失效模式分析

合集下载

失效模式和后果分析

失效模式和后果分析（Failure Mode and Effects Analysis，FMEA）是一种系统性的风险评估工具，用于识别和评估系统、设计、过程或设备

中可能发生的失效模式及其潜在后果。它通过对潜在风险进行评估和控制，帮助组织预防和减少质量问题和事故的发生。

FMEA通常由跨职能团队进行，在项目的早期阶段实施，并随着项目

进展进行更新和完善。它通常包括以下步骤：

1.确定风险：确定系统、设计、过程或设备中的所有可能的失效模式，并将其列出。这些失效模式可以是机械失效、电气故障、材料错误等。

2.评估风险：对每个失效模式进行评估，包括失效发生的可能性、严

重性和检测能力。通常使用1到10的评分系统，其中1表示较低的风险，而10表示较高的风险。

3.优先处理：根据评估的结果，确定需要优先处理的失效模式。通常

优先处理那些评分较高的失效模式，因为它们可能会对安全、质量或生产

能力产生较大的影响。

4.实施修复措施：为每个优先处理的失效模式制定修复措施。修复措

施可以包括改进设计、更换零件、增加检测或监控程序等。

5.重新评估风险：在实施修复措施后，重新评估每个失效模式的风险，以确定修复措施的有效性。

FMEA的主要目标是识别和降低风险，提高系统或过程的可靠性和质量。通过在项目早期识别和处理潜在的风险，可以减少产品或过程失效带

来的成本和风险。

FMEA的应用范围广泛，包括汽车、电子、医疗器械、航空航天、制

药等行业。在汽车行业中，FMEA被广泛用于对汽车设计和生产过程进行

质量控制，以减少故障和事故的发生。在制药行业中，FMEA用于识别和

失效模式分析表格

失效模式描述

1. 组件故障组件损坏或失效导致整个系统无法正常工作

2. 电源故障供电系统故障导致设备无法正常工作

3. 连接故障连接线路或接口故障导致信号无法传输或丢

失

4. 软件错误系统软件或应用程序出现错误导致功能失效

5. 网络故障网络连接中断或网络设备故障导致通信失败

6. 传感器故障传感器无法正常检测或传输数据导致系统失

效

7. 数据错误数据输入或处理过程中出现错误导致结果不

准确

8. 停电故障电力供应中断或电力设备故障导致设备无法

工作

9. 控制逻辑错误控制逻辑程序出现错误导致系统无法按预期

运作

人员操作不当或误操作导致系统功能失效10. 人为操作错

误

1. 组件故障

描述：组件故障是指系统中的重要组件出现损坏或失效的情况，导致整个系统无法正常工作。常见的组件故障包括电子元器件损坏、机械部件失灵、电路板短路等。

解决方案： - 检查组件的工作状态，确保其在正常工作范

围内； - 定期进行设备维护和检修，及时更换老化部件； - 使用高质量的组件，减少故障发生的可能性。

2. 电源故障

描述：电源故障是指系统供电部分发生故障，导致设备无

法正常工作。常见的电源故障包括电源线路断路、电源适配器故障、电池电量不足等。

解决方案： - 检查电源线路和插头是否正常连接； - 检查电源适配器是否工作正常，如发现故障及时更换； - 定期检查设备电池电量，如发现不足及时充电或更换电池。

3. 连接故障

描述：连接故障是指设备之间的连接线路或接口出现问题，导致信号无法正常传输或丢失。常见的连接故障包括线路脱落、接口松动或损坏等。

失效模式分析案例

失效模式分析是指通过对一个系统或者设备进行各种测试和观察，来确定其可能出现的失效模式，并进行分析和评估。以下是一个关于汽车制动系统的失效模式分析案例：

汽车制动系统是汽车上非常重要的一个部件，其失效可能会导致严重的交通事故。因此，对汽车制动系统进行失效模式分析是非常关键的。

首先，我们假设这个汽车制动系统由以下几个部件组成：制动液压泵、制动液压管路、制动踏板、制动鼓、制动盘、制动片、制动器等。

在进行失效模式分析之前，我们首先要确定系统的工作原理和设计要求。汽车制动系统的工作原理是通过制动踏板对制动液压泵施加力来产生压力，使制动液通过制动液压管路传输到制动鼓或制动盘上，从而实现车辆的制动。设计要求是确保制动系统能够在各种条件下可靠工作，包括正常驾驶、急刹车、长时间制动等。

接下来，我们可以通过对制动系统进行各种测试和观察，来确定其可能的失效模式。例如，在进行制动踏板压力测试时，可能会发现制动踏板松动、制动液泄漏等失效模式；在进行制动盘和制动片磨损测试时，可能会发现制动盘或制动片的磨损超过了设计要求，导致制动效果下降等失效模式。

最后，我们需要对这些失效模式进行分析和评估，并提出相应

的改进措施。例如，对于制动踏板松动的失效模式，可以进行材料和结构改进，提高其强度和稳定性；对于制动液泄漏的失效模式，可以增加密封件，提高制动系统的密封性。

通过失效模式分析，我们可以及时发现和解决汽车制动系统可能存在的问题，提高其可靠性和安全性。同时，失效模式分析也可以应用于其他领域，如电子设备、航空航天等，帮助人们更好地理解并改进现有系统和设备。

FMEA失效分析与失效模式分析

制定预防措施
根据失效模式和影响评估结果，制定相应的预防措施，如改进设计、加强过程控制等。
监控预防措施实施
对预防措施的实施情况进行监控，确保措施的有效性并及时调整。
失效改进的方法与步骤
分析失效原因
通过调查、测试等方法，确定失效的具体原因，如设计缺陷、制造问题等。
制定改进方案
根据失效原因，制定相应的改进方案，包括改进设计、优化制造过程等。
关系
FMEA失效分析通常包括失效模式分析作为其一部分，两者都是质量保证和可靠性工程的重要工具。
02
FMEA失效模式分析
失效模式的定义与分类
失效模式定义
在产品或过程中，可能导致产品或系统不能达到预期功能的现象或问题。
失效模式分类
按失效的性质可分为功能失效、潜在失效、外观失效等；按失效的原因可分为设计缺陷、制造缺陷、使用不当等。
实施改进方案
将改进方案付诸实施，并对实施情况进行监控，确保改进的有效性。
验证改进效果
对改进后的产品或过程进行验证，确保改进效果符合预期，并及时反馈结果。
持续改进与监控的必要性
持续改进
FMEA是一个持续的过程，需要不断地对产品或过程进行失效分析和改进，以降低失效风险。
监控与反馈
对FMEA的实施情况进行监控，及时发现和解决潜在问题，确保FMEA的有效性和持续性。

失效模式和典型案例分析

1、研发合适的成品保护材料。 2、给客户灌输必要的成品保护工艺。 3、把成品保护当一道工艺来施工。 4、在报价中体现成品保护的价格。
施工工艺失效模式 13
传统工艺，不能提高施工质量，会留下质量隐患。
失效模式标准对比
新工艺，提高施工质量，降低施工成本。
潜在的失效后果潜在的失效原因
控制
左图包管用的是传统方法：青砖做部分骨架，水泥砂浆直接粉刷。这种工艺弊病在于，水泥砂浆会直接粉刷在下水管上，当水泥砂浆发生物理变化时，会对下水管会造成直接损伤，尤其在对下水管的连接处造成很大的损伤，留下很大的安全隐患。再则传统工艺砌筑青砖与粉刷时，不能保证墙面阴角基层的方正度。当基层的方正度误差较大时，瓷砖的阴角方正度毫无保证。右图用的是新工艺：七字板做骨架、水泥砂浆在七字板粉刷。
施工工艺失效模式 12
方正度误差太大
失效模式标准对比
方正度合格
潜在的失效后果潜在的失效原因
控制
左图中阴角方正度误差太大，会造成橱柜台面安装后，台面与墙砖之间形成一个夹角，卫生间淋浴房不能紧贴墙边。在地面砖上能明显看到方正度不合格的地方，地砖几何尺寸不是直角。严重影响客户满意度与工艺质量。
1、水电验收后，电工封槽时，没有预留300mm的间距，便于泥工调整水堵头的间距。 2、泥工不愿意调整，做事随意性太大。 3、工地现场缺乏有效的监督。 4、工程经理质量意识的缺乏。

失效模式与影响分析

使用条件
设备的工作负载、使用频率、持续时间等条件影响设备的寿命和可靠性，可能导致失效。
维护状况
定期维护和保养的执行情况直接影响设备的性能和寿命，维护不足可能导致设备提前失效。
03
影响分析
功能影响分析
功能影响分析是失效模式与影响分析中重要的一环，主要目的是评估产品或系统的功能失效对整个系统的影响程度。
设备或部件的物理损坏，如机械零件磨损、电子元件烧毁等。
通信故障
信息传输中断或延迟，影响系统间的通信和数据传输。
软件故障
计算机程序中的错误或不稳定性，可能导致系统崩溃或数据丢失。
人为错误
操作失误、配置错误或使用不当，导致系统功能异常或数据损坏。
潜在失效模式
潜在硬件故障
设备或部件可能存在的潜在问题，如早期磨损、潜在的电子元件缺陷等。
发展
随着科技的进步和市场竞争的加剧，失效模式与影响分析不断发展和完善。现代的失效模式与影响分析方法不仅关注产品本身，还扩展到整个价值链，包括供应商、生产过程、物流等环节。同时，借助信息化手段，如计算机辅助设计、仿真技术等，可以提高分析的准确性和效率。
02
失效模式识别与分类
常见失效模式
硬件故障
目的
识别潜在的失效模式，评估其可能的影响程度和发生概率，确定改进优先级，制定相应的预防措施，提高产品和流程的可靠性和安全性。

失效模式分析

什么是失效模式分析

失效模式分析指的是用来分析当前和以往过程的失效模式数据，以防止这些失效模式将来再发生的正式的结构化的程序。

失效模式分析目的

1、能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。

2、找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。

失效模式分析益处

1、指出设计上可靠性的弱点，提出对策。

2、针对要求规格、环境条件等，利用实验设计或模拟分析，对不适当的设计，实时加以改善，节省无谓的损失。

3、有效的实施FMEA，可缩短开发时间及开发费用。

4、FMEA发展之初期，以设计技术为考虑，但后来的发展，除设计时间使用外，制造工程及检查工程亦可适用。

5、改进产品的质量、可靠性与安全性。

失效模式分析的适用范围

失效模式分析对产品从设计完成之后，到首次样品的发展而后生产制造，到品管验收等阶段都可说皆有许多适用范围，基本上可以活用在3个阶段，兹说明如下：第一阶段设计阶段的失效模式分析

1.针对已设计的构想作为基础，逐项检讨系统的构造、机能上的问题点及预防策略。

2.对于零件的构造、机能上的问题点及预防策略的检讨。

3.对于数个零件组或零件组之间可能存在的问题点作检讨。

第二阶段试验计划订定阶段的失效模式分析

1.针对试验对象的选定及试验的目的、方法的检讨。

2.试验法有效的运用及新评价方法的检讨。

3.试验之后的追踪和有效性的持续运用。

第三阶段制程阶段的FMEA

1.制程设计阶段中，被预测为不良制程及预防策略的检讨。

2.制程设计阶段中，为了防止不良品发生，而必须加以管理之特性的选定，或管理重点之检讨。

失效模式分析流程图

失效模式分析（FMEA）是一种系统性的方法，用于识别和评估产品或系统可能的失效模式及其影响。在本文中，我们将介绍失效模式分析的流程图，并详细说明每个步骤的内容和重要性。

1. 确定分析范围。

首先，确定失效模式分析的范围，包括分析的产品、系统或流程。这一步骤的关键在于明确分析的目标和范围，以便后续的分析能够有针对性地进行。

2. 确定团队成员。

确定参与失效模式分析的团队成员，包括技术人员、工程师、质量控制人员等。团队成员的选择应该覆盖到所有相关领域，以确保分析的全面性和专业性。

3. 收集产品或系统信息。

收集产品或系统的相关信息，包括设计图纸、规格说明、历史

失效数据等。这些信息对于后续的分析至关重要，可以帮助团队成

员更好地理解产品或系统的特性和性能。

4. 确定失效模式。

在这一步骤中，团队成员需要一起讨论并确定可能的失效模式。失效模式是指产品或系统可能出现的各种失效形式，包括功能失效、性能下降、安全隐患等。

5. 评估失效影响。

针对每个确定的失效模式，评估其可能的影响，包括对产品性能、安全性、可靠性等方面的影响。这一步骤需要团队成员充分发

挥专业知识和经验，进行全面、系统的评估。

6. 确定失效原因。

确定每个失效模式的可能原因，包括设计缺陷、制造工艺、材

料选择等。这一步骤需要团队成员对产品或系统的各个方面进行深

入分析和探讨，找出潜在的失效原因。

7. 制定改进措施。

针对确定的失效模式和原因，制定相应的改进措施，包括设计优化、工艺改进、材料更换等。这些改进措施旨在消除或减轻可能的失效影响，提高产品或系统的性能和可靠性。

失效模式及失效机理分析

失效模式及失效机理分析是一种通过对产品、系统或材料的失效模式、失效机理进行详细研究和分析，以揭示失效原因和发展规律的方法。本文将介绍失效模式及失效机理分析的基本概念、步骤和应用，

以及在工程领域中的重要性。

一、概述

失效模式及失效机理分析是一种系统的工程手段，用于了解产品、

系统或材料的可能的失效模式及其发展机理。通过对失效模式和失效

机理的分析，人们可以深入了解失效的根本原因，进而进行相应的改

进和预防措施，以提高产品、系统或材料的可靠性和性能。

二、失效模式分析的步骤

1. 收集相关信息：首先，需要收集与失效相关的各种信息，如产品

手册、设计文件、实验数据等，以了解产品或系统的设计特点、工作

条件和应用环境等。

2. 定义失效模式：在收集了足够的信息后，需对可能的失效模式进

行分类和定义，即根据失效的表现形式和特点，将其归为不同的类型，并明确每种类型的定义和描述。

3. 分析失效机理：针对每种失效模式，需要进一步分析其可能的失

效机理。失效机理是指导致产品或系统失效的根本原因，通过深入研

究和探究失效机理，可以揭示失效的本质和规律。

4. 实施试验和测试：为了验证对失效模式和失效机理的分析结果，需要进行相应的试验和测试。通过实验和测试，可以模拟实际工作条件下的失效情况，并获取相关的数据和结果。

5. 数据分析和结果展示：通过对试验和测试数据的分析，可以得出关于失效模式和失效机理的结论，并将其以适当的方式进行展示，如图表、曲线等。这些结果可以提供给工程师和设计师，以便他们进行相应的改进和优化。

失效模式与效果分析(FMEA)介绍

一、什么是失效模式与效果分析（FMEA）

1、定义

失效模式与效果分析(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA) 是一种风险管理方法，旨在识别和消除产品或服务在设计、生产、运输和使用过程中存在的潜在失效模式及其潜在后果，以便于控制风险和实现品质、效率和安全等目标。所谓失效模式，指的是产品或服务可能出现的各种失效方式和原因；而失效效果，则是指这些失效对于终端用户、环境和系统等各种影响和危害。FMEA可以应用于各种行业和领域，如制造、医疗、汽车、航空航天、电子、金融等。

2、历史背景

FMEA最早起源于1960年代的美国太空总署（NASA）的工程项目管理中，目的是减少太空飞行任务的失败率和误差。从那时起，FMEA已经成为制造和服务质量管理中标准的工具，包括了ISO 9000 和TS 16949质量认证体系的要求。

二、FMEA的作用

1、风险管理

FMEA的核心目标是管理和控制风险。对于企业，风险管理可以减少损失和增加利润，提高企业的生存和发展能力。FMEA可以帮助企业及时发现潜在的失效模式和效果，制定相应的控制措施，降低失效率和质量成本，增加用户的满意度和忠诚度。

2、品质改进

FMEA可以帮助企业发现产品或服务存在的潜在问题，识别制造或服务过程中存在的不良因素，从而在设计和生产过程中实施相应的改进措施，增加产品的可靠性、性能和用户体验。FMEA还可以帮助企业加强团队合作和沟通，提高管理水平和效率。

3、成本控制

FMEA可以帮助企业省去返工和重做等不必要的成本，及时发现和识别生产和服务过程中的问题，降低废品率和维修成本，提高资产利用率和资源优化。

失效模式分析案例

失效模式分析（FMEA）是一种系统性的方法，用于识别和评估产品或系统中

可能出现的失效模式，以便采取预防措施。在本文中，我们将通过一个实际案例来说明失效模式分析的应用。

案例背景：

某汽车制造公司在生产过程中发现了一款新车型的发动机故障率较高，严重影

响了产品质量和客户满意度。为了解决这一问题，公司决定对发动机的失效模式进行分析，以便采取相应的改进措施。

失效模式分析步骤：

1. 确定失效模式，首先，我们需要明确发动机可能出现的失效模式。这包括发

动机无法启动、功率下降、异常噪音等。通过对历史故障数据和客户投诉进行分析，可以确定发动机的主要失效模式。

2. 评估失效影响，针对每种失效模式，我们需要评估其对产品性能、安全性和

可靠性的影响程度。比如，发动机无法启动可能导致车辆无法行驶，功率下降可能影响车辆加速性能等。

3. 确定失效原因，针对每种失效模式，我们需要进一步分析其可能的原因。这

可能涉及到设计缺陷、制造工艺问题、零部件质量等方面。通过对失效原因的分析，可以帮助我们找到根本解决问题的方法。

4. 制定改进措施，最后，针对每种失效模式和其原因，我们需要制定相应的改

进措施。比如，针对发动机无法启动的失效模式，我们可以加强电路连接的稳定性；针对功率下降的失效模式，我们可以优化燃烧系统设计等。

案例结论：

通过失效模式分析，我们发现发动机故障的主要原因是由于燃油系统设计不当导致的，公司针对这一问题进行了改进，包括优化燃油喷射系统和提高燃油滤清器的过滤效果等措施。经过改进后，新车型的发动机故障率明显下降，客户满意度得到了提升。

失效模式分析步骤

步骤四：评估失效模式的可能性和影响
总结词：量化评估
详细描述：对失效模式的可能性和影响进行量化评估是关键环节。这包括失效发生的概率、失效发生时的影响程度等。通过合理的评估，可以确定失效模式的重要性和优先级，为制定相应的预防和改进措施提供依据。
步骤五：制定相应的预防和改进措施
总结词
预防与改进
VS
04
结论
失效模式分析的重要性和意义
失效模式分析是产品质量控制的重要手段，通过对产品或过程的失效模式进行分析，可以发现潜在的问题和隐患，从而采取有效的措施进行改进和预防，提高产品的可靠性和安全性。
失效模式分析有助于企业提前发现和解决问题，减少维修和召回等成本，提高产品质量和客户满意度，增强企业的竞争力和市场地位。
在工业生产过程中，失效模式分析可以帮助识别潜在的失效模式，如设备故障、工艺不稳定等。
通过失效模式分析，可以发现并解决生产过程中的问题，从而提高产品质量和可靠性。
制定预防措施
基于对失效模式的深入分析，可以制定针对性的预防措施，如定期维护、更换易损件等，以降低失效风险。
软件开发中的应用
需求分析
失效模式分析的定义
• 定义：失效模式分析是对产品或过程中可能发生的失效模式的识别、评估和消除的过程。它通过分析各种潜在的失效模式，为设计和生产提供改进依据，从而提高产品的可靠性和安全性。

失效模式分析

4-12
4-13
4-14
4-15
§4.3 严重度分析
一、定性分析
A级，常发生。单一失效模式发生概率大于系统总失效概率的20%。
B级，较常发生。单一失效模式发生概率在系统总失效概率的10%~20%。
C级，偶尔发生。单一失效模式发生概率在系统总失效概率的1%~10%。
D级，很少发生。单一失效模式发生概率在系统总失效概率的0.1%~1%。
4-9
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
4-10
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
发生概严重性率
可能措施
0.0006
严重
严格控制原材料质量，消除缺陷。进行耐压试验，采用合理包装，在运输中保护发动机
0.0001
严重
严格控制生产过程，确保工艺质量，严格控制在极限温度之内存储和使用。
0.0001
严重
严格执行正常清洗程序，机巧清洗后严格检验，确保清除一切沾染物
4-11
FMECA

失效模式与效果分析

试验与验证
通过试验和验证，发现产品或过程中的失效模Βιβλιοθήκη Baidu，并及时采取措施进行改进和优化。
预防措施
针对潜在的失效模式，制定预防措施，如加强质量控制、定期维护和检查等，以降低失效模式的发生概率。
失效模式分析方法
02
总结词
FMEA是一种预防性的质量工具，用于识别产品或过程中潜在的失效模式，并评估它们对系统性能的影响。
识别潜在失效模式
针对识别出的失效模式，制定相应的预防措施，如改进设计、加强过程控制等。
制定预防措施
采取有效的控制方法，如定期检查、监控和测量等，确保预防措施得到有效执行。
实施控制方法
收集反馈信息
通过收集客户反馈、过程数据和质量检查结果等信息，了解失效模式的发生情况。
制定改进方案
根据分析结果，制定针对性的改进方案，优化产品设计、过程和系统。
详细描述
VS
除了上述方法外，还有许多其他失效模式分析方法，如故障模式、效应和危害性分析（FMECA）、危害性分析和关键控制点（HACCP）等。
详细描述
这些分析方法各有特点和适用范围，可根据具体需求选择适合的分析方法。它们共同的目标是识别潜在的失效模式，评估其影响，并采取措施降低风险，提高产品或过程的可靠性和安全性。
改进措施制定
针对关键失效模式，制定相应的改进措施，包括设计优化、材料替换、工艺改进等。

失效模式分析

的因素
得出结论
收集数据：收集与失效模式相关的数据，包括失效模式、失效原因、失效后果等
分析数据：对收集到的数据进行分析，找出失效模式之间的关联关系和失效原因
建立模型：根据分析结果，建立失效模式分析模型，用于预测和评估失效风险
得出结论：根据模型预测和评估结果，得出失效模式分析的结论，为改进产品设计和生产提供依据
设备维护保养
制定维护保养计划，预防失效模
式发生
培训员工正确操作设备，降低设备失
效风险
定期检查设备，发现潜在失效模
式
及时更换磨损或损坏的零部件，确保
设备正常运行
定期进行设备性能测试，确保设备安
全可靠
风险评估与预防
识别潜在失效模式：识别可能导致产品或系统失效的各种模式
01
04
实施预防措施：在实际生产过程中，实施制定的预防措施，降低失效风险
制定改进措施。
02
故障树分析法（FTA）：通过构建故障树，分析产品或过程的故障原因和失效模式，评估风险并
制定改进措施。
03
失效数据收集与分析：收集产品或过程的失效数据，分析失效原因和失效模式，评估风险并制定改进措施。
04
实验设计法（DOE）：通过设计实验，分析产品或过程的失效原因和失效模式，评估风险并
03

失效模式及影响分析

可检测性评估：评估在产品使用前能否检测到失效模式
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
可能性评估：评估失效模式发生的概率和频率
风险优先级评估：根据严重性、可能性和可检测性评估，确定失效模式的优先级并进行排序
失效模式控制
失效模式的控制方法
制定控制计划：明确控制方法、频次和责任人
定期检查：对关键过程和产品进行定期检查，及时发现并处理失效模式
失效模式及影响分析
汇报人：
目录
失效模式概述
01 失效模式评估 04 失效模式识别
02 失效模式控制 05 失效模式分析
03
失效模式概述
失效模式的定义
失效模式是指产品或过程中潜在的故障或缺陷
失效模式可能对安全性、可靠性和符合性产生影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
失效模式可能导致产品或过程性能下降或失效
失效模式评估
失效模式的评估方法
风险优先数评估法：根据失效模式对产品质量和安全的影响程度，确定其优先级，以便优先处理高风险失效模式。
严重度、发生度和检测度评估法：对失效模式的严重度、发生度和检测度进行评估，确定改进措施的优先级。
失效模式概率评估法：预测失效模式发生的概率，以便制定相应的预防措施，降低失效风险。