以FMEA为中心的可靠性工程

1、（1）成绩巨大20余年来，我国贯彻可靠性工程取得了巨大的进展； 建立了一批可靠性工程的国军标； 从各上级机关和承制单位的领导到广大工程技术人员，已经树立了可靠性工程的意识； 通过培训和实践，一支包括专家、骨干和可靠性工作者的队伍已经成长起来，并取得了实践经验； 在XX工程系统、全面地贯彻可靠性工程获得成功后，目前所有的高新工程均在积极贯彻可靠性工程。（2）问题不少 工作表面化，未紧密结合工程，“两张皮”； 没有足够的故障率数据； 停留于概念，工程上感到无法深入，或无从下手； 各种可靠性工程方法互相割裂地使用，且结果互相矛盾； 某些可靠性工程方法花钱太多，如可靠性试验； 某些可靠性工程方法太烦琐

2、； 缺乏适用的计算机辅助可靠性工程软件。（3）今后对策 进一步强化可靠性工程管理； 重点推广应用适于工程应用的、高效实用的可靠性工程方法； 重实践、重落实、重实效； 推广应用计算机辅助可靠性工程软件； 适当的激励政策。 本讲座重点介绍成都飞机设计研究所积18年的实践经验总结归纳的，高效实用的“以FMEA为中心的可靠性工程方法”，包括与之有关的管理和计算机辅助软件支持等方面。 DFMEA适用于产品设计阶段的故障模式与影响分析，而PFMEA则适用于工艺设计和生产制造过程的故障模式与影响的分析。 进行FMEA的目的是为了分析产品或过程的障故模式及其产生的影响或后果，并对可能出现的各种故障模式采取设计

3、、工艺或操作方面的改进或补偿措施。 类（灾难性的）会引起人员死亡或系统毁坏的故障。 类（致命的）会引起人员伤害、重大经济损失、任务失败或系统严重损坏的故障。 类（一般的）会引起一定的经济损失、产品报废或导致系统任务延误或降级，或引起顾客抱怨，影响产品销售，或延迟产品研制进度的故障。 类（轻微的） 不足以导致人员伤害、外部经济损失或系统损害的故障，但它会导致过程返工，系统安全系数或性能裕度降低和一定的内部经济损失。（1） 建立产品的框图 DFMEA框图; PFMEA过程流程/风险评估图。（2） 填写FMEA表格 DFMEA由以设计工程师为主的团队分析产品每一个潜在的故障模式，并确定其发生原因和机

4、理，通过填写DFMEA表格来完成； PFMEA由以制造主管工程师为主的团队分析过程的每一个潜在的故障模式，并确定其发生原因和机理，通过填写PFMEA表格来完成。 在分析产品的某一故障模式时，一般可只考虑该故障对于产品工作的影响，但如果某几个故障模式同时发生的概率不能忽略不计时，还应考虑这几个故障模式同时发生的情况，作为一个新的故障模式来处理。 对于所有类和类故障模式，均应采取设计和工艺的更改措施或专门的质量控制措施，以消除这些故障模式或减少其发生的概率。 （3）编写FMEA分析报告应形成按技术责任制审签的FMEA分析技术报告，其重点是：本产品的薄弱环节是什么？与竞争对手比较，本产品有哪些不足？

5、针对顾客当前的和潜在的需求，有何改进措施？必须暂时保留的、类故障模式应列出清单。 随着产品研制的进展，FMEA分析应不断地进行修订和迭代，FMEA报告应与产品文实相符，并成为积累排故经验、不断改进产品质量的有力工具。a. 确定潜在的与过程故障模式有关的产品；b. 评估过程故障对顾客的潜在影响；c. 确定引起故障的潜在的制造或装配过程 原因，并确定哪一类过程故障是应该重 点避免的以及相关的关键过程；d. 找到和发现一系列的过程故障模式，为 今后的分析工作打下良好的基础，建立 一个优选的系统。 在实施FMEA的过程中，应注意以下问题：（1）FMEA分析应与产品的研制同步进行，尤其应在设计的早期阶段

6、就开始进行FMEA（包括DFMEA和PFMEA），这将有助于及时发现设计和工艺中的薄弱环节并为安排改进措施提供依据。在设计早期就开展PFMEA是为了贯彻并行工程原理，及早地分析潜在的过程故障并采取纠正措施。（2）FMEA分析最重要的原理有两条，第一是尽可能把各种潜在的质量问题（广义故障模式）列全，第二是对严酷度为类和类的故障模式采取设计、工艺的纠正措施，从而提高产品的质量与可靠性。（3）对产品研制的不同阶段，应进行不同程度、不同层次的FMEA。也就是说FMEA应及时反映设计、工艺上的变化，并随着研制阶段的展开而不断补充、完善和反复迭代。 （4）DFMEA分析应由产品设计人员完成。即贯彻“谁设计

7、、谁分析”的原则，这是因为设计人员对自己设计的产品最了解。相应地，PFMEA分析应由制造主管工程师完成。 （5）FMEA分析中应加强规范化工作，以保证DFMEA和PFMEA的分析结果具有可比性。开始分析复杂系统前，应统一制定FMFA的规范要求，结合系统特点，对FMEA中的分析约定层次、故障判据、严酷度定义、分析表格和分析报告要求等均应作统一规定及必要说明。（6）应对FMFA的结果进行跟踪与分析，以验证其正确性和改进措施的有效性。这种跟踪分析的过程，也是逐步积累FMEA工程经验的过程。一套完整的FMEA资料，是各方面经验的总结，是宝贵的工程财富，应当不断积累并归挡，以备查考。 （7）FMEA是健

8、壮设计中成效显著的分析方法，但应注意，FMEA一般只作静态的单一因素分析，不适合进行动态分析。 （8）FMEA应当与其它健壮设计技术结合使用，以便发挥更大的作用。 图1 为以FMEA为中心的可靠性工程框图 输入输入 输出输出 双向双向一、 产品方案设计1 顾客需求（可靠性指标论证）；2 质量功能展开（QFD） 可靠性功能展开（RFD）；3. 系统设计 可靠性设计；4. 可靠性（含维修性、测试性）指标分配；5. 贯彻可靠性维修性测试性设计准则；6. 确定产品设计方案（含可靠性设计方案）。二、可靠性预计与寿命论证7 电子元器件清单、机械零件清单； 电子元器件优选目录、标准件优选目录；8. 可靠性框

9、图（RBD）；9. 基本可靠性预计；10. 任务可靠性预计；11. 寿命论证；三、可靠性、维修性、测试性、保障性分析12 故障定义（确定故障判据）；13 FMEA分析； FMECA分析； 14. FTA分析；15. 维修性分析；16. 测试性/BIT设计分析；17. 保障性分析；18. 以可靠性为中心的维修性分析（RCM）；19. 修理级别分析。 四、确定质量保证的重点 20 确定关键件、重要件； 21 确定装机设备或产品的重要度； 五、确定保障资源22 确定并编制随机地面设备、随机工具、随机备件和随机资料清册；23 编制故障代码手册；24 编制维护使用说明书；六、故障管理 25 故障报告、分

10、析与纠正措施系统 （FRACAS）；26. 可靠性试验；27. 试飞、试射、试航、试车；28. 可靠性增长；29. 供应商管理、代理商管理；30. 售后服务、远程诊断；31. 顾客满意评估。 故障定义； 产品设计方案； 可靠性框图（RBD）； 元器件、零部件清单； 基本可靠性预计报告； 寿命论证报告； 可靠性试验的故障信息； 来自FRACAS系统的信息。 FTA分析； 维修性分析； 测试性/BIT设计分析； 保障性分析； 以可靠性为中心的维修性分析（RCM）； 修理级别分析； 编制维护使用说明书； 确定关键件、重要件； 确定装机设备或产品的重要度； 指导试验、试飞、试射、试航、试车中排故； 支持FRACAS系统。 可靠性工程本质上是研究故障、与故障做斗争的一们科学。FMEA、FMECA承担了可靠性工程的一项最基本的任务：分析故障模式、影响及危