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1、会计学1潜在失效模式及其后果分析潜在失效模式及其后果分析FMECA第一页，编辑于星期二：三点 分。FMEAFMEA引言引引 言言 从神舟载人飞船谈起从神舟载人飞船谈起第1页/共141页第二页，编辑于星期二：三点 分。FMEAFMEA引言u 产品可靠性产品可靠性 现代产品质量的关键现代产品质量的关键.u 产品二种质量指标产品二种质量指标l性能指标性能指标 产品完成规定功能所需的性产品完成规定功能所需的性能能l可靠性指标可靠性指标 产品性能随时间保持的能力产品性能随时间保持的能力u 产品竞争的焦点产品竞争的焦点 谁不重视可靠性必将受到惩罚谁不重视可靠性必将受到惩罚 !第2页/共141页第三页，编辑
2、于星期二：三点 分。第一讲 概 述1.11.1 FMECAFMECAFMECAFMECA包含两部分包含两部分 失效模式及后果分析失效模式及后果分析(FMEA);FMEA);危害度分析危害度分析(CA);CA);FMEAFMEA与与CACA合并为合并为FMECAFMECA。可靠性工程中最基本、最有效和最重要的可靠性工程中最基本、最有效和最重要的 分析技术之一分析技术之一FMEA第3页/共141页第四页，编辑于星期二：三点 分。1.21.2 发展过程发展过程 FMEA60FMEA60FMEA60FMEA60年代中期由美国军方研发和建立年代中期由美国军方研发和建立年代中期由美国军方研发和建立年代中期
3、由美国军方研发和建立;首先在航空航天及核技术中应用首先在航空航天及核技术中应用首先在航空航天及核技术中应用首先在航空航天及核技术中应用;后对可能造成特别严重后果的失效进行单独后对可能造成特别严重后果的失效进行单独后对可能造成特别严重后果的失效进行单独后对可能造成特别严重后果的失效进行单独 分析，发展成危害度分析，即分析，发展成危害度分析，即分析，发展成危害度分析，即分析，发展成危害度分析，即CACACACA，与与与与FMEAFMEAFMEAFMEA合合合合 称称称称FMECA;FMECA;FMECA;FMECA;以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相以后在
4、世界范围内得到广泛应用，并形成相以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相 应标准。应标准。应标准。应标准。FMEA 概述概述概述概述第4页/共141页第五页，编辑于星期二：三点 分。1.3 现现 状状 在航天工程研制中，己被规定为必须采在航天工程研制中，己被规定为必须采用的用的 方法；方法；在汽车制造业中，已成为汽车在汽车制造业中，已成为汽车OEM厂商及其厂商及其 供应商质量体系要求之一；供应商质量体系要求之一；如如:QS9000与与VDA6.1 TS16949 产品特点产品特点:大规模复杂系统大规模复杂系统 高科技产品高科技产品 FMEAFMEA 概述第5页/共141页第六页，编辑于星期二：三
5、点 分。ISO/TS16949ISO/TS16949技术规范技术规范n nPPAP:生产件批准程序生产件批准程序n nAPQP:产品质量先期策划产品质量先期策划n nSPC :统计过程控制统计过程控制n nFMEA:潜在失效模式及后果潜在失效模式及后果影响分析影响分析n nMSA:测量系统分析测量系统分析体系要求的五大核心工具之一体系要求的五大核心工具之一:第6页/共141页第七页，编辑于星期二：三点 分。FMEA FMEA 参考手册参考手册n n由北美三大汽车公司由北美三大汽车公司由北美三大汽车公司由北美三大汽车公司（克莱斯勒、福特和通用克莱斯勒、福特和通用克莱斯勒、福特和通用克莱斯勒、福特
6、和通用）FMEAFMEA工作工作工作工作组编写组编写组编写组编写；是一本设计是一本设计是一本设计是一本设计FMEAFMEA和过程和过程和过程和过程FMEAFMEA的开发指南；目的开发指南；目的开发指南；目的开发指南；目的不在于定义要求，而是在于阐明的不在于定义要求，而是在于阐明的不在于定义要求，而是在于阐明的不在于定义要求，而是在于阐明FMEAFMEA技术开发中的问题；技术开发中的问题；技术开发中的问题；技术开发中的问题；n n19931993年年年年2 2月发布第一版；月发布第一版；月发布第一版；月发布第一版；19951995年年年年2 2月发布第二版月发布第二版月发布第二版月发布第二版；2
7、001 2001年年年年7 7月发布第三版；月发布第三版；月发布第三版；月发布第三版；20082008年年年年6 6月发布第四版；月发布第四版；月发布第四版；月发布第四版；n n20012001年年年年1111月发布月发布月发布月发布设备和工装潜在失效模式及后果分析设备和工装潜在失效模式及后果分析设备和工装潜在失效模式及后果分析设备和工装潜在失效模式及后果分析（MFMEA MFMEA）第一版；第一版；第一版；第一版；n n手册提供了应用手册提供了应用手册提供了应用手册提供了应用 FMEA FMEA 技术的总体指南，但并没有给出如技术的总体指南，但并没有给出如技术的总体指南，但并没有给出如技术的
8、总体指南，但并没有给出如何完成每一何完成每一何完成每一何完成每一 FMEA FMEA 项目的具体说明项目的具体说明项目的具体说明项目的具体说明，也不是综合性的参考资也不是综合性的参考资也不是综合性的参考资也不是综合性的参考资料或培训资料料或培训资料料或培训资料料或培训资料。第7页/共141页第八页，编辑于星期二：三点 分。n n包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方法，以包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方法，以包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方法，以包含与系统、子系统、接口和零部件等级别的设计相关的方法，以及与制造和装配的过程相关的方法；及与制
9、造和装配的过程相关的方法；及与制造和装配的过程相关的方法；及与制造和装配的过程相关的方法；n n增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；增加索引、示例，重要段落予以标示，更易理解使用；n n定义并强化设计和过程定义并强化设计和过程定义并强化设计和过程定义并强化设计和过程FMEAFMEA的联系的理解，同时定义了和其他的联系的理解，同时定义了和其他的联系的理解，同时定义了和其他的联系的理解，同时定义了和其他工具的关联；工具的关联；工具的关联；工具的关联；n n改进了严重度、发生频度、探测度的评级
10、表，以便对实际分析改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际分析改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际分析改进了严重度、发生频度、探测度的评级表，以便对实际分析和使用更有意义；和使用更有意义；和使用更有意义；和使用更有意义；n n介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调介绍了行业内目前使用的可选方法，不再强调“标准表标准表标准表标准表格格格格”n n建议不要把建议不要把建议不要把建议不要把RPNRPN作为风险评估的首要方法。作为风险评估的首要方法。作为风险评估的首要方法。作为风险评估的首要方法。
11、FMEAFMEA参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化第8页/共141页第九页，编辑于星期二：三点 分。FMEAFMEA参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化参考手册第四版的变化n n第一章：提供了第一章：提供了第一章：提供了第一章：提供了FMEAFMEA通用指南，提出管理者支持的需求和定义通用指南，提出管理者支持的需求和定义通用指南，提出管理者支持的需求和定义通用指南，提出管理者支持的需求和定义一个开发并维持一个开发并维持一个开发并维持一个开发并维持FMEAFMEA的过程的需求，以及持续改进需求；的过程的需求，以及持续改进需求；的过程的需求，以及持续改进需求；的过程的
12、需求，以及持续改进需求；n n第二章：描述了在第二章：描述了在第二章：描述了在第二章：描述了在DFMEADFMEA和和和和PFMEAPFMEA之间比较通用的应用方法，之间比较通用的应用方法，之间比较通用的应用方法，之间比较通用的应用方法，其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和其中包括：策划、策略、措施计划、管理者支持的需求和FMEAFMEA中的职责；中的职责；中的职责；中的职责；n n第三章：着重于第三章：着重于第三章：着重于第三章：着重于DFMEADFMEA，包括，建立分析的范围、
13、框图使用、，包括，建立分析的范围、框图使用、，包括，建立分析的范围、框图使用、，包括，建立分析的范围、框图使用、DFMEADFMEA的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措的各种类型，小组的组建、分析的基本程序、措施计划、后续行动、施计划、后续行动、施计划、后续行动、施计划、后续行动、RPNRPN的可选方法、与的可选方法、与的可选方法、与的可选方法、与PFMEAPFMEA以及确认以及确认以及确认以及确认计划的联系。计划的联系。计划的联系。计划的联系。n n第四章：着重于第四章：着重于第四章：着重于第四章：着重
14、于PFMEAPFMEA，包括，建立分析的范围、流程，包括，建立分析的范围、流程，包括，建立分析的范围、流程，包括，建立分析的范围、流程图的使用、图的使用、图的使用、图的使用、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、小组的组建、分析的基本程序、措施计划、与与与与DFMEADFMEA以及控制计划的开发的联系。以及控制计划的开发的联系。以及控制计划的开发的联系。以及控制计划的开发的联系。第9页/共141页第十页，编辑于星期二：三点 分。对组织和管理者的影对组织和管理者的影响响第10页/共141页第十一页，编辑于星期二：三点 分
15、。对组织和管理者的影对组织和管理者的影响响第11页/共141页第十二页，编辑于星期二：三点 分。1.4 FMEA 技术的应用：n n设计设计设计设计-一开始就使缺陷降到最低一开始就使缺陷降到最低一开始就使缺陷降到最低一开始就使缺陷降到最低 尽可能完善尽可能完善尽可能完善尽可能完善,管理效益管理效益管理效益管理效益n n制造制造制造制造-不是根据发生的问题采取措施，不是根据发生的问题采取措施，不是根据发生的问题采取措施，不是根据发生的问题采取措施，而是事先对可能发生的问题进行而是事先对可能发生的问题进行而是事先对可能发生的问题进行而是事先对可能发生的问题进行 先期控制先期控制先期控制先期控制n
16、n事物事物事物事物-经验经验经验经验/认识的程度认识的程度认识的程度认识的程度 避免在过程阶段化费大量人力物力避免在过程阶段化费大量人力物力避免在过程阶段化费大量人力物力避免在过程阶段化费大量人力物力第12页/共141页第十三页，编辑于星期二：三点 分。The philosophy behind it:The philosophy behind it:FMEAFMEA背后的理念背后的理念n nDO IT RIGHT THE FIRST TIME 第一次就做好第一次就做好n nAvoid TRIAL AND ERROR 避免尝试和失误避免尝试和失误 1.4 FMEA 技术的应用：关注产品系统的可
17、靠性安全性关注产品系统的可靠性安全性第13页/共141页第十四页，编辑于星期二：三点 分。第二讲第二讲 有关术语与概念有关术语与概念2.1 可靠性与可靠度可靠性与可靠度2.2 失效与寿命特征参数失效与寿命特征参数2.3 系统与可靠性模型系统与可靠性模型2.4 可靠性工程可靠性工程2.5 失效模式失效模式 有关术语有关术语有关术语有关术语FMEA第14页/共141页第十五页，编辑于星期二：三点 分。2.1 可靠性与可靠度可靠性与可靠度 2.1.1 可靠性可靠性产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。功能的能力。FMEAFMEAn 规定条件：使用
18、条件、环境条件、贮存条件规定条件：使用条件、环境条件、贮存条件n 规定时间规定时间：小时、频次、里程小时、频次、里程n 规定功能：故障判据规定功能：故障判据产品质量特性随时间变化的内在规律产品质量特性随时间变化的内在规律第15页/共141页第十六页，编辑于星期二：三点 分。uu 可靠性的形成可靠性的形成 设计过程形成：分析、评估、优化设计过程形成：分析、评估、优化 生产过程形成：控制计划生产过程形成：控制计划 使用过程形成使用过程形成：使用规范使用规范固有固有可靠性可靠性 2.1.1 可靠性FMEA使用可靠性使用可靠性第16页/共141页第十七页，编辑于星期二：三点 分。2.1.2 可靠度可靠
19、度可靠度可靠度 产品在规定的条件下和规定的产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。时间内完成规定功能的概率。可靠度是时间的递减函数。可靠度是时间的递减函数。有关术语有关术语有关术语有关术语R（t）=P（T t）FMEA第17页/共141页第十八页，编辑于星期二：三点 分。可靠性可靠性 u 可靠度的估计值：可靠度的估计值：R(t)=No-r(t)No其中：其中：No:t=0时刻，在规定条件下工作的产品数时刻，在规定条件下工作的产品数 r(t):在在0t时刻的工作时间内，发生故障的时刻的工作时间内，发生故障的 产品数产品数100台计算机开始工作台计算机开始工作t=0tt=1000h仍有
20、仍有95台在工作台在工作有有5台发生故障台发生故障 有关术语有关术语第18页/共141页第十九页，编辑于星期二：三点 分。可靠性可靠性 2.1.3 累积故障概率累积故障概率u 产品在规定的条件下和规定的时间内，产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率丧失规定功能的概率u 亦称为不可靠度亦称为不可靠度 F(t)=P(T t)有关术语第19页/共141页第二十页，编辑于星期二：三点 分。可靠性可靠性n累积故障概率的估计值：累积故障概率的估计值：F(t)=r(t)No其中：其中：No、R(t)同可靠度计算同可靠度计算 有关术语第20页/共141页第二十一页，编辑于星期二：三点 分。2.2
21、 失效与故障失效与故障2.2.1 定义：定义：n产品或产品的一部份不能或将不能完成预定功能产品或产品的一部份不能或将不能完成预定功能的事件或状态。的事件或状态。故障与失效在英文中统称故障与失效在英文中统称 failure；故障故障 可修复产品可修复产品 失效失效 不可修复的产品。不可修复的产品。FMEA第21页/共141页第二十二页，编辑于星期二：三点 分。失效的三种形式失效的三种形式:1）功能 失效2）参数 失效3）破坏 失效第22页/共141页第二十三页，编辑于星期二：三点 分。2.2.3 失效率失效率n n已工作到已工作到已工作到已工作到 t t 时刻的产品，在时刻的产品，在时刻的产品，
22、在时刻的产品，在 t t时刻后单位时间时刻后单位时间时刻后单位时间时刻后单位时间 t t内内内内发生故障的概率。发生故障的概率。发生故障的概率。发生故障的概率。（t）=r（t）NS t0tr（t）r（t）t+ttN0NS 有关术语有关术语有关术语有关术语FMEA第23页/共141页第二十四页，编辑于星期二：三点 分。1)1)平均故障时间平均故障时间平均故障时间平均故障时间(MTTF)MTTF)MTTF=t i 其中：其中：No：参加试验数参加试验数最终失效数最终失效数 tI：开始工作到失效的时间开始工作到失效的时间1N0i=1 2.2.4 寿命特征参数可靠性N0n 不可修复的产品不可修复的产品
23、:由于产品用途的规定由于产品用途的规定/经济上的考经济上的考 虑不能或不需要修理的产品；虑不能或不需要修理的产品；第24页/共141页第二十五页，编辑于星期二：三点 分。2)平均故障间隔时间平均故障间隔时间(MTBF)其中其中 n：故障发生次数故障发生次数;tI：每次工作持续时间每次工作持续时间 T：产品总工作时间产品总工作时间MTBF=t I=i=1n1 2.2.4 寿命特征参数可靠性nTn 可修复的产品可修复的产品:基本修复、完全修复基本修复、完全修复第25页/共141页第二十六页，编辑于星期二：三点 分。可靠性可靠性u 产品维修性产品维修性3)平均修复时间平均修复时间(MTTR)其中：其
24、中：n：修复修复次数次数 t I:第第 i 次修复时间次修复时间MTTR=t ii=1n1n 2.2.4 寿命特征参数第26页/共141页第二十七页，编辑于星期二：三点 分。系统系统:广义概念广义概念:由若干个单元有机组成的一个可完成某一由若干个单元有机组成的一个可完成某一 功能的综合体。功能的综合体。狭义概念狭义概念:为完成某项任务或实现某种功能的设备、为完成某项任务或实现某种功能的设备、人员、技术及环境的集合。人员、技术及环境的集合。FMEAFMEA2.3 系统与可靠性模型系统与可靠性模型系统的可靠性系统的可靠性R系系=R设设R软件软件R人员人员R接口接口第27页/共141页第二十八页，编
25、辑于星期二：三点 分。一般系统的功能结构图一般系统的功能结构图系统SystemSE1SE2SE3SE1.1SE1.2SE2.1SE2.2SE2.3SE3.5SE2.2.1SE2.2.2交接点系统与系统结构图.（SE：系统单元）第28页/共141页第二十九页，编辑于星期二：三点 分。串联系统可靠性模型串联系统可靠性模型串联系统可靠性模型串联系统可靠性模型A1A2A3An RS（t）=Ri（t）ni=1系统与系统结构图 S（t）=1+2+3+n 第29页/共141页第三十页，编辑于星期二：三点 分。并并联系统可靠性模型联系统可靠性模型A1A2An RS（t）=1-1-Ri（t）ni=1 系统与系统
26、结构图第30页/共141页第三十一页，编辑于星期二：三点 分。混联系统可靠性模型混联系统可靠性模型混联系统可靠性模型混联系统可靠性模型A1A1B2B1B3C1C2A3 系统与系统结构图第31页/共141页第三十二页，编辑于星期二：三点 分。2.4 2.4 可靠性工程可靠性工程 目的目的:减少失效率和寿命周期费用；减少失效率和寿命周期费用；最佳区域R（t）费用费用总费用总费用研制费用研制费用使用费用使用费用FMEA第32页/共141页第三十三页，编辑于星期二：三点 分。可靠性工程内容可靠性工程内容：(1)论证论证确定可靠性指标确定可靠性指标 定性定性 定量：定量：MTBF/（t）准则准则:1)必
27、要性；必要性；2)可能性；可能性；3)危害性；危害性；4)重要性重要性(后果程度后果程度)；5)复杂性。复杂性。FMEAFMEA 有关术语有关术语第33页/共141页第三十四页，编辑于星期二：三点 分。(2)进行可靠性计算进行可靠性计算:指标分配、预计、评估指标分配、预计、评估 可靠性模型可靠性模型；(3)进行可靠性分析进行可靠性分析 FMECA/FTA；(4)制定可靠性设计准则制定可靠性设计准则；(5)进行可靠性验证与评估。进行可靠性验证与评估。(6)可靠性控制可靠性控制生产制造。生产制造。(7)可靠性维护可靠性维护用户使用。用户使用。FMEAFMEA 有关术语有关术语第34页/共141页第
28、三十五页，编辑于星期二：三点 分。失效模式：失效模式：元器件或产品失效的一种表现形式元器件或产品失效的一种表现形式；例：继电器的触头失效模式。例：继电器的触头失效模式。失效后果：失效模式对产品功能、安全失效后果：失效模式对产品功能、安全性所性所 造成的后果；造成的后果；危害度危害度(严重度严重度)：某种失效后果的严重程度；：某种失效后果的严重程度；潜在失效模式：可能发生的失效模式。潜在失效模式：可能发生的失效模式。FMEAFMEA2.5 失效模式失效模式第35页/共141页第三十六页，编辑于星期二：三点 分。典型的失效模式典型的失效模式 弯曲弯曲 毛刺毛刺 孔错位孔错位 断裂断裂 转运损坏转运
29、损坏 漏开孔漏开孔 脏污脏污 变形变形 表面太光滑表面太光滑 短路短路 开路开路 接触不良接触不良 表面粗糙表面粗糙 开孔太深开孔太深注意：失效模式应以规范化技术术语描述，注意：失效模式应以规范化技术术语描述，不同于顾客察觉的现象不同于顾客察觉的现象第36页/共141页第三十七页，编辑于星期二：三点 分。潜在失效的后果潜在失效的后果噪音噪音 粗糙粗糙 费力费力工作不正常工作不正常 异味异味渗漏渗漏 不能工作不能工作报废报废 外观不良外观不良无法紧固无法紧固 不能配合不能配合不能连接不能连接 无法安装无法安装损坏设备损坏设备 危害操作者危害操作者工装过度磨损工装过度磨损对最终使用者对下道工序第3
30、7页/共141页第三十八页，编辑于星期二：三点 分。FMEAFMEAn n物理的：磨损、屈服、疲劳物理的：磨损、屈服、疲劳物理的：磨损、屈服、疲劳物理的：磨损、屈服、疲劳n n化学的：腐蚀、老化、变质化学的：腐蚀、老化、变质化学的：腐蚀、老化、变质化学的：腐蚀、老化、变质 n n原材料原材料原材料原材料/元器件缺陷：元器件缺陷：元器件缺陷：元器件缺陷：不稳定、不均匀、选择处理不当不稳定、不均匀、选择处理不当不稳定、不均匀、选择处理不当不稳定、不均匀、选择处理不当典型的失效机理典型的失效机理第38页/共141页第三十九页，编辑于星期二：三点 分。失效的潜在起因/机理n n扭矩不当扭矩不当n n焊
31、接不当焊接不当n n测量不精确测量不精确n n热处理不当热处理不当n n浇口浇口/通风不通风不足足n n润滑不足或无润滑不足或无润滑润滑n n零件漏装或错零件漏装或错装装n n定位器有碎屑定位器有碎屑n n损坏的工装损坏的工装n n不正确的机器不正确的机器设置设置起起 因因 机机 理理第39页/共141页第四十页，编辑于星期二：三点 分。失效发生的主要原失效发生的主要原因分布因分布n n失效发生的原因主要包括六个失效发生的原因主要包括六个方面：方面：一、设计问题；一、设计问题；一、设计问题；一、设计问题；二、材料问题（含器件）二、材料问题（含器件）二、材料问题（含器件）二、材料问题（含器件）三
32、、加工问题；三、加工问题；三、加工问题；三、加工问题；四、装配问题；四、装配问题；四、装配问题；四、装配问题；五、检测问题；五、检测问题；五、检测问题；五、检测问题；六、使用问题。六、使用问题。六、使用问题。六、使用问题。第40页/共141页第四十一页，编辑于星期二：三点 分。可能发生的失效模式可能发生的失效模式FMEAFMEA（1）指可适合于系统性、要求和运行限制的其它独特失效条件）指可适合于系统性、要求和运行限制的其它独特失效条件第41页/共141页第四十二页，编辑于星期二：三点 分。3.1 3.1 可靠性分析可靠性分析可靠性分析可靠性分析 3.2 3.2 失效分析技术失效分析技术失效分析
33、技术失效分析技术3.3 3.3 FMECA FMECA 分析技术分析技术分析技术分析技术 3.4 3.4 FEMA FEMA 特点特点特点特点3.5 3.5 分析对象、范围分析对象、范围分析对象、范围分析对象、范围3.6 3.6 目的、意义、作用目的、意义、作用目的、意义、作用目的、意义、作用第三讲 FMECA分析技术 第42页/共141页第四十三页，编辑于星期二：三点 分。3.1 可靠性分析可靠性分析 为了保证产品为了保证产品/过程设计的可靠性，应对设计方过程设计的可靠性，应对设计方 案做可靠性分析；案做可靠性分析；目目 的的:1）评价系统及其组成单元的可靠性水平；）评价系统及其组成单元的可
34、靠性水平；2）提高系统及其组成单元的可靠性）提高系统及其组成单元的可靠性(更重要更重要)主要方法主要方法:故障故障/失效分析技术。失效分析技术。FMEAFMEA第三讲 FMECA分析技术 第43页/共141页第四十四页，编辑于星期二：三点 分。3.2 失效分析技术失效分析技术 对对发发生生或或可可能能发发生生失失效效的的系系统统及及其其组组成成单单元元进进行行分分析。析。鉴别其失效模式、失效原因鉴别其失效模式、失效原因(失效机理失效机理)；估计该失效模式对系统可能产生的后果估计该失效模式对系统可能产生的后果；分析该后果的严重程度分析该后果的严重程度(影响和后果分析影响和后果分析)；采取措施，提
35、高系统的可靠性。采取措施，提高系统的可靠性。FMEAFMEAFMECAFMECA分析技术分析技术 第44页/共141页第四十五页，编辑于星期二：三点 分。常用失效分析方法常用失效分析方法 按失效原因分类按失效原因分类:直方图、因果图、主直方图、因果图、主次图；次图；u 按失效模式影响分类按失效模式影响分类:FMECA、FTA、ETA；u 按综合应用分类按综合应用分类:FMECA+FTA、FTA+ETA。FMEAFMEA第45页/共141页第四十六页，编辑于星期二：三点 分。3.3 FMECA 分析技术分析技术 潜在失效模式影响及后果分析潜在失效模式影响及后果分析(FMEA):v Failure
36、 Mode and Effects Analysisv 一种系统化的可靠性定性分析方法一种系统化的可靠性定性分析方法;v 通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、通过对系统各组成部分进行事前分析，发现、评价产品或过程中潜在评价产品或过程中潜在的失效模式，查明其对的失效模式，查明其对 系统的影响程度，以系统的影响程度，以便采取措施进行预防。便采取措施进行预防。n 危危害害度度分分析析(Criticality Analysis,简简称称CA):对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分对可能造成特别严重后果的失效模式进行单独分 析的方法析的方法;n FMEA与与CA合称合称 FMECA。FMEAF
37、MEA第46页/共141页第四十七页，编辑于星期二：三点 分。3.4 FEMA FEMA 特点特点n 系统性系统性:全面的、系统的、有组织的活动；全面的、系统的、有组织的活动；n 规范性：规定格式或程序；规范性：规定格式或程序；n 预想性预想性:预想、预防、时机；预想、预防、时机；n 时间性：产品或过程正式定型之前；时间性：产品或过程正式定型之前；n 动态性动态性:随设计、信息的改变，及时不断修改；随设计、信息的改变，及时不断修改；n 复杂性复杂性:系统复杂、工作量大、要求高；系统复杂、工作量大、要求高；n 协同性协同性:系统有关人员系统有关人员、有关专业人士共同合作。、有关专业人士共同合作。
38、FMEAFMEA FMECAFMECA分析技术分析技术 第47页/共141页第四十八页，编辑于星期二：三点 分。3.5 分析对象、范围分析对象、范围 不同技术不同技术 机、电、液、气等，及其机、电、液、气等，及其组合；组合；不同对象不同对象 硬件、软件与行为；硬件、软件与行为；不同过程不同过程 设计、试验、工艺、方法设计、试验、工艺、方法等任等任 何过程；何过程；不同领域不同领域 可靠性、安全性、维修性。可靠性、安全性、维修性。不同层次不同层次 系统、子系统、部件、元器件。系统、子系统、部件、元器件。FMEAFMEAFMECAFMECA分析技术分析技术 第48页/共141页第四十九页，编辑于星
39、期二：三点 分。3.6 目的、意义、作用目的、意义、作用1)全面找出一切的、可能的失效模式；全面找出一切的、可能的失效模式；2)单点失效单点失效:一旦发生，导致不可接受的一旦发生，导致不可接受的/严重严重 影响的后果；影响的后果；FMEAFMEA 目的、作用目的、作用有效降低开发设计或制造过程中的风险有效降低开发设计或制造过程中的风险第49页/共141页第五十页，编辑于星期二：三点 分。3 3）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更有利的）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更有利的）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更有利的）为可靠性建模、设计评定提供依据，有助于更有利的设计控制方法
40、，为制定设计计划，质量控制计划提设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提设计控制方法，为制定设计计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据；供正确的、恰当的根据；供正确的、恰当的根据；供正确的、恰当的根据；4 4）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少）有助于早期发现设计中的问题，从而避免和减少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；晚期修改带来的损失，使开发的成本下降；5 5）有助于
41、可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同）有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术；步工程技术；步工程技术；步工程技术；3.6 目的、意义、作用有效降低产品研发的周期和成本有效降低产品研发的周期和成本第50页/共141页第五十一页，编辑于星期二：三点 分。6）识别系统特殊特性的重要工）识别系统特殊特性的重要工具，有助于具，有助于 质量控制计划的制定。质量控制计划的制定。7)制定关键件制定关键件/重要件清单；重要件清单；8)确定需要重点控制的环节；确定需要重点控制的环节；有效进行可靠性控制有效
42、进行可靠性控制FMEA3.6 目的、意义、作用第51页/共141页第五十二页，编辑于星期二：三点 分。9 9）进行故障诊断、隔离；）进行故障诊断、隔离；）进行故障诊断、隔离；）进行故障诊断、隔离；1010）制定维修方案；）制定维修方案；）制定维修方案；）制定维修方案；1111）必要时进行结构重组；）必要时进行结构重组；）必要时进行结构重组；）必要时进行结构重组；FMEA有效保障系统的可靠性和方便维修改进有效保障系统的可靠性和方便维修改进 目的、作用目的、作用3.6 目的、意义、作用第52页/共141页第五十三页，编辑于星期二：三点 分。1212）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进）给出的失
43、效模式的风险评估顺序，提供改进）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进）给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进 设计的优先控制系统，从而引导资源去解决设计的优先控制系统，从而引导资源去解决设计的优先控制系统，从而引导资源去解决设计的优先控制系统，从而引导资源去解决 需要优先解决的问题。需要优先解决的问题。需要优先解决的问题。需要优先解决的问题。1313）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组）一个组织的经验积累，特别是将跨职能小组 的集体知识文件化，为以后的设计开发项目的集体知识文件化，为以后的设计开发项目的集体知
44、识文件化，为以后的设计开发项目的集体知识文件化，为以后的设计开发项目 提供宝贵的参考。提供宝贵的参考。提供宝贵的参考。提供宝贵的参考。1414）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织）发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织 的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。有效提高组织的管理有效提高组织的管理/控制的能力和水平控制的能力和水平3.6 目的、意义、作用目的、意义、作用第53页/共141页第五十四页，编
45、辑于星期二：三点 分。第四讲第四讲 一般工作程序一般工作程序 4.1 4.1 应用应用FMEAFMEA过程的三种情况过程的三种情况4.2 FMECA 4.2 FMECA 计划与输入计划与输入 4.2.1 FMECA 4.2.1 FMECA 计划计划 4.2.2 FMECA 4.2.2 FMECA 的输入的输入4.3 FMECA 4.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序第54页/共141页第五十五页，编辑于星期二：三点 分。4.1 应用应用应用应用FMEA过程的三种情况过程的三种情况n n情况一：新设计、新技术、或新过程情况一：新设计、新技术、或新过程情况一：新设计、新技术、或新过程情况
46、一：新设计、新技术、或新过程 FMEA FMEA的范围是完整的设计、技术和过程；的范围是完整的设计、技术和过程；的范围是完整的设计、技术和过程；的范围是完整的设计、技术和过程；n n情况二：对现有设计和过程的更改情况二：对现有设计和过程的更改情况二：对现有设计和过程的更改情况二：对现有设计和过程的更改 FMEA FMEA的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的范围应当着重于设计和过程的更改、由更改而可能引起的相互作用以及从市场上所获得的历史信息，它可包括法规要的相互作用以及从市场上所
47、获得的历史信息，它可包括法规要的相互作用以及从市场上所获得的历史信息，它可包括法规要的相互作用以及从市场上所获得的历史信息，它可包括法规要求的变更。求的变更。求的变更。求的变更。n n情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下情况三：在新的环境、场所、应用或使用形式下（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计（包括工作环境、法规要求等）使用现有的设计和过程。和过程。和过程。和过程。FMEA FMEA的范围应当着重于新的环境、场所
48、、应用或使用的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使用的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使用的范围应当着重于新的环境、场所、应用或使用形式对现有设计和过程的影响。形式对现有设计和过程的影响。形式对现有设计和过程的影响。形式对现有设计和过程的影响。第55页/共141页第五十六页，编辑于星期二：三点 分。4.2 FMECA 计划与输入计划与输入 不同阶段的不同阶段的FMECA要求要求 分析方法分析方法 表格模式表格模式 最低约定层次最低约定层次 编码体系编码体系 失效判据失效判据 与其它工作计划的配合与其它工作计划的配合 FMEAFMEA4.2.1 FMECA 计划计划第56页/共141页第五
49、十七页，编辑于星期二：三点 分。4.2.2 FMECA的输入的输入 设计任务书；设计任务书；设计方案论证报告；设计方案论证报告；有关的设计图样、工艺文件；有关的设计图样、工艺文件；有关产品有关产品/系统的工作环境和预期的用途；系统的工作环境和预期的用途；被分析对象及所处系统、分系统在启动运行、被分析对象及所处系统、分系统在启动运行、操作维修中的功能、性能、可靠操作维修中的功能、性能、可靠性信息性信息；可靠性数据及失效案例等。可靠性数据及失效案例等。FMEAFMEA 工作程序工作程序第57页/共141页第五十八页，编辑于星期二：三点 分。4.3 FMECA 4.3 FMECA 的一般工作程序的一
50、般工作程序的一般工作程序的一般工作程序 1 1)定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求 2)建立可靠性模型建立可靠性模型 3)确定最低约定层次确定最低约定层次 4)选择并填写选择并填写FMEA表表 5)危害度分析危害度分析 6)分析报告与改进措施分析报告与改进措施第58页/共141页第五十九页，编辑于星期二：三点 分。4.3 FMECA 的一般工作程序的一般工作程序 1)定义产品及其功能和最低工作要求定义产品及其功能和最低工作要求FMEAFMEAn 主要功能和次要功能（不同的工作模式）主要功能和次要功能（不同的工