故障模式、影響及危害分析(FMECA)
故障模式、影響及危害性分析(FMECA)是針對產(chǎn)品所有可能的故障,并根據(jù)對故障模式的分析,確定每種故障模式對產(chǎn)品工作的影響,找出單點(diǎn)故障,并按故障模式的嚴(yán)酷度及其發(fā)生概率確定其危害性。所謂單點(diǎn)故障指的是引起產(chǎn)品故障的,且沒有冗余或替代的工作程序作為補(bǔ)救的局部故障。FMECA包括故障模式及影響分析(FMEA)和危害性分析(CA)。
故障模式是指元器件或產(chǎn)品故障的一種表現(xiàn)形式。一般是能被觀察到的一種故障現(xiàn)象。如材料的彎曲、斷裂、零件的變形、電器的接觸不良、短路、設(shè)備的安裝不當(dāng)、腐蝕等。
故障影響是指該故障模式會造成對安全性、產(chǎn)品功能的影響。故障影響一般可分為:對局部、高一層次及最終影響三個等級。如分析飛機(jī)液壓系統(tǒng)中的一個液壓泵,它發(fā)生了輕微漏油的故障模式,對局部即對泵本身的影響可能是降低效率,對高一層次即對液壓系統(tǒng)的影響可能是壓力有所降低,最終影響即對飛機(jī)可能沒有影響。
將故障模式出現(xiàn)的概率及影響的嚴(yán)酷度結(jié)合起來稱為危害性。
故障模式和影響分析(FMEA)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,通過對產(chǎn)品各組成單元潛在的各種故障模式及其對產(chǎn)品功能的影響進(jìn)行分析,提出可能采取的預(yù)防改進(jìn)措施,以提高產(chǎn)品可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。它是一種預(yù)防性技術(shù),是事先的行為,是紙上談兵的階段,現(xiàn)已從可靠性分析應(yīng)用推廣到產(chǎn)品性能分析應(yīng)用上。它的作用是檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性,確定故障模式的原因,及對系統(tǒng)可靠性和安全性進(jìn)行評價等。
危害性分析(CA)是把FMEA中確定的每一種故障模式按其影響的嚴(yán)重程度類別及發(fā)生概率的綜合影響加以分析,以便全面地評價各種可能出現(xiàn)的故障模式的影響。CA是FMEA的繼續(xù),根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及可靠性數(shù)據(jù)的獲得情況,CA可以是定性分析也可以是定量分析。
FMECA(potential failure mode and effect criticality analysis)分析方法可用于整個系統(tǒng)到零部件任何一級,I類(災(zāi)難性故障),它是一種會造成人員死亡或系統(tǒng)(如飛機(jī))毀壞的故障。
、蝾悾ㄖ旅怨收希@是一種導(dǎo)致人員嚴(yán)重受傷,器材或系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞,從而使任務(wù)失敗的故障。
、箢悾▏(yán)重故障),這類故障將使人員輕度受傷、器材及系統(tǒng)輕度損壞,從而導(dǎo)致任務(wù)推遲執(zhí)行、或任務(wù)降級、或系統(tǒng)不能起作用(如飛機(jī)誤飛)。
、簦ㄝp度故障),這類故障的嚴(yán)重程度不足以造成人員受傷,器材或系統(tǒng)損壞,但需要非計(jì)劃維修或修理。
FMECA的實(shí)施步驟通常為:
(1)掌握產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的有關(guān)資料。
。2)掌握產(chǎn)品啟動、運(yùn)行、操作、維修資料。
。3)掌握產(chǎn)品所處環(huán)境條件的資料。
這些資料在設(shè)計(jì)的初始階段,往往不能同時都掌握。開始時,只能作某些假設(shè),用來確定一些很明顯的故障模式。即使是初步FMECA,也能指出許多單點(diǎn)失效部位,且其中有些可通過結(jié)構(gòu)的重新安排而消除。隨著設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展,可利用的信息不斷增多,F(xiàn)MECA工作應(yīng)重復(fù)進(jìn)行,根據(jù)需要和可能應(yīng)把分析擴(kuò)展到更為具體的層次。
。4)定義產(chǎn)品及其功能和最低工作要求。一個系統(tǒng)的完整定義包括它的主要和次要功能、用途、預(yù)期的性能、環(huán)境要求、系統(tǒng)約束條件和構(gòu)成故障的條件等。由于任何給定的產(chǎn)品都有一個或多個工作模式,并且可能處于不同的工作階段,因此,系統(tǒng)的定義還包括產(chǎn)品工作的每個模式及其持續(xù)工作期內(nèi)的功能說明。每個產(chǎn)品均應(yīng)有它的功能方框圖,表示產(chǎn)品工作及產(chǎn)品各功能單元之間的相互關(guān)系。
。5)按照產(chǎn)品功能方框圖畫出其可靠性方框圖。
。6)根據(jù)所需要的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有資料的多少來確定分析級別,即規(guī)定分析到的層次。
。7)找出故障模式,分析其原因及影響。
(8)找出故障的檢測方法。
。9)找出設(shè)計(jì)時可能的預(yù)防措施,以防止特別不希望發(fā)生的事件。
。10)確定各種故障模式對產(chǎn)品產(chǎn)生危害的嚴(yán)酷程度。
(11)確定各種故障模式的發(fā)生概率等級。
故障模式發(fā)生的概率等級一般可分為:A級(經(jīng)常發(fā)生),產(chǎn)品在工作期間發(fā)生的概率是很高的,即一種故障模式發(fā)生的概率大于總故障概率的0.2. B級(很可能發(fā)生),產(chǎn)品在工作期間發(fā)生故障的概率為中等,即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.1—0.2. C級(偶然發(fā)生),產(chǎn)品在工作期間發(fā)生故障是偶然的,即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.01—0.1. D級(很少發(fā)生),產(chǎn)品在工作期間發(fā)生故障的概率是很小的,即一種故障模式發(fā)生的概率為總故障概率的0.001—0.01. E級(極不可能發(fā)生),產(chǎn)品在工作期間發(fā)生故障的概率接近于零,即一種故障模式發(fā)生的概率小于總故障概率的0.001.(12)填寫FMEA表,并繪制危害性矩陣,如果需要進(jìn)行定量FMECA,則需填寫CA表。如果僅進(jìn)行FMEA,則第(11)步驟和繪制危害性矩陣不必進(jìn)行。
例6:故障模式對產(chǎn)品影響的嚴(yán)重程度稱為嚴(yán)酷度,一般分為四類:I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類,其中Ⅰ類表示()。
A.致命性故障;
B.災(zāi)難性故障;
C.嚴(yán)重故障;
D.輕度故障。
答案:B