失效模式影响分析和故障树分析.pptxVIP

失效就是产品丧失规定的功能，即产品不能够达到设计文本中规定的产品功能。失效模 式就是失效或故障的形式，同一产品或部件可能以多种不同形式出现失效或故障，如管道系 统中的阀门可能出现泄漏、破损、堵塞、误动作等多种导致系统失效的模式，继电器触头可 能发生粘住、闭合或断开失灵、振动失效等多种失效模式。 失效模式影响分析 (Failure Mode and Effects Analysis,FMEA) 和故障树分析 (Fault Tree Analysis,FTA) 是可靠性工程中常用的系统可靠性分析方法。它们不仅可以对系统可靠 性进行评定和预测，还可以对产品制造工艺、使用维修、运行管理中所发生的问题进行严重 度分析，因此现在已广泛用于机械、电子产品的设计和运行管理之中。 9.1 FMEA与 FTA 方法概述 FMEA 是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件及构成过程的各 个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要 的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化活动。这种分析方法需要有较强的实践性 和经验性，需要由熟悉产品性能的设计人员和现场管理的工程技术人员协作完成。 FTA 是在系统设计过程中，通过对系统失效的最终现象进行分析，逐级找出造成系统失效的 各种因素，画出它们内在的逻辑关系框图(即故障树),从而确定系统失效原因的各种可能组合 方式或其发生概率，而最终计算出系统的失效概率，并进而对改进系统可靠性提出相应的措施。 FMEA 和 FTA 方法的不同之处在于，前者是由下而上的归纳分析方法，后者是自上而下 的演绎推导方法，分析过程正好相反。两者的比较如表9-1所示。 表9- 1 FMEA 与FTA 方法比较; 9.2 失效模式影响分析法 FMEA 分析是用 一般的归纳方法来完成对系统可靠性和安全性的定性分析。该方法首先 找出其本单元的故障模式，再到上 一层系统去确定每 一种故障模式对系统的影响，如此连续 进行就可以在全部所需的各分析层上找出最后的故障效应。 一 般此种分析过程包括失效模式影响分析 FMEA 和 严 重 度 分 析 (Criticality Analysis, CA) 两部分，合起来称为 FMECA 分 析 。 失效模式影响分析与失效分析??不同的。失效模式影响分析强调的是潜在的失效模式及 后果分析，此时失效还未产生，可能发生但不是 一 定要发生，该分析的思想以预防为主，评 估风险和潜在失效模式的影响是其中的核心内容，其使用时机开始于产品设计和工艺开发活 动之前，并且应该指引贯穿整个产品周期。而失效分析，则主要是指失效已经产生，该分析 的思想是纠正错误，其涵盖的范围主要是诊断已知的失效，目的是指引开发和生产。 9.2.1 FMEA 分析的实施方法 (1)充分熟悉系统(产品)的功能、构成及工作原理。 包括总系统、子系统以及各零部件(元器件)等的功能、特性和它们之间的联系等。 对所分析系统画出其系统功能框图和可靠性框图。 功能框图：表示系统内各组成部分功能的物理关系顺序图。 可靠性框图：表示系统内各组成部分可靠程度相互影响的逻辑关系图。 图9 - 1所示为某供水系统的功能图，图9 - 2所示为该供水系统的可靠性框图。; 表中各栏应填写的内容如下： 第(1)栏：填写分析对象的编号。分析对象与分析所进行的层次有关，若是详尽分 析，则分析在零部件级进行，此栏应列出所有零件编号；若分析只需在子系统一级进行，则 此栏与子系统相对应。 第(2)栏：填写分析对象的名称，与第(1)栏一一对应。 第(3)栏：简要填写该产品需完成的功能，如是子系统，则包括零部件的功能。 第(4)栏：详尽填写分析对象的故障模式，包括所有可能发生的故障模式，不可有重 大遗漏。为了列举全面，最好事先备有该类产品各构成单元、零件的故障模式表。 第(5)栏：填写该故障模式发生的原因。故障起因可能包括产品设计及加工缺陷、管 理操作不当、不合格的环境条件等。 第(6)栏：填写该故障导致的后果，除对所在的分析层次有影响外，还可能对高一级 或总系统有影响并造成后果。 第(7)栏：填写操作、检验和维修人员用以检测认定故障模式的方法。 第(8)栏：为了在分析中鉴别出最重要的故障模式以实行重点改善，在FMEA 中要对 所有故障模式评定其严重度，或计算其致命度。 表9-3中所示即阀门故障模式与原因，表中括号内的编码既可使填写简化又利于计算 机处理。 表9 - 3 阀门故障模式与原因; 过程 功能⑨ 要求; 过程 功能⑨ 要求;; 表9-5中项目的特定意义如下： (1)故障率 λp: 单位时间内平均发生故障元件占试验元件总数的概率。 A 。=K/nt (1/h), 式中n 为元件总数， K为