2.5故障类型、影响和危险度分析(FMEA)解读
故障模式与影响分析(FMEA)：精益风险管理
故障模式与影响分析(FMEA)：精益风险管理故障模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是一种用于系统化识别和评估潜在故障及其潜在影响的方法。
在现代制造业和服务业中，FMEA被广泛应用于产品设计阶段、生产过程和服务提供过程中，以帮助组织有效管理风险，提高产品和服务的质量，实现精益生产和管理。
FMEA的核心概念FMEA的核心概念包括故障模式、故障原因、故障影响和风险等级。
故障模式是指产品或过程可能出现的所有类型的故障。
故障原因是导致故障模式发生的根本原因。
故障影响是指故障对产品性能、安全性或可靠性造成的影响程度。
风险等级则是根据故障的可能性、严重性和检测难度来评估和分类风险。
FMEA的步骤FMEA通常包括以下步骤：1.确定分析范围：明确定义分析的范围和目标，包括产品、过程或服务的特定方面。
2.识别潜在故障模式：确定可能发生的故障模式，并对其进行描述和分类。
3.评估故障影响：分析故障的潜在影响，包括对产品性能、安全性或可靠性的影响。
4.评估风险：根据故障的可能性、严重性和检测难度等因素，评估和分类风险等级。
5.制定改进措施：制定和实施减轻或消除潜在风险的改进措施。
6.跟踪与监控：跟踪和监控已实施改进措施的效果，定期审查和更新FMEA过程。
FMEA的应用FMEA在精益风险管理中的应用具有重要意义。
通过FMEA，组织能够：•提前识别风险：通过分析潜在的故障模式和影响，组织可以提前识别可能存在的风险，从而采取预防性措施。
•优化产品设计：在产品设计阶段应用FMEA，可以帮助设计团队识别潜在故障模式，改进设计，提高产品的可靠性和质量。
•改进生产过程：在生产过程中应用FMEA，可以帮助组织识别潜在生产故障，优化生产工艺流程，减少生产中的故障率。
•提高客户满意度：通过有效的风险管理，组织可以提高产品和服务的质量和可靠性，提升客户满意度。
结语故障模式与影响分析(FMEA)作为一种精益风险管理工具，在现代企业管理中扮演着重要的角色。
质量控制的FMEA故障模式与影响分析
提供改进方向
FMEA通过分析故障模式及其影响，为企业 提供明确的改进方向和优先级排序，有助于 企业有针对性地开展改进工作，提高改进效 果。
THANKS
流程改进
在生产或服务流程中， FMEA可用来识别潜在的问 题点，优化流程，提高生产 效率和质量。
项目管理
在项目实施过程中，FMEA 可用来评估项目风险，制定 风险应对策略，确保项目顺 利进行。
服务行业
在服务行业中，FMEA可用 来评估服务流程中的潜在问 题，提高服务质量和客户满 意度。
02 FMEA的步骤
05 FMEA的改进措施
设计改进措施
优化产品设计
通过分析故障模式，对产品设计进行优化，降低产品 故障风险。
引入新设计理念
利用新技术、新材料等手段，提高产品的可靠性和性 能。
强化设计验证
增加设计验证环节，确保设计符合预期要求，降低设 计缺陷。
过程改进措施
优化生产流程
通过改进生产流程，降低生产过程中的故障风 险。
VS
矩阵横轴列出故障模式，纵轴列出产 品或过程的功能，通过评估每个故障 模式对每个功能的影响，确定故障模 式的严重度（S）、发生频率（O） 和检测难度（D），进而计算风险优 先数（RPN）。
风险优先数（RPN）
风险优先数是一个数值，用于量化潜 在故障模式的风险，通过将严重度、 发生频率和检测难度的数值相乘得到 。
04 FMEA的实践应用
产品开发过程中的FMEA应用
故障模式识别
在产品开发阶段，FMEA分析有助 于识别潜在的故障模式，包括设 计、制造、装配和使用过程中可 能出现的问题。
风险优先级排序
根据故障模式的发生概率和影响 程度，FMEA可以对风险进行优先 级排序，为后续设计和改进提供 依据。
风险评估技术-失效模式和效应分析(FMEA)及失效模式、效应和危害度分析(FMECA)
失效模式和效应分析（FMEA及失效模式、效应和危害度分析（FMECA）1 概述失效模式和效应分析（Failure Mode and Effect Analysis ，简称FMEA）是用来识别组件或系统未能达到其设计意图的方法。
FMEA 用于识别：•系统各部分所有潜在的失效模式（失效模式是被观察到的是失误或操作不当）；•这些故障对系统的影响；• 故障原因；• 如何避免故障及 /或减弱故障对系统的影响。
失效模式、效应和危害度分析（Failure Mode and Effect and Criticality Analysis ，简称 FMECA）拓展了 FMEA 的使用范围。
根据其重要性和危害程度，FMECA 可对每种被识别的失效模式进行排序。
这种分析通常是定性或半定量的，但是使用实际故障率也可以定量化。
2 用途FMEA 有几种应用：用于部件和产品的设计（或产品） FM EA ；用于系统的系统FMEA ;用于制造和组装过程的过程 FMEA ;服务FMEA和软件FMEA。
FMEA/ FMECA 可以在系统的设计、制造或运行过程中使用。
然而，为了提高可靠性，改进在设计阶段更容易实施。
FMEA/ FMECA 也适用于过程和程序。
例如，它被用来识别潜在医疗保健系统中的错误和维修程序中的失败。
FMEA/FMECA 可用来：•协助挑选具有高可靠性的替代性设计方案;•确保所有的失效模式及其对运行成功的影响得到分析;•列出潜在的故障并识别其影响的严重性;•为测试及维修工作的规划提供依据;• 为定量的可靠性及可用性分析提供依据。
它大多用于实体系统中的组件故障，但是也可以用来识别人为失效模式及影响。
FMEA 及 FMECA 可以为其他分析技术，例如定性及定量的故障树分析提供输入数据。
3 输入数据FMEA 及 FMECA 需要有关系统组件足够详细的信息，以便对各组件出现故障的方式进行有意义的分析。
信息可能包括：• 正在分析的系统及系统组件的图形，或者过程步骤的流程图；• 了解过程中每一步或系统组成部分的功能；• 可能影响运行的过程及环境参数的详细信息；• 对特定故障结果的了解；• 有关故障的历史信息，包括现有的故障率数据。
工业机器故障模式与影响分析FMEA
工业机器故障模式与影响分析FMEA 工业机器在生产过程中经常会出现各种故障，这些故障不仅会导致生产效率低下，还会带来安全隐患和经济损失。
为了有效地预防和处理机器故障，FMEA被引入到工业生产中进行故障模式与影响分析。
FMEA是故障模式和影响分析（Failure Mode and Effects Analysis）的缩写，是一种系统性的分析方法，通过识别故障模式、评估故障的可能性和影响，找出可能产生故障的原因，最后确定相应的改进措施和优化方案，从而提高机器的可靠性和工作效率。
一、故障模式在FMEA分析中，首先需要确定机器的故障模式。
故障模式指的是机器出现故障的方式或形式。
常见的故障模式有以下几种：1. 功能失效：机器某项功能无法正常运行或无法达到预期效果。
2. 部件失效：机器内部的某个部件或元件失效或损坏，导致机器无法正常运转。
3. 装置失灵：机器内部的某个装置失灵，如控制装置、传动装置等。
4. 过程失常：机器在生产过程中出现异常，如振动、冲击、温度升高等。
5. 人为因素：机器故障可能与人为操作不当或使用不当有关。
二、影响分析FMEA的第二步是进行影响分析，即对故障产生的影响进行评估。
影响分析包括以下几个方面：1. 安全影响：机器故障可能导致人员伤害、火灾或环境污染等安全风险。
2. 质量影响：机器故障可能导致产品质量问题，从而影响客户满意度和市场竞争力。
3. 生产影响：机器故障可能导致生产线停机或生产制造延误，从而影响企业的生产效率和经济效益。
4. 维修影响：机器故障可能需要维修或更换零部件，从而带来维修成本和维修时间等影响。
三、原因分析确定机器故障模式和影响之后，需要对故障产生的原因进行深入分析，找出故障的根本原因。
常用的原因分析方法有5W1H分析法和鱼骨图法。
5W1H分析法是指将问题的Who、What、When、Where、Why和How几个关键问题进行分析，找出问题发生的原因和问题解决的策略。
故障类型与影响分析(FMEA)
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.6 FMEA的基本方法
➢ 产品更改：结构更改、材料更改、参数更改 ➢ 过程更改：工艺流程、工艺方法
➢ 现有产品/过程应用于新的环境、场所时
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.2 实施FMEA的目的 ➢ FMEA 是分析某一机械设备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。 ➢ FMEA的目的是：
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.4 FMEA的特点
1）FMEA是事前行为
➢ 通过FMEA确定的措施为预防措施； ➢ 各类失效模式均为“潜在”，即可能会发生； ➢ 潜在失效模式是凭经验和对以往事故的评估获得；
2）FMEA是为各类设计/更改设计做准备的活动
➢ FMEA是对“设计策划”环节的补充活动； ➢ 在设计策划过程中，通过FMEA明确如何使顾客满意；
➢ 评价产品和过程的潜在失效模式以及该失效后果； ➢ 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施； ➢ 将全部过程形成文件。
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.3 FMEA的作用
1) 全面找出一切的、可能的失效模式； 2) 有助于发现设备本身的问题，给出失效模式的风险评估顺 序，提供改进的优先控制措施，从而引导资源去解决需要优先解 决的问题； 3）利于预防性维护和保养，从而避免和减少因不恰当地维修 带来的损失，降低生产运行与维护成本。
故障类型和影响分析
故障类型和影响分析（FMEA）1、故障类型影响分析的特点及优缺点：1)能够明确地表示出局部的故障讲给系统整体的影响，确定对系统安全性给予致命影响的故障部位。
因此，对组成单元或子系统可靠性的要求更加明确，并且能够提出它们的重要度。
利用FMEA也很容易从逻辑上发现设计方面遗漏和疏忽的问题。
2)能用定性分析法来判断可靠性和安全性的大小或优劣，并能提出问题和评价其重要度。
3)FMEA法不仅用于产品设计、制造、可靠性设计等方面，而且还可以把设计和质量管理、可靠性管理等活动有机连接起来。
因此，对系统规定评价是非常有利的。
4)应用时，若把重要的故障类型忽略了，则所进行的分析，特别是所进行的预测将是徒劳无用的。
所以，对重要故障类型不能忽略。
5)为定量地进行系统安全性预测、评价和其他安全性研究提供一定的数据资料。
2、FMEA基本原理：1)故障类型：运行过程中的故障；过早地启动；规定的时间内不能启动；规定的时间内不能停车；运行能力降低、超量或受阻。
2)造成原件发生故障的原因：设计上的缺点；制造上的确定；质量管理方面的缺点；使用上的缺点；维修方面的缺点。
3)故障等级：A简单划分时利用下表故障类型分级表故障等级影响程度可能造成的危害或损坏Ⅰ级致命性可能造成死亡或系统损坏Ⅱ级严重性可能造成严重伤害、严重职业病或主要系统损坏Ⅲ级临界性可造成轻伤、轻职业病或次要系统损坏Ⅳ级可忽略性不会造成伤害和职业病，系统也不会损坏B评点法上述方法中的每一项有经验来判断，也可用下面的公式来算：评点参考表评点因素内容点数故障影响大小F1造成生命损失 5.0造成相当素食 3.0功能损失 1.0对系统造成的影响F2对系统造成二个以上的重大影响 2.0对系统造成一个以上的重大影响 1.0对系统无太大影响0.5故障发生的概率F3易于发生 1.5能够发生 1.不太发生0.7防止故障的可能性F4不能 1.3严重度的等级与内容I级：故障概率很低，元件操作期间出现机会可以忽略。
故障类型和影响分析
故障类型和影响分析内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）故障类型和影响分析（FMEA）1、故障类型影响分析的特点及优缺点：1)能够明确地表示出局部的故障讲给系统整体的影响，确定对系统安全性给予致命影响的故障部位。
因此，对组成单元或子系统可靠性的要求更加明确，并且能够提出它们的重要度。
利用FMEA也很容易从逻辑上发现设计方面遗漏和疏忽的问题。
2)能用定性分析法来判断可靠性和安全性的大小或优劣，并能提出问题和评价其重要度。
3)FMEA法不仅用于产品设计、制造、可靠性设计等方面，而且还可以把设计和质量管理、可靠性管理等活动有机连接起来。
因此，对系统规定评价是非常有利的。
4)应用时，若把重要的故障类型忽略了，则所进行的分析，特别是所进行的预测将是徒劳无用的。
所以，对重要故障类型不能忽略。
5)为定量地进行系统安全性预测、评价和其他安全性研究提供一定的数据资料。
2、FMEA基本原理：1)故障类型：运行过程中的故障；过早地启动；规定的时间内不能启动；规定的时间内不能停车；运行能力降低、超量或受阻。
2)造成原件发生故障的原因：设计上的缺点；制造上的确定；质量管理方面的缺点；使用上的缺点；维修方面的缺点。
3)故障等级：A简单划分时利用下表故障类型分级表i(0~10)B评点法C S=√C1?C2?…?C i上述方法中的每一项有经验来判断，也可用下面的公式来算：C S=F1+F2+F3+F4+F5评点参考表C风险矩阵法严重度的等级与内容用定性方法给故障概率分类的原则是：I级：故障概率很低，元件操作期间出现机会可以忽略。
II级：故障概率低，元件操作期间不易出现。
III级：故障概率中等，元件操作期间出现机会可达到50%。
IV级：故障概率高，元件操作期间易出现。
用定量方法给故障概率分类的原则是：I级：在元件工作期间，任何单个故障类型出现的概率少于全部故障概率的。
II级：在元件工作期间，任何单个故障类型出现的概率多于全部故障概率的，而少于。
故障模式与影响分析(FMEA)
故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA）是一种常用的系统性风险管理工具，用于预测和评估产品或过程中的故障模式及其对可靠性和安全性的影响。
本文将介绍FMEA的基本原理、应用步骤和优点。
一、FMEA的基本原理FMEA是一种基于预防性思维的方法，旨在通过识别和分析潜在故障模式，预测其影响，并提出相应的措施进行改进。
其基本原理如下：1. 识别故障模式：通过分析产品或过程的各个组成部分，确定可能存在的故障模式。
这些故障模式可以是机械、电气、软件、人为等方面引起的。
2. 评估故障后果：对于每个故障模式，评估其对产品或过程功能、性能、安全性和可靠性的影响。
这包括了故障的概率、持续时间、可检测性等指标。
3. 确定风险优先级：根据故障发生的概率和影响的严重程度，为每个故障模式分配风险优先级。
这有助于确定哪些风险需要优先考虑和解决。
4. 提出改进措施：针对高风险的故障模式，制定相应的改进措施，以降低其发生的概率或减小其影响。
这包括了工艺改进、设计优化、培训提升等方面的措施。
5. 追踪和监控：实施改进措施后，需要进行追踪和监控，以确保其有效性，并及时进行修正和改进。
二、FMEA的应用步骤进行FMEA分析时，一般可以按照以下步骤进行：1. 确定分析范围：明确要进行FMEA分析的产品或过程的范围，并明确参与分析的团队成员和责任。
2. 组织分析团队：组建一个跨职能的分析团队，包括设计、工艺、质量、安全等相关岗位的专业人员，以确保全面性和全局性的分析。
3. 识别故障模式：对于每个组成部分，识别可能存在的故障模式，并编制故障模式清单。
4. 评估故障后果：对每个故障模式，评估其对功能、性能、安全性和可靠性的影响，并确定相应的评分。
5. 确定风险优先级：根据故障发生的概率和影响的严重程度，计算每个故障模式的风险优先级。
6. 制定改进措施：根据高风险故障模式，制定相应的改进措施，并明确实施的责任人和时间节点。
故障类型和影响分
故障类型和影响分析WJL故障类型及影响分析（FMEA）2016年10月8日深圳南山故障类型及影响分析（Falure Mode & Effect Anlysis,FMEA）是一种广泛使用的非常重要的系统安全分析方法。
我国国家军用标准中明确指出：FMEA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之一。
1. 目的故障类型及影响分析的目的是辨识设备或系统的故障及每种故障模式对系统或装置造成的影响。
评价人员通常提出增加设备可靠性的建议，进而提出工艺安全对策。
2. 基本概念2.1 故障：一般指元件、子系统或系统在规定的运行时间和条件内，达不到设计规定功能的情况。
2.2 故障类型：系统、子系统或元件的每一种故障的形式称为故障类型。
例如，一个阀门故障可以有四种故障类型：内漏、外漏、打不开、关不严。
表2-1列出了一般故障类型的分类，各种故障类型一般可按表中分类考虑。
表2-1 故障类型及原因故障类型运行过程中的故障各类故障细分故障原因1.过早的启动2.规定的时间内不能启动3.规定的时间内不能停车4.运行能力降级、超量或受阻1.构造方面的故障、物理性咬紧、振动、不能定位、不能打开、不能关闭2.打开时故障、关闭时故障3.内部泄漏、外部泄漏4.高于允许偏差、低于允许偏差5.反向动作、间歇动作、误动作、误指示6.流向偏向一侧、传动不良、停不下来1.设计上的缺陷（由于设计上的技术先天不足，或者图样不完善等）2.制造上的缺陷（加工方法不当或者组装上的失误）3.质量管理上缺陷（检查不够或失误以及管理不当）4.使用上的缺陷（误操作或未按设计条件操作）5.维修方面或7.不能启动、不能切换、过早启动、动作滞后8.输入量过大、输入量过小、输出量过大、输出量过小9.电路短路、电路开路10.漏电、其他检测程序不当6.维修方面的缺陷（维修操作失误或检修程序不当）2.3 故障等级：根据故障类型对系统或子系统影响的程度不同而划分的等级称为故障等级。
FMEA失效模式与影响分析
FMEA失效模式与影响分析FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)是一种常用的风险评估工具，可用于识别和分析系统、设计或过程故障的潜在模式和可能产生的影响，以确定并采取适当的预防和纠正措施。
本文将详细介绍FMEA的基本概念、方法和应用，并讨论它在实践中的重要性和效益。
FMEA通过系统化地考虑故障的可能原因、模式和后果，帮助组织在设计和制造过程中提前识别和解决问题。
它通常由跨职能和跨部门的团队完成，包括设计工程师、质量工程师、制造工程师和操作人员等，以确保不同专业领域的知识和经验得到综合考虑。
FMEA通常被分为三个关键步骤：识别失效模式、评估影响和确定纠正措施。
首先，团队成员需要通过分析设计、工艺和操作步骤等方面的潜在失效模式，识别可能的故障原因和模式。
然后，团队评估每个失效模式可能产生的影响，包括安全风险、质量问题、生产效率和客户满意度等。
最后，根据分析的结果，制定并实施纠正和预防措施，以减少潜在故障和最小化其影响。
FMEA的主要优势之一是它可以帮助组织在产品设计和制造的早期阶段发现和解决问题，从而降低成本和提高质量。
它可以鼓励团队在产品和过程设计过程中采用预测性思维，预见所有可能的故障情况，并采取相应的措施来减轻风险。
此外，FMEA还可以提高团队成员对系统和过程的理解，并促进团队合作和协作。
FMEA在许多不同的领域有广泛的应用，包括制造业、航空航天、汽车工业、医疗器械和服务行业等。
例如，在制造业中，FMEA可以帮助工程师和制造商识别可能导致零部件或组件失效的潜在原因，并采取措施降低失败的可能性。
在医疗器械领域，FMEA可以用于评估手术过程中存在的潜在风险，以减少手术失误的机会。
然而，FMEA也存在一些限制和挑战。
首先，进行FMEA需要大量的时间和资源，特别是当涉及到复杂的系统和过程时。
此外，FMEA的准确性也取决于团队成员的经验和知识，因此需要保证团队成员具备适当的培训和专业背景。
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
故障类型及影响分析(FMEA)法
故障类型及影响分析（FMEA）法定义：对系统或产品各个组成部分，按一定顺序进行系统分析和考察，查出系统中各个系统或元件可能发生的各种故障类型，并分析它们对单位或产品的功能造成的影响，提出可能采取的改进措施，以提高系统或产品的可靠性和安全性的方法。
适用于对装置、设备的分析。
故障类型分析法：
计算致命点数:CE=F1×F2×F3×F4×F5 式中:CE---致命点数；
F1---故障及事故影响大小。
F2---对装置(系统、子系统、单元)造成的影响。
F3---故障或事故发生的频度。
F4---防止故障或事故的难易程度。
F5---是否为新技术、新设备或对系统熟悉程度。
CE及F1~F5数值由表1、表2给出。
与事故或故障等级评价（表1）
C
E
判别准则：故障或事故等级重大（Ⅱ）以上的为重大风险。
致命度评点标准
致命度评点标准（表2）
故障类型及影响分析（FMEA）表
单位：年月
填表人：车间领导：。
分析及评价方法-故障类型和影响分析(FMEA)
分析及评价方法-故障类型和影响分析(FMEA) FMEA是一种归纳分析法，主要是在设计阶段对系统的各个组成部分，即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的重要度，以便采取措施予以防止和消除。
FMEA也是一种自下而上的分析方法。
如果对某些可能造成特别严重后果的故障类型单独拿出来分析，称为致命度分析(CA)。
FMEA与CA合称为FMECA。
FMECA通常也是采用安全分析表的形式分析故障类型、故障严重度、故障发生频率、控制事故措施等内容。
这种方法的特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的对策。
其基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障类型及其对人员、操作及整个系统的影响。
开始，这种方法主要用于设计阶段。
目前，在核电站、化工、机械、电子及仪表工业中都广泛使用了这种方法。
FMEA通常按预定的分析表逐项进行。
分析表如下所示。
故障类型及影响分析表见表元件名称故障类型运转阶段故障的影响危险严重度检测方法备注子系统系统功能人员按故障可能产生后果的严重程度(故障类型的影响程度)，可采用如下定性等级：1．安全的(一级)，不需要采取措施；2．临界的(二级)，有可能造成较轻的伤害和损坏，应采取措施；3．危险的(三级)，会造成人员伤亡和系统破坏，要立即采取措施；4．破坏性的(四级)，会造成灾难性事故，必须立即排除。
九、作业条件危险性评价法这是一种简单易行的评价人们在具有潜在危险性环境中作业时的危险性半定量评价方法。
它是用与系统风险率有关的三种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险大小的，这三种因素是：L-发生事故的可能性大小；E--人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C-一旦发生事故会造成的损失后果。
但是，要取得这三种因素的科学准确的数据，却是相当繁琐的过程。
为了简化评价过程，可采取半定量计值法，给三种因素的不同等级分别确定不同的分值，再以三个分值的乘积D来评价危险性的大小。
故障类型影响和致命度分析法(FMECA法)
故障类型影响和致命度分析法(FMECA法)
故障类型影响分析(简称FMEA) 是在系统设计前,对系统的各个组成部分进行分析,找出它们可能产生的故障和故障可能出现的状态,即故障类型,并查明各类型对整个系统的影响,判明故障的重要度,以便采取措施防止或消除故障的产生。
因此,这也是故障的事前调查,是一种定性分析。
若将致命度分析(CA法,一种概率计算) 用于该法中,就称为故障类型影响和致命度分析法,简称FMECA。
它可以确定系统中每个元件发生故障的概率,定量描述故障的影响。
该法的优点是书写格式简单,缺点是缺乏逻辑性,难以分析各个元素之间的影响,且当有两个以上的元素同时发生故障时,分析较困难。
故障类型影响和致命度分析法通常包括以下四方面：
(1) 掌握和了解对象系统；
(2) 对系统元件的故障类型和产生原因进行分析：找出所有可能的故障类型,找出每种故障类型的所有原因,然后确定系统元素的故障类型；
(3) 故障类型对系统和元件的影响；
(4) 汇总结果和提出改进措施。
下表是以起重机制动装置为例进行的故障类型影响和致命度分析。
表1 起重机制动装置故障类型影响和致命度分析(部分)。
故障类型及影响分析(FMEA)法在大型光伏电站安全生产管理中的应用
故障类型及影响分析（FMEA）法在大型光伏电站安全生产管理中的应用摘要：随着光伏发电产业的迅速发展，光伏电站在前期难免因成本控制及建设工期压缩而影响后期运行稳定。
一般光伏电站涉及运行寿命为20年，在运行初期、中期及后期因工程质量、设备质量及运行环境等因素，设备故障及发生概率也各有不同。
通过采用故障类型及影响分析法，对各个系统模块及设备原件故障进行综合分析，评价系统运行稳定性，并制定针对性的设备质量管控措施，从而减少设备故障率，预防电力设备安全事故，提高电站发电效益。
关键词：光伏电站；设备故障；分析1.故障类型及影响分析（FMEA）法简介故障类型及影响分析（Failure Modes and Effects Analysis，简称FMEA），又称“失效模式和影响分析”，是安全系统工程中重要分析方法之一，常应用于工业系统中潜在危险辨识和分析，能够对系统或设备部件可能发生的故障模式、危险因素、危险程度、影响范围、发生概率等进行全面的、系统的定性或定量分析。
2.故障类型分析法在大型光伏电站中的应用2.1系统划分（1）划分原则划分的原则是根据设备可能的故障原因划分到最小故障单元。
（2）光伏电站设备系统可分为三个主要子系统，即：发电系统、变电系统、输电系统。
将子系统按设备划分，再将设备按模块或元件细分成最小单元。
2.2故障等级划分故障等级是衡量故障对系统、人员和财产造成影响的尺度。
评定故障等级需考虑故障对财产造成损失的大小、影响范围及影响时间。
可按表2-1评定。
表2-1 故障等级划分表2.3故障概率故障概率一般统计一段时间段内的设备或模块故障次数，除以实际工作小时数计算概率级别。
对统计数据不足，缺乏代表性的，按表2-2进行分级。
表2-2 故障概率表3.应用举例通过对井溢50MWp光伏电站2017年全年设备故障发生情况的统计，参照故障概率表确定故障概率等级，利用FMEA分析法，分析情况如表3-1所示。
表3-1 井溢光伏电站2017年设备FMEA分析表通过分析可看出，井溢光伏电站在运行初期，发电系统容易发生设备故障，但故障造成的损失不大，可通过现场检修及时消除故障；变电系统初期运行设备较稳定，不易发生设备故障；输电系统初期主要为杆塔避雷器及绝缘子易发生故障造成线路停电，可通过避雷器选型及质量把控、线路维护或安装驱鸟防鸟设施避免发生故障。
故障类型影响和致命度分析分析解析
② 什么（What）：功能是什么？工作条件是 什么？与什么有关系？规范、标准是什么？在什 么条件下发生故障？将会发生什么样的故障？采 用什么样的检查方法？制定什么样的预防措施？
③ 谁（Who）：谁操作？故障一旦发生谁是受 害者？谁是加害者?影响到哪些功能？谁来实施 安全措施？
④ 何时（When）：何时发生故障？何时检测 安全装置？何时完成预防措施计划？
第一节FMEA 的含义及特点
2.FMEA 分析方法的特点
FMEA 是通过原因来分析系统故障。即用系统工程方法， 从元件的故障开始，由下向上逐次分析其可能发生的问 题，预测整个系统的故障，利用表格形式，找出不希望 的初始原因事件。
系统发生故障可能丧失其功能，FMEA 除考虑系统中组 成部分上下级的层次概念，如物理，时间空间关系，还 主要考虑功能关系。从可靠性的角度看，则侧重于建立 上级和下级的逻辑关系，因此FMEA 是以功能为中心， 以逻辑推理为重点的分析方法。
第三节FMEA 的分析步骤-说明
一般情况下，只有构成一个系统的子系统都能正常 运行，才能保证系统正常运行时，用串联形式把 子系统连接起来，如下图所示。
系统
子系统a
子系统b
子系统c
串联图
第三节FMEA 的分析步骤-说明
如果构成系统的任何一个子系统正常就能保证 系统正常，则用并联连接，如下图所示。
系统
间可规定为一定的期限，如一年、一月等；或根据大修间隔期； 完成一项任务的周期或其他被认为适应的期间来决定。
故障等级是衡量故障对系统任务、人员和财物安全造成影响的
尺度.
5.故障类型、故障机理与故障原因的关系
因原部内
故障原因
可动接触部位 固定接触部位 弹簧 线圈 壳体
故障类型和影响分析FMEA
故障类型及影响分析（FMEA）2016年10月8日深圳南山故障类型及影响分析（Falure Mode & Effect Anlysis,FMEA）是一种广泛使用的非常重要的系统安全分析方法。
我国国家军用标准中明确指出：FMEA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之一。
1. 目的故障类型及影响分析的目的是辨识设备或系统的故障及每种故障模式对系统或装置造成的影响。
评价人员通常提出增加设备可靠性的建议，进而提出工艺安全对策。
2. 基本概念2.1 故障：一般指元件、子系统或系统在规定的运行时间和条件内，达不到设计规定功能的情况。
2.2 故障类型：系统、子系统或元件的每一种故障的形式称为故障类型。
例如，一个阀门故障可以有四种故障类型：内漏、外漏、打不开、关不严。
表2-1列出了一般故障类型的分类，各种故障类型一般可按表中分类考虑。
表2-1 故障类型及原因2.3 故障等级：根据故障类型对系统或子系统影响的程度不同而划分的等级称为故障等级。
3. 故障类型分级方法3.1 定性分级方法通常，定性分级方法按故障类型对子系统或系统影响的严重程度分为四级（见表2-2）。
划分故障等级的目的主要是划分轻重缓急，以采取相应的对策，提高系统安全性。
3.2 半定量故障等级划分方法半定量的等级划分是依据损失的严重程度、故障的影响范围、故障发生的概率、防止故障的难易程度和工艺设计情况确定的。
在难以取得可靠性数据的情况下，可以采用评点法，此法简单，划分精确。
它从几个方面来考虑故障对系统的影响程度，用一定点数表示影响程度的大小，通过计算，求出故障等级。
评点数计算公式为：C s=i i C∙∙C∙C12式中 C i——因素系数，0＜C i＜10；C s——总点数，0＜C s＜10。
如何确定点数C i呢？可采取专家座谈会法，即由3-5位有经验的专家座谈讨论，提出该给C i什么数值，这种方法又称BS法（Brain Storming），意思是集中智慧。
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一个系统或产品从正常发展成事故有一个过程:正常~异常~征兆状态~故障
~事故。对产品、设备、元件的故障类型、产生原因及其影响应及时了解和掌 握，才能正确地采取相应措施。若忽略了某些故障类型，就可能因为没有采取
防止措施而发生事故。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤
FMEA分析步骤
一般说来,对关键的子系统可以分析得深些 ,次要的可以分析得浅些 ,有 的可以不分析。 对于复杂的系统,为了说明系统各部分之间功能的传输情况 ,以便于应用FMEA,通常 采用可靠性框图加以表示。 可靠性框图是从可靠性的角度建立的模型,它把实际系统的物理、空间要素与现象 表示为功能与功能之间的联系,尤其明确 了它们之间的逻辑关系,如图2-3所示。
分析对象
确定 分析层次
建立故障类型清单、分析故障 原因 及其影响
确定 故障等级
编制 分析文件
(1)了解分析对象，明确系统任务和组成 分析时首先要熟悉有关资料，从中了解系统的组成、任务、工艺流程等情况。查
出系统设备元件及其性能、运行条件以及正常和故障的条件，从每个硬件的故障类型
出发，研究它们对系统产生的影响。要熟悉子系统的性能及各子系统之间的相互关系， 并准备一些必要的资料: ①设计任务书及技术设计说明; ②有关此类生产的法令、标准、规范、制度; ③工艺流程，主要设备图纸及说明; ④同类系统的事故事例，预先危险性分析、图表及可靠性数据等。
发挥作用，一般都要经历规划、设计、选材、加工制造、装配、检验、包装、
储存、运输、安装、调试、使用、维修等多个环节，每一个环节都有可能出现 缺陷、失误、偏差与损伤，这就有可能使产品存在隐患，即处于一种可能发生
故障的状态。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)
1.分析内容(2/2)
故障类型:就是故障出现的状态，也就是故障的表现形式，一般可以从以 下几方面考虑: (1)运行过程中的故障; (2)过早地启动; (3)规定时间不能启动; (4)规定时间不能停车; (5)运行能力降级超量或受阻。 从安全角度来说，事故、灾害是指“故障引起的人身伤亡和物质财产的损 失”。也就是说，故障是事故、灾害的原因。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)
1.分析内容(1/2)
故障模式和影响分析用于分析系统发生影响的所有单元的故障,并且研究 这些故障的影响，进而指明每种故障发生的模式及其对系统运行所产生的影响 程度。 这种方法的特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的 对策。其基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障类型及其对人 员、操作及整个系统的影响。 故障:就是元件、组件、子系统、系统某种功能失效和损失，在运行时不 能达到预期要求，因而完不成任务。 系统或产品发生故障有多方面原因，以机电产品为例，从其制造、产出和
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(1/3) 系统根据一定的方式从高到底进一步划分为子系统、单元、组件、元件等层次，系 统的复杂程度不同，需要进行分析的精确程度也不同，则将要进行分析的层次也就不 同。分析开始时就要次的故障类型及影响分析(以汽车系统为例)。
2.5 故障类型、影响和危险度分析
2.5.1基本原理 故障类型及影响分析(Failure Modsl & Effects Analysis,FMEA)是对系统的各组成部分、 元素进行的分析。系统的组成部分或元素在运行过程中往往可能发生不同类型的故障 ,对系 统产生不同的影响。 这种分析方法首先找出系统中各组成部分及元素可能发生的故障及其类型,查明各种类 型故障对邻近部分或元素的影响以及最终对系统的影响 ,然后提出避免或减少这些影响的措 施。 故障类型和影响分析最初只能做定性分析 ,后来在分析中包括了故障发生难易程度的评 价或发生的概率。更进一步地把它与危险度分析(Critical Analysis)结合起来,构成故障类型和 影响、危险度分析(Failure Modes,Effects and Criticality Analysis,FMECA)。这样,如 果确定了每个元素故障发生概率,就可以确定设备、系统或装置的故障发生概率,从而定量地 描述故障的影响。 1957年美国开始在飞机发动机设计中使用 FMEA法。2O世纪 60年代这种方法被广泛用于 航天产业的研发,为登月计划起到了不可估量的作用。后来美国航空航天局和陆军在确定工 程项目时,都要求承包方提供故障类型和危险度分析资料,航空航天局还把FMECA作为保证宇 宙飞船硬件可靠性的基本方法。 尽管该方法是由可靠性发展起来的 ,但目前已在核电站、动力工业、仪器仪表工业中得 到广泛应用,在化学工业应用也有明显的效果。
2.5 故障类型、影响和危险度分析
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(3/3)
该可靠性框图说明了以下问题: ①主系统分成了三个子系统，即10,20,30，每一个子系统发生故障都会对主系统发生影响。 ②子系统10包括三个组件:11,12,13。 ③组件11受元件01A,01B,02,03,04,05和06的影响，它们在串联的情况下进行工作。 ④元件01A和01B相同，是冗余系统。 ⑤元件02由两个零件a和b组成。 ⑥从功能上看，元件03受元件07和其他系统的影响。 ⑦虚线所包含的零件04在特定情况下发生作用。 ⑧元件05和06是备件，在某些特定情况下，05发生故障时，06起作用。 ⑨元件07在正常运转时不发生作用。 从框图可以明确看出分析系统、子系统、元件间的分析层次。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤
(2)确定分析的层次(2/3)
由图2-2可以看出,在各分析层次中,由于故障所在层次不同,故障类型对上一层影响 和对下一层的故障原因追究深度也不相同。
如果分析的层次太浅,就会漏掉重要的故障类型,得不到有用的资料;反之,若分析得
过深,一切都分析到元件 ,则会造成结果繁杂,费时太多 ,同时对制定措施也带来了困难。