可靠性设计、分析、试验技术优秀PPT.ppt

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1、牢靠性设计、分析、试验技术李良巧目 录1牢靠性基本概念2牢靠性模型3牢靠性预料4牢靠性安排5FMEA/FTA6牢靠性设计准则7电路容差分析8元器件降额设计9热设计10平安性设计与分析11机械牢靠性概述12软件牢靠性13牢靠性试验与评价14环境应力筛选15牢靠性鉴定验证试验一、牢靠性基本概念（含修理性、测试性、可用性、保障性）牢靠性定义：牢靠性定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的实力。牢靠性的概率度量亦称牢靠度。的实力。牢靠性的概率度量亦称牢靠度。产品指的是新版产品指的是新版ISO9000中定义的硬件和流程性材料中定义的硬件和流程性

2、材料等有形产品以及软件等无形产品。等有形产品以及软件等无形产品。“规定时间规定时间”和产品牢靠性关系也极为亲密。和产品牢靠性关系也极为亲密。“规定的功能规定的功能”指的是产品规格书中给出的正常工作的指的是产品规格书中给出的正常工作的性能指标。性能指标。1.牢靠性 产品的牢靠性一般可分为固有牢靠性和运用牢靠性。产品固有牢靠性是产品在设计、制造中赐予的，是产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以限制的。而产品运用牢靠性则是产品在实际运用过程中表现出的一种性能的保持实力的特性，它除了考虑固有牢靠性的影响因素之外，还要考虑产品安装、操作运用和修理保障等方面因素的影响。产品牢靠性还可分为基本牢靠性和任务

3、牢靠性。基本牢靠性是产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它反映产品对修理人力的要求。因此在评定产品基本牢靠性时应统计产品的全部寿命单位和全部故障，而不局限于发生在任务期间的故障，也不局限于是否危及任务成功的故障。任务牢靠性是产品在规定的任务剖面内完成规定功能的实力。评定产品任务牢靠性时仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障。牢靠度函数、累积故障分布函数 如前所述，产品牢靠度是产品在规定条件下规定时间完成规定功能的概率，描述的是产品功能随时间保持的概率，即产品牢靠度是时间的函数，一般用R(t)表示，产品的牢靠度函数即：R(t)=P(T t)式中：T产品发生故障的时间；t规定的时间。(100

4、h)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 试验故障统计表时间(小时)故障数(个)累积故障数（个）时间（小时）故障数(个)累积故障数(个)0100 00500-600610100-20011600-700313200-30012700-800215300-40013800-900016400-50014900-1000016故障及其分类 故障是指产品不能执行规定功能的状态。失效是指产品丢失完成规定功能实力的事务。故障模式是指产品故障的表现形式，如三极管的短路或开路、灯丝的烧断等。故障机理是指引起产品故障的物理、化学或生物等变更的内在缘由。按故障的规律可分为偶然故障和耗损故障。偶然故障是由于偶

5、然因素引起的故障，其重复出现的风险可以忽视不计，只能通过概率或统计方法来预料。耗损故障是通过事前检测或监测可预料到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而渐渐衰退引起的。耗损故障可以通过预防修理，防止故障的发生，延长产品的运用寿命。按故障引起的后果可分为致命性故障和非致命性故障。前者会使产品不能完成规定任务或可能导致人或物的重大损失、最终使任务失败，后者不影响任务完成，但会导致非支配的修理。按故障的统计特性又可分为独立故障和从属故障。前者是指不是由于另一个产品故障引起的故障，后者是由另一产品故障引起的故障。在评价产品牢靠性时只统计独立故障。牢靠性常用度量参数牢靠性常用度量参数牢靠度牢靠度 产产

6、品品在在规规定定的的条条件件下下和和规规定定的的时时间间内内，完完成成规规定定功功能能的的概概率率称称为为牢牢靠靠度度，一一般般用用 表表示示。若若产产品品的的总总数数为为N0N0，工工作作到到t t时时刻刻产产品品发发生生的的故故障障数数为为r(t)r(t)，则则产产品品在时刻的牢靠度的观测值为：在时刻的牢靠度的观测值为：故障率故障率 工工作作到到某某时时刻刻尚尚未未发发生生故故障障的的产产品品数数，在在该该时时刻刻后后单单位位时时间间内内发发生生故故障障的的概概率率，称称之之为为产产品品的的故故障障率率。故故障障率一般用率一般用 表示。表示。一般状况下，一般状况下，可用下式进行工程计算：可

7、用下式进行工程计算：平均故障前时间（平均故障前时间（MTTF）设设 个个不不行行修修复复的的产产品品在在同同样样条条件件下下进进行行试试验验，测测得得其其全全部部故故障障时时间间为为 。其其平平均均故故障障前前时时间间（MTTF）为：）为：当产品的寿命听从指数分布时，当产品的寿命听从指数分布时，平均故障间隔时间（MTBF）一个可修产品在运用过程中发生了 次故障，每次故障修复后又重新投入运用，测得其每次工作持续时间为 。其平均故障间隔时间MTBF为：贮存寿命贮存寿命 产产品品在在规规定定条条件件下下贮贮存存时时，仍仍能能满满足足规规定定质质量量要要求求的时间长度。的时间长度。产产品品出出厂厂后后

8、，即即使使不不工工作作，在在规规定定的的条条件件下下贮贮存存，产产品品也也有有一一个个非非工工作作状状态态的的偶偶然然故故障障率率，非非工工作作的的偶偶然然故故障障率率比比工工作作故故障障率率小小得得多多，但但贮贮存存产产品品的的牢牢靠靠性性也也是是在在不不断断下下降降的的。因因此此，贮贮存存寿寿命命是是产产品品贮贮存存牢牢靠靠性性的的一一种度量参数。种度量参数。修理性定义：产品在拟定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行修理时，保持或复原到规定状态的实力。概率表示为修理度M关注焦点：修理简便、快速、经济修理性是对牢靠性的重要补充修理性是产品固有属性、是设计出来的修理是一种活动，产品故

9、障后为复原其性能的活动2.修理性修理的种类修理的种类预防性修理：通过系统修理检查、预防性修理：通过系统修理检查、检测和消退产品的故障征兆，使其检测和消退产品的故障征兆，使其保持在规定状态进行的全部活动。保持在规定状态进行的全部活动。包括预先修理，定时修理，视情修包括预先修理，定时修理，视情修理和故障检查等理和故障检查等修复性修理：产品发生故障后，使修复性修理：产品发生故障后，使其复原到规定状态进行的全部活动。其复原到规定状态进行的全部活动。它可以包括下述一个或多个步骤：它可以包括下述一个或多个步骤：故障定位，故障隔离，分解、更换、故障定位，故障隔离，分解、更换、组装、调校及检测等，也称修理。组

10、装、调校及检测等，也称修理。修理性定性定量要求修理性定性定量要求定性要求：定性要求：良好可达性良好可达性 高的标准化和互换性高的标准化和互换性 完善的防差错措施及识别标识完善的防差错措施及识别标识 良好的测试性良好的测试性 保障修理平安保障修理平安 符合修理的人符合修理的人工程要求工程要求定量要求定量要求 平均修复时间平均修复时间MTTRMTTR M maxct M maxct约等于约等于2-3MTTR2-3MTTR 修复时间中值修复时间中值M ctM ct M(t)=0.5 M(t)=0.5的修理时间的修理时间 又叫中位修复时又叫中位修复时间间 可用性：产品在随意时刻须要和起先执行任务时，处

11、于可工作或可运用的程度。概率度量为可用度 开则能动，召之即来 固有可用度Ai:仅与工作时间和修复性时间有关的一种可用性。是设计特性 MTBF Ai=MTBF+MTTR3.可用性 可达可用性：仅与工作时间和修复性和预防性修理时间有关 MTBMA Aa=_ MTBMA+MMT MTBMA-平均修理活动间隔时间 MMT-平均修理时间v运用可用性：与能工作时间和不能工作时运用可用性：与能工作时间和不能工作时间有关的一种可用性间有关的一种可用性v MTBMAvAo=_v MTBMA+MDTvMDT-平均停机时间平均停机时间 系统效能：系统在规定条件和规定时间内满足一组特定任务要求和程度。E=A D C人

12、的效能=健康可干（A）*干而无病（D）*实力（C）系统效能=召之即来*来之能战*战之能胜4.系统效能 测试性：产品能刚好并精确地确定其状态（可工作、不行工作或性能下降）并隔离其内部故障的实力。故障检测率：产品在规定时间内，在规定的条件下，用规定的方法能够精确检测出的故障数（No）与所发生故障总数（Nt）之比：rFD=No/Nt*100%5.测试性v故障隔离率:rFI:用规定的方法将检测到的故障正确隔离到不大于规定模糊度的故障数Nl与检测到故障总数Nd rFI=-*100%NlNdv虚警率：在规定的时间内发生的虚警率数（NFA）与同一时期内故障总数NF之比 rFA=_*100%NF+NFA NF

13、A 系统产品的设计特性和支配的保障资源满足平常和战时运用要求的实力称为保障性。保障性也是产品的一种重要的固有属性。它包含两方面含义，即与产品保障有关的设计特性和保障资源的足够和适用程度。6.保障性 设计特性是指与保障有关的设计特性，如与牢靠性和修理性有关的，以及保障资源要求产品所具有的设计特性。这些设计特性可以通过设计干脆影响产品的硬件和软件。如使设计的产品便于操作、检测、修理、装卸、运输、消耗品（油、水、气、弹）补给等设计特性。从保障性角度看，良好的保障设计特性是使产品具有可保障特性或者说所设计的产品是可保障的。v 保障资源是保证产品完成平常和战时运用的人力和物力。从保障性的角度看，足够的并

14、与产品匹配完善的保障资源说明产品是能得到保障的。v 产品具有可保障的特性和能保障的特性才是具有完整保障性的产品。二、牢靠性建模二、牢靠性建模2.1、目的 -用于牢靠性定量安排、预料和评价 （GJB813-90牢靠性模型的建立和牢靠性预料）2.2、牢靠性模型牢靠性框图模型牢靠性数学模型2.32.3串联系统牢靠性模型串联系统牢靠性模型串联系统：系统的全部组成单元中任一单元的故障都会导致整个系统的故障牢靠性框图:牢靠性数学模型：若单元的寿命分布为指数分布，则：1n2 若每个单元工作时间与系统时间相同，且单元也听从指数分布，则系统平均故障间隔时间MTBF 若由10个都等于0.9的单元组成串联系统，则s

15、=0.3482.42.4串联系统牢靠性模型串联系统牢靠性模型v并联系统：组成系统的全部子系统都发生失效系统才发生故障v框图：v牢靠性数学模型12n并联系统框图并联系统框图2.5并联系统牢靠性模型并联系统牢靠性模型当系统各单元的寿命分布为指数分布时，对n个相同单元的并联系统，有：2.5并联系统牢靠性模型并联系统牢靠性模型2.62.6工程应用要点工程应用要点系统越困难，产品牢靠性越低因此简化设计是提高产品牢靠性最有效的途径接受并联的系统，牢靠性明显提高，尤其当n=2时，提高更明显，当并联过多，牢靠度提高大为减慢并联系统提高的是任务牢靠性，但并联会使产品变得困难，而产品基本牢靠性会降低，同时并联会使

16、体积、重量、成本增加因此，是否接受并联要综合权衡一般在涉及平安性和关键任务牢靠性要求时接受三、牢靠性预料三、牢靠性预料3.13.1目的目的v大致估计整机可能的牢靠性v发觉潜在薄弱环节v标准：vGJB813-90牢靠性模型的建立和牢靠性预料vGJB/Z299B98电子设备牢靠性预料手册vMIL-HDBK217F电子设备牢靠性预料3.23.2牢靠性预料牢靠性预料-方法方法1 1方法方法v元器件计数法vNi 第 i 种元器件数量vb 第 i 种元器件基本失效率(1/h)vQ 第 i 种元器件通用质量系数vn 整机所用元器件的种类数3.3 3.3 牢靠性预料牢靠性预料-方法方法2 2v应力分析法：如一

17、般二极管工作失效率预料模型vp=b EQAC RS2vp 工作失效率vb 基本失效率vE 环境系数vQ 质量系数：考虑不同组件的质量水平vA 应用系数：考虑对电路功能影响vC 结构系数：考虑封装影响v R 额定功率或电流系数，与最大功率或电流额定值之比vS2 电压应力系数3.4牢靠性预料-方法3,4v方法方法v 相像产品预料法相像产品预料法v方法方法v 专家评分法专家评分法3.53.5牢靠性预料工程要点牢靠性预料工程要点1.预料的确定值意义不大不同方案间预料的相对值更有意义，可比较方案的牢靠性好坏2.预料时，确定要找出值相对较高的组件，并对其实行措施加以预防3.预料值必需大于规定的牢靠性要求4

18、.系统牢靠性预料时要留意各单元的运行比影响5.任务牢靠性模型只能用于任务牢靠性预料，不能用于基本牢靠性预料6.基本牢靠性预料是基于全串联系统的牢靠性预料7.预料应与功能设计同步进行，功能设计变更，必需再次进行预料四、牢靠性安排四、牢靠性安排4.14.1牢靠性安排目的牢靠性安排目的将整机牢靠性要求安排到各组成单元明确设计时对各组成单元限制的重点4.24.2牢靠性安排方法牢靠性安排方法 评分安排法：由专家依据各组成单元影响牢靠性的各种因素的水平进行打分，通过计算加以安排因素困难程度。最困难10分，最简洁分因素技术成熟度。最不成熟10分，最成熟分因素工作时间。最长10分，最短分因素环境条件。最恶劣1

19、0分，最不恶劣分设整机牢靠性指标MTBF，则整机故障率s为：第i个单元的故障率为i，则：iCi s Ci=wi/ww整机评分数wi第i个单元评分数rij 第i个单元第j个因素评分数 评分安排法步骤：确定待安排的牢靠性指标，确定评分因素聘请尽可能多的熟悉产品的有阅历的专家，至少名义上设计人员向专家介绍产品个专家独立评分经评分处理，给出各组成单元的指标单元单元名称名称复杂程度复杂程度r ri1i1技术成技术成熟度熟度r ri2i2工作时工作时间间r ri3i3环境因环境因素素r ri4i4各单元评各单元评分数分数r ri5i5各单元各单元评分系评分系数数C Ci i分配的故分配的故障率障率A A8

20、 84 410104 4128012800.440.440.440.44s sB B8 81 110108 86406400.220.220.220.22s sC C3 32 28 84 41921920.0660.0660.0660.066s sD D5 52 210108 88008000.270.270.270.27s s总计总计291229121 1s s注：注：4.3 4.3 牢靠性安排工程应用要点牢靠性安排工程应用要点v用于牢靠性安排的整机牢靠性指标应大于规定的值，留有余量，充分考虑没有列入考虑的因素和其它的系统组成单元v通过各单元的专家评分，如简化设计，促进技术的成熟，实行措施减

21、轻环境的影响等v对评分高的单元实行有针对性的限制措施五、潜在故障模式影响分析五、潜在故障模式影响分析（FMEAFMEA）和故障树分析（）和故障树分析（FTAFTA）FMEA可以描述为一组系统化的活动，目的是：(a)发觉和评价产品/过程中的潜在的失效及其失效后果；(b)找到能够避开或削减这些潜在失效发生的措施；(c)将上述整个过程文件化。标准：GB7826-87(IEC812-1995)失效模式和效应分析GJB1391A-92故障模式、影响及危害性分析程序GJB/Z1391A-2006故障模式、影响及危害性分析指南QS9000（ISO16949）潜在失效模式影响分析5.1潜在失效模式影响分析潜在

22、失效模式影响分析FMEA FMEA FMEA是对设计过程的更完善化，以明确必需做什么样是对设计过程的更完善化，以明确必需做什么样的设计和过程才能满足顾客的须要。全部的的设计和过程才能满足顾客的须要。全部的FMEAFMEA的重点在的重点在于设计，无论是用在设计产品或工艺制造过程。于设计，无论是用在设计产品或工艺制造过程。适时性是成功实施适时性是成功实施FMEAFMEA的最重要因素之一，它是一个事发前的最重要因素之一，它是一个事发前的行为，而不是的行为，而不是“后见之明后见之明”的行动。为了达到最佳效果。的行动。为了达到最佳效果。FMEAFMEA必需在设计或过程失效模式被无意纳入产品或过程之前进行

23、。事前必需在设计或过程失效模式被无意纳入产品或过程之前进行。事前花时间适当完成花时间适当完成FMEAFMEA能够更简洁低成本地对产品能够更简洁低成本地对产品/过程进行修改，过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。从而减轻事后修改的危机。FMEAFMEA小组应有充分的沟通和整合。小组应有充分的沟通和整合。FMEA是国际上公认的有效的牢靠性设计分析技术，在工程实际中得到广泛应用。目前典型的FMEA方法有两种：一是美国军标MIL-STD-1629和我国军标GJB1391/Z故障模式、影响与危害度分析；另一种是美国QS-9000潜在失效模式及影响分析。下面仅对QS-9000的FMEA作简要说明，在QS-

24、9000中，把FMEA分为设计的FMEA(简称DFMEA)和过程工艺的FMEA(简称PFMEA)。下面仅对设计的FMEA作介绍。设计FMEA主要是负责设计的工程师/小组接受的一种分析技术，用于保证在可能范围内已充分考虑到，并指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理。应评估最终产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。FMEA以其严密的形式总结了设计一个零部件、子系统或系统时，一个工程师和设计小组的设计思想（包括：依据以往的阅历和教训，对可能出现问题的分析）。这种系统化的方法体现工程师在任何设计过程中正常经验的 思维过程，并使之规范化、文件化。设计FMEA能够通过以下几个方面支持设计过程，以

25、降低失效的风险。(1)有助于对设计要求和设计方案进行客观评价；(2)有助于制造、装配、服务和回收要求的最初设计；(3)提高设计开发过程中，考虑潜在失效模式及其对产品牢靠性影响；(4)为全面、有效的设计试验和开发项目的策划，供应更多信息；(5)依据潜在失效模式对“顾客”的影响程度进行分级，进而建立一套设计改进、开发和验证试验的优先限制程序；(6)为建议和跟踪降低风险的措施，供应一个公开探讨形式；(7)为将来分析探讨售后市场关切状况，评价设计更改及绽开更先进的设计供应参考。FMEA应当是一个小组的活动，负责设计的工程师应干脆地、主动地联系有关部门的代表，如装配、制造、设计、分析/试验、牢靠性、材料

26、、服务等。同时还应联系系统不同层次的设计部门代表。FMEA应成为促进相关部门间充分交换看法的催化剂，从而提高整个产品的工作水平。除非负责设计工程师是有FMEA和小组协调的阅历，在活动中拥有一位有阅历的FMEA专家以帮助FMEA小组工作是有确定帮助的。设计设计FMEAFMEA是一份动态文件，且应当在一个设计概念最终形成是一份动态文件，且应当在一个设计概念最终形成之时或之前就起先；在产品开发各阶段中，当设计有变更或获得之时或之前就起先；在产品开发各阶段中，当设计有变更或获得信息增加时要刚好不断修改；在最终产品加工图样完成之前全部信息增加时要刚好不断修改；在最终产品加工图样完成之前全部完成。完成。设

27、计FMEA不是靠过程限制来克服设计中潜在的缺陷，但的确要考虑制造/装配过程中技术的/物质的限制。例如表面处理的限制，装配空间，公差等故障模式及影响分析表故障模式及影响分析表初始约定层次 任 务 审核 第 页共 页 约定层次 分析人员 批准 填表日期代代码码产品产品或或功能功能标志标志功功能能故故障障模模式式故故障障原原因因任务阶段任务阶段与与工作方式工作方式局部局部影响影响高一高一层次层次影响影响最终最终影响影响故故障障检检测测方方法法使使用用补补偿偿措措施施故障影响故障影响设设计计改改进进措措施施严严酷酷度度类类别别注：软件注：软件FMEA将表中设计改进措施和运用补偿措施综合为改将表中设计改

28、进措施和运用补偿措施综合为改进措施进措施危害性分析表危害性分析表初始约定层次 任 务 审核 第 页共 页 约定层次 分析人员 批准 填表日期代代码码产品产品或或功能功能标志标志功功能能故故障障模模式式故故障障原原因因任务任务阶段阶段与与工作工作方式方式故障模故障模式频数式频数比比（j j）工工作作时时间间(t)严严酷酷度度类类别别备备注注故障故障概率概率或故或故障率障率数据数据源源故障率故障率（p p）故障影故障影响概率响概率（j j）故障模故障模式危害式危害度度（Cmj j）产品危害度产品危害度Cr=Cmj产产品名称（品名称（标识标识）（）（1）：）：生生产过产过程（程（3）审审核：核：第第

29、 页页共共 页页选选用装用装备备（2）：）：分析人分析人员员：批准：批准：填表日期填表日期工工序序名名称称工工序序功功能能/要要求求故故障障模模式式故故障障原原因因故障影响故障影响改进前的改进前的RPN改改进进措措施施责责任任部部门门改改进进措措施施执执行行情情况况改进措施执行后改进措施执行后的的RPN备备注注下下道道工工序序影影响响组组件件影影响响装装备备影影响响SODRPNSODRPN4567891011121314PFMECA表表设计故障模式是/不是相邻连接管脚短路管脚、线宽和PCB线宽与过载电流的保护要求不一致相邻器件未去耦不用在飞行状态中的接插件没有飞行鉴定合格的保护壳电源线和数据线

30、混在一器件中火工品线与其它线混在同一接插件或器件中每个复杂的连接上有多根线接插件没有清楚的标记元器件和节点是否有其它的冗余通路不是每一个黑盒子或集成块外部都有一个安全接地点通风孔的尺寸不合适密封器件没有密封好黑盒子或集成块的附件不能很灵活的和相关工具连接PCB中的线没有合适的降额在PCB或元器件之间过多的扇出和扇入单个的EEE元器件实现多个功能（如：一个IC中的冗余通路，一个多孔继电器实现多种功能，集成到一个普通的多层PCB的冗余通路）在控制和监测中都用到一个灵敏度部件相邻器件摆放的太近不能排除短路或热传导在多余的器件之间没有做好足够的热隔离措施在高损耗和热感应元素间实行热去耦措施发热点不是所

31、有的导体表面都是接地的金属间的电器化学性电压大于0.5V遥控指令与遥测数据的地址被两个以上字节分开（关键遥控指令或遥测数据）表表4 电电子子设备设备或子或子设备设备的的产产品品设计设计故障模式清故障模式清单单的例子的例子欧洲空间标准化合作组织（欧洲空间标准化合作组织（ECSS）标准）标准-空间产品保证（空间产品保证（Q-30-02A-FMEA）FMEA 编号（A）输入数字列以便识别FMEA 文件。这用于文件限制。系统、子系统或零部件名称及编号（B）输入须要分析的系统、子系统或零部件的名称及编号。（见确定范围部分）设计责任（C）填入负有设计责任的OEM、组织和部门或小组。适当时，也输入供方名称。

32、车型年度/项目（D）填入将运用和/或受所分析设计影响的预期车型年度/项目（假如知道的话）。关键日期（E）填入FMEA 初次预定完成日期，该日期不应超过支配的量产设计发布的日期。FMEA 日期（F）填入FMEA 原始稿完成日期，和最新的修改日期。核心小组（G）填入负责开发DFMEA 小组成员。联系信息（如：名字、组织、电话号码和email）可附在补充文件中。编制者（H）填入负责编制DFMEA 工作的工程师姓名、电话和所在公司的名称。DFMEA 表的具体内容（表的具体内容（a-n 栏）栏）FMEA 的具体内容包括对潜在失效相关的风险分的具体内容包括对潜在失效相关的风险分析和所实行的改进措施。析和所

33、实行的改进措施。项目项目/功能功能/要求（要求（a）项目（项目（a1）输入通过方块图、输入通过方块图、P 图，图表和其他图纸以及由小图，图表和其他图纸以及由小组进行的其他分析所识别的项目、界面或零件。组进行的其他分析所识别的项目、界面或零件。所运用的术语应当与顾客要求、运用在其他设计所运用的术语应当与顾客要求、运用在其他设计开发文件和分析中的一样，以确保可追溯性。开发文件和分析中的一样，以确保可追溯性。功能（功能（a1）填入依据顾客要求和小组探讨必需符合设计目的的那些填入依据顾客要求和小组探讨必需符合设计目的的那些须要进行分析的项目的功能或界面。假如项目或界面须要进行分析的项目的功能或界面。假

34、如项目或界面在不同的潜在失效模式下的功能超过一个以上，建议在不同的潜在失效模式下的功能超过一个以上，建议单独列出每一个功能和相关的失效模式。单独列出每一个功能和相关的失效模式。假如项目和功能分开的话，则功能变为假如项目和功能分开的话，则功能变为 a2.要求要求(a2)填入须要分析的每一个功能的要求（基于顾客的要求和填入须要分析的每一个功能的要求（基于顾客的要求和小组的探讨：假如在不同的失效模式下，功能有一个小组的探讨：假如在不同的失效模式下，功能有一个以上的要求，高度建议单独列出每一项要求和功能。以上的要求，高度建议单独列出每一项要求和功能。潜在失效模式潜在失效模式（b）潜在失效模式依据零部件

35、、子系统或系统潜在不潜在失效模式依据零部件、子系统或系统潜在不能符合或不能交付项目栏中描述的预期功能的方能符合或不能交付项目栏中描述的预期功能的方式来定义。识别与功能式来定义。识别与功能/要求相关的潜在失效模式。要求相关的潜在失效模式。潜在失效模式应用专业性的术语来描述，而不同潜在失效模式应用专业性的术语来描述，而不同于顾客所见的现象。每一种功能可能有多种失效于顾客所见的现象。每一种功能可能有多种失效模式。单一的一种功能被识别出大量的失效模式模式。单一的一种功能被识别出大量的失效模式可能表示要求没有得到很好的定义。假设要发生可能表示要求没有得到很好的定义。假设要发生的失效模式，但不确定会发生，

36、因此运用措辞的失效模式，但不确定会发生，因此运用措辞“潜在潜在”。潜在失效模式仅仅在与确定的操作条件（如 热、冷、干、干燥、灰尘等）和运用条件（如超过平均里程、不平的路段、仅在城市行驶等）一样的状况下发生。在确定全部的失效模式后，可通过对以往运行不良的探讨、关注点、问题报告以及小组的“头脑风暴”的来对分析的完整性进行确认。失效模式也可以是更高一级子系统或系统的要因，或低一级零部件的后果。失效模式例子，与相关的不同的要求一样，如表.3 所示。潜在失效后果（潜在失效后果（C）失效的潜在后果应按顾客所察觉的功能的失效模式的后果进失效的潜在后果应按顾客所察觉的功能的失效模式的后果进行规定。要依据顾客可

37、能发觉或经验的状况来描述失效的后行规定。要依据顾客可能发觉或经验的状况来描述失效的后果，要记住顾客可能是内部顾客，也可能是外部的最终顾客。果，要记住顾客可能是内部顾客，也可能是外部的最终顾客。应清晰阐述失效模式是否影响平安或法律法规不符。后果应应清晰阐述失效模式是否影响平安或法律法规不符。后果应依据指定的所分析的系统、子系统或部件来阐述。要记住部依据指定的所分析的系统、子系统或部件来阐述。要记住部件、子系统和系统级别之间存在的等级关系件、子系统和系统级别之间存在的等级关系4。例如：一个。例如：一个零件的裂开，可能使装配振动，导致间隙性系统运作。间隙零件的裂开，可能使装配振动，导致间隙性系统运作

38、。间隙性运作会导致性能的降级和最终导致顾客不满足。目的是以性运作会导致性能的降级和最终导致顾客不满足。目的是以小组的学问水准预防潜在失效后果。定性的失效后果应依据小组的学问水准预防潜在失效后果。定性的失效后果应依据产品或系统性能来阐述。表产品或系统性能来阐述。表.4 展示了从表展示了从表.3 所得失效所得失效模式的后果。模式的后果。v严峻度（严峻度（S）（）（d）v严峻度是与所给的失效模式的最严峻后果相严峻度是与所给的失效模式的最严峻后果相符的一个值。严峻度是在单独符的一个值。严峻度是在单独FMEA 的范围的范围内的相对排序。建议评估准则小组在评价准内的相对排序。建议评估准则小组在评价准则和排

39、序体制上看法应一样以及一贯运用，则和排序体制上看法应一样以及一贯运用，即使对单个过程分析的修改。（见下表即使对单个过程分析的修改。（见下表Cr1 指南准则）不建议修改排序值为指南准则）不建议修改排序值为 9 和和10 的准的准则。严峻度为则。严峻度为1 的失效模式不应再进行进一的失效模式不应再进行进一步分析。步分析。分分 类（类（e）这栏用于强调高优先的失效模式和他们相关的这栏用于强调高优先的失效模式和他们相关的要因。作为分析的结果，小组可运用这个信息要因。作为分析的结果，小组可运用这个信息去识别特殊特性。顾客规定要求可识别产品特去识别特殊特性。顾客规定要求可识别产品特殊特性和过程特殊特性符号

40、以及他们用途。设殊特性和过程特殊特性符号以及他们用途。设计记录指定的特殊特性在计记录指定的特殊特性在 DFMEA 中没有识别中没有识别出相关的设计失效是设计过程中存在弱点的一出相关的设计失效是设计过程中存在弱点的一种表示种表示.v失效模式的潜在要因失效模式的潜在要因(s)/机理机理(s)(f)v这些信息可以分成多栏也可以合并这些信息可以分成多栏也可以合并成一栏。在成一栏。在 FMEA 的开发中，失效的开发中，失效模式的全部潜在要因的识别是后续模式的全部潜在要因的识别是后续分析的关键。尽管各类技巧（如头分析的关键。尽管各类技巧（如头脑风暴法）被用于确定失效模式的脑风暴法）被用于确定失效模式的潜在

41、要因，但建议小组应聚焦于对潜在要因，但建议小组应聚焦于对每一种失效模式的失效机理的理解每一种失效模式的失效机理的理解上。上。v失效模式的潜在要因(f2)v失效的潜在要因应按设计过程如何让失效发生一种迹象来定义,用可订正或可限制的情形来描述。失效要因是设计弱点的迹象，其后果就是失效模式。要因是赐予或刺激失效机理的情形。在识别失效的潜在要因时，对失效的特定要因运用简明描述，如规定电镀螺钉允许氢脆化。象不足的设计或不恰当的设计这样不明确的短语不应运用。要因的调查须要聚焦于失效模式上而不是聚焦于后果上。在确定要因的过程中，小组应在探讨下假设要因存在，且将导致失效模式（也即是失效模式不要求出现多种要因）

42、。有代表性的状况是一种失效模式可能有多种要因导致。这使得失效模式有多栏（要因分支）。在可能的范围内，对每一种失效模式/失效机理列出每一种潜在要因。要因应尽可能简明和完整的列出。分开列出要因会使每一种要因得到聚焦分析，可能产生不同的测量、限制和措施支配。表5.显示例子是表.3 中失败模式的要因。尽管不是必需的FMEA 表要素部分，表包含的失效机理显示了失效模式、失效机理及要因之间的关系。在DFMEA 编制中，应假设设计是可制造和可安装的设计目的。当历史资料显示制造过程的不足时，小组可作为例外来解除。发生率（O）（g）发生率是在设计寿命内由特定要因/机理将导致失效模式发生的可能性。发生率可能性的排

43、序值的比确定值更有意义。（见表Cr2.）应运用一样的发生率排序体系以确保连贯性。发生率值是在FMEA 范围内的相对排序，不能反映发生的实际可能性。建议评价准则小组在评价准则和排序系统应达成一样看法，并保持持续应用。即使是对个别的产品分析而对准则作了修改。发生率应运用表Cr2 指南中的1 至10 的等级刻度进行评价。现有设计限制（现有设计限制（h）现有设计限制是那些作为已完成的设计过程的一部分而执行的活动，现有设计限制是那些作为已完成的设计过程的一部分而执行的活动，将确保设计功能和牢靠性要求予以充分考虑。将确保设计功能和牢靠性要求予以充分考虑。有有 2 类设计限制应予以考虑：类设计限制应予以考虑

44、：预防：预防：消退（预防）失效的机理的要因或失效摸的发生，或降低发生率。消退（预防）失效的机理的要因或失效摸的发生，或降低发生率。探测：探测：在项目放行到生产前，通过解析方法或物理方法识别（探测）要因，在项目放行到生产前，通过解析方法或物理方法识别（探测）要因，失效的机理或失效模式是否存在。失效的机理或失效模式是否存在。假如可能的话，更建议运用预防限制方法。发生率排序将受作为设计假如可能的话，更建议运用预防限制方法。发生率排序将受作为设计目的一部分综合供应的预防限制影响。目的一部分综合供应的预防限制影响。探测限制应象探测要因一样包括识别探测失效模式的那些活动。探测限制应象探测要因一样包括识别探

45、测失效模式的那些活动。小组应考虑分析、试验、评价和其他活动以确保设计充分，如：小组应考虑分析、试验、评价和其他活动以确保设计充分，如：预防限制：预防限制：基准探讨基准探讨 自动防故障装置设计自动防故障装置设计 设计和材料标准（内部的和外部的）设计和材料标准（内部的和外部的）文件文件-类似设计中最好实践的记录、以往的教训等类似设计中最好实践的记录、以往的教训等 模拟探讨模拟探讨-确定设计要求的概念分析确定设计要求的概念分析 防错防错探测限制：探测限制：设计评审设计评审 原型试验原型试验 验证试验验证试验 模拟探讨模拟探讨-设计验证设计验证 设计试验，包括牢靠性试验。设计试验，包括牢靠性试验。运用

46、类似零部件的模型运用类似零部件的模型对于设计限制，本手册中设计FMEA 表例子中设有两栏（也就是将预防限制和探测限制分开），有助于小组清晰区分这两类设计限制。这可以快速直观地确定两类设计限制已经得到考虑。假如运用一栏表（对于设计限制），则应运用下列方式。对于预防限制，在列出的每一个预防限制前放一个字母“P”，对于探测限制，在列出的每一个探测限制前放一个字母“D”。通过设计更改或设计过程更改预防失效模式的要因是降低发生率的唯一方法。表.6 展示了表.5 中已识别要因的预防和探测限制。探测度（D）（i）探测度是对在现有设计限制探测栏中列出的最好的探测限制的对应等级。当识别出一种以上限制时，建议对每

47、种限制进行探测度排序作为限制描述的一部分包含在内。将最低排序值记录在探测度栏。现有设计限制探测度的建议方法是假设失效已经发生，然后评价现有设计限制探测失效模式的实力。建议评价准则建议评价准则小组应在评价准则和排序系统上达成一样的看小组应在评价准则和排序系统上达成一样的看法，以及持续应用它们。即使是对个别的产品法，以及持续应用它们。即使是对个别的产品分析而对准则作了修改（检查并修改前面的）。分析而对准则作了修改（检查并修改前面的）。探测度应运用表探测度应运用表Cr3 作为指南来评价。对于通作为指南来评价。对于通过证明的设计方案的失效预防的排序值是保留过证明的设计方案的失效预防的排序值是保留的。的

48、。确定优先措施确定优先措施一旦小组已经完成了最初的失效模式和后果、要因以及限制一旦小组已经完成了最初的失效模式和后果、要因以及限制的识别，包括对严峻度、发生率和探测度的排序，他们必需的识别，包括对严峻度、发生率和探测度的排序，他们必需确定是否须要进一步努力来削减风险。由于在资源、时间、确定是否须要进一步努力来削减风险。由于在资源、时间、技术和其他因素方面的内在限制，小组必需选择如何优先这技术和其他因素方面的内在限制，小组必需选择如何优先这些措施。些措施。小组的最初焦点应定位于严峻度最高等级的失效模式。当严小组的最初焦点应定位于严峻度最高等级的失效模式。当严峻度等级为峻度等级为9 或或10 时，

49、小组必需强制确保风险通过存在的设时，小组必需强制确保风险通过存在的设计限制或建议措施来陈述（在计限制或建议措施来陈述（在FMEA 中予以文件化）。中予以文件化）。对于严峻度等级为对于严峻度等级为 8 或或8 以下的失效模式，小组应考虑最高以下的失效模式，小组应考虑最高发生率或探测度的要因。着眼识别的信息，确定方法，确定发生率或探测度的要因。着眼识别的信息，确定方法，确定如何将风险降低措施排序最优化以最好的服务于组织和顾客。如何将风险降低措施排序最优化以最好的服务于组织和顾客。风险评价：风险评价：风险优先系数（风险优先系数（RPN）（）（j）运用风险优先系数是帮助把措施优先排序的一种方法：运用风

50、险优先系数是帮助把措施优先排序的一种方法：RPN=严峻度（严峻度（S）X 发生率（发生率（O）X 探测度（探测度（D）在单）在单独的独的 FMEA 范围内，这个值可以在范围内，这个值可以在1 到到1000 范围内。范围内。对于确定是否有措施须要，不建议运用对于确定是否有措施须要，不建议运用RPN 极限。极限。应用极限假设应用极限假设 RPN 是相关风险的一种测量（但却常常是相关风险的一种测量（但却常常不是的），持续改进是不须要的（但实际却是须要的）。不是的），持续改进是不须要的（但实际却是须要的）。例如：假如顾客应用以下例如：假如顾客应用以下 100 为无端极限，供方将被要为无端极限，供方将被