故障模式影响及危害性分析
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故障模式影响及危害性分析
① 概述 ② FMECA的定义、目的和作用 ③ FMECA的方法 ④ 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
⑤ FMECA输出与注意的问题 ⑥ 应用案例
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
*3
FMECA与ETA 综合分析法 （ETF）
功能 FMECA
硬件 FMECA
软件 FMECA
*1 DMEA
注： *1 DMEA 即Damage Mode Effects Analysis（损坏模式影响分析） *2 FTA 即Fault Tree Analysis（故障树分析） *3 ETA 即Event Tree Analysis（事件树分析）
清单提供定性信息。 • 可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
4
FMECA方法分类
FMECA方法分类
单独FMECA分 析方法
综合FMECA分 析方法
设计FMECA
过程FMECA
*2
FMECA与FTA 综合分析法 （FTF法）
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
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
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
– 故障判据 – 分析方法
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
8
2 故障模式影响分析
FMEA
初始约定层次产品
约定层次产品
代 产品 功wenku.baidu.com
码
或
能
功能
标志
1
对每一 产品的 每一故 障模式 采用一 种编码 体系进 行标识
2
记录被 分析产 品或功 能的名 称与标
分析研究产品使用过程中实际 发生的故障、原因及其影响， 为提供产品使用可靠性和进行 产品的改进、改型或新产品的 研制提供依据。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
6
FMECA的步骤
1 系统定义
2 FMEA
3CA
明 确 分 析 范 围
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
5
FMECA的阶段性
在系统寿命周期个阶段的 FMECA
论证与方案 工程研制阶 生产阶段
使用阶段
阶段
段
·硬件FMECA
方 法
功能FMECA
·软件FMECA ·损坏模式影
过程FMECA
统计FMECA
– 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是一种自下而上的归纳分析方法； • FMEA和CA。
局部 影响
高一 层次 影响
最终 影响
7
8
9
根据故障影响分析的结果， 简要描述每一个故障模式的 局部、高一层次和最终影响 并分别填入第 7 栏--9 栏
3
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R、M、S、T、S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R
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
3
简要描 述产品 所具有 的主要 功能
任务
分析人员
故 故 任务
障 障 阶段
模
原
与
式
因
工作 方式
4
根据故 障模式 分析的 结果简 要描述 每一产 品的所 有故障 模式
5
根据故 障原因 分析结 果简要 描述每 一故障 模式的 所有故 障原因
6
简要说 明发生 故障的 的任务 阶段与 产品的 工作方 式
审核 批准 故障影响
➢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。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
➢ 系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
– 设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 – 设计更改、可靠性补偿
➢ 是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析的基础
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
2
FMECA的概念
➢FMECA的定义
响分析
目 的
分析研究系 统功能设计 的缺陷与薄 弱环节，为系 统功能设计 的改进和方 案的权衡提 供依据。
分析研究系 统硬件、软件 设计的缺陷 与薄弱环节， 为系统的硬 件、软件设计 改进和保障 性分析提供 依据。
分析研究所设 计的生产工艺 过程的缺陷和 薄弱环节及其 对产品的影 响，为生产工 艺的设计改进 提供依据。
7
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
• 制定系统及产品的故障判据、选择FMECA方法等
1
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
➢ GJB450-“ 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”
➢ 以往设计师依靠经验判断元部件故障对系统的影响
– 依赖于人的知识和工作经验
① 概述 ② FMECA的定义、目的和作用 ③ FMECA的方法 ④ 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
⑤ FMECA输出与注意的问题 ⑥ 应用案例
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
*3
FMECA与ETA 综合分析法 （ETF）
功能 FMECA
硬件 FMECA
软件 FMECA
*1 DMEA
注： *1 DMEA 即Damage Mode Effects Analysis（损坏模式影响分析） *2 FTA 即Fault Tree Analysis（故障树分析） *3 ETA 即Event Tree Analysis（事件树分析）
清单提供定性信息。 • 可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
4
FMECA方法分类
FMECA方法分类
单独FMECA分 析方法
综合FMECA分 析方法
设计FMECA
过程FMECA
*2
FMECA与FTA 综合分析法 （FTF法）
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
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
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
– 故障判据 – 分析方法
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
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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
代 产品 功wenku.baidu.com
码
或
能
功能
标志
1
对每一 产品的 每一故 障模式 采用一 种编码 体系进 行标识
2
记录被 分析产 品或功 能的名 称与标
分析研究产品使用过程中实际 发生的故障、原因及其影响， 为提供产品使用可靠性和进行 产品的改进、改型或新产品的 研制提供依据。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
6
FMECA的步骤
1 系统定义
2 FMEA
3CA
明 确 分 析 范 围
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
5
FMECA的阶段性
在系统寿命周期个阶段的 FMECA
论证与方案 工程研制阶 生产阶段
使用阶段
阶段
段
·硬件FMECA
方 法
功能FMECA
·软件FMECA ·损坏模式影
过程FMECA
统计FMECA
– 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是一种自下而上的归纳分析方法； • FMEA和CA。
局部 影响
高一 层次 影响
最终 影响
7
8
9
根据故障影响分析的结果， 简要描述每一个故障模式的 局部、高一层次和最终影响 并分别填入第 7 栏--9 栏
3
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R、M、S、T、S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R
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
3
简要描 述产品 所具有 的主要 功能
任务
分析人员
故 故 任务
障 障 阶段
模
原
与
式
因
工作 方式
4
根据故 障模式 分析的 结果简 要描述 每一产 品的所 有故障 模式
5
根据故 障原因 分析结 果简要 描述每 一故障 模式的 所有故 障原因
6
简要说 明发生 故障的 的任务 阶段与 产品的 工作方 式
审核 批准 故障影响
➢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。
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
➢ 系统的、全面的和标准化的方法—FMECA
– 设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 – 设计更改、可靠性补偿
➢ 是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析的基础
2020/5/9
Failure Mode,Effects and Criticality Analysis
2
FMECA的概念
➢FMECA的定义
响分析
目 的
分析研究系 统功能设计 的缺陷与薄 弱环节，为系 统功能设计 的改进和方 案的权衡提 供依据。
分析研究系 统硬件、软件 设计的缺陷 与薄弱环节， 为系统的硬 件、软件设计 改进和保障 性分析提供 依据。
分析研究所设 计的生产工艺 过程的缺陷和 薄弱环节及其 对产品的影 响，为生产工 艺的设计改进 提供依据。
7
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
• 制定系统及产品的故障判据、选择FMECA方法等
1
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
➢ GJB450-“ 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”
➢ 以往设计师依靠经验判断元部件故障对系统的影响
– 依赖于人的知识和工作经验