐng)域。FMEA技術(shù)形成標(biāo)準(zhǔn)，1974年，美國(guó)發(fā)布了MIL-STD-1629《故障模式影響及致命性分析程序》，1985年，IEC發(fā)布了IEC812《故障模式和影響分析（FMEA）程序》。我國(guó)也于l987年頒發(fā)了GB7826《失效模式和效應(yīng)分析（FMEA）程序》（同等IEC812），在1992年頒發(fā)了GJBl391《故障模式、影響及危害性分析程序》。FMEA涉及的一些基本概念故障模式：故障表現(xiàn)的形式，如短路、開(kāi)路、斷裂、過(guò)度耗損等。故障影響：故障模式對(duì)產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)所導(dǎo)致的結(jié)果。故障影響一般分為局部的、高一層次的和最終影響三級(jí)。故障分析：發(fā)生故障后，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品及其結(jié)構(gòu)、使用和技術(shù)分析等進(jìn)行邏輯系統(tǒng)地研究，以鑒別故障模式、確定故障原因和失效機(jī)理的過(guò)程。故障原因：直接導(dǎo)致故障或引起性能降低并進(jìn)一步發(fā)展成故障的那些物理或化學(xué)過(guò)程、設(shè)計(jì)缺陷、工藝缺陷、零件使用不當(dāng)和其它過(guò)程等因素。故障（失效）機(jī)理：引起故障（失效）的物理、化學(xué)和生物等變化的內(nèi)在原因。FMEA方法的根本目的按規(guī)定的規(guī)則記錄產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所有可能的故障模式；分析每種故障模式對(duì)系統(tǒng)的工作及狀態(tài)（包括戰(zhàn)備狀態(tài)、任務(wù)成功、維修保障、系統(tǒng)安全等等）的影響并確定單點(diǎn)故障；將每種故障模式按其影響的嚴(yán)酷度及發(fā)生概率排序，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中潛在的薄弱環(huán)節(jié)；提出可能采取的預(yù)防改進(jìn)措施（包括設(shè)計(jì)、工藝或管理），以消除或減少故障發(fā)生的可能性，保證產(chǎn)品的可靠性。FMEA方法的作用（1/2）保證有組織地、系統(tǒng)地、全面地查明一切可能的故障模式及其影響，對(duì)它們應(yīng)該或是已采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施，或是確認(rèn)其風(fēng)險(xiǎn)已低于可以接受的水平。找出被分析對(duì)象的“單點(diǎn)故障”。所謂單點(diǎn)故障是指這種故障單獨(dú)發(fā)生時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致不可接受的或嚴(yán)重的影響后果。一般說(shuō)來(lái)，如果單點(diǎn)故障出現(xiàn)概率不是極低的話(huà)，則應(yīng)在設(shè)計(jì)、工藝、管理等方面采取切實(shí)有效的措施。產(chǎn)品發(fā)生單點(diǎn)故障的方式就是產(chǎn)品的單點(diǎn)故障模式。為制定關(guān)鍵項(xiàng)目清單或關(guān)鍵項(xiàng)目可靠性控制計(jì)劃提供依據(jù)。為可靠性建模、設(shè)計(jì)、評(píng)定提供信息。揭示安全性薄弱環(huán)節(jié)，為安全性設(shè)計(jì)（特別是載人飛船的應(yīng)急措施、火箭地面爆炸……等等）提供依據(jù)。FMEA方法的作用（2/2）為制定試驗(yàn)大綱提供信息，以便試驗(yàn)前作好充分檢測(cè)，盡可能達(dá)到試驗(yàn)預(yù)定目的。為確定需要及時(shí)更換哪些有限壽命的零部件、元器件提供清單，以提供使用可靠性（包括貯存可靠性）設(shè)計(jì)的信息。為確定需要重點(diǎn)控制質(zhì)量及生產(chǎn)工藝（包括采購(gòu)，檢驗(yàn)）的薄弱環(huán)節(jié)清單提供信息。為確定維修方案、機(jī)內(nèi)測(cè)試（BIT，BuiltinTest）、測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)、編寫(xiě)維修指南、維修保障設(shè)計(jì)提供信息。為設(shè)計(jì)故障診斷、隔離及結(jié)構(gòu)重組等提供信息。作為使可靠性指標(biāo)符合要求的一種反復(fù)疊代的設(shè)計(jì)手段。及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝中的各種缺陷，以便提出改進(jìn)措施。不同領(lǐng)域的FMEA應(yīng)用FMEA按其應(yīng)用的領(lǐng)域可分成以下多種：SFMEA–系統(tǒng)FMEADFMEA–設(shè)計(jì)FMEAPFMEA–過(guò)程FMEAAFMEA—應(yīng)用FMEASFMEA—服務(wù)FMEAPFMEA—采購(gòu)FMEA36DFMEA和PFMEA的聯(lián)系產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)的下一道工序是過(guò)程設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮可制造性和可裝配性問(wèn)題，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中沒(méi)有適當(dāng)考慮制造中技術(shù)與操作者體力的限制,可能造成過(guò)程失效模式的發(fā)生。如：

必要的拔模斜度表面處理的限制裝配空間/工具可接近性鋼材硬度的限制過(guò)程能力/性能37DFMEA和PFMEA的聯(lián)系產(chǎn)品設(shè)計(jì)FMEA不能依靠過(guò)程檢測(cè)作為控制措施。PFMEA應(yīng)將DFMEA作為重要的輸入。對(duì)DFMEA中標(biāo)明的特殊特性也必須在PFMEA中作為重點(diǎn)分析的內(nèi)容。3839FMEA的成果表達(dá)列FMEA表、PFMEA表（過(guò)程用）、實(shí)例1

FMEA分析所用表格的形式、內(nèi)容應(yīng)隨分析的對(duì)象不同而有所差異，實(shí)施FMEA的人可根據(jù)情況適當(dāng)增減項(xiàng)目。

40薦用的FMEA表的格式FMEA表格PFMEA表4142434445FMEA的具體任務(wù)找出零（元）、部件或系統(tǒng)可能發(fā)生何種故障模式；鑒別或推斷其失效的機(jī)理；研究該故障模式對(duì)系統(tǒng)可能產(chǎn)生什么影響；分析這些影響是否是致命性的（即影響和后果分析）。FMEA的輸入進(jìn)行FMECA的需要輸入一些信息，主要有：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（或技術(shù)規(guī)范）設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告被分析的對(duì)象在所處的系統(tǒng)內(nèi)的作用與要求的信息有關(guān)的設(shè)計(jì)圖樣被分析對(duì)象及所處系統(tǒng)、分系統(tǒng)在啟動(dòng)、運(yùn)行、操作、維修中的功能、性能、可靠性信息可靠性數(shù)據(jù)及故障案例47FMEA的分析方法和步驟（1）明確系統(tǒng)的組成，弄清系統(tǒng)、子系統(tǒng)及零、部件的結(jié)構(gòu)、功能，并繪出產(chǎn)品功能及結(jié)構(gòu)層次框圖。（2）畫(huà)出系統(tǒng)可靠性功能邏輯框圖，明確各單元間及單元與系統(tǒng)間的功能邏輯關(guān)系，便于進(jìn)行可靠度及故障率計(jì)算。（3）按單元列出每個(gè)組成零件可能發(fā)生的（明顯的和潛在的）故障模式。（4）分析故障的原因。設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)）、制造、使用（環(huán)境、維護(hù)、人為）（5）指出故障的后果。對(duì)其他單元、子系統(tǒng)、系統(tǒng)的影響；人員、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)…48FMEA的分析方法和步驟（6）統(tǒng)計(jì)（估計(jì)）故障發(fā)生的頻數(shù)及頻率，Occurrence。（故障模式發(fā)生概率評(píng)分準(zhǔn)則：O=1-10）（7）估計(jì)故障的嚴(yán)重程度，Severity。（故障模式嚴(yán)酷度評(píng)分準(zhǔn)則：S=1-10）（8）估計(jì)故障被發(fā)觀的難易性，Detection。（故障模式檢測(cè)難度評(píng)分準(zhǔn)則：D=不易測(cè)數(shù)1-10）（9）計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN

（riskprioritynumber）。（6）（7）（8），按風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)由大到小排定故障重要程度的相對(duì)次序。（10）提出改進(jìn)的建議和措施。對(duì)于那些潛在的且風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)大的故障模式，應(yīng)提出改進(jìn)和減少其發(fā)生的建議和措施，這是FMEA方法成功與否的關(guān)鍵。49發(fā)射接收顯示供電通訊話(huà)筒線(xiàn)圈天線(xiàn)耳機(jī)蜂鳴器電池頭套機(jī)匣步話(huà)機(jī)產(chǎn)品的功能層次關(guān)系產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系50發(fā)射單元接收單元顯示單元供電單元產(chǎn)品的可靠性功能邏輯框圖51損壞型（強(qiáng)度：拉、彎、扭、變形、溫度、摩擦、…）退化型（時(shí)間）松脫型（聯(lián)接）失調(diào)型（需調(diào)整部分）堵塞型（通路處）滲漏型（密封）功能型（動(dòng)作）其他型（潤(rùn)滑不良、汽車(chē)沒(méi)油、駕駛室悶熱、缺油、缺水、排冒黑煙，等等。）要根據(jù)不同產(chǎn)品及其使用條件，確定該產(chǎn)品的失效（故障）模式。

工程常見(jiàn)的故障模式分類(lèi)52故障模式發(fā)生概率評(píng)分準(zhǔn)則5354故障模式嚴(yán)酷度評(píng)分準(zhǔn)則5556故障模式檢測(cè)難度評(píng)分準(zhǔn)則5758

失效模式、影響及致命度分析（FMECA）1.致命度：指各失效模式產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度（Criticality），進(jìn)行致命度分析，可指出哪種零、部件，哪種失效模式需采取的預(yù)防措施或改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2.FMECA：FMEA的發(fā)展。一般FMEA只進(jìn)行定性分析，而FMECA可以進(jìn)行定量分析。FMECA的結(jié)果也應(yīng)當(dāng)作為設(shè)計(jì)綜合評(píng)審、安全性工程、維修性工程中重要技術(shù)文件。3.FMECA是在FMEA基礎(chǔ)上進(jìn)行工作。填寫(xiě)FMECA表

進(jìn)行致命度分析：利用致命度網(wǎng)絡(luò)圖分析或用解析法。59供參考的一種FMECA表的格式失效（故障）效應(yīng)分為局部效應(yīng)及最終效應(yīng)。局部效應(yīng)是指零部件故障模式對(duì)該單元功能的影響后果；最終效應(yīng)是指所研究故障模式對(duì)系統(tǒng)功能的影響后果。失效模式概率可以用失效（故障）模式頻率比估計(jì)。這可以通過(guò)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，統(tǒng)計(jì)分析或由有經(jīng)驗(yàn)的人員一起依經(jīng)驗(yàn)初步估計(jì)。第i種零、部件出現(xiàn)第j種失效模式的失效模式概率第i種零、部件出現(xiàn)第j種失效模式的頻數(shù)第i種零、部件全部失效模式發(fā)生的總頻數(shù)60致命度網(wǎng)絡(luò)圖O該失效模式致命度高，必須采取措施降低致命度。61FME（C）A工作流程成立功能小組計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值確定工序詳述失效模式原因失效后果RPN排序；（計(jì)算及繪制致命度網(wǎng)絡(luò)圖）開(kāi)展糾正措施跨部門(mén)多功能小組的組成62由操作員、技術(shù)員、工程師和部門(mén)主管組成指定小組組長(zhǎng)建議為工序責(zé)任人應(yīng)有足夠的授權(quán)以便開(kāi)展工作必要時(shí)，應(yīng)有專(zhuān)家級(jí)人物參加開(kāi)始時(shí)，由少數(shù)人組成的核心小組可能更有利于制定一個(gè)框架。PFMEA工作流程63制定一工序流程圖，該流程圖應(yīng)能代表真正的生產(chǎn)工序.確定評(píng)定比率大致描述一下操作人員、設(shè)備、產(chǎn)品的相互影響64FMEA特點(diǎn)一種系統(tǒng)的解決問(wèn)題的方法集中有限的資源，優(yōu)先解決重大風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目為控制計(jì)劃找出工序中不足的地方以事實(shí)為依據(jù)–避免主觀主義為后面的風(fēng)險(xiǎn)和資源管理提供現(xiàn)場(chǎng)的文件是過(guò)程/產(chǎn)品知識(shí)積累、公司的知識(shí)庫(kù)提升生產(chǎn)力減少浪費(fèi)節(jié)省成本FMEA的組織與實(shí)施人員：由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師或工程師小組負(fù)責(zé)，組成一個(gè)包括設(shè)計(jì)、制造、裝配、售后服務(wù)、質(zhì)量及可靠性方面的專(zhuān)家小組。與設(shè)計(jì)有關(guān)的上游（如供方、材料、上一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師）和下游（如下一個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師）的部門(mén)也將被吸收參加小組的工作。65FMEA的組織與實(shí)施時(shí)機(jī)：FMEA旨在及早識(shí)別出潛在的失效，因此愈早開(kāi)始愈好。一般說(shuō)來(lái)，在一個(gè)設(shè)計(jì)概念形成，設(shè)計(jì)方案初步確定時(shí)應(yīng)該開(kāi)始FMEA初稿的編制。隨著設(shè)計(jì)活動(dòng)的展開(kāi)，在設(shè)計(jì)的各個(gè)重要階段，對(duì)FMEA的初稿進(jìn)行評(píng)審，不斷進(jìn)行修改。FMEA作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的一部分，應(yīng)該在設(shè)計(jì)任務(wù)完成（如設(shè)計(jì)圖樣完成、過(guò)程設(shè)計(jì)文件完成）之時(shí)完成FMEA工作。FMEA是一個(gè)動(dòng)態(tài)文件，在整個(gè)產(chǎn)品壽命周期內(nèi)，根據(jù)反饋信息，在進(jìn)行設(shè)計(jì)修改時(shí)對(duì)FMEA進(jìn)行重新評(píng)審和修改。66FMEA實(shí)施的必要性FMEA與QS9000質(zhì)量體系要求的關(guān)系QS9000中明確規(guī)定FMEA是質(zhì)量體系和設(shè)計(jì)控制要素中的要求。QS9000要求使用APQP（AdvancedProductQualityPlanning，產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃）手冊(cè)進(jìn)行質(zhì)量策劃。而DFMEA和PFMEA又是APQP規(guī)定的輸入、輸出要素。同時(shí)PPAP（ProductionPartApprovalProcess，生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）手冊(cè)也明確規(guī)定了FMEA的要求。因此，F(xiàn)MEA是必須進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)。67故障樹(shù)分析方法FTA方法的基本概念FTA方法中的事件FTA方法中的符號(hào)故障樹(shù)分析的一般過(guò)程故障樹(shù)的定性分析故障樹(shù)的定量分析建立故障樹(shù)的一般原則6869直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵系統(tǒng)原理圖當(dāng)頂事件為電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)的故障樹(shù)FTA分析實(shí)例FTA方法的基本概念故障樹(shù)用各種事件的代表符號(hào)和描述事件間邏輯因果關(guān)系的邏輯門(mén)符號(hào)組成的倒立樹(shù)狀邏輯因果關(guān)系圖。故障樹(shù)分析法以故障樹(shù)為工具對(duì)系統(tǒng)的失效進(jìn)行分析的方法。研究系統(tǒng)的故障（或人們不希望發(fā)生的事件）與產(chǎn)生該故障的原因之間的因果關(guān)系。7071故障樹(shù)分析法中的事件故障事件：所研究系統(tǒng)的各種故障狀態(tài)或不正常情況成功事件：各種完好狀態(tài)或正常情況頂事件：人們關(guān)心的結(jié)果即系統(tǒng)故障（或不希望發(fā)生的事件），位于故障樹(shù)之頂它是故障樹(shù)分析之目標(biāo)。底事件：位于“樹(shù)”底的事件，亦稱(chēng)為基本事件，是導(dǎo)致事件發(fā)生的基本原因或人們不希望或不需要進(jìn)一步分析的原因。中間事件：位于頂事件與底事件之間的中間過(guò)渡事件稱(chēng)為中間事件，是需要進(jìn)一步分析其發(fā)生的原因的事件。72故障樹(shù)分析中的符號(hào)（1）事件符號(hào)：分為底事件、結(jié)果事件和特殊事件?；臼录涸谔囟ǖ墓收蠘?shù)分析中無(wú)須探明其發(fā)生原因的底事件未探明事件：原則上應(yīng)進(jìn)一步探明其原因但暫時(shí)不必或暫時(shí)不能探明其原因的底事件

結(jié)果事件：故障樹(shù)分析中由其他事件或事件組合所導(dǎo)致的事件。分為頂事件和中間事件開(kāi)關(guān)事件：在正常條件下必然發(fā)生或必然不發(fā)生的特殊事件

條件事件：描述邏輯門(mén)起作用的具體限制的特殊事件

73故障樹(shù)分析中的符號(hào)（2）邏輯門(mén)符號(hào)：邏輯門(mén)描述事件間的邏輯因果關(guān)系，包括與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)和特殊門(mén)。與門(mén)或門(mén)非門(mén)74特殊門(mén)：表示輸出事件的發(fā)生是有一定條件的

順序與門(mén)：表示僅當(dāng)輸入事件按規(guī)定的順序發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生。

表決門(mén)：表示僅當(dāng)n個(gè)輸入事件中至少有r個(gè)事件發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生

異或門(mén)：表示僅當(dāng)單個(gè)輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生禁門(mén)：表示僅當(dāng)條件事件發(fā)生時(shí)，輸入事件的發(fā)生方導(dǎo)致輸出事件發(fā)生75故障樹(shù)分析中的符號(hào)（3）轉(zhuǎn)移符號(hào)：為了避免畫(huà)圖時(shí)重復(fù)、轉(zhuǎn)頁(yè)和使圖形簡(jiǎn)明而設(shè)置的符號(hào)。分為相同轉(zhuǎn)移符號(hào)和相似轉(zhuǎn)移符號(hào)。

相同轉(zhuǎn)移符號(hào)

a—轉(zhuǎn)向符號(hào)；b—轉(zhuǎn)此符號(hào)

相似轉(zhuǎn)移符號(hào)

a—相似轉(zhuǎn)向；b—相似轉(zhuǎn)此

76直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵系統(tǒng)原理圖當(dāng)頂事件為電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)的故障樹(shù)77故障樹(shù)分析的一般過(guò)程建立故障樹(shù)；建立故障樹(shù)的數(shù)學(xué)模型；進(jìn)行系統(tǒng)可靠性的定性分析；進(jìn)行系統(tǒng)可靠性的定量分析。78故障樹(shù)分析的一般過(guò)程（1）準(zhǔn)備工作

FTA的準(zhǔn)備工作包括：熟悉產(chǎn)品、確定分析目的和確定故障判據(jù)。（a）熟悉產(chǎn)品主要包括：熟悉產(chǎn)品的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、原理圖、運(yùn)行規(guī)程、維修規(guī)程和有關(guān)資料，透徹掌握產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)、功能、邊界和環(huán)境情況，辨明人的因素和軟件對(duì)產(chǎn)品的影響，辨識(shí)產(chǎn)品的各種工作模式，辨識(shí)各種故障事件等。（b）確定分析目的同一個(gè)產(chǎn)品，如果分析目的不同，則建立的故障樹(shù)也各不相同。例如分析硬件故障，則可以忽略人的因素；分析內(nèi)部故障則可以忽略外部事件等。因此應(yīng)該明確進(jìn)行故障樹(shù)分析的目的。（c）確定故障判據(jù)根據(jù)產(chǎn)品功能和性能要求確定產(chǎn)品的故障判據(jù)，只有故障判據(jù)確切，才能辨明什么是故障，從而才能確定導(dǎo)致故障的全部直接原因。（2）選擇頂事件根據(jù)分析的需要，選擇一個(gè)最不希望發(fā)生的事件作為頂事件。（3）建立故障樹(shù)利用故障樹(shù)專(zhuān)用的事件和邏輯門(mén)符號(hào)將故障事件之間邏輯推理關(guān)系表達(dá)出來(lái)。（4）故障樹(shù)定性分析根據(jù)建立的故障樹(shù)，采用上行法或者下行法進(jìn)行分析，確定故障樹(shù)的割集和最小割集，進(jìn)行最小割集和底事件的對(duì)比分析。故障樹(shù)分析的一般過(guò)程（5）故障樹(shù)定量分析根據(jù)故障樹(shù)的底事件發(fā)生概率計(jì)算出故障樹(shù)頂事件的發(fā)生概率，并進(jìn)行底事件的重要度計(jì)算。（6）薄弱環(huán)節(jié)分析與建議根據(jù)故障樹(shù)定性分析結(jié)果和定量分析結(jié)果，確定哪些底事件或者最小割集是產(chǎn)品最為薄弱的環(huán)節(jié)，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。故障樹(shù)分析的一般過(guò)程82故障樹(shù)的定性分析目的：尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因事件及原因事件的組合，即識(shí)別導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有故障模式集合，幫助分析人員發(fā)現(xiàn)潛在的故障，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)，還可用于指導(dǎo)故障診斷，改進(jìn)使用和維修方案。故障樹(shù)的定性分析內(nèi)容：研究故障樹(shù)中所有導(dǎo)致頂事件發(fā)生的最小割集。

割集：設(shè)故障樹(shù)中有n個(gè)底事件x1，x2，…，xn，C=｛xi，…，xl｝為某些底事件的集合，當(dāng)其中全部底事件都發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生，則稱(chēng)C為故障樹(shù)的一個(gè)割集。最小割集：若C是一個(gè)割集，而任意去掉其中某一個(gè)底事件后就不是割集了，這樣的割集稱(chēng)為最小割集。最小割集的求法：下行法（分析例）、上行法8384故障樹(shù)的定量分析目的：求系統(tǒng)的不可靠度，即故障樹(shù)所有最小割集發(fā)生的概率和。定量分析實(shí)例85割集：當(dāng)其中全部底事件都發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生{x1，x2}，{x1，x3}，{x2，x3}，{x4，x5}，{x1，x2，x3}，{x2，x3，x4}，{x1，x4，x5}，{x1，x2，x3，x4}，…等最小割集{x1，x2}{x1，x3}{x2，x3}{x4，x5}。86下行法求最小割集的方法和步驟從頂事件往下逐級(jí)進(jìn)行。若遇到與門(mén)，則把與門(mén)下面的所有輸入事件都排在同一行上；若遇到或門(mén)，則把或門(mén)下面的所有輸入事件都排在一列上。以此類(lèi)推，逐級(jí)往下作，一直到不能分解為止。讓每一個(gè)底事件依次對(duì)應(yīng)一個(gè)素?cái)?shù)，為了明確起見(jiàn)，底事件xi對(duì)應(yīng)第i個(gè)正素?cái)?shù)ni。把每個(gè)割集也對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)，此數(shù)是割集中底事件對(duì)應(yīng)之素?cái)?shù)的乘積，于是得到一系列數(shù)Nl，N2，……Ns，S為割集總數(shù)。且認(rèn)為Ni（i＝1，2，……S）已按由小到大排好，把這些數(shù)依次相除，若Nl除得盡N2，則說(shuō)明N2是割集而不是最小割集，N2可以去掉。這樣一步步作下去，最后得到的一些數(shù)都是不能相互整除的，它們相對(duì)應(yīng)的割集就是所求的最小割集。878889分析實(shí)例90x1=2x2