故障类型和影响分析(FMEA)
故障类型及影响分析
故障 等级
影响 程度
Ⅰ级 可忽略的 Ⅱ级 临界的 Ⅲ级 危险的
Ⅳ级 破坏性的
可能造成的伤害和损失
不会造成人身伤害和职业病，系统也不会 受损，不需要采取措施 可能致人轻伤成轻度职业病，次要系统损 坏，应采取措施 会造成人员伤亡和系统破坏，应立即采取 措施
会造成灾害性事故，整个系统损坏，必须 立即排除
2.3.3 分析步骤
定为一年或一个月，有的用大修为间隔期
• 故障概率的分类有定量和定性两种方法
故障概率等级
故障出现的机会
Ⅰ级 概率很低 Ⅱ级 概率低 Ⅲ级 概率中等 Ⅳ级 概率高
元件操作期间故障出现的机会可以忽略 元件操作期间故障不易出现 元件操作期间故障出现的机会为中等 元件操作期间故障容易出现
故障率等级的划分
故障概率定量分级原则：
5W1H 方 法 ： Who 、 When 、 Where 、 What 、 Why、How，以提问的方式来完成对故障的思考
五、研究故障检测方法
设定故障后，检测故障表征的异常状态 例如：设备声音的变化、保护装置、状态监 测等
六、确定故障等级
1、简单划分，见前述“故障等级”的内容 2、评点法 3、风险矩阵法
二、确定分析的层次
• 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 因追究深度不相同
三、绘制功能和可靠性框图
• 可靠性框图是把实 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，明确相互 关系
四、建立故障类型清单、分析故障类型与影响
分析过程的基本出发点，不是从故障已发生开始考虑，而 是分析现有设计方案，会有哪种故障发生，即对每一种输 出功能的偏差，预测可能发生什么故障，对部件、子系统、 系统有什么影响及其程度，列出认为可能发生的全部故障 类型
故障类型和影响分析方法
危害性矩阵
① 危害性矩阵用来确定和比较每一故障模式的危害程度，
进而为确定改进措施的先后顺序提供依据。
② 矩阵图的横坐标用严重度类别表示，纵坐标用产品危害
度Cr 或故障模式发生概率等级表示。其示例如图4-3 所示。
图4-3 危害性矩阵示例
③ 将产品或故障模式编码参照其严酷度类别及故障模式发生
概率或产品的危害度标在矩阵的相应位置，这样绘制的矩阵
的综合度量。
CA 分析方法
危害性分析有定性分析和定量分析两种方法。究竟 选择哪种方法，应根据具体情况决定。
在不能获得产品技术状态数据或故障率数据的情况 下，可选择定性的分析方法。若可以获得产品的这 些数据，则应以定量的方法计算并分析危害度。
1）定性分析法。 在得不到产品技术状态数据或故障率数据的情况下，可以按 故障模式发生的概率来评价FMEA 中确定的故障模式。此时， 将各故障模式的发生概率按一定的规定分成不同的等级。故 障模式的发生概率等级按如下规定：
FMEA（FMECA）优点：
① 它是用于产品研制的全过程，适用于研制中的各个 阶段，是用于电气、机械、民用、宇航等专业； ② 它可以帮助研制人员把失效及影响减少到最小，从 而提高产品或系统的可靠性水平； ③ FMEA的原理简单，方法简便，基本是定性分析，也 可进行定量分析； ④ 应用FMEA（FMECA）的实际效果较大，国外早就列入 产品研制，我国亦即把FMECA定为国标； ⑤ 它可以在一定程度上反映人的因素（如操作上）所 引起的失误等； ⑥ 它是其他失效分析的基础之一，它既可以独立使用， 也可作为可靠性定量分析方法的补充和保证。若与其他失效 分析法综合使用，其收获会更大。
（FMEA） 方法中的几个术语
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。
安全评价系列讲座故障类型及影响分析FailureModeandEffecnalysisFME
安全评价系列讲座故障类型及影响分析F a i l u r e M o d e a n d E f f ec n a l y s i s F M E集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-安全评价系列讲座(9)-故障类型及影响分析(F a i l u r e M o d e a n d E f f e c t A n a l y s i s，F M E)王广亮中国石化安全工程研究院，青岛2660711概述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。
其基本内畜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。
可以说，故障类型及影响分析从元件的角度出发，回答厂“如果．．、．．．怎么样”的问题。
它也是一种定性的危险分析方法。
故障类型及影响分析(FMEA)通常按预定的分析表逐项进行，表5—1所示为一种分析表示例。
表5—1中的危险严重度及故障发生概率分别在表5—2、表5—3的原则加以确定。
2分析步骤(1)将系统分成子系统，以便处理。
(2)审查系统和各子系统的工作原理图、示意图、草图，查明它们之间及元件组合件之间的关系。
这项工作可通过编制和使用方块图来完成(3)编制每个待分析的子系统的全部零什表，每个零件的特有功能同时列入。
确定操作和环境对系统的作用。
(4)分析工程图和工作原理图，查出元件发生的主要故障机理。
(5)查明每个元件的故障类型对子系统的故障影响。
一个元件有一个以一卜的故障类型时，必须分析每----类型故障的影响并分别列出根据故障影响大小确定危险严重度。
(6)列出故障概率。
(7)列出排除或控制危险的措施。
如果故障会引起受伤或死亡。
要说明提供的安全装置。
元件分解到一个什么程度是一个要注意的问题，要根据危险分析的目的加以确定。
一般认为分析的对象有确定的故障率并能得到它时就可以了，不必再详细分解。
例如，生产中的电动机，它的故障率是可以得到的，就没有必要再对它的零件进行分析rj如果这部机器的故障率很高，可以进一步分析各种零件的故障类型、影响及故障率，以确定哪个零件需要加以改进。
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。
故障类型和影响分析方法
2.故障类型和影响分析方法故障类型和影响分析 (FMEA)方法是美国在20世纪50年代为分析确定飞机发动机故障而开发的一种方法，许多国家在核电站、石油化工、机械、电子、电气仪表等工业中都有广泛的应用，是系统安全工程中重要的分析方法之一，是一种系统故障的事前考察技术。
该方法是由可靠性技术发展起来的，只是分析目标有了变化而已。
FMEA的基本内容是从系统中的元件故障状态进行分析，逐次归纳到子系统和系统的状态，主要是考虑系统内会出现哪些故障，它们对系统产生什么影响，以及怎样发现和消除。
事故原因事故直接原因分析（重点）在《企业职工伤亡事故调查分析原则》（GB/6442—1986）中规定，属于下列情况为直接原因：（1）机械、物质或环境的不安全状态；（2）人的不安全行为。
不安全状态和不安全行为在《企业职工伤亡事故分类标准》（GB/6442—1986）中有规定，如下。
1、机械物质或环境的不安全状态1）防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷（1）无防护。
其中包括无防护罩、无安全保险装置、无报警装置、无安全标志、无护拦或护拦损坏、电气为接地、绝缘不良等。
（2）防护不当。
其中包括防护罩未在适当位置、防护装置调整不当、防爆装置不当，电气装置带电部分裸露等。
2)设备、设施、工具、附件有缺陷(1)设计不当，结构不合安全要求。
其中包括通道门遮挡视线；制动装置有缺欠；安全间距不够;拦车网有缺欠；工件有锋利毛刺、毛边；设施上有锋利倒梭等。
(2)强度不够。
其中包括机械强度不够；绝缘强度不够；起吊重物的绳索不合安全要求等。
(3)设备在非正常状态下运行。
其中包括设备带“病”运转；超负荷运转等。
(4)维修、调整不良。
其中包括设备失修;地面不平；保养不当、设备失灵等。
3)个人防护用品用具——防护服、手套、护目镜及面罩、呼吸器官护具、听力护具、安全带、安全帽、安全鞋等缺少或有缺陷(］)无个人防护用品、用具。
(2)所用的防护用品、用具不符合安全要求。
系统安全分析故障类型和影响分析
2.4 故障类型和影响分析故障类型和影响分析FMEA（Failure Model and Effects Analysis）是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。
系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障，而且往往可能发生不同类型的故障。
例如，电气开关可能发生接触不良或接点粘连等类型故障。
不同类型的故障对系统的影响是不同的。
这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型，查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除或控制这些影响的措施。
故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。
早期的故障类型和影响分析只能做定性分析，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。
从而把它与致命度分析（Critical Analysis）结合起来，构成故障类型和影响、危险度分析（FMECA）。
这样，若确定了每个元件的故障发生概率，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。
2.4.1 故障类型系统、子系统或元件在运行过程中，由于性能低劣，不能完成规定的功能时，则称为故障发生。
系统或元件发生故障的机理十分复杂，故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。
因此，一个系统或一个元件往往有多种故障类型。
表2-6 为一般机电产品、设备常见故障类型。
表 2-6 常见故障类型对产品、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，这些类型故障可能因为没有采取防止措施而发生事故。
例如，美国在研制NASA 卫星系统时，仅考虑了旋转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障，结果由于天线汇流环短路故障使发射失败，造成1亿多美元的损失。
掌握产品、设备、元件的故障类型需要积累大量的实际工作经验，特别是通过故障类型和影响分析来积累经验。
2.4.2 分析程序故障类型和影响分析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；（3）故障类型对系统和元件的影响；（4）汇总结果和提出改正措施。
故障类型和影响分析(FMEA)
FMEA 工作程序
.
.
.
例 题：
• 电机运行系统如图 2-2 所示,该系统是一种短时运行系统,如果运行时间过长 则可能 引起电线过热或者电机过热、短路。对系统中主要元素进行故障类型 和影响分析,结果列于表2-7 。
.
例 题：
• 将该系统进行细分为子系统及元件：操作系统及动力系统，操作系统是指操 作人员操作按钮来控制继电器的离合；动力系统是指通过控制继电器的离合 来控制电机的运转。因此系统中的主要元件有：按钮、继电器、熔丝、电动 机等；逐个分析每个元件产生的故障、故障类型、原因、故障对系统的影响 以及检测方法。
功能、系统 压力表度数迅
压力迅速增
速升高
Ⅲ
停机检查 更换
.高谢 谢！.源自压力表度数下 降Ⅱ
停机修理
破裂
材料缺陷、外力破坏
压力迅速下降、 损伤人员和 设备
压力表度数下 降
Ⅲ
停机修理
漏气
接口不严、弹簧疲劳
能耗增加、压力 下降
听漏气噪声、 空气压缩机 频繁打压
Ⅱ
加强维修 保护
错误开启
弹簧疲劳、折断
压力迅速下降
压力表度数下 降
Ⅱ
停机修理
超压时失去安全
不能安全 泄压
锈蚀物堵住阀口
故障类型和影响分析
Failure Mode and Effect Analysis （FMEA）
安环部 杜巧
.
（
• 故障类型和影响分析是将
FMEA
工作系统分割为子系统、设
备或元件，逐个分析各自可
）
能发生的故障类型及其产生
分
的影响，以便采取相应的防
析
治措施，提高系统的安全性。
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：。
4 故障类型及影响分析FMEA
2019/1/21
第四章 第25页
危险度分析
• 2、危险度分析目的
尽量消除危险度高的故障模式。 当无法消除故障模式时，应尽量从设计、制造、维修和使用
等方面去降低其危险度和减少其发生的概率。
根据故障模式不同的危险度，对其零件、部件或产品提出相 应的不同质量要求，以提高其安全性和可靠性。 根据不同情况，可采取对产品或部件的有关部位增设保护措 施、监测预报系统等措施。
损等；
• 阀门等流量调节装置的故障类型： 不能开启、不能闭合、开关错误、泄漏、堵塞、破损等。
• 容器的故障类型：
泄漏、不能降温、加热或冷却过分等。
2019/1/21
第四章 第5页
FMEA基本概念
• 热交换器、配管类的故障类型： 堵塞、流路过大、泄漏、变形、振动等； • 电力设备的故障类型：
电阻变化、放电、接地不良、短路、漏电、断开等。
2019/1/21
第四章 第21页
确定故障等级
严重度等级
Ⅰ级 低的
内容
1、对系统任务无影响 2、对子系统造成的影响可忽略不计 3、通过调整，故障易于消除 1. 对系统任务虽有影响，但可忽略 2. 导致子系统的功能下降 3. 出现的故障能够立即修复
Ⅱ级 主பைடு நூலகம்的
Ⅲ级 关键的
1. 系统的功能有所下降 2. 子系统功能严重下降 3. 出现的故障不能立即通过检修予以修复
第四章 第24页
第四节 危险度分析
• 1、危险度分析（Criticality Analysis，CA）
危险度分析就是对系统中各个不同的严重故障类型计算临界 值—危险度指数，即给出某故障类型产生严重性影响的概率。 危险度分析是一种定量分析方法，与FMEA结合使用，叫做 故障类型影响及危险度分析（FMECA）。
2.5故障类型、影响和危险度分析(FMEA)
2.5.3故障类型、影响和危险度分析 (FMECA)
将故障类型及影响分析和危险度分析相结合，便可以从定性分析发展到定量分 析，称为故障类型、影响和危险度分析 (FMECA)。 危险度分析的目的在于评价系统每种故障类型的危险度，据此按轻重缓急确定 对策措施。一般地，采用风险矩阵法(概率-严重度)和致命度指数两种方法来评价故 障类型的危险度。
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。
2.5.3故障类型、影响和危险度分析 (FMECA)
1.风险矩阵法
故障发生的可能性和故障发生后引起的后果，综合考虑后会得出比较准确的衡量标 准，这个标准称为风险率。它代表故障概率和严重度的综合评价。 (1)故障概率 故障概率一般按统计时间内的实际故障次数除以统计时间内实际工作小时数进行计 算。若实际统计有困难，可以使用以下定性和定量分类方法确定单个故障类型的概率。 ①定性分类法: Ⅰ级：故障概率很低，元件操作期间出现的机会可以忽略; 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，元件操作期间出现的机会为50%; Ⅳ级：故障概率高，元件操作期间易于出现。
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
FMEA故障类型及影响分析
设计 FMEA : D-FMEA
- 适用于在产品开发阶段，分析因产品缺陷而发生的潜在的故障类型 (详细设计阶段)
流程 FMEA : P-FMEA
- 适用于制造工程中，分析未遵循设计事项和规格所产生的潜在故障类型 (工程 设计及改善阶段)
FMEA 概要
Six Sigma 工程促进上的输入和输出
INPUT
OUTPUT
PROCESS MAP QFD / FDM 危险分析 过去失败事例 工程履历
找出故障，归明原因， 及防止再法的行为指导书
记录对策
FMEA 概要
FMEA的种类和实施时间
Define Measure
现在Process 管理方法
检 出 度
R P N
措施 对象
担当者及目 标日程
措施内容
深 刻 度
发 生 度
检 出 度
R P N
PCB Cutting
后PCB上粘有 Short 9
1 Routing
粉末 Cutting后
Dummy有少 Short 9
量剩余
Vaccum pump的 吸力弱
7 周期性检查 1 63
- 对制品/process存在的潜在的问题点和影响进行评价 - 对找出制品/process的问题点的原因进行评价 - 为预防制品/process的问题点，识别要采取的措施事项 - Process的书面化 - 制定出防止问题发生的方案，而不是问题发生时的解决方案
FMEA 概要
FMEA 历史
1950年代初期 : 螺旋桨飞机 → 喷气式飞机
系统安全——故障类型及影响分析
干裂 脆化 粒化
膨胀 漏气 空气绝缘强度下降 散热不良
老化和物理反应 脆化、软化粘合
磨损 堵塞 静电荷增大 吸附水分
化学反应 锈蚀和腐蚀 电解
机械强度下降 结构失效 电气性能变化
容器破裂 电气性能变化、机械强度下降 绝缘击穿、跳弧、出现电弧、电晕放电现象和形成臭氧、电气设备工作不 稳定甚至故障 设备温度升高
机械应力
结构失效，机件断裂或折断，电子设备瞬间短路
低频影响与振动相同。 高频影响设备元件的 谐振
电子管、波导管、调速管、磁控管、压电元件、薄壁上的继电器、传感器 活门、开关、扁平的旋转天线等均受影响，结构可能失效
有机材科分解、蜕变、 放气和蒸发污染光学玻璃。轴承、齿轮、相机快门等活动部件磨损加快
放大、蒸发、冷焊
-71-.
征兆状态是指，即使判断为异常，但还未达到故障以至事故与灾害的状态。通过观测、检测、 监视这种征兆状态可收集到征兆信息，利用征兆信息，可以诊断、预测故障与事故的发展动态。
讨论故障时不能离开功能、时间、条件和故障概率四个因素。 ① 功能。系统或产品发生故障，可能部分或全部丧失功能。其原因就是下级发生故障或不正常 （其症状或现象称为故障模式）。上级和下级的层次概念，除考虑原对象的物理意义、空间关系外， 应主要考虑功能联系及其重要性方面的问题。 故障模式若从可靠性定义来说，一般可从五个方面来考虑：运行过程中的故障、提前动作、在 规定的时间不动作、在规定的时间不停止、运行能力降低与超量或受阻。 ② 条件。在研究系统或产品的故障时，首先应了解其具有的功能及内部状态如何，是否有内部 缺陷和劣化的因素，是否由于环境条件或所受应力的作用正在劣化或损伤扩展。故障原因分为为： a. 诱发故障的内因 ---- 内部原因、缺陷等； b. 直接造成故障的外因---- 外部应力、人员差错、环境条件、使用条件变化等。 ③ 时间 考虑到故障对功能的影响时，必然要提出系统或产品的保证期是多少？故障大概在什么时间发 生？在 t=0 时，功能当然正常，但在某个时间以后就可能出现问题。而且，故障发生的难易程度也 是随时间变化的。故障模式及影响分析不是按时间序列进行分析的，这是它的不足之处。 ④ 概率 在故障模式及影响分析中，一般要评定相对发生频率等级。如果有过去的各种数据，在故障模 式、影响及致命度分析中利用故障率数据，可以对故障后果做出客观的评价。 （3）故障模式、原因、机理及效应 ① 故障模式。故障模式是从不同表现形态来描述故障的，是故障现象的一种表征，即由故障机 理发生的结果 - 故障状态。表 5-1 列出了一些故障模式。但产品不同，故障模式也不同。如机床、 汽车、起动设备等机械产品的故障模式表现为磨损、疲劳、折断、冲击、变形、破裂等。 某些机电产品的故障模式举例如下： 水泵、涡轮机、发电机的故障模式有：误起动、误停机、速度过快、反转、异常的负荷振动、 发热、线圈漏电、运转部分破损等。 a. 容器的故障模式有： 泄漏、不能降温、加热、断热、冷却过分等。 b. 热交换器、配管类的故障模式有： 堵塞、流路过大、泄漏、变形、振动等。 c. 阀门、流量调节装置的故障模式有： 不能开启或不能闭合、开关错误、泄漏、堵塞、破损等。 d. 电力设备的故障模式有： 电阻变化、放电、接地不良、短路、漏电、断开等。 e. 计测装置的故障模式有： 信号异常、劣化、示值不准、损坏等。 f. 支承结构的故障模式有： 变形、松动、缺损、脱落等。 齿轮的故障模式有：断裂、压坏、熔触、烧结、磨耗（损等）。 g. 滚动抽承的故障模式有： 滚动体轧碎、磨损、压坏、腐蚀、烧结、裂纹、保持架损坏等。 h. 滑动轴承的故障模式有： 腐蚀、变形、疲劳、磨损、胶合、破裂等。 i. 电动机的故障模式有：
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A
3
FMEA 工作程序
A
4
A
5
A
6
例 题：
• 电机运行系统如图 2-2 所示,该系统是一种短时运行系统,如果运行时间过长 则可能 引起电线过热或者电机过热、短路。对系统中主要元素进行故障类型 和影响分析,结果列于表2-7 。
A
7
例 题：
• 将该系统进行细分为子系统及元件：操作系统及动力系统，操作系统是指操 作人员操作按钮来控制继电器的离合；动力系统是指通过控制继电器的离合 来控制电机的运转。因此系统中的主要元件有：按钮、继电器、熔丝、电动 机等；逐个分析每个元件产生的故障、故障类型、原因、故障对系统的影响 以及检测方法。
A
8
作业：
空气压缩机的储罐属于压力容器,其功能是储存空气压缩机产生的压缩空气。这 里仅考察储罐的罐体和安全阀两个元素的故障类型及其影响
A
9
作业：
单元 罐体
安全阀
故障类型
故障原因
故障影响
检测方法
故障等 级
措施
轻微漏气
接口不严
能耗增加
听漏气噪声、 空气压缩机 Ⅱ 频繁打压
加强维修 保护
严重漏气
焊接裂缝
故障类型和影响分析
Failure Mode and Effect Analysis （FMEA）
安环部 杜巧
A
1Hale Waihona Puke （• 故障类型和影响分析是将
FMEA
工作系统分割为子系统、设
备或元件，逐个分析各自可
）
能发生的故障类型及其产生
分
的影响，以便采取相应的防
析
治措施，提高系统的安全性。
实
质
A
2
（FMEA） 方法中的几个术语
功能、系统 压力表度数迅
压力迅速增
速升高
Ⅲ
停机检查 更换
A高
10
谢 谢！
A
11
压力迅速下降
压力表度数下 降
Ⅱ
停机修理
破裂
材料缺陷、外力破坏
压力迅速下降、 损伤人员和 设备
压力表度数下 降
Ⅲ
停机修理
漏气
接口不严、弹簧疲劳
能耗增加、压力 下降
听漏气噪声、 空气压缩机 频繁打压
Ⅱ
加强维修 保护
错误开启
弹簧疲劳、折断
压力迅速下降
压力表度数下 降
Ⅱ
停机修理
超压时失去安全
不能安全 泄压
锈蚀物堵住阀口