第5章-1故障模式影响及危害度分析
项目管理-故障模式、影响及危害性分析报告FMECA报告模板
目次1 概述 (4)2 产品定义 (4)3 FME（C）A分析说明 (4)4 FME（C）A分析 (4)5 结果分析 (5)6 结论与建议 (5)（产品代号+产品名称）故障模式、影响及危害性分析报告1概述主要包含产品、所处的研制阶段、对产品中某些关键特性及项目不进行FME（C）A的理由说明，分析目的等。
其中分析目的为：a)揭示产品中所有可能导致发生故障的故障模式；b)寻找设计上的薄弱环节；c)寻找接口部分产生交互影响的薄弱环节；d)寻找工艺上的薄弱环节；e)寻找单点故障、共模或共因故障；f)确定关键项目。
2产品定义应在以下方面对产品做出准确的文字表述和图示：a)组成及其完成的主要功能（含功能框图）；b)工作环境；c)任务剖面；d)可靠性框图，直观地表示故障模式输出、传播、影响的路径；e)成功和故障判据。
3FME（C）A分析说明主要包含下列内容：a)分析采用的方法；b)故障影响及严酷度类别的定义；c)故障模式发生概率等级；d)明确故障率或故障率数据的来源；e)规定初始约定层次和约定层次；f)基本假设。
4FME（C）A分析4.1 填写FME（C）A表。
4.2 根据FME（C）A表中列出的数据，绘制两张危害性矩图，即：a)单个故障模式危害性矩阵图；b)元器件危害性矩阵图。
5结果分析一般应包括下列内容：a)根据FME（C）A表，找出Ⅰ、Ⅱ类中危害度大的元器件，列出危害度排序表和Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式清单；b)从危害性矩阵图上找出关键件、重要件；c)从可靠性框图和FME（C）A表中找出共因故障、共模故障。
6结论与建议结论与建议的编写要求如下：a)根据FME（C）A分析的结果，应对产品的可靠性设计，可靠性水平做出评价；b)简述已采用的可靠性设计措施；c)对存在的可靠性薄弱环节，应提出改进的具体建议（包括试验、计划等）。
故障模式影响及危害性分析案例教学
2020/6/3
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产品描述
某型军用飞机升降舵示意图
2020/6/3
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产品描述
功能及组成：某型军用飞机升降舵系统的功能是保 证飞机的纵向操纵性。它是由安定面支承、轴承组 件、扭力臂组件、操纵组件、配重和调整片所组成 ， 如下图
某型军用飞机
升降舵系统
安定面支承01
轴承组件02
扭力臂组件03
摇连支驾 驶
臂杆架杆
配
外 支
配 重 铆
绞
电 机 效 应
拉
钉
机
重臂
链构杆
011 012 013 021 022 023 031 032 033 034 041 042 043 044 051 052 053 061 062 063
在系统的组成基础上完成约定层次划分
2020/6/3
6
确定故障判据，完成故障模式分析
统
（04）
配重 （05）
调配片 （06）
5
系统约定层次划分
根据升降舵的结构和功能，结合FMEA分析的需要，完 成升降舵所属飞机约定层次的划分
某型军用飞机
升降舵系统
安定面支承01
轴承组件02
扭力臂组件03
操纵组件04
配重05
调整片06
安 定 面 后
梁
支螺 臂栓
轴支滚扭摇法扭
管
力
兰铆
钉 承臂珠管臂盘
等级 简要描
所有故 的所有 该阶段
述故障
障模式 故障原 内产品
检测方
因 的工作
法
方式
10
填写FMECA表格
根据前面分析，填写FMECA表，如下表所示：
故障模式影响及危害度分析
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 可行性分析、工艺设计、生产设备设计与使用）和使用发现各 种影响产品可靠性的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可 靠性水平提供改进依据。
2016/7/21
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FMECA作用
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。 为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提 供定性依据。 为可靠性（R）、维修性（M）、安全性（S）、测试 性（T）和保障性（S）工作提供一种定性依据。 为制定试验大纲提供定性信息。 为确定更换有寿件、元器件清单提供使用可靠性设计的 定性信息。 为确定需要重点控制质量及工艺的薄弱环节清单提供定 性信息。 可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。
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FMECA的步骤
1 系统定义 产 品 功 能 与 任 务 分 析 明 确 产 品 的 故 障 判 据
2 FMEA 故 障 检 测 方 法 分 析
3CA
明 确 分 析 范 围Fra bibliotek故 障 模 式 分 析
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
补 偿 措 施 分 析
危 害 性 分 析
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
14
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危害性矩阵图
产品危害度Cr 故障模式危害度Cm(j) 故障概率等级
Ⅳ
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危
害
Ⅲ
性 增
加
Ⅱ
Ⅰ
严酷度等级
12
FMECA输出与注意的问题
FMECA--FMEA( 故障模式影响分析)
实施FMECA应注意的问题
5.FMECA的数据 故障模式是FMECA的基础。能否获得故障模式的相关信息是决定FMECA工作 有效性的关键。若进行定量分析时还需故障的具体数据，这些数据除通过试验 获得外，一般是需要通过相似产品的历史数据进行统计分析。有计划有目的地 注意收集、整理有关产品的故障信息，并逐步建立和完善故障模式及频数比的 相关故障信息库，这是开展有效的FMECA工作的基本保障之一。
的缺陷与薄 软件设计的缺陷与 过程的缺陷和 故障、原因及其影
目 弱环节，为 薄弱环节，为系统 薄弱环节及其 响，为提供产品使
的 系统功能设 的硬件、软件设计 对产品的影响，用可靠性和进行产
计的改进和 改进和保障性分析 为生产工艺的 品的改进、改型或
方案的权衡 提供依据。
设计改进提供 新产品的研制提供
局部影响:某产品的故障模式对该产品自身和与该产品所在约 定层次相同的其他产品的使用、功能或状态的影响
高一层次影响:某产品的故障模式对该产品所在约定层次的高 一层次产品的使用、功能或状态的影响
最终影响:指系统中某产品的故障模式对初始约定层次产品的 使用、功能或状态的影响
3.严酷度定义
严酷度：产品故障造成的最坏后果的严重程度
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。
一般将最顶层的约定层次称为初始约定层次，最底层的约定层次称为最低约定 层次。
功能层次关系
结构层次关系
2.故障影响的定义
故障影响：产品的每一个故障模式对产品自身或其他产 品 的使用、功能和状态的影响。
实施FMECA前，应对所需进行的FMECA活动进行完整、全面、系统地策划，尤 其是对复杂大系统，更应强调FMECA的重要性。其必要性体现在以下几方面：
故障模式影响及危害分析报告
故障模式影响及危害分析报告一、引言故障模式、影响及危害分析（Failure Mode, Effects, andCriticality Analysis，FMECA）是一种系统性的方法，用于识别和评估系统各个组成部分的潜在故障模式、其可能的影响以及引发的危害程度。
本报告将针对其中一具体系统的故障模式、影响及可能的危害进行详细分析与评估。
二、分析方法本次分析采用FMECA方法进行，该方法的基本步骤包括：确定分析范围、识别故障模式、评估故障后果、确定故障严重程度等。
三、分析结果1.分析范围本次分析针对X系统的核心组件进行，包括A、B、C三个重要的部件。
2.故障模式及可能影响A部件：故障模式1：部件损坏可能影响：A部件损坏将导致系统无法正常工作，停止运行。
故障模式2：部件失效可能影响：A部件失效会引起系统性能下降，并且可能导致其他部件失效。
B部件：故障模式1：部件漏堵可能影响：B部件的漏堵将导致系统无法正常循环，进一步导致系统过热。
故障模式2：部件连接松动可能影响：B部件的连接松动会导致系统间隙扩大，影响系统的密封性能。
C部件：故障模式1：部件精度下降可能影响：C部件精度下降将导致系统测量结果的不准确，给系统带来误导。
故障模式2：部件过载可能影响：C部件过载将导致系统超负荷运行，进而引发短路甚至火灾。
3.故障危害评估为了对故障危害进行评估，我们采用了一个评估矩阵，将故障严重性分为轻微、中等和严重三个等级，评估结果如下：A部件：故障模式1：部件损坏危害等级：严重故障模式2：部件失效危害等级：中等B部件：故障模式1：部件漏堵危害等级：严重故障模式2：部件连接松动危害等级：中等C部件：故障模式1：部件精度下降危害等级：中等故障模式2：部件过载危害等级：严重四、决策和建议根据故障模式、影响及危害分析的结果，我们提出以下决策和建议：1.对于危害等级为严重的故障模式，应优先进行预防措施的制定和执行，以降低系统故障的风险。
故障模式影响及危害性分析
故障模式影响及危害性分析故障模式影响及危害性分析汪洋133 167><11 7149 GZPOPHUT@1264>>FMECA的定义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障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重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。
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方法国外FMECA有关标准SAE ARP926 Design Analysis Procedure For Failure Mode,Effects and Criticality Analysis (FMECA)，1967.9.15MIL-STD-1629 Procedures For Performing a Failrue Mode, Effects and Criticality Analysis. 1974.<11.1MIL-STD-2070 Procdeures For Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis For Aeronautical Equipment. 1977.6.12 SAE ARP 926A Fault/Failure Analysis Procedure. 1979.<11.15MIL-STD-1629A Procedures For Performing a Failure Mode, Effects andCriticality Analysis. 1980.<11.24IEC812-85 Analysis Techniques For System Reliability-Procedure For Failure Mode and Effects Analysis(FMEA).1985SAE ARP1834 Fault/Failure Analysis For Digital Systems and Equipment. 1986.8.7国内FMECA有关标准GB7826-87 系统可靠性分析技术-失效模式和效应分析(FMEA)程序. 1987.6.3HB6359-89 失效模式、影响及危害性分析程序. 1989.7.12GJB1391-92 故障模式、影响及危害性分析程序. 1992.7.18QJ2437-93 卫星故障模式影响和危害分析. 1993.3.2FMECA的步骤系统定义FMEACA编制FMECA报告系统定义确定系统中进行FMECA的产品范围描述系统的功能任务及系统在完成各种功能任务时所处的环境条件制定判断系统及系统中的产品正常与故障的准则、选择FMECA方法等故障模式影响分析（FMEA）故障模式分析故障原因分析故障影响分析故障检测方法分析补偿措施分析故障与故障模式故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态（对某些产品如电子元器件、弹药等称为失效）故障模式是故障的表现形式，如短路、开路、断裂、过度耗损等功能故障与潜在故障功能故障是指产品或产品的一部分不能完成预定功能的事件或状态。
FMECA--FMEA( 故障模式影响分析)
Tankertanker Design
在产品寿命周期各阶段的FMECA方法
论证与方案 阶段 工程研制阶段 生产阶段 使用阶段
·硬件FMECA 方 ·软件FMECA 功能FMECA 法 ·损坏模式影响分 析
分析研究系 统功能设计 的缺陷与薄 目 弱环节，为 的 系统功能设 计的改进和 方案的权衡 提供依据。
Tankertanker Design
典型故障模式
GJB1391《故障模式影响及危害性分析》
序 故障模式 1 结构故障(破损) 2 捆结或卡死 3 振动
4 不能保持正常位置 5 打不开 6 7 8 9 10 11 关不上 误开 误关 内部漏泄 外部漏泄 超出允差(上限)
序 故障模式 12 超出允差(下限) 13 意外运行 14 间歇性工作
Tankertanker Design
6.2.3 故障影响分析
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。 • 一般将最顶层的约定层次称为初始约定层次，最底层的约 定层次称为最低约定层次。 • 功能层次关系 结构层次关系
15 漂移性工作 16 错误指示 17 18 19 20 21 22 流动不畅 错误动作 不能关机 不能开机 不能切换 提前运行
序 故障模式 23 滞后运行 24 错误输入(过大) 25 错误输入(过小)
26 错误输出(过大) 27 错误输出(过小) 28 29 30 31 32 33 无输入 无输出 (电的)短路 (电的)开路 (电的)漏泄 其它
故障模式影响及危害度分析
FMECA
Tankertanker Design
内容提要
电子产品故障模式、影响及危害性分析(FMECA)
FPGA
(5)
接 口 部 分
CPU (7)
电源
(8)
(6)
IO通道部分
12
应力分析法实施步骤
根据FMECA的需要，按产品的功能关系或组成特点进行FMECA的产品所
在的功能层次或结构层次为产品的约定层次，一般是从复杂到简单依次进 行划分。
系统电 源(031) (24V) IO通道电 源(032) (+/-15V) 非隔离AI 通道 (014) FPGA (022) ) CPU板电 源(033) (3.3V) CPU板电 源(034) (1.2V) 单片机 (021) CPU板电 源(035) (5V) 晶振 (023)
非隔离AI通道单通道模式任务可靠性框图
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
9
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
可以看出，采用应力分析法可以具体地分析出系统中各个元器件在任何一
种失效模式下失效时对系统的影响及发生的概率，采用这种方法可以具体 地分析出系统的失效模式及产生这种失效模式的概率(即系统怎么失效，发
生这种失效的概率是多少)。当然，分析过程中涉及各个元器件的失效分布，
S 2
失效模式2
器件级分析
功能级分析
系统级分析
故障模式、效应及危害性分析
FMECA同FTA的相互区别
方法 按层 次的 分析 方 向 方 FMEA、FMECA 自原因——单一故障模式 （错误模式）方面向结果— —上级系统的故障方面分 析，自下而上，顺向 在表格内填写故障模式对装 置、系统的影响，对故障模 式的评价，改进措施，并将 致命项目（模式）列表 FTA 自结果——不希望发生的顶事件 （上级事件）向原因方面（下级 事件） 做树形图分解， 自上而下， 逆向 由顶事件起经过中间事件至最下 级的基本事件用逻辑符号联结， 形成树形图， 再计算不可靠度 （不 安全概率）
概述
应用注意事项
• FMECA、FTA都是可靠性分析方法，但 是并非万能。FMECA、FTA不能代替全 部可靠性分析。这两种方法不仅要相辅 相成地应用，还要重视与其它分析方法、 管理方法及数据的结合。尤其，FMECA、 FTA都是重视功能型的静态分析方法， 在考虑时间序列与外部因素等共同原因 方面，即动态分析方面并不完善。
故障模式、效应与危害度分析 (FMECA) 的一般方法
FMECA的一般方法
应用FMECA的意义
• 发射卫星的运载火箭，为安全飞行起见， 均设有“ 自毁控制接收机”接收地面指 挥系统必要时发出的自毁信号而引爆火 箭本身。由于自毁引爆损失重大，因此 设计则是通过失效模式、效应与危害度 分析作出改进。
FMECA的一般方法
• 第四步 • 根据元器件在前置放大器内承受的电应 力和热应力，确定各种元器件的使用失 效率（表中的使用失效率系国外60年代 的水平，目前可见GJB299B可靠性预计 手册查得(可参见预计讲义的P15表9）；
• λ＝λb.πE
FMECA的一般方法
第五步 计算每个元器件的每种失效模式的 危害度Crij
概述
故障模式影响和危害性分析
故障模式影响和危害性分析（FMECA）1、定义：故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简记为FMEA ）是一种系统化的故障预想技术，它是运用归纳的方法系统地分析产品设计可能存在的每一种故障模式及其产生的后果和危害的程度。
通过全面分析找出设计薄弱环节，实施重点改进和控制。
实践表明，对系统功能可靠性要求的制定及可靠性分配相对结果是可靠性分配与指标调整的基础。
故障模式影响及危害性分析（Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，简记为FMECA ）是故障模式影响分析（FMEA）和危害性分析（Criticality Analysis-CA）的组合分析方法。
故障模式影响分析（FMEA）包括故障模式分析、故障原因分析和故障影响分析。
FMEA的实施一般通过填写FMEA表格进行。
故障模式影响分析包括故障模式分析、故障原因分析、故障影响分析。
为了划分不同故障模式产生的最终影响的严重程度，在进行故障影响分析之前，一般对最终越南故乡的后果等级进行预定义，最终影响的严重程度等级又成为严酷度（指故障模式所产生火锅的严重程度）类别。
危害性分析（CA）的目的是按每一故障模式的严重程度及该故障模式发生的概率所发生的综合影响对系统中的产品划等分类，以便全面评价系统中各种可能出现的产品故障的影响。
CA是FMEA的补充或扩展，只有在进行FMEA的基础上才能进行CA。
CA常用的方法有两种，即风险优先数（Risk Priority Number，PRN）法和危害矩阵法，前者主要用于汽车等民用工业领域，后者主要用于航空、航天等军用领域[4]。
3.5 故障树分析（FTA）故障树分析法由美国贝尔电话研究所的沃森（Watson）和默恩斯(Mearns)于1961年首次提出并应用于分析民兵式导弹发射控制系统的。
其后，波音公司的哈斯尔（Hasse）、舒劳德（Schroder）、杰克逊（Jackson）等人研制出故障树分析法计算程序，标志着故障树分析法进入了以波音公司为中心的宇航领域。
FMECA故障模式、影响及危害度分析
因此，大力推广FMECA技术对于在有限经费投入的前提下提高电子产品的可靠性水平具有积极的意义。
2主要功能
故障模式、影响及危害性分析（FMECA）模块支持包括MIL-STD-1629A和BS5760在内的各种不同标准，此模块还提供了各种交互式图形工具，用来建立表示系统、子系统与部件间的逻辑连结方框图，这些方框图代表所有部件或系统。此图表可以扩展用以表示各层次级别的故障模式。
由于FMECA具有原理简单，易操作并且具有良好效果的特点，已经成为军工领域及其它科技工业在产品研制过程中进行可靠性分析时使用的重要方法之一，是我国许多军工产品研制周期中规定的主要可靠性靠性工作的开展。此外，以FMECA技术为基础的分析技术还被应用于安全性、维修性等有关技术领域的分析和评估工作。
FMECA故障模式、影响及危害度分析
1．FMECA概述
随看工业的发展和科技的进步，我们所研制的系统的复杂程度不断提高，设备成本也急剧增加，因此，进行试验的费用也大大提高。此外，为了满足市场的需求，在不断提高系统工作性能、简化操作过程、减少维护费用的同时，产品开发者还必须为降低研制及生产成本、缩短研制周期付出努力。因此，研制人员通常在进行试验前，对所设计的产品进行故障预想，并希望通过类似方法发现设计中存在的设计缺陷或薄弱环节，并进行修改。早期的事故或故障预想虽然可能发现设计中的一些问题，但由于缺乏固定的程序和系统化的方法，预想结果具有很大的不确定性，因而其效果也不能令人满意。在这种情况下；人们通过总结工程实践经验，逐渐形成了现在的“故障模式、影响及危害性分析”的系统化的故障分析方法。
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
故障模式影响危害分析
故障模式、影响及危害性分析 （FMECA）
一、概述
1. 术语
故障模式 故障模式是故障的表现形式 如短路、开路、断裂、过度耗损等
故障影响 故障模式对产品的影响后果（功能、使用） 故障影响一般分为局部的、高一层次的和最终影响三级 故障模式与影响分析 (FMEA) 分析产品中每一个潜在的故障模式 确定其对产品的影响 把每一个潜在模式按它的严酷程度予以分类
三、FMEA
代 码 产品 或功 能标 志 ⑵ 功 能 故 障 模 式 ⑷ 故 障 原 因 ⑸ 任务 阶段 与工 作方 式 ⑹ 故障影响 局部 影响 高一 层次 影响 ⑻ 最终 影响 故障 检测 方法 补 偿 措 施 ⑾ 严酷 度类 别 备 注
⑴
⑶
⑺
⑼
⑽
⑿
⒀
（8）第八栏（故障检测方法） 操作人员或维修人员用以检测故障模式发生的方法应计入 分析表中。 故障检测方法应指明是目视检查或者音响报警装置、自动 传感装置、传感仪器或其他独特的显示手段，还是无任何 检测方法。
一、概述
约定层次 根据分析的需要，按产品的相对复杂程度或功能关系 所划分的产品层次。这些层次从比较复杂的（系统）到 比较简单的（零件）进行划分。
初始约定层次 进行FMEA的总的、完整的产品所在的层次。
FMEA应在设计早期即开始进行。随着设计的更改，应反
复进行
FMEA有助于对设计的评审和安排改进措施的先后顺序 提供依据 为确定可靠性关键件或重要件提供依据 这些产品是进行设计分析、可靠性增长试验、鉴定试验 以及可靠性、安全性保证的主要对象 为确定可靠性试验和验证的程序、方法提供信息
a. 提前运行；
b. c. d. e. f. g. 在规定的应工作时刻不工作； 间断地工作； 在规定的不应工作时刻工作； 工作中输出消失或故障； 输出或工作能力下降； 在系统特性及工作要求或限制条件方面的其他故障状态。
故障模式分析
危害度分析（CA）
工作时间t是每次任务阶段内的工作时间（h）。 故障模式危害度Cmj是产品在第j中故障模式情况下对系统 危害所占份额，其公式为
Cmj pi j t
产品危害度Cr是产品在某一任务阶段各种故障模式 危害度Cmj的总和，其公式为 n n
Cr Cmj p j j t
8
故 障 率 λp
故 障 模 式 频 数 比 αj
故 障 影 响 概 率 βj
工 作 时 间 t
故 障 模 式 危 害 度 Cmj
产 备 品 注 危 害 度 Cr
1
2
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
14
15
FMECA分析表
危害度分析（CA）
表中项目特别定义如下： 故障率λp是单位时间内发生故障元件占试验原件总数的概 率。 k / nt
代 码 产品 或功 能标 志 功 能 故障 模式 故障 原因 任务 阶段 与工 作方 式 故障影响 局部 影响 高一 层次 影响 最终 影响 严重 度类 别 故障 检测 方法 补偿 措施 备 注
1
产品 的代 码或 其他 标识
2
记录 分析 产品 或功 能的 名称 与标 志
3
简要 描述 产品 所具 有的 主要 功能
故障树常用逻辑门符号
符号
与门
A B1 Bn
A
说明
•Bi(i=1,2,…,n)为门的输入事件，A为门的输出事件 •Bi同时发生时，A必然发生，这种逻辑关系称为事 件交 •用逻辑“与门”描述，逻辑表达式为
·
B1BiBn
A B1 B2 B3 Bn
故障模式、影响与危害性分析
第二节 故障模式及影响分析
FMEA(Failure Mode and Effects Analysis) 故障模式及影响分析。是分析系统的每个 组成部件发生故障时洗头膏产生的影响， 划分各种故障的等级，并预先研究查找潜 在故障的方法。 FMEA 是进行系统可靠性设计的一种重要 方法。它实际上是FMA和FEA的组合。
1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的 必要活动。七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA 作为风险评估工具。 到80 年代以后许多汽车公司开始发展内部之 FMECA 手册，此时所发展之分析方法与美军标准渐 渐有所区别，最主要的差异在于引进半定量之评点方 式评估失效模式之关键性，后来更将此分析法推广应 用于制程之潜在问题模式分析，因此针对分析对象之 不同，将FMECA 分成「设计FMECA」与「制程 FMECA」，并开始要求供货商其所供应的零件进行 设计与制程FMECA，视为对供货商的重点考成项目。 1985 年由国际电工委员会(International Electronical Commission, IEC)所出版之FMECA 国 际标准「IEC 812」即是参考美军标准MIL-STD1629A 加以部份修改而成之FMEA 作业程序。 1991年，ISO9000 推荐采用FMEA；1994年， QS9000 强制采用FMEA，将FMECA 视为重要的设 计管制与安全分析方法。
FMECA Analysis
Failure Mode
Effect
Criticality
早在 5 0 年代初，美国格鲁门飞机公司在研制飞机 主操纵系统时就采用 FMEA 方法，应用于飞机主操纵 系统的失效分析，取得了良好的效果。 1957 年波音(Boeing)与马丁(Martin Marietta)公司在 其工程手册中正式列出FMEA 之作业程序。 到了 60 年代后期和 70 年代初期，FMEA方法开始 广泛地应用于航空、航天、舰船、兵器等军用系统的 研制中，并逐渐渗透到机械、汽车、医疗设备等民用 工业领域，取得显著的效果。60 年代初期，美国航空 太空总署(NASA)将FMECA 技术成功地应用于太空计 划，同时美国军方也开始应用FMECA 技术，并于 1974 年出版军用标准MIL-STD-1629 规定FMECA 作 业程序，1980 年将此一标准修订改版为MIL-STD1629A，延用至今，目前此一标准仍为全世界重要之 FMECA 参考标准之一。
失效模式影响及危害性分析(FMEACA)
1
结果事件
2
底事件
是基本故障事件（不能再进行分解）或毋须再探明的 事件，但一般它的故障分布是已知的，是导致其他事 件发生的原因事件，位于故障树的底端，是逻辑门的 输入事件而不是作为输出 又称为展开事件或未探明事件。发生的概率小，因此 对此系统来说不需要进一步分析的事件；或暂时不必 或暂时不可能探明其原因的底事件
第七节 故障树分析（FTA）
汽车双管路制动系统故障树：
第七节 故障树分析（FTA）
3.故障树的分析
故障树定性分析 故障树定量分析
第七节 故障树分析（FTA）
故障树的定性分析
主要任务
找出故障树的全部最小割集或全部最小路集。
原则
①比较小概率失效元件组成的各种系统失效概率时，其故障树所含最小割集 的最小阶数越小，系统的失效概率越高；在所含最小割集的最小阶数相同的 情况下，该阶数的最小割集的个数越多，系统的失效概率越高。 ②比较同一系统中各基本事件的重要性时，按各基本事件在不同阶数的最小 割集中出现的次数来确定其重要性大小；所在最小割集的阶数越小，出现的 次数越多，该基本事件的重要性越大。
失效模式影响及危害性分析 （FMEACA）
主要特点： 易懂 只能分析硬件
时间花费长
通常不考虑失效与人为因素的关 系
进行FMEA分析的优点
确保所有的风险提前识别并采取相应的措施 确保产品和优化后的措施的基本原理和有线等级 减少废料、返工和制造成本 减少外厂故障、降低保修成本 减少“召回”的发生概率
失效模式影响及危害性分析 （FMEACA）
第七节 故障树分析（FTA）
收集各故障发生的概率数据；
选定系统可能发生的最不希望发生的故障状态作为顶事件，画逻 辑图；
FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis,故障模式、影响及危害性分析)
FMECA出自 MBA智库百科(/)FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis,故障模式、影响及危害性分析)目录[隐藏]∙ 1 FMECA简介∙ 2 FMECA的历史发展[1]∙ 3 FMECA的步骤∙ 4 FMECA的运用范围∙ 5 FMECA的应用o 5.1 FMECA在供应链风险管理中的应用[1]o 5.2 FMECA在食品安全追溯中的应用[2]∙ 6 实施FMECA应注意的问题[3]∙7 参考文献[编辑]FMECA简介故障模式、影响及危害性分析（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，并按故障模式的严酷度及其发生概率确定其危害性。
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作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）。
故障模式是指元器件或产品故障的一种表现形式。
一般是能被观察到的一种故障现象。
如材料的弯曲、断裂、零件的变形、电器的接触不良、短路、设备的安装不当、腐蚀等。
故障影响是指该故障模式会造成对安全性、产品功能的影响。
故障影响一般可分为：对局部、高一层次及最终影响三个等级。
如分析飞机液压系统中的一个液压泵，它发生了轻微漏油的故障模式，对局部即对泵本身的影响可能是降低效率，对高一层次即对液压系统的影响可能是压力有所降低，最终影响即对飞机可能没有影响。
将故障模式出现的概率及影响的严酷度结合起来称为危害性。
故障模式和影响分析（FMEA）是在产品设计过程中，通过对产品各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析，提出可能采取的预防改进措施，以提高产品可靠性的一种设计分析方法。
它是一种预防性技术，是事先的行为，是纸上谈兵的阶段，现已从可靠性分析应用推广到产品性能分析应用上。
它的作用是检验系统设计的正确性，确定故障模式的原因，及对系统可靠性和安全性进行评价等。
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FMECA
苏州大学城市轨道交通学院
2014-6-19
1
内容提要
概述 FMECA的定义、目的和作用
FMECA的方法
FMECA的步骤 系统定义 故障模式影响分析 危害性分析
危害性矩阵图
FMECA输出与注意的问题 应用案例 2014-6-19
制定系统及产品的故障判据、选择FMECA方法等
故障判据 分析方法
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2 故障模式影响分析FMEA
初始约定层次产品 约定层次产品
序号
任 故 障 模 式 故 障 原 因
务
任务 阶段 与 工作 方式
审核 批准 故障影响
局部 影响 高一 层次 影响 最终 影响
第 严 酷 度 类 别 故障 检测 方法
实施FMECA应注意的问题
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
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故障模式
初始约定层次产品
故障与故障模式 任 务 审核 第 页 共 页 故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定 约定层次产品 分析人员 批准 填表日期 功能的事件或状态（对机械产品也称失效） 序号 任务 产品 功 故 故 故障影响 严 故障 改正 备注 阶段 名称 能 障 障 酷 检测 措施 局部 高一 最终 故障模式是故障的表现形式，如起落架撑杆断裂、 与 影响 层次 影响 模 原 度 方法 工作 作动筒间隙不当、收放不到位等 影响 式 因 类 方式 别 产品功能与故障模式 一个产品可能具有多种功能 起落架：支撑、滑跑、收放等 每一个功能有可能具有多种故障模式 支撑：降落时折起 滑跑：震动 收放：收不起、放不下
1999年，Daimler、Chrysler、Ford和GM作为汽车工作组的一
部分同意认可新的国际标准“ISO/TS 16949”，其中包括FMEA 且在2006年最终取代QS-9000
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6
FMECA的概念
FMECA的定义 故障模式影响及危害性分析(Failure Mode ,Effects
实施FMECA应注意的问题
FMECA的剪裁和评审
FMECA作为常用的分析工具，可为可靠性、安全性、维
修性、测试性和保障性等工作提供信息，不同的应用目
的可能得到不同的分析结果。各单位可根据具体的产品 特点和任务对FMECA的分析步骤、内容进行补充，剪裁， 并在相应文件中予以明确。
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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。 有效性。对分析提出的改进、补偿措施的实现予以跟踪和分析， 以验证其有效性。这种过程也是积累FMECA工程经验的过程。
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值。
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实施FMECA应注意的问题
要先进行FMECA分析，后进行可靠性预计。对于机械 及机电产品，不可能对所有零部件都进行可靠性预计、 应力分析和可靠性试验，必须以FMECA的分析结果为 基础，对关键的零部件进行应力分析和试验，然后再进 行可靠性预计。
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FMEA（FMECA）发展历程
FMEA由Grumman航空公司在20世纪50年代开发，该公司用它 分析舰载飞机飞控系统的安全性。 从20世纪70年代到90年代，各种军用、专业协会标准和规格中定 义和改进了FMEA方法。 1971年，电子工业协会（EIA）G-41可靠性委员会颁布了“失效 模式和影响分析”
页 共 改正 措施
页
备注
分析人员
填表日期
产品 名称
功 能
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3 危害性分析(CA)
分类：定性和定量 CA表
初始约定层次产品 约定层次产品 代 产 功 故 故 码 品 能 障 障 或 模 原 功 式 因 能 标 志 任 务 分析人员 严 故障 酷 概率 度 等级 类 或故 别 障数 据源 审核 批准 障 故 式 障 数 影 响 概 率 β 第 页 共 页 填表日期 故 障 模 产 品 危 备注 式 危 害 害度 度 Cm(j) Cr(j)
故 障 检 测 方 法 分 析
补 偿 措 施 分 析
危 害 性 分 析
得 出 分 析 结 果
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1 系统定义
确定系统中进行FMECA的产品范围 产品层次示例 约定层次——规定的FMECA的产品层次 初始约定层次——系统最顶层 最低约定层次——系统最底层 描述系统的功能任务及系统在完成各种功能任务时所处的环境条 件 任务剖面、任务阶段及工作方式 功能描述
1974年，美国国防部处出版了美军标Mil-Std 1629“失效模式、
影响和危害性分析执行程序”。 1985年，国际电工技术委员会（IEC）介绍了IEC812“系统可靠
性分析技术——失效模式和影响分析程序”
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FMEA（FMECA）发展历程
20世纪80年代末期，汽车行业开始采用FMEA。 1993年，由Chrysler、Ford和GM代表组成的供应商质量需求小 组通过QS-9000过程将FMEA引入到质量手册中。 1994年，汽车工程师协会（SAE）出版了SAEJ-1739“设计中的 潜在失效模式及影响分析和制造、装配过程中的潜在模式及影响 分析”参考手册，提供了进行FMEA工作时的基本指南。
障而导致产品任务丧失的条件概率
（4）工作时间
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（5）故障模式危害度Cmj Cmj是产品危害度数值的一部分，是产品在特定的故障严重
级别下第j个故障模式所具有的危害度值。
Cmj=λp〃αj〃βj〃t (6)产品危害度Cr 在某一特定的故障严重级别和任务阶段，产品危害度就是该 产品在此故障严重级别情况下的各种故障模式危害度Cmj的 总和
2
失效模式影响与危害度分析（FMECA）是“在系统设 计过程中，通过对系统各组成单元潜在的各种失效模式
及其对系统功能的影响，与生产后果的严重程度进行分
析，提出可能采取的预防改进措施，以提高产品可靠性 的一种设计分析方法”
FMECA是一种非常有效的可靠性保证技术，如果在设
计、制造阶段没有货不认真进行FMECA，即使是小的 疏忽，也会造成严重的灾难性的事故。
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FMECA作用
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。 为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提供定性依 据。 为可靠性（R）、维修性（M）、安全性（S）、测试性（T）和保 障性（S）工作提供一种定性依据。
为制定试验大纲提供定性信息。
可靠性工程师承担实施FMECA的总责任，零件和系统
设计工程师负责失效模式的分析。 FMECA必须及时地和反复地进行。FMECA的主要任
务是为产品设计和研制过程的决策及时提供信息，因此
在实施FMECA的计划过程中要规定时间进度，以保证 分析结果有助于产品设计和研制过程的决策。一个适时
的粗略分析比一个特点，进行FMECA必先进行FMEA
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FMECA的目的 FMECA 技术的目的实际上是找出一种全面的、系统
的分析故障的方法，并将这种方法程序化、标准化
和格式化。 从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、
生产（生产可行性分析、工艺设计、生产设备设计
与使用）和产品使用角度发现各种影响产品可靠性 的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可靠性水 平提供改进依据。
Cr Cmj ( p j j t )
j 1 j 1
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n
n
FMECA的步骤
FMEA
系统定义
CA
明 确 分 析 范 围
产 品 功 能 与 任 务 分 析
明 确 产 品 的 故 障 判 据
故 障 模 式 分 析
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
1
2
3
4
5
任 务 阶 段 与 工 作 方 式 6
故 障 率 λp
故 模 频 比 α
工 作 时 间 t
7
8
9
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12
13
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危害性矩阵图
产品危害度Cr 故障模式危害度Cm(j) 故障概率等级
Ⅳ
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危
害
Ⅲ
性 增
加
Ⅱ
Ⅰ
严酷度等级
18
FMECA输出与注意的问题
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障模式及其对系统造 成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程
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是FMEA合理的扩展，它具有了定量
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概述
元部件的故障对系统可造成重大影响 灾难性的影响
挑战者升空爆炸——发动机液体燃料管垫圈不密封
致命性的影响
起落架上位锁打不开