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
Ⅱ类（致命性的）——会引起发动机性能严重下降的故障。
Ⅲ类（临界的）——会引起发动机不能工作而需要提前拆换发动机的故障。
Ⅳ类（轻度的）——不足以导致提前拆换发动机及发动机寿命降低，但仍 需一定的非计划维修工作的故障。
5. FMEA表格
2.4
填写表格是FMEA工作的一个重要体现，填入的失效模式至少应就下述 典型的失效状态进行分析研究。
不能切换
31
223
提前运行
32
234
滞后运行
33
245
输入量过大
34
256
输入量过小
267
输出量过大
278
输出量过小
故障模式
无输入 无输出 电短路 电开路 电泄漏 其他
• 2.故障影响和危害度
F
危害度等级（严酷度）是指某种故障模式影响的严酷程度 M
E
失效效应危害度等级（严酷度）一览表
C
A
危害度等级
危害状态
0
I （灾难性）
II （致命性）
III （临界 ） IV （轻度 ）
可能成为主要系统丧失功能，从而导致系统或其环境重大 损坏的潜在原因或造成人身伤亡潜在原因的任何事件
可能成为主要系统丧失功能，从而导致该系统或其环境的 重大损坏的潜在原因，而又几乎不危及人身安全的任何事 件 能造成系统功能、性能的退化而对系统或人员的生命或肢 体没有可感觉的损伤的任何事件
号
号
1
结构破损
11
2
机械卡死
12
3
振动
13
4
不 能 保 证 指 定 14
5
位置
15
6
不能开
16
7
不能关
Байду номын сангаас
17
8
误开
18
9
误关
19
10 内漏
故障模式
外漏 超出允差上限 超出允差下限 意外运行 间歇性工作 漂移性工作 流动不畅 错误指示 错误动作
序
故障模式
序
号
号
1290
不能关机
29
201
不能开机
30
212
FMEA应在设计的早期阶段就开始进行，以便于对设计的评审、为安排 改进措施的先后顺序提供依据。
1. 分析的基本方法： 硬件法：是列出各个产品，对它们可能的失效形式加以分析。 功能法：是从每个产品可以完成许多功能，而功能是按输出分类的观点出
发，将输出一一列出，并对它们的失效模式进行分析。
“可能的失效”——尽可能地收集类似产品在相似适用条件下积累的有 关信息。
Ⅰ、Ⅱ类故障，单点故障清单；
（单点故障指能导致系统失效的某一产品失效，即处于串联系统中的
元件的失效，若系统中的故障均为单点故障，可不列清单）
遗留问题总结和补偿措施建议。
Ⅰ、Ⅱ类故障清单示例
序号 代号 产品或功能标志 故障模式 严酷度类别
注
１ 222511 涡轮工作叶片
②
Ⅰ
§6-3 危害性分析(CA)
第六章失效模式、效应及危害度 分析(FMECA)和故障树分析法
(FTA)
基本概念
• 1.故障模式 所谓故障模式是指元器件或产品能被观察到的故
障现象， FMEA和FMECA均需从产品的故障（失效）模式分析中，寻 找发生故障的机理与诱因，藉此为排除故障制定相应的对策。
常见故障模式一览表
序 故障模式
序
1. 危害性分析的目的
3.1
（1）尽量消除危害度高的故障模式 （2）当无法消除危害度高的故障模式时，要尽量从设计、 制造、使用 （3）和维护等方面去减少其发生的概率 （4）根据元器件、零部件或产品不同的危害度，相应提出 不同的质量要求 （5）根据元部件或产品不同的危害度，相应地对元部件或 产品有关部位增设保护、监测或报警装置
FMECA也可分为：FMEA——侧重于定性分析, CA——侧重于定量分析（有定性和定量两种）。
危害性分析(CA)工作的难度较大，需要有一定的基础和数据。标准有说 明，在条件不具备时可不作危害性分析(CA)。
§6-2 故障模式与影响分析(FMEA)
2.1
FMEA一般可用于产品的研制、生产和使用阶段，特别应在研制、设计 的各阶段中采用。
可能成为系统功能、性能退化的原因而对系统或其环境几 乎无损坏，对人身安全无损害的任何事件
1.2
FMECA包括以下三个部分：
FMA(Failure Mode Analysis)——故障模式分析； FEA(Failure Effect Analysis)——故障影响分析； CA(Criticality Analysis)——危害性分析。
2.2
2. 分析所需的资料： 技术规范、研制方案、设计资料与图纸、可靠性数据等。
3. 分析的程序： 定义被分析的系统，包括范围（内部与接口）、任务阶段、环境、功能要
求等。 绘制功能或可靠性方框图； 确定失效模式； 确定失效的严酷度、按最坏的潜在后果评定； 确定检测方法； 确定补偿、改进措施； 分析总结，提出薄弱环节，说明不能通过设计计算来改善的环节。