电子产品故障模式、影响及危害性分析(FMECA)(最新)
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
故障模式及影响分析(FMEA)
故
障
故
设
使
故
故
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影
障
计
用
危
系
障
障
响
检
改
补
害
统
模
原
及
测
进
偿
性
FMECA
定
式
因
严
方
措
措
分
报告
义
分
分
酷
法
施
施
析
析
析
度
分
分
分
(CA)
分
析
析
析
析
6
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件FMECA与功能FMECA各有其优缺点： 硬件FMECA从元器件开始，逐层向上直达系统级，这种方法置信度高，但工 作量大。 功能FMECA不从下一个层次的单元开始分析，而是直接从被分析对象的可能 产生的失效模式开始，其置信度取决于设计师的分析能力、工程经验和分析 力度，这是此种分析方法的难点。其次是如何确定各种失效模式的频数比， 但与硬件FMECA相比，此种方法的工作量大大降低。 FMECA方法的选择，取决于必要性、可能性和代价的综合权衡。 对于初次接触这项工作的硬件开发工程师，最好在产品硬件原理图的基础上 采用硬件FMECA进行分析。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则
实施FMECA的目的主要是： 1.对于处于开发过程中的产品，主要是在设计过程中找出系统方案的薄弱
环节，进而进行改进设计，使得系统的设计方案达到最优化，同时，可以对 系统可能出现的故障进行预计，在此基础上列出电路所有可能的失效模式。
2.对于已经发生的电路失效，要着重寻找发生失效的原因，分析和鉴定是 元器件的随机失效，还是电路、结构、工艺设计中的缺陷和错误，就可以采 取改进措施，达到设计固有可靠性目标和可靠性增长的目的。
FMECA的实施者需要对系统的硬件结构有着充分的了解，FMECA的实施 过程中应遵循边设计、边分析、边改进和“谁设计、谁分析”的原则。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
阶段
方法
论证、方案 功能FMECA 阶段
工程研制与 定型阶段
功能FMECA 硬件FMECA 软件FMECA
损坏模式及影响 分析(DMEA) 过程FMECA
生产阶段 过程FMECA
使用阶段
硬件FMECA 软件FMECA
损坏模式及影响 分析(DMEA) 过程FMECA
目的
分析研究产品功能设计的缺陷和薄弱环节，为 产品功能设计的改进和方案的权衡提供依据
分析研究产品硬件、软件、生产工艺和生存性 与易损性设计的缺陷与薄弱环节，为产品的硬 件、软件、生产工艺和生存性与易损性设计的 改进提供依据
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，并按故障模式的严重度及 其发生的概率确定其危害性。所谓单点故障指的是引起产品故障的，且没 有冗余或替代的工程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)。只有在进行FMEA的基础上，才能进行 CA。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件FMECA可以采用两种方法，应力分析法和元器件计数法。 应力分析法
磁介质电容器 P1 短路(73%) 开路(16%)
参数漂移(11%) 金属膜电阻器 P2 参数漂移(8.1%)
开路(91.9%) 器件级分析
失效模式1 失效模式2 失效模式3 功能级分析
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法 应力分析法实施步骤 硬元件分器析法件的计特点数如下法实施步骤 总结
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念
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 计的可靠性提供基本信息。
分析研究产品的生产工艺的缺陷和薄弱环节， 为产品生产工艺的改进提供依据 分析研究产品使用过程中可能或实际发生的故 障、原因及影响，为提高产品使用可靠性，进 行产品的改进、改型、或新产品的研制以及使 用维修决策等提供依据
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件开发工程师需要实施的FMECA主要是功能FMECA和硬件FMECA， 当选用功能FMECA时，根据系统定义中的功能描述、故障判据的要求， 确定其所有可能的功能故障模式，进而对每个功能故障模式进行分析， 这种方法主要用于产品的论证、方案阶段或工程研制阶段早期，一般 从“初始约定层次”产品向下分析，即自上而下的分析，也可从产品的 任一功能级开始向任一方向进行分析。 当选用硬件FMECA时，根据被分析产品的硬件特征，确定其所有可能 的硬件故障模式(如电阻的开路、短路和参数漂移等)，进而对每个硬件 故障模式进行分析，这种方法主要用于产品的工程研制阶段，一般从元 器件级直至装备级，即自下而上的分析，也可以从任一层次产品开始向 任一方向进行分析。
系统失效 S
系统级分析
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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， 因此，工作量相对较大。 采用元器件计数法可以用系统各个元器件的通用失效率与通用质量系数之积 相加的方法得出系统的失效概率，这种方法分析得出的失效概率比较笼统 (即只知道系统发生失效，具体发生哪种失效不详)。但此种分析方法分析过 程相对简单，工作量小。
S1
失效模式1
S 2
失效模式2
系统级分析
S1 P1 *73% P2 *91.9% P1 *16% S 2 P1 *11% P2 *8.1%
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
元器件计数法
磁介质电容器P1
金属膜电容器P2 器件级分析
功能部分失效 功能级分析
系统的失效率为：S P1 P2
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
故障模式及影响分析(FMEA)
故
障
故
设
使
故
故
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影
障
计
用
危
系
障
障
响
检
改
补
害
统
模
原
及
测
进
偿
性
FMECA
定
式
因
严
方
措
措
分
报告
义
分
分
酷
法
施
施
析
析
析
度
分
分
分
(CA)
分
析
析
析
析
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件FMECA与功能FMECA各有其优缺点： 硬件FMECA从元器件开始，逐层向上直达系统级，这种方法置信度高，但工 作量大。 功能FMECA不从下一个层次的单元开始分析，而是直接从被分析对象的可能 产生的失效模式开始，其置信度取决于设计师的分析能力、工程经验和分析 力度，这是此种分析方法的难点。其次是如何确定各种失效模式的频数比， 但与硬件FMECA相比，此种方法的工作量大大降低。 FMECA方法的选择，取决于必要性、可能性和代价的综合权衡。 对于初次接触这项工作的硬件开发工程师，最好在产品硬件原理图的基础上 采用硬件FMECA进行分析。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则
实施FMECA的目的主要是： 1.对于处于开发过程中的产品，主要是在设计过程中找出系统方案的薄弱
环节，进而进行改进设计，使得系统的设计方案达到最优化，同时，可以对 系统可能出现的故障进行预计，在此基础上列出电路所有可能的失效模式。
2.对于已经发生的电路失效，要着重寻找发生失效的原因，分析和鉴定是 元器件的随机失效，还是电路、结构、工艺设计中的缺陷和错误，就可以采 取改进措施，达到设计固有可靠性目标和可靠性增长的目的。
FMECA的实施者需要对系统的硬件结构有着充分的了解，FMECA的实施 过程中应遵循边设计、边分析、边改进和“谁设计、谁分析”的原则。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
阶段
方法
论证、方案 功能FMECA 阶段
工程研制与 定型阶段
功能FMECA 硬件FMECA 软件FMECA
损坏模式及影响 分析(DMEA) 过程FMECA
生产阶段 过程FMECA
使用阶段
硬件FMECA 软件FMECA
损坏模式及影响 分析(DMEA) 过程FMECA
目的
分析研究产品功能设计的缺陷和薄弱环节，为 产品功能设计的改进和方案的权衡提供依据
分析研究产品硬件、软件、生产工艺和生存性 与易损性设计的缺陷与薄弱环节，为产品的硬 件、软件、生产工艺和生存性与易损性设计的 改进提供依据
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，并按故障模式的严重度及 其发生的概率确定其危害性。所谓单点故障指的是引起产品故障的，且没 有冗余或替代的工程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)。只有在进行FMEA的基础上，才能进行 CA。
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件FMECA可以采用两种方法，应力分析法和元器件计数法。 应力分析法
磁介质电容器 P1 短路(73%) 开路(16%)
参数漂移(11%) 金属膜电阻器 P2 参数漂移(8.1%)
开路(91.9%) 器件级分析
失效模式1 失效模式2 失效模式3 功能级分析
故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的目的和原则 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法 应力分析法实施步骤 硬元件分器析法件的计特点数如下法实施步骤 总结
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的概念
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 计的可靠性提供基本信息。
分析研究产品的生产工艺的缺陷和薄弱环节， 为产品生产工艺的改进提供依据 分析研究产品使用过程中可能或实际发生的故 障、原因及影响，为提高产品使用可靠性，进 行产品的改进、改型、或新产品的研制以及使 用维修决策等提供依据
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
硬件开发工程师需要实施的FMECA主要是功能FMECA和硬件FMECA， 当选用功能FMECA时，根据系统定义中的功能描述、故障判据的要求， 确定其所有可能的功能故障模式，进而对每个功能故障模式进行分析， 这种方法主要用于产品的论证、方案阶段或工程研制阶段早期，一般 从“初始约定层次”产品向下分析，即自上而下的分析，也可从产品的 任一功能级开始向任一方向进行分析。 当选用硬件FMECA时，根据被分析产品的硬件特征，确定其所有可能 的硬件故障模式(如电阻的开路、短路和参数漂移等)，进而对每个硬件 故障模式进行分析，这种方法主要用于产品的工程研制阶段，一般从元 器件级直至装备级，即自下而上的分析，也可以从任一层次产品开始向 任一方向进行分析。
系统失效 S
系统级分析
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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， 因此，工作量相对较大。 采用元器件计数法可以用系统各个元器件的通用失效率与通用质量系数之积 相加的方法得出系统的失效概率，这种方法分析得出的失效概率比较笼统 (即只知道系统发生失效，具体发生哪种失效不详)。但此种分析方法分析过 程相对简单，工作量小。
S1
失效模式1
S 2
失效模式2
系统级分析
S1 P1 *73% P2 *91.9% P1 *16% S 2 P1 *11% P2 *8.1%
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故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法
元器件计数法
磁介质电容器P1
金属膜电容器P2 器件级分析
功能部分失效 功能级分析
系统的失效率为：S P1 P2