故障模式分析

故障模式分析第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六一故障模式影响和危害性分析（FMECA）二故障树分析（FTA）可靠性分析方法第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障模式影响和危害性分析（FMECA）定义：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=故障模式影响分析(FMEA)+危害性分析（CA）第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障模式影响和危害性分析（FMECA）FMECA分析过程故障模式预测故障模式分级与评价故障模式预防与改进措施对现有设计方案进行分析，预测将会发生什么样的故障。列举出可能发生的全部故障模式对故障模式相对的排出优先顺序，定出重点，选出重要的故障模式由专业技术人员，对不希望发生的重要故障模式，研究其预防和改正措施，提出改进建议第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期六FMECA实施步骤

收集相关资料和信息定义系统及其功能;做系统的功能框图和可靠性框图列出各项功能级零部件失效模式、原因、影响确定故障检测方法；确定故障预防措施进行危害性分析填写FMECA表

第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期六FMECA实施步骤严酷度类别严重程度定义Ⅰ级（灾难的）这是一种会引起人员死亡或系统毁坏的故障Ⅱ级（致命的）这种故障会引起人员的严重伤害、重大经济损失或导致任务失败的系统严重损坏Ⅲ级（临界的）这种故障会引起人员的轻度伤害，一定的经济损失或导致任务延误或降级的系统轻度损坏Ⅳ级（轻度的）这是一种不足以导致人员伤害、一定的经济损失或系统损坏的故障，但它会导致非计划性维护第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期六FMEA表代码产品或功能标志功能故障模式故障原因任务阶段与工作方式故障影响严重度类别故障检测方法补偿措施备注局部影响高一层次影响最终影响12345678910111213产品的代码或其他标识记录分析产品或功能的名称与标志简要描述产品所具有的主要功能根据故障模式分析的结果简要描述每一产品所有故障模式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简要说明发生故障的任务阶段与产品的工作方式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栏根据最终影响分析的结果按每个故障模式分配严酷度类别简要描述故障检测方法简要描述补偿措施本栏主要记录对其它栏的注释和补充说明第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期六危害度分析（CA）危害度分析（CA）是综合考虑每一故障模式的严重度类别及故障模式发生概率的权重，以便全面评价各种可能故障模式的影响，常用FMECA(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)表示，是FMEA的补充。定性分析方法

当难以得到产品的确切技术状态数据或故障数据的情况下使用，其分析结果是一个危害度分析坐标的点位置图，如下图所示：第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期六危害度分析（CA）A(≥20%)B(10%-20%)

C(1%-10%)D(0.1%-1%)E(≤0.1%)故障模式概率严重度Ⅳ次要性Ⅲ一般性Ⅱ致命性Ⅰ灾难性A1B1max危害度分析坐标图第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期六危害度分析（CA）定量分析FMECA分析表代码产品或功能标志功能故障模式故障原因任务阶段与工作方式严酷度类别故障概率等级或故障数据源故障率λp故障模式频数比αj故障影响概率βj工作时间t故障模式危害度Cmj产品危害度Cr备注123456789101112131415第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期六危害度分析（CA）表中项目特别定义如下：故障率λp是单位时间内发生故障元件占试验原件总数的概率。式中，n为元件总数；k为故障元件数；为第k个元件发生故障的时间。故障模数频数比αj是故障模式的相对频率，即一种失效模式在元件故障率λp中所占比例。一个元件所有失效模式的αj值相加应等于1。该值可由经验或有关手册得到。故障影响概率βj是产品以故障模式j发生故障而导致系统丧失功能的概率，，必然损失；可能损失；很小损失。第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六危害度分析（CA）工作时间t是每次任务阶段内的工作时间（h）。故障模式危害度Cmj是产品在第j中故障模式情况下对系统危害所占份额，其公式为产品危害度Cr是产品在某一任务阶段各种故障模式危害度Cmj的总和，其公式为式中n——该产品故障模式数第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树分析（FTA）定义：故障树指以系统不希望发生的一个事件（顶事件）作为分析目标，使用演绎法找出这一顶事件发生的原因事件组合，并可求出其概率。

。目的（1）帮助判明可能发生的故障模式和原因；（2）发现可靠性和安全性薄弱环节，采取改进措施，以提高产品可靠性和安全性；（3）计算故障发生概率；（4）发生重大故障或事故后，FTA是故障调查的一种有效手段，可以系统而全面地分析事故原因，为故障“归零”提供支持；（5）指导故障诊断、改进使用和维修方案等。

第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树常用事件符号符号说明底事件元、部件在设计的运行条件下发生的随机故障事件。实线圆——硬件故障虚线圆——人为故障未探明事件表示该事件可能发生，但是概率较小，勿需再进一步分析的故障事件，在故障树定性、定量分析中一般可以忽略不计。顶事件人们不希望发生的显著影响系统技术性能、经济性、可靠性和安全性的故障事件。顶事件可由FMECA分析确定。中间事件故障树中除底事件及顶事件之外的所有事件。第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树常用事件符号

符号说明开关事件：已经发生或必将要发生的特殊事件。条件事件：描述逻辑门起作用的具体限制的特殊事件。入三角形：位于故障树的底部，表示树的A部分分支在另外地方。出三角形：位于故障树的顶部，表示树A是在另外部分绘制的一棵故障树的子树。A第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树常用逻辑门符号

符号说明与门Bi(i=1,2,…,n)为门的输入事件，A为门的输出事件Bi同时发生时，A必然发生，这种逻辑关系称为事件交用逻辑“与门”描述，逻辑表达式为或门当输入事件中至少有一个发生时，输出事件A发生，称为事件并用逻辑“或门”描述，逻辑表达式为第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树常用逻辑门符号符号说明表决门：n个输入中至少有r个发生，则输出事件发生；否则输出事件不发生。

异或门：输入事件B1，B2中任何一个发生都可引起输出事件A发生，但B1，B2不能同时发生。相应的逻辑代数表达式为第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树的建造

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熟悉系统1234确定故障树的顶事件确定边界条件建造故障树要点第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树实例加热器第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树实例或热水系统失效熔断器失效与加热指示电路失效加热器失效发光二级管整流二极管开关失效或加热开关k温控开关wk或饮水机不加热，加热指示灯不亮电阻第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期六故障树实例饮水机不加热，加热指示灯不亮

+热水系统失效··熔断器失效加热指示电路失效

+TOP开关失效电阻

+开关k开关wk整流二极管发光二级管G1加热器失效G2x1x2·x3G3x4x5x6x7第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六最小割集法上行法1.逐级写G3=x5+x6+x7;G2=x4G3；G1=x2+x3；TOP=x1+G1+G22.逐级代并简化G2=x4（x5+x6+x7）3.顶事件表达式TOP=x1+x2+x3+x4（x5+x6+x7）

=x1+x2+x3+x4x5+x4x6+x4x74.最小割集即为上式几项[x1],[x2],[x3],[x4,x5],[x4,x6],[x4,x7]第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期六最小割集法下行法

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TOPx1x1x1x1G1x2x2x2G2x3x3x3G2