FMECA失效模式后果与严重度分析方法课件(PPT31页)
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第六章失效模式、效应及危害度分析(FMECA)和故障树分析法(FTA)演示教学
4. 严酷度分类
2.3
对失效造成的后果的严重程度进行分类，是较笼统的、定性的分类。
Ⅰ类（灾难性的）——会引起人员死亡或系统毁坏的失效（机毁人亡）。
Ⅱ类（致命性的）——会引起人员严重伤亡、重大财产损失或导致任务失 败的系统严重失效。
Ⅲ类（临界的）——会引起人员的轻度损伤、一定人的财产损失或导致任 务延误或降级的系统轻度损坏。
提前运行； 在规定的时刻开机失效； 间断地工作； 在规定的时刻关机失效； 工作中输出失效（或消失）； 输出或工作能力下降； 与系统特性有关的其它失效。
6. FMEA报告 2.5 应将FMEA的主要内容和结果汇编成文，其中包括:
信息来源说明； 被分析对象的定义；
FMEA示例
分析层次；
分析方法说明；
FMEA表；
率来评价FMEA 中确定的失效模式。
3.2
失效模式发生的概率等级可按以下方法划分：
Ⅳ类（轻度的）——不足以导致上述三类后果的失效，但它会导致非计划 维护或修理。
在GB7826-1987中给出的类别的顺序与上述恰相反，即：
轻度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 严重
严酷度的分类和确定有一定的任意性，不同的领域应专门给出严酷2.3 度的 定义。例如，航空发动机的严酷度定义为：
Ⅰ类（灾难性的）——会引起发动机空中停车且不易重新启动的故障。
按每一失效形式的严酷度类别及该失效模式的发生概率所产生的综合 影响来对其划等分类，以便全面地评价各潜在失效模式影响。
CA是FMEA的补充和扩展，未进行FMEA，不能进行CA。
2. 分析方法 相对于FMEA而言，CA侧重于定量分析，当然具体方法包括定性分析和
定量分析两种。
①定性分析方法 在不具备产品可靠性数据（或失效率）时，可按失效模式发生的大致概
FMECA(PPT)
FMECA的目的 FMECA的目的
FMECA的主要目的是发现产品功能设计、 硬件设计、工艺设计中的缺陷和薄弱环 节，为提高产品的质量和可靠性水平提 供改进依据。
在产品寿命周期各阶段的 FMECA方法
应用 方法 应用 目的 方案论证阶段 功能FMECA方法 分析研究系统功 能设计的缺陷与 薄弱环节，为系 统功能设计的改 进和方案的权衡 提供依据 工程研制阶段 硬件FMECA方法 软件FMECA方法 分析研究系统 硬件、软件设 计的缺陷与薄 弱环节，为系 统的硬件、软 件设计改进和 方案权衡提供 依据。 生产阶段 生产工艺FMECA方法 生产设备FMECA方法 分析研究所设计的生 产工艺过程的缺陷和 薄弱环节及其对产品 的影响，为生产工艺 的设计改进提供依 据。 分析研究生产设备的 故障对产品的影响， 为生产设备的改进提 供依据。 使用阶段 使用FMECA方法 分析研究产品 使用 过程中实际发 生的 故障、原因及 其影 响，为评估论 证、 研制、生产阶段的F MECA的有效性和进 行产品的改进、改 型或新产品的 研制 提供依据。
故障检测方法分析
故障检测方法一般包括目视检查、离机 检测、原位测试等手段，如BIT(机内测 试)、自动传感装置、传感仪器、音响报 警装置、显示报警装置等。 故障检测一般分为事前检测与事后检测 两类，对于潜在故障模式，应尽可能设 计事前检测方法
严酷度定义--GJB1391 严酷度定义--GJB1391
故障原因分析
导致产品功能故障或潜在故障的产品 自身的那些物理、化学或生物变化过 程等直接原因 由于其他产品的故障、环境因素和人 为因素等引起的外部原因。故障原因 又称为故障机理
故障影响分析
约定层次 故障影响 严酷度
功能层次与结构层次
潜在失效模式及其后果分析 (FMECA)ppt课件
手册提供了应用 FMEA 技术的总体指南，但并没有给出
如何完成每一 FMEA 项目的具体说明，也不是综合性的
参考资料或培训资料。
可编辑课件
8
FMEA参考手册第四版的变化
包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关 的方法，以及与制造和装配的过程相关的方法；
增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；
Avoid TRIAL AND ERROR —— 避免尝试和失误
关注产品系统的可靠性安全性
可编辑课件
14
——有关术语
FMEA
第二讲 有关术语与概念
2.1 可靠性与可靠度 2.2 失效与寿命特征参数 2.3 系统与可靠性模型 2.4 可靠性工程 2.5 失效模式
可编辑课件
15
SS
2.1 可靠性与可靠度
分析该后果的严重程度 (影响和后果分析) ；
采取措施，提高系统的可靠性。
可编辑课件
45
SS
常用失效分析方法
FMEA
按失效原因分类:
—— 直方图、因果图、主次图；
按失效模式影响分类:
—— FMECA、FTA、ETA；
按综合应用分类:
标题
FMEA
潜在失效模式及其后果分析 （FMECA）
可编辑课件
1
SS
引言
FMEA
引言 从神舟载人飞船谈起
可编辑课件
2
SS
引言
FMEA
产品可靠性 —— 现代产品质量的关键.
产品二种质量指标 性能指标 —— 产品完成规定功能所需的性能 可靠性指标 —— 产品性能随时间保持的能力
产品竞争的焦点
可编辑课件
40
失效发生的主要原因分布
FMECA--FMEA( 故障模式影响分析)(课堂PPT)
故障模式影响及危害性分析(Failure Mode ,Effects and Criticality analysis , 简记为FMECA)是分析系统中每一产品所有可能产生的故 模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严 程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。
• FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； • FMEA和CA。
• FMECA的目的
从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、生产（生产可 性分析、工艺设计、生产设备设计与使用）和使用发现各种影响 品可靠性的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可靠性水平提 改进依据。
FMECA作用
Tankertanker Design
• 1.保证有组织地定性找出系统的所有可能的故障 模式及其影响，进而采取相应的措施。
页
备注
13
本栏主 要记录 对其它 栏的注 释和补 充说明
实施FMECA应注意的问题
Tankertanker Design
1.强调“谁设计、谁分析”的原则
– “谁设计、谁分析”的原则，也就是产品设计人员应负责完成该 产品的FMECA工作，可靠性专业人员应提供分析必须的技术支持。
– 实践表明，FMECA工作是设计工作的一部分。“谁设计、谁分 析”、及时改进是进行FMECA的宗旨，是确保FMECA有效性的 基础，也是国内外开展FMECA工作经验的结晶。如果不由产品设 计者实施FMECA，必然造成分析与设计的分离，也就背离了 FMECA的初衷。
6.2.3 故障影响分析
Tankertanker Design
1.约定层次的划分
• 约定层次：在进行FMEA之前，应首先规定FMEA从哪个产 品层次开始到那个厂品层次结束，这种规定的FMEA层次 称为约定层次。
• FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； • FMEA和CA。
• FMECA的目的
从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、生产（生产可 性分析、工艺设计、生产设备设计与使用）和使用发现各种影响 品可靠性的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可靠性水平提 改进依据。
FMECA作用
Tankertanker Design
• 1.保证有组织地定性找出系统的所有可能的故障 模式及其影响，进而采取相应的措施。
页
备注
13
本栏主 要记录 对其它 栏的注 释和补 充说明
实施FMECA应注意的问题
Tankertanker Design
1.强调“谁设计、谁分析”的原则
– “谁设计、谁分析”的原则，也就是产品设计人员应负责完成该 产品的FMECA工作，可靠性专业人员应提供分析必须的技术支持。
– 实践表明，FMECA工作是设计工作的一部分。“谁设计、谁分 析”、及时改进是进行FMECA的宗旨，是确保FMECA有效性的 基础，也是国内外开展FMECA工作经验的结晶。如果不由产品设 计者实施FMECA，必然造成分析与设计的分离，也就背离了 FMECA的初衷。
6.2.3 故障影响分析
Tankertanker Design
1.约定层次的划分
• 约定层次：在进行FMEA之前，应首先规定FMEA从哪个产 品层次开始到那个厂品层次结束，这种规定的FMEA层次 称为约定层次。
电子产品故障模式、影响及危害性分析(FMECA).ppt
FMECA是针对产品所有可能的故障，并根据对故障模式的分析，确定每 种故障模式对产品工作的影响，找出单点故障，并按故障模式的严重度及 其发生的概率确定其危害性。所谓单点故障指的是引起产品故障的，且没 有冗余或替代的工程程序作为补救的局部故障。FMECA包括故障模式及影 响分析(FMEA)和危害性分析(CA)。只有在进行FMEA的基础上，才能进行 CA。
2
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则
实施FMECA的目的主要是： 1.对于处于开发过程中的产品，主要是在设计过程中找出系统方案的薄弱
环节，进而进行改进设计，使得系统的设计方案达到最优化，同时，可以对 系统可能出现的故障进行预计，在此基础上列出电路所有可能的失效模式。
2.对于已经发生的电路失效，要着重寻找发生失效的原因，分析和鉴定是 元器件的随机失效，还是电路、结构、工艺设计中的缺陷和错误，就可以采 取改进措施，达到设计固有可靠性目标和可靠性增长的目的。
主要内容
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法 应力分析法实施步骤 硬元件分器析法件的计特点数如下法实施步骤 总结
1
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念
故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode,Effects and Criticality Analysis， 简称FMECA)是在工程实践中总结出来的，以故障模式为基础，以故障影响 或后果为目标的分析技术。它通过逐一分析各组成部分的不同故障对系统工 作的影响，全面识别设计中的薄弱环节和关键项目，并为评价和改进系统设 计的可靠性提供基本信息。
FMECA的实施者需要对系统的硬件结构有着充分的了解，FMECA的实施 过程中应遵循边设计、边分析、边改进和“谁设计、谁分析”的原则。
2
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则
实施FMECA的目的主要是： 1.对于处于开发过程中的产品，主要是在设计过程中找出系统方案的薄弱
环节，进而进行改进设计，使得系统的设计方案达到最优化，同时，可以对 系统可能出现的故障进行预计，在此基础上列出电路所有可能的失效模式。
2.对于已经发生的电路失效，要着重寻找发生失效的原因，分析和鉴定是 元器件的随机失效，还是电路、结构、工艺设计中的缺陷和错误，就可以采 取改进措施，达到设计固有可靠性目标和可靠性增长的目的。
主要内容
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法 应力分析法实施步骤 硬元件分器析法件的计特点数如下法实施步骤 总结
1
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念
故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode,Effects and Criticality Analysis， 简称FMECA)是在工程实践中总结出来的，以故障模式为基础，以故障影响 或后果为目标的分析技术。它通过逐一分析各组成部分的不同故障对系统工 作的影响，全面识别设计中的薄弱环节和关键项目，并为评价和改进系统设 计的可靠性提供基本信息。
FMECA的实施者需要对系统的硬件结构有着充分的了解，FMECA的实施 过程中应遵循边设计、边分析、边改进和“谁设计、谁分析”的原则。
DFMEA-培训教材PPT课件
成功的FMEA 小组
•控制方向和焦点 •建立自身的统一性 •负责并使用测量方法 •有全体的支持 •是横向多功能小组
头脑风暴 Brainstorming
头脑风暴是一种技法，可以激发小组成员 产生大量的有创意的点子。
由纽约广告代理的老板Alex F Osborn在 1930年发明，其前提是在一般的讨论中，人们 害怕别人批评而约束自己，因此而不能产生有 创意的点子。
• 严重度（ Severity ）（SEV）：顾客认为的关心度
• 探测力（ Detection ）（DET）：检查怎样才能知道
• 风险优先数（ Risk Priority Number ） (RPN)：
•
SEV×OCC×DET
严重度，发生率，探测力等所发生的全部
SEV : Severity OCC : Occurrence DET : Detection RPN : Risk Priority Number
FMEA 的起源
FMECA（Failure Mode Effects and Criticality Analysis） •1950’s 起源于宇航和美国军方 •对关注的问题加以分类和排列 •将评定结果作为预防的目标 •坚持安全的观点
FMEA (Failure Mode Effects Analysis) •1960’s-70’s第一次被注意和使用在工程可靠 性 •多个小组准备对产品/过程潜在失效模式和产品 性能影响的文件化体系 •评定产品或过程潜在失效模式的文件，采取相应 措施来消除或降低潜在失效的影响
术语定义
• 失效模式（ Failure Mode ）可能失败或失败；如）担当不知自己的业务
• 影响（ Effect ）：顾客敏感的（顾客关心的）
失效模式后果与严重度分析FMECA
FMECA的定义
失效模式、后果与严重度分析(Failure Mode , Effects and Criticality analysis , 简记为FMECA)是分析系统中每一产 品所有可能产生的失效模式及其对系统造成的所有可能后果， 并按每一个失效模式的严重程度及其发生概率予以分类的一 种归纳分析方法。
实施FMECA前，应对所需进行的FMECA活动进行完整、全 面、系统的策划，尤其是对复杂大系统，更应强调FMECA的 重要性。要求的必要性体现在以下几方面：
结合产品研制工作，运用并行工程的原理，对所需的FMECA进 行完整、全面、系统的策划，将有助于保证FMECA分析的目的 性、有效性，以确保FMECA工作与研制工作同步协调，避免事 后补做的现象。
依赖于人的知识和工作经验
GJB450A-“ FMECA是找出设计上潜在缺陷的手段， 是设计审查中必须重视的资料”
系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 设计更改、可靠性补偿
FMECA是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析 的基础
3
FMECA的概念
保证FMECA的实时性、规范性、有效性
实时性。FMECA工作应纳入研制工作计划、做到目的明确、 管理务实；FMECA工作与设计工作应同步进行，将FMECA 结果及时反馈给设计过程。
规范性。分析工作应严格执行FMECA计划、有关标准/文件 的要求。分析中应明确某些关键概念，比如：故障检测方法 是系统运行或维修时发现故障的方法；严酷度是对故障模式 最终影响严重程度的度量，危害度是对故障模式的后果严重 程度的发生可能性的综合度量，两者是不同的概念，不能混 淆。
可替换的工作方式(如备用或辅助设备)
可以消除或减轻故障影响的设计或工艺改进(如概 率设计、计算机模拟仿真分析和工艺改进等)
失效模式、后果与严重度分析(Failure Mode , Effects and Criticality analysis , 简记为FMECA)是分析系统中每一产 品所有可能产生的失效模式及其对系统造成的所有可能后果， 并按每一个失效模式的严重程度及其发生概率予以分类的一 种归纳分析方法。
实施FMECA前，应对所需进行的FMECA活动进行完整、全 面、系统的策划，尤其是对复杂大系统，更应强调FMECA的 重要性。要求的必要性体现在以下几方面：
结合产品研制工作，运用并行工程的原理，对所需的FMECA进 行完整、全面、系统的策划，将有助于保证FMECA分析的目的 性、有效性，以确保FMECA工作与研制工作同步协调，避免事 后补做的现象。
依赖于人的知识和工作经验
GJB450A-“ FMECA是找出设计上潜在缺陷的手段， 是设计审查中必须重视的资料”
系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 设计更改、可靠性补偿
FMECA是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析 的基础
3
FMECA的概念
保证FMECA的实时性、规范性、有效性
实时性。FMECA工作应纳入研制工作计划、做到目的明确、 管理务实；FMECA工作与设计工作应同步进行，将FMECA 结果及时反馈给设计过程。
规范性。分析工作应严格执行FMECA计划、有关标准/文件 的要求。分析中应明确某些关键概念，比如：故障检测方法 是系统运行或维修时发现故障的方法；严酷度是对故障模式 最终影响严重程度的度量，危害度是对故障模式的后果严重 程度的发生可能性的综合度量，两者是不同的概念，不能混 淆。
可替换的工作方式(如备用或辅助设备)
可以消除或减轻故障影响的设计或工艺改进(如概 率设计、计算机模拟仿真分析和工艺改进等)
质量管理与控制-故障模式、影响及危害度分析(FMCEA)PPT课件
• 美国DC-10商用飞机，在变更发动机维修方法 时，因未进行失效模式、效应与危害度分析， 终于在芝加哥上空坠毁。
• 1979年3月28日，美国的三里岛2号反应堆发 生的举世瞩目的重大安全事故，也是因未对控 保系统中增压安全阀及其监示电路的失效模式
35
进行详细分析的结果。
概述
失效树分析
• 失效树分析法（Fault Tree Analysis） 简称FTA。1961年美国贝尔实验室沃森 （ Watson ） 等 人 在 民 兵 导 弹 发 射 控 制 系统中开始应用，其后波音公司对FTA 作了修改使其能用计算机进行处理，推 动 了 FTA 技 术 的 迅 速 发 展 。 FTA 现 已 成 为分析各种复杂系统可靠性的重要方法 之一。
第10章 故障模式、效应及 危害性分析
31
内容介绍
1 概述 FMECA同FTA的的概念、相互区别及应用
2 FMECA的一般方法 FMECA分析方法 FMECA分析实例
3 FTA的方法基础 4 FTA的一般方法
FT的建立和简化、 FT的定量分析、定性分析
32
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性分 析技术，在工程设计（可以是整个的也可以是局 部的）完成后供检查和分析设计图纸（就电子设 备来说，是对电路的设计图纸）用。
• 根据失效模式、效应及危害度分析结果提出相应的改进建
议
44
FMECA的一般方法
严酷度分类
为了度量产品故障造成的最坏的潜在影响，应对 每一潜在的故障模式进行严酷度分类，严酷度一般分 为四级：
Ⅰ类（灾难的）——这种故障会引起人员死亡或系统 （如飞机、导弹）毁坏。
• 1979年3月28日，美国的三里岛2号反应堆发 生的举世瞩目的重大安全事故，也是因未对控 保系统中增压安全阀及其监示电路的失效模式
35
进行详细分析的结果。
概述
失效树分析
• 失效树分析法（Fault Tree Analysis） 简称FTA。1961年美国贝尔实验室沃森 （ Watson ） 等 人 在 民 兵 导 弹 发 射 控 制 系统中开始应用，其后波音公司对FTA 作了修改使其能用计算机进行处理，推 动 了 FTA 技 术 的 迅 速 发 展 。 FTA 现 已 成 为分析各种复杂系统可靠性的重要方法 之一。
第10章 故障模式、效应及 危害性分析
31
内容介绍
1 概述 FMECA同FTA的的概念、相互区别及应用
2 FMECA的一般方法 FMECA分析方法 FMECA分析实例
3 FTA的方法基础 4 FTA的一般方法
FT的建立和简化、 FT的定量分析、定性分析
32
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性分 析技术，在工程设计（可以是整个的也可以是局 部的）完成后供检查和分析设计图纸（就电子设 备来说，是对电路的设计图纸）用。
• 根据失效模式、效应及危害度分析结果提出相应的改进建
议
44
FMECA的一般方法
严酷度分类
为了度量产品故障造成的最坏的潜在影响，应对 每一潜在的故障模式进行严酷度分类，严酷度一般分 为四级：
Ⅰ类（灾难的）——这种故障会引起人员死亡或系统 （如飞机、导弹）毁坏。
故障模式效应及危害性分析FMECA课件
FMECA与可靠性-维修性分析
通过与可靠性-维修性分析相结合，FMECA可以更好地 评估系统的维修性和可用性，优化维修策略。
FMECA在智能制造领域的应用前景
智能制造中的设备故障预测
利用FMECA对智能制造设备进行故障预测，提前发现潜在故障，提高生产效率。
智能制造技术，为智能制造系统提供实时维护决策支持，降低维护成本。
确定故障模式和影响等级
总结词
根据收集的资料和相关标准，确定系统可能 出现的故障模式，并评估其对系统性能的影 响程度。
详细描述
在FMECA分析中，确定故障模式和影响等 级是关键步骤。根据收集的资料和相关标准 ，分析人员需要识别出系统可能出现的故障 模式，并评估其对系统性能的影响程度。这 有助于为后续的优先级和重要度等级的确定 提供依据。
故障影响和危害性分析
故障影响
故障发生后对系统性能、功能和安全性等方面的影响。
危害性分析
对故障影响的严重程度和发生概率进行评估，确定故障模式的危害程度和优先级。
03 FMECA分析流程
确定分析范围和目标
总结词
明确分析的目的和范围，确定分析的重点和对象，为后续分析提供基础。
详细描述
在进行FMECA分析之前，需要明确分析的目的和范围，确定分析的重点和对象。这有助于确保分析的 针对性和有效性，避免不必要的浪费和重复工作。
树状图法
总结词
树状图法是一种通过树状图展示故障模式、影响和危害性的方法。
详细描述
树状图法通过构建树状图，将故障模式、影响和危害性逐级展开， 有助于更全面地了解故障模式的连锁反应和潜在危害性。
适用场景
适用于故障模式较多、故障影响和危害性较复杂的系统或设备。
矩阵法
系统的可靠性课件合肥工业大学5失效模式后果及严重度
依赖于人的知识和工作经验
GJB450A-“ FMECA是找出设计上潜在缺陷的手段， 是设计审查中必须重视的资料”
系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 设计更改、可靠性补偿
FMECA是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析 的基础
3
FMECA的概念
可替换的工作方式(如备用或辅助设备)
可以消除或减轻故障影响的设计或工艺改进(如概 率设计、计算机模拟仿真分析和工艺改进等)
操作人员补偿措施
特殊的使用和维护规程，尽量避免或预防故障的发 生
一旦出现某故障后操作人员应采取的最恰当的补救
措施
15
例4-1
某一飞机上的电容式传感器系统由 4个电路单元组成。试 作出其失效后果分析 和可靠性预计。
安全放在第一位，防微杜渐。21.1.221.1.201: 14:5401:14:54Januar y 2, 2021
加强自身建设，增强个人的休养。2021年1月 2日上 午1时14分21.1.221.1.2
例子
17
例4-1
根据使用环境，按《电子设备可靠性预 计手册》，确定组成系统的各元器件失 效率，进行该系统的可靠性预测，见表 4—3
18
19
小结
FMECA：
按照一定的格式有步骤地分析每一个部件(或每一 种功能)可能产生的失效模式
每一失效模式对系统的影响（FMEA） 失效后果的严重程度（CA) 这是一种失效因果关系分析。
FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； FMEA和CA。
基本概念
失效：产品丧失规定的功能 失效模式：失效或故障的形式 失效后果：一个部件失效时对整机所产生的影响 严重度：后果的严重程度（І、П、Ш、ІV级）
GJB450A-“ FMECA是找出设计上潜在缺陷的手段， 是设计审查中必须重视的资料”
系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 设计更改、可靠性补偿
FMECA是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析 的基础
3
FMECA的概念
可替换的工作方式(如备用或辅助设备)
可以消除或减轻故障影响的设计或工艺改进(如概 率设计、计算机模拟仿真分析和工艺改进等)
操作人员补偿措施
特殊的使用和维护规程，尽量避免或预防故障的发 生
一旦出现某故障后操作人员应采取的最恰当的补救
措施
15
例4-1
某一飞机上的电容式传感器系统由 4个电路单元组成。试 作出其失效后果分析 和可靠性预计。
安全放在第一位，防微杜渐。21.1.221.1.201: 14:5401:14:54Januar y 2, 2021
加强自身建设，增强个人的休养。2021年1月 2日上 午1时14分21.1.221.1.2
例子
17
例4-1
根据使用环境，按《电子设备可靠性预 计手册》，确定组成系统的各元器件失 效率，进行该系统的可靠性预测，见表 4—3
18
19
小结
FMECA：
按照一定的格式有步骤地分析每一个部件(或每一 种功能)可能产生的失效模式
每一失效模式对系统的影响（FMEA） 失效后果的严重程度（CA) 这是一种失效因果关系分析。
FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； FMEA和CA。
基本概念
失效：产品丧失规定的功能 失效模式：失效或故障的形式 失效后果：一个部件失效时对整机所产生的影响 严重度：后果的严重程度（І、П、Ш、ІV级）
第四章失效模式、后果与严重度分析
理并外圆磨）和模压成型的塑料臂组成。轴与臂靠花键压装 配合。
零件功用：手动臂总成把变速器外部的手动选档杆和变速器内 部的传动臂连接起来。由前者向操纵阀体内的手动阀和停车驱 动机构传递运动。作用在臂孔处的最大切向拉力为30磅。 30
分系统过程 自动变速箱
年型/车型系列 1974年野马牌
制造与设计主管部门
T
有关制造与设计部门
有否外部供货和承制单位 无
分系统工程师 约翰.杜
系统工程师
约翰.史密斯
产品交付日期 1973年9月14日
FMECA日期 首次 1972年1月27日
修改
14 零件/工 零件/ 艺过程 工艺过 名称零 程的 件号 功用
故障模式
故障后果
故障原因
故严不 障重易 频程测 度度度
风 险 顺 序 数
一、FMEA及FMECA的概念 FMEA为失效模式与后果分析，CA为严重
度分析，合起来为FMECA。
1. FMEA的含义 FMEA是用以找出产品设计、工艺设计和设
备设计等阶段中的缺点或潜在的缺陷。
进而分析各组成元素的故障模式及其对上一 层次结构乃至系统产生故障影响的一种方法。
12
2. FMEA的特点 (1) FMEA 是一种自下而上（由元件到系统） 的失效因果关系的分析程序，旨在不漏掉一个后 果严重的故障模式。 (2) FMEA 是一种定性分析手段。它使用统计 表格来进行分析，可不使用数学工具。
1
前面我们学习了可靠性方面的知识和理论，掌 握了在产品设计阶段进行可靠性预计和分配的基本 方法，可以讲大家能保证所设计的产品具有一定的 可靠性（较高的可靠性）。
但该产品的可靠性再高也不能杜绝该产品在 使用中出现故障，其中还可能包括一些后果极其 严重的故障。
零件功用：手动臂总成把变速器外部的手动选档杆和变速器内 部的传动臂连接起来。由前者向操纵阀体内的手动阀和停车驱 动机构传递运动。作用在臂孔处的最大切向拉力为30磅。 30
分系统过程 自动变速箱
年型/车型系列 1974年野马牌
制造与设计主管部门
T
有关制造与设计部门
有否外部供货和承制单位 无
分系统工程师 约翰.杜
系统工程师
约翰.史密斯
产品交付日期 1973年9月14日
FMECA日期 首次 1972年1月27日
修改
14 零件/工 零件/ 艺过程 工艺过 名称零 程的 件号 功用
故障模式
故障后果
故障原因
故严不 障重易 频程测 度度度
风 险 顺 序 数
一、FMEA及FMECA的概念 FMEA为失效模式与后果分析，CA为严重
度分析，合起来为FMECA。
1. FMEA的含义 FMEA是用以找出产品设计、工艺设计和设
备设计等阶段中的缺点或潜在的缺陷。
进而分析各组成元素的故障模式及其对上一 层次结构乃至系统产生故障影响的一种方法。
12
2. FMEA的特点 (1) FMEA 是一种自下而上（由元件到系统） 的失效因果关系的分析程序，旨在不漏掉一个后 果严重的故障模式。 (2) FMEA 是一种定性分析手段。它使用统计 表格来进行分析，可不使用数学工具。
1
前面我们学习了可靠性方面的知识和理论，掌 握了在产品设计阶段进行可靠性预计和分配的基本 方法，可以讲大家能保证所设计的产品具有一定的 可靠性（较高的可靠性）。
但该产品的可靠性再高也不能杜绝该产品在 使用中出现故障，其中还可能包括一些后果极其 严重的故障。
第四章失效模式、后果与严重度分析
定时故障 显示故障
5
3. 失效（故障）模式的分类
1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等 2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等 3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等 4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等 5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等 6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等 7、其它类型故障模式：润滑不良等
⑥ 对新设计产品与已生产的上述产品的 主要不同之处进行分析，以进行必要的补充。
22
3. 建立一套系统的，全面的，标准化的表格 该表格应尽力最系统、全面、正确地反映
FMEA的分析层次和基本过程的内容，且应规格 化以便统计分析。
(1) FMEA表格（见表4-1）
备注 (物理失 效机理及 后遗症)
23
(2) FMECA表格（见下表)
13
3. FMEA的局限性和优点 (1) FMEA的局限性
是一种单因素分析法。即把影响系统失效的
单个元件的失效看做是独立的，而研究某一个失
效模式对系统的影响时，是将其作为系统中唯一
存在的失效来考虑的。这种方法难以分析几种因
素同时起作用才能导致的某种后果。
(2) FMEA的优点
简单、易行、便于掌握和推广，在没有数据时，
零 件
系统功能级 的FMEA
部件级的 FMEA
组成零件级 的FMEA
19
(2) 分析的基本过程（见下图)
故障模 式的预
测 ①
故障模 式的分 级和评 价②
故障模式 的改进 措施 (经验或 试验)③
20
(3) 产品FMEA的分析方法
① 召集有关（包括设计、制造、试验及供 销部门等）人员对以前生产过的最类似产品产 生过的故障情况进行分析讨论；
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严重程度
导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，导致人员伤亡。 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，不导致人员 伤亡。 导致系统功能下降，对系统或环境均无显著损害。
导致系统功能下降，对系统或环境均无害。
4-3
故障模式的分类
1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等 2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等 3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等 4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等 5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等 6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等 7、其它类型故障模式：润滑不良等
-
-
1.5
氧化
-
-
-
-
-
绝缘
-
-
1.6
-
12.3
裂痕
0.5
-
-
-
-
磨损
60.2 83.4 8.1
60
25.1
断裂
-
10.0 47.1
20
4.6
其它
-
-
11.5
-
16.1
电位器 27.5 10 25 15 22.5
继电器 12.3 0.4 2.3 2.6 12.3 2.4 17.5 11.9
4-5
§2 失效模式与后果分析
4-7
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输 入 原 始 资 料
分析 系统 结构 及各 组成 部分 功用
构造 系统 的可 靠性 框图
列出各 功能级 的失效 模式机 理效应
研究 失效 检测 方法
可 能 的 预 防 措 施
内衬
与外壳分离
与药柱或隔 热层分离
粘接剂不良 粘接控制不良
壳体成形后净 化不够
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
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4-9
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断裂分类： 根据裂纹发展过程 沿晶断裂 穿晶断裂 根据受载性质 疲劳断裂 静载断裂 冲击断裂 根据完全断裂前的宏观变形 脆性断裂 韧性断裂
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4-2
失效等级：
故障类型 1 致命故障
2 严重故障 3 一般故障 4 轻微故障
分类原则 导致人身伤亡、重要总成报废、重大经济损失或对 环境造成重大危害。 导致重要总成、零部件损坏，且不可能在短时间内 修复。 导致性能下降，在短时间内修复
一般随车工具在短时间可以修复
失效等级 I II II I IV
故障模式的比率
故障模式比率——产品出现失效模式的百分比
进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据
4-4
几种机械零部件的失效模式及其比率
轴承 离合器 连接器 齿轮 发电机
腐蚀
18.7
-
6.3
-
6.3
蠕变
-
-
-
-
-
形变
2.5
6.6
23.7
20
2.1
侵蚀
3.1
-
-
-
-
疲劳
4.4
-
1.7
-
-
摩擦
10.6
-
零件材料失效原因的分类
机械因子 弹性变形、塑性变形、蠕变、疲劳、断裂、滑移
机械磨损
接触不良
平衡状态破坏
相变化、应力松弛
化学反应
腐蚀、氧化、
电应力
电介质击穿、脉冲
热应力
摩擦
渗透
湿气、气体、流体
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4-10
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疲劳断裂原因：
疲劳源
裂纹扩 展区
载荷因素： 载荷性质、大小、变化速度等
瞬断区
材质因素：材料的成分、机械性能、冶金特性等 表面因素：表面粗糙度、划痕、碰伤等
几何因素：圆角、倒角等
环境因素：环境介质、环境温度等
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4-11
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FMECA
FMEA 失效模式与后果分析 CA 严重度分析
一、FMEA
1、功能FMEA和硬件FMEA 功能FMEA
设计初期 复杂系统
硬件FMEA
4-6
2、FMEA 程序 FMEA基本程序: 1、确定失效模式 2、绘制系统功能图和可靠性框图 3、确定工作参数和功能 4、查明所有失效模式、发生原因及后果 5、按可能的最坏后果评定失效模式的严重性级别 6、确定失效模式的检测方法及补救预防措施 7、提出修改方案及其他措施 8、提交分析报告
失效模式、后果与严重度分析 (FMECA)
Failure Mode Effect and Criticality Analysis §1 概述 §2 失效模式与后果分析 §3 严重度分析
4-1
§1 概述
失效的定义： 1、设备在规定条件下，不能完成其规定的功能； 2、设备在规定条件下，一个或几个不能达到其规定值； 3、由于环境应力变化，导致功能丧失； 4、即使设备在规定条件下具有完成规定功能的能力 ，但因操作者的失误而造成产品功能丧失；
FMECA分析实例1
例 某一固体火箭发动机由推进剂药柱、内衬和发动机壳组成。绘制其 失效模式后果分析表
项目 失效模式
失效原因
可能后果
发动机 壳
破裂
工艺质量差 材料缺陷
运输中损坏 搬运中损坏穴 粘接面分离
固化残余应力 温度过低 老化
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
致命性 分析
失效模 式概率
致命度 的估计
输出填写
FMECA 表格
FMECA分析过程
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4-8
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