潜在失效模式及后果分析基础讲义.pptx

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1、FMEA基础知识介绍基础知识介绍潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析(Failure Mode Effects Analysis)1内内容容 1、FMEA基本原理基本原理 1.1 概述概述 1.2 FMEA的目的和意义的目的和意义 1.3 FMEA的方法类别的方法类别 1.4 FMEA的分析步骤的分析步骤 1.5 FMEA过程详解过程详解 1.5.1 失效模式分析失效模式分析2 1.5.2 失效原因分析失效原因分析 1.5.3 失效影响分析失效影响分析 1.5.4 风险分析风险分析 1.5.5 失效检测方法分析失效检测方法分析 1.5.6 补偿措施分析补偿措施分析 1.5.7 FMEA

2、的注意事项的注意事项2、FMEA分析方法应用介绍分析方法应用介绍 2.1 典型的典型的FMEA分析方法分析方法 内内容容3 2.2 ISO/TS 16949 FMEA 2.2.1 设计设计FMEA 2.2.2 过程过程FMEA 2.3 FMEA的评价准则的评价准则 2.4 FMEA工作表及填写方法工作表及填写方法 2.5 跟踪行动跟踪行动 2.6 FMEA的应用步骤的应用步骤 2.7 FMEA分析举例分析举例 内内容容4 3、FMEA的其它应用举例的其它应用举例 3.1 使用阶段的使用阶段的FMEA应用例应用例 3.2 品质保证计划中品质保证计划中FMEA应用例应用例 3.3 安全性保证计划的

3、安全性保证计划的FMEA应用例应用例 3.4 FMEA在汽车故障诊断装置设计在汽车故障诊断装置设计时的应用时的应用 3.5 FMEA在可靠性维护中的应用在可靠性维护中的应用内内容容5 1 1、失效模式影响分析原理、失效模式影响分析原理 1.1 1.1 概述概述 潜在失效模式影响分析（潜在失效模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简记为，简记为FMEA）是分析系）是分析系统中每一产品所有可能产生的失效模式及其对统中每一产品所有可能产生的失效模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个失效模系统造成的所有可能影响，并按每一个失效模式的严重程度、检测难易程

4、度以及发生频度予式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。以分类的一种归纳分析方法。6 FMEA作为一种可靠性分析方法起源于美国。作为一种可靠性分析方法起源于美国。早在早在5 0年代初，美国格鲁门飞机公司在研制飞年代初，美国格鲁门飞机公司在研制飞机主操纵系统时就采用机主操纵系统时就采用FMEA方法，取得了良方法，取得了良好的效果。到了好的效果。到了60年代后期和年代后期和70年代初期，年代初期，FMEA方法开始广泛地应用于航空、航天、舰方法开始广泛地应用于航空、航天、舰船、兵器等军用系统的研制中，并逐渐渗透到船、兵器等军用系统的研制中，并逐渐渗透到机械、汽车、医疗设备等

5、民用工业领域，取得机械、汽车、医疗设备等民用工业领域，取得显著的效果。显著的效果。7 国内在国内在80年代初期，随着可靠性技术在工年代初期，随着可靠性技术在工程中的应用，程中的应用，FMEA的概念和方法也逐渐被的概念和方法也逐渐被接受。目前在航空、航天、兵器、舰船、电接受。目前在航空、航天、兵器、舰船、电子、机械、汽车、家用电器等工业领域，子、机械、汽车、家用电器等工业领域，FMEA方法均获得了一定程度的普及，为保方法均获得了一定程度的普及，为保证产品的可靠性发挥了重要作用。可以说该证产品的可靠性发挥了重要作用。可以说该方法经过长时间的发展与完善，已获得了广方法经过长时间的发展与完善，已获得了

6、广泛的应用与认可，成为在系统的研制中必须泛的应用与认可，成为在系统的研制中必须完成的一项可靠性分析工作。完成的一项可靠性分析工作。 8 对车辆回收的研究结果表明，全面实施对车辆回收的研究结果表明，全面实施FMEA能够避免许多回收事件的发生。能够避免许多回收事件的发生。 事先花时间很好地进行综合的事先花时间很好地进行综合的FMEA分析，分析，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改地危机。从而减轻事后修改地危机。FMEA能够减少能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会。适当或消除因修改而带来更大损失的机会。适当的加以应用，的加以应用，FME

7、A是一个相互作用的过程，是一个相互作用的过程，永无止境。永无止境。 返回返回91.2 FMEA1.2 FMEA的目的和意义的目的和意义 FMEA是设计（制造）工程师用来在最大是设计（制造）工程师用来在最大范围内保证自己在设计或制造过程中能够充范围内保证自己在设计或制造过程中能够充分考虑并指明潜在失效模式及相关的后果起分考虑并指明潜在失效模式及相关的后果起因或机理的分析方法。因或机理的分析方法。FMEA以其最严密的以其最严密的形式总结了工程师进行零部件、子系统和系形式总结了工程师进行零部件、子系统和系统设计（工艺过程设计）时的设计思想统设计（工艺过程设计）时的设计思想。这。这种系统化的方法与一个

8、工程师在任何设计过种系统化的方法与一个工程师在任何设计过程（制造计划过程）中正常经历的思想过程程（制造计划过程）中正常经历的思想过程是一致的，并使之规范化、文件化。是一致的，并使之规范化、文件化。 10 所有的所有的FMEA分析最后都要求制作分析最后都要求制作FMEA分析表，它是分析表，它是FMEA分析结果的书面总结。分析结果的书面总结。因而因而FMEA分析为设计部门、生产规划部门、分析为设计部门、生产规划部门、生产部门、质保部门等有关技术部门提供了生产部门、质保部门等有关技术部门提供了共享的信息资源；另一方面，共享的信息资源；另一方面，FMEA为以后为以后同类产品进行设计提供了资料。同类产品

9、进行设计提供了资料。 FMEA是一组系统化的相互作用的过程，是一组系统化的相互作用的过程，其目的是：其目的是：11 发现、评价产品发现、评价产品/过程中潜在的失效及其过程中潜在的失效及其结果；结果； 确定与产品有关的过程潜在失效模式；确定与产品有关的过程潜在失效模式； 评价失效对顾客的潜在影响；评价失效对顾客的潜在影响； 确定潜在制造或安装过程失效起因，确确定潜在制造或安装过程失效起因，确定减少失效发生或找出失效条件的过程控制定减少失效发生或找出失效条件的过程控制变量；变量；12 编制潜在失效模式分级表，然后建立考编制潜在失效模式分级表，然后建立考虑措施的优选体系；虑措施的优选体系； 减轻缺陷

10、的严重性，因此必须对零件的减轻缺陷的严重性，因此必须对零件的结构设计作更改；结构设计作更改； 在缺陷到达用户手中之前或者零部件及在缺陷到达用户手中之前或者零部件及总成品出厂前提高发现缺陷的概率。总成品出厂前提高发现缺陷的概率。 返回返回13 阶阶段段方案阶段方案阶段 研制阶段研制阶段 生产阶段生产阶段 使用阶段使用阶段 方方法法 功能功能 FMEAFMEA 硬件硬件 FMEAFMEA软件软件 FMEA FMEA 过程过程 FMEAFMEA设备设备 FMEAFMEA 统计统计 FMEAFMEA 目目的的 分析研究分析研究系统功能系统功能设计的缺设计的缺陷与薄弱陷与薄弱环节环节 为为系统功能系统功

11、能设计的改设计的改进和方案进和方案的权衡提的权衡提供依据供依据 分析研究系分析研究系统硬件、软统硬件、软件设计的缺件设计的缺陷与薄弱环陷与薄弱环节，为系统节，为系统的硬件、软的硬件、软件设计改进件设计改进和方案权衡和方案权衡提供依据提供依据 分析研究所设计的分析研究所设计的生产工艺过程的缺生产工艺过程的缺陷和薄弱环节及其陷和薄弱环节及其对产品的影响，为对产品的影响，为生产工艺的设计改生产工艺的设计改进提供依据。分析进提供依据。分析研究生产设备的失研究生产设备的失效对产品的影响，效对产品的影响，为生产设备的改进为生产设备的改进提供依据提供依据 分析研究产品使分析研究产品使用过程中实际发用过程中实

12、际发生的失效、原因生的失效、原因及其影响，为评及其影响，为评估论证、研制生估论证、研制生产各阶段的产各阶段的FMEAFMEA的有效性和进行的有效性和进行产品的改进、改产品的改进、改型或新产品的研型或新产品的研制提供依据制提供依据 表表1-1 1-1 产品寿命周期各阶段的产品寿命周期各阶段的FMEAFMEA方法方法 14 在产品寿命周期内的不同阶段，在产品寿命周期内的不同阶段，FMEA的应的应用目的和应用方法略有不同，详见用目的和应用方法略有不同，详见表表1-1。从表。从表1-1中可以看出，在产品寿命周期的各个阶段虽中可以看出，在产品寿命周期的各个阶段虽然有不同形式的然有不同形式的FMEA，但其

13、根本目的只有一，但其根本目的只有一个，即从产品设计、生产过程和产品使用角度个，即从产品设计、生产过程和产品使用角度发现各种缺陷与薄弱环节，从而提高产品的可发现各种缺陷与薄弱环节，从而提高产品的可靠性水平。靠性水平。 1.3 FMEA 1.3 FMEA的方法类别的方法类别15 在汽车产品的开发过程中，在汽车产品的开发过程中，FMEA主要主要分为以下两种：分为以下两种： （1）设计）设计FMEA 即即Design FMEA，简记为，简记为DFMEA； （2）工艺）工艺FMEA 即即Process FMEA，简记为，简记为PFMEA。 返回返回16 1.4 FMEA的分析步骤 进行系统的进行系统的F

14、MEA一般按图一般按图1-1所示的步骤进行。所示的步骤进行。 17 （1）明确分析范围）明确分析范围 根据系统的复杂程度、重要程度、技术成熟性、根据系统的复杂程度、重要程度、技术成熟性、分析工作的进度和费用约束等，确定进行分析工作的进度和费用约束等，确定进行FMEA的产品范围。的产品范围。 （2）系统任务分析）系统任务分析 描述系统的任务要求及系统在完成各种任务时描述系统的任务要求及系统在完成各种任务时所处的环境条件。系统的任务分析结果一般用所处的环境条件。系统的任务分析结果一般用任务剖面来描述。任务剖面来描述。 18 （3）系统功能分析）系统功能分析 分析明确系统中的产品在完成不同的任务时分

15、析明确系统中的产品在完成不同的任务时所应具备的功能、工作方式及工作时间等。所应具备的功能、工作方式及工作时间等。 （4）确定失效判据）确定失效判据 制订与分析判断系统及系统中产品正常与失制订与分析判断系统及系统中产品正常与失效的准则。效的准则。 （5）选择）选择FMEA方法方法 根据分析的目的和系统的研制阶段，选择相根据分析的目的和系统的研制阶段，选择相应的应的FMEA方法，制定方法，制定FMEA的实施步骤及的实施步骤及实施规范。实施规范。19 （6）实施）实施FMEA分析分析 FMEA包括失效模式分析、失效原因分析、包括失效模式分析、失效原因分析、失效影响分析、失效检测方法分析与补偿措失效影

16、响分析、失效检测方法分析与补偿措施分析等步骤。施分析等步骤。 失效模式分析是找出系统中每一产品（或失效模式分析是找出系统中每一产品（或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等）功能、生产要素、工艺流程、生产设备等）所有可能出现的失效模式。所有可能出现的失效模式。 失效原因分析是找出每一个失效模式产生失效原因分析是找出每一个失效模式产生的原因。的原因。20 失效影响分析是找出系统中每一产品（或功失效影响分析是找出系统中每一产品（或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等）每一能、生产要素、工艺流程、生产设备等）每一可能的失效模式所产生的影响，并按这些影响可能的失效模式所产生的影响，并按这些影响的严重程度

17、进行分类。的严重程度进行分类。 失效检测方法分析是分析每一种失效模式是失效检测方法分析是分析每一种失效模式是否存在特定的发现该失效模式的检测方法，从否存在特定的发现该失效模式的检测方法，从而为系统的失效检测与隔离设计提供依据。而为系统的失效检测与隔离设计提供依据。 补偿措施分析是针对失效影响严重的失效模补偿措施分析是针对失效影响严重的失效模式，提出设计改进和使用补偿的措施。式，提出设计改进和使用补偿的措施。21 （7）给出）给出FMEA结论结论 根据失效模式影响分析的结果，找出系统中根据失效模式影响分析的结果，找出系统中的缺陷和薄弱环节，并制定和实施各种改进的缺陷和薄弱环节，并制定和实施各种改

18、进与控制措施，以提高产品（或功能、生产要与控制措施，以提高产品（或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等）的可靠性（或素、工艺流程、生产设备等）的可靠性（或有效性、合理性等）。有效性、合理性等）。 下面以产品设计的下面以产品设计的FMEA为例阐述其基本概为例阐述其基本概念和过程，用于其他分析的念和过程，用于其他分析的FMEA方法与用于方法与用于产品设计的产品设计的FMEA方法在原理上基本是一致的。方法在原理上基本是一致的。 返回返回221.5 FMEA1.5 FMEA过程详解过程详解 1.5.1 失效模式分析失效模式分析 失效是产品或产品的一部分不能或将不能完失效是产品或产品的一部分不能或将不能

19、完成预定功能的事件或状态（对某些产品如汽成预定功能的事件或状态（对某些产品如汽车零部件、电子元器件等称为失效）。而失车零部件、电子元器件等称为失效）。而失效模式是失效的表现形式，如裂纹、变形、效模式是失效的表现形式，如裂纹、变形、断裂、松动、泄漏、短路、开路等。一般在断裂、松动、泄漏、短路、开路等。一般在研究产品的失效时往往是从产品的失效现象研究产品的失效时往往是从产品的失效现象人手，进而通过现象（即失效模式）找出失人手，进而通过现象（即失效模式）找出失效原因。效原因。23 失效模式是失效模式是FMEA分析的基础，同时也是进分析的基础，同时也是进行其它失效分析（如故障树分析、事件树分行其它失效

20、分析（如故障树分析、事件树分析等）的基础之一。析等）的基础之一。 产品的失效与产品所属系统的规定功能和产品的失效与产品所属系统的规定功能和规定条件密切相关，在对具体的系统进行失规定条件密切相关，在对具体的系统进行失效分析时，必须首先明确系统在规定的条件效分析时，必须首先明确系统在规定的条件下丧失规定功能的判别准则，即系统的失效下丧失规定功能的判别准则，即系统的失效判据，这样才能明确产品的某种非正常状态判据，这样才能明确产品的某种非正常状态是否为该产品的失效模式。是否为该产品的失效模式。24 在进行失效模式分析时，应注意区分两类在进行失效模式分析时，应注意区分两类不同性质的失效，即功能失效和潜在

21、失效。不同性质的失效，即功能失效和潜在失效。 功能失效是指产品或产品的一部分不能完功能失效是指产品或产品的一部分不能完成预定功能的事件或状态。即产品或产品的成预定功能的事件或状态。即产品或产品的一部分突然、彻底地丧失了规定的功能。一部分突然、彻底地丧失了规定的功能。25 潜在失效是指产品或产品的一部分将不能完潜在失效是指产品或产品的一部分将不能完成预定功能的事件或状态。潜在失效是一种成预定功能的事件或状态。潜在失效是一种指示功能失效将要发生的一种可鉴别指示功能失效将要发生的一种可鉴别(人工观人工观察或仪器检测察或仪器检测)的状态。例如，轮胎磨损到一的状态。例如，轮胎磨损到一定程度（可鉴别的状态

22、），即发生爆胎失效定程度（可鉴别的状态），即发生爆胎失效（功能失效）。（功能失效）。图图1-2中给出了某金属材料的中给出了某金属材料的功能失效与潜在失效的示例。功能失效与潜在失效的示例。 2627 需要指出的是并不是所有的失效都经历潜在需要指出的是并不是所有的失效都经历潜在失效再到功能失效这一变化过程。在进行失效失效再到功能失效这一变化过程。在进行失效模式分析时，区分潜在失效模式与功能失效模模式分析时，区分潜在失效模式与功能失效模式是十分必要的（如潜在失效模式可用于产品式是十分必要的（如潜在失效模式可用于产品的失效监控与检测）。的失效监控与检测）。 在进行失效模式分析时还应注意，应确定和在进行

23、失效模式分析时还应注意，应确定和描述产品在每一种功能下的可能的失效模式。描述产品在每一种功能下的可能的失效模式。一个产品可能具有多种功能，而每一种功能又一个产品可能具有多种功能，而每一种功能又可能具有多种失效模式，分析人员的任务就是可能具有多种失效模式，分析人员的任务就是找出产品每一种功能的全部可能的失效模式。找出产品每一种功能的全部可能的失效模式。 28 此外，复杂系统一般具有多种任务功能。此外，复杂系统一般具有多种任务功能。在武器装备的研制中常用任务剖面描述不同在武器装备的研制中常用任务剖面描述不同的任务功能，而每个任务剖面又由多个任务的任务功能，而每个任务剖面又由多个任务阶段组成，产品在

24、每一个任务阶段中又具有阶段组成，产品在每一个任务阶段中又具有不同的工作模式。不同的工作模式。 因此，在进行失效模式分析时，还要说明因此，在进行失效模式分析时，还要说明产品的失效模式是在哪一个任务剖面的哪一产品的失效模式是在哪一个任务剖面的哪一个任务阶段的哪种工作模式下发生的。个任务阶段的哪种工作模式下发生的。 29 在系统的寿命周期内，分析人员经过各种在系统的寿命周期内，分析人员经过各种目的的目的的FMEA即可掌握系统的全部失效模式，即可掌握系统的全部失效模式，但首先遇到的问题是在系统研制初期如何分但首先遇到的问题是在系统研制初期如何分析各产品可能的失效模式。析各产品可能的失效模式。 一般来说

25、，可通过统计、试验或分析预测一般来说，可通过统计、试验或分析预测来解决，即可遵循如下原则：来解决，即可遵循如下原则： 30v 对系统中直接采用的现有产品，可以以该产对系统中直接采用的现有产品，可以以该产品在过去的使用中所发生的失效模式为基础，品在过去的使用中所发生的失效模式为基础，再根据该产品使用环境条件的异同进行分析再根据该产品使用环境条件的异同进行分析修正，得到该产品的失效模式；修正，得到该产品的失效模式； v 对系统中的新产品，可根据该产品的功能原对系统中的新产品，可根据该产品的功能原理进行分析预测，得到该产品的失效模式，理进行分析预测，得到该产品的失效模式，或以与该产品具有相似功能的产

26、品所发生的或以与该产品具有相似功能的产品所发生的失效模式作为基础，分析判断该产品的失效失效模式作为基础，分析判断该产品的失效模式。模式。 返回返回31 1.5.2 1.5.2 失效原因分析失效原因分析 失效模式分析只说明了产品将以什么模式发失效模式分析只说明了产品将以什么模式发生失效，并未说明产品为何发生失效的问题。生失效，并未说明产品为何发生失效的问题。因此，为了提高产品的可靠性，还必须分析因此，为了提高产品的可靠性，还必须分析产生每一失效模式的所有可能原因。分析失产生每一失效模式的所有可能原因。分析失效原因一般从两方面着手，一方面是导致产效原因一般从两方面着手，一方面是导致产品功能失效或潜

27、在失效的产品自身的那些物品功能失效或潜在失效的产品自身的那些物理、化学变化过程等直接原因；另一方面是理、化学变化过程等直接原因；另一方面是由于其他产品的失效、环境因素和人为因素由于其他产品的失效、环境因素和人为因素等引起的间接失效原因。等引起的间接失效原因。32 正确区分失效模式与失效原因是非常重要正确区分失效模式与失效原因是非常重要的。失效模式是可观察到的失效表现形式，的。失效模式是可观察到的失效表现形式，而直接失效原因描述的是由于设计缺陷、质而直接失效原因描述的是由于设计缺陷、质量缺陷、零部件误用和其他失效过程而导致量缺陷、零部件误用和其他失效过程而导致失效的机理。例如，汽车轮胎负载过高，

28、可失效的机理。例如，汽车轮胎负载过高，可以导致轮胎异常磨损，在这里以导致轮胎异常磨损，在这里“轮胎异常磨损轮胎异常磨损”是失效模式，而是失效模式，而“轮胎负载过高轮胎负载过高”是失效原因是失效原因（机理）。（机理）。 返回返回331.5.3 1.5.3 失效影响分析失效影响分析 复杂系统通常具有层次性结构，随着系统复杂系统通常具有层次性结构，随着系统设计的进展，系统的层次划分方式也是不同设计的进展，系统的层次划分方式也是不同的。一般情况下在设计的早期按系统的功能的。一般情况下在设计的早期按系统的功能划分层次关系，随着设计的深入则既可按系划分层次关系，随着设计的深入则既可按系统的功能也可按系统的

29、结构化分层次关系，统的功能也可按系统的结构化分层次关系，因此，因此，FMEA既可以基于功能层次关系进行，既可以基于功能层次关系进行，也可以基于结构层次关系进行。也可以基于结构层次关系进行。34 在进行在进行FMEA之前，应首先规定之前，应首先规定FMEA从哪从哪个产品层次开始到哪个产品层次结束，这种个产品层次开始到哪个产品层次结束，这种规定的规定的FMEA层次称为约定层次。一般将最层次称为约定层次。一般将最顶层的约定层次称为初始约定层次，最底层顶层的约定层次称为初始约定层次，最底层的约定层次称为最低约定层次。的约定层次称为最低约定层次。 约定层次的划分应当从效能、费用、进度约定层次的划分应当从

30、效能、费用、进度等方面进行综合权衡。在系统的不同研制阶等方面进行综合权衡。在系统的不同研制阶段内由于段内由于FMEA的目的或侧重点不同，因而的目的或侧重点不同，因而约定层次的划分不必强求一致。约定层次的划分不必强求一致。35 即使在同一研制阶段，由于组成系统的复杂即使在同一研制阶段，由于组成系统的复杂性，在约定层次的划分上也不必完全相同，应性，在约定层次的划分上也不必完全相同，应依据组成系统的产品的实际情况确定约定层次。依据组成系统的产品的实际情况确定约定层次。例如，对于由较多设计成熟，具有较好的继承例如，对于由较多设计成熟，具有较好的继承性和经过了良好的可靠性、维修性和安全性验性和经过了良好

31、的可靠性、维修性和安全性验证的产品组成的系统，其约定层次可划分的粗证的产品组成的系统，其约定层次可划分的粗而少；反之，对任何新设计的或虽有继承性但而少；反之，对任何新设计的或虽有继承性但其可靠性、维修性和安全性水平未经验证的产其可靠性、维修性和安全性水平未经验证的产品组成的系统，其约定层次要划分的多而细，品组成的系统，其约定层次要划分的多而细，并做认真详细的分析。并做认真详细的分析。36 此外，在确定最低约定层次时，可参照约此外，在确定最低约定层次时，可参照约定的或预定的维修修理级别上的产品层次定的或预定的维修修理级别上的产品层次来确定，如维修时的最小可更换单元。当系来确定，如维修时的最小可更

32、换单元。当系统中某一产品的失效将直接引起灾难的或致统中某一产品的失效将直接引起灾难的或致命的后果时，则最低约定层次应至少划分到命的后果时，则最低约定层次应至少划分到这一产品所在的层次。约定层次划分的越多这一产品所在的层次。约定层次划分的越多越细，则进行越细，则进行FMEA的工作量越大。的工作量越大。 37 失效影响系指产品的每一个失效模式对产失效影响系指产品的每一个失效模式对产品自身或其他产品的使用、功能和状态的影品自身或其他产品的使用、功能和状态的影响。当分析系统中某产品的失效模式对其他响。当分析系统中某产品的失效模式对其他产品的失效影响时通常按预定义的约定层次产品的失效影响时通常按预定义的

33、约定层次结构进行，即不仅要分析该失效模式对该产结构进行，即不仅要分析该失效模式对该产品所在相同层次的其他产品造成的影响，还品所在相同层次的其他产品造成的影响，还要分析该失效模式对该产品所在层次的更高要分析该失效模式对该产品所在层次的更高层次产品的影响。层次产品的影响。38 通常将这些按约定层次划分的失效影响分别通常将这些按约定层次划分的失效影响分别称为局部影响、高（上）一层次影响和最终称为局部影响、高（上）一层次影响和最终影响。影响。 系统中各产品的失效模式产生的最终影响系统中各产品的失效模式产生的最终影响往往是不同的，为了划分不同失效模式产生往往是不同的，为了划分不同失效模式产生的最终影响的

34、严重程度，在进行失效影响分的最终影响的严重程度，在进行失效影响分析之前，一般需要对最终影响的后果等级进析之前，一般需要对最终影响的后果等级进行预定义，从而对系统中各失效模式按其严行预定义，从而对系统中各失效模式按其严重程度进行分级。重程度进行分级。39 在某些系统（一般为武器系统）中，最终影在某些系统（一般为武器系统）中，最终影响的严重程度等级又称为严酷度（有时也称响的严重程度等级又称为严酷度（有时也称为严重度，系指失效模式所产生后果的严重为严重度，系指失效模式所产生后果的严重程度）类别。严重程度等级（严酷度类别）程度）类别。严重程度等级（严酷度类别）定义应考虑到失效所造成的最坏的潜在后果，定

35、义应考虑到失效所造成的最坏的潜在后果，并根据最终可能出现的人员伤亡、系统损坏并根据最终可能出现的人员伤亡、系统损坏或经济损失的程度来确定。或经济损失的程度来确定。 应注意，在进行最终影响分析时，当所分析应注意，在进行最终影响分析时，当所分析的产品在系统设计中已采用余度设计、备用的产品在系统设计中已采用余度设计、备用40 工作方式设计或失效检测与保护设计时，应工作方式设计或失效检测与保护设计时，应暂不考虑这些设计措施，即分析该产品的某暂不考虑这些设计措施，即分析该产品的某一失效模式可能造成的最坏的失效影响。在一失效模式可能造成的最坏的失效影响。在根据这种最终影响确定该失效模式的严酷度根据这种最终

36、影响确定该失效模式的严酷度等级时，应当指明系统中已采取的针对这种等级时，应当指明系统中已采取的针对这种失效影响的设计措施，对于这种情况的更详失效影响的设计措施，对于这种情况的更详细的分析要借助于失效模式的危害性分析。细的分析要借助于失效模式的危害性分析。 返回返回41 1.5.4 1.5.4 风险分析风险分析 风险分析的目的是按每一失效模式的严重风险分析的目的是按每一失效模式的严重程度及该失效模式发生的概率所产生的综合程度及该失效模式发生的概率所产生的综合影响对系统中的产品划等分类，以便全面评影响对系统中的产品划等分类，以便全面评价系统中各种可能出现的产品失效的影响，价系统中各种可能出现的产品

37、失效的影响，它是一种相对定量的分析方法。它是一种相对定量的分析方法。 42 风险分析常用的方法有两种，即风险优先风险分析常用的方法有两种，即风险优先数（数（Risk Priority Number，RPN）法和危）法和危害性分析（害性分析（Criticality Analysis）法，前者）法，前者主要用于汽车等民用工业领域，后者主要用主要用于汽车等民用工业领域，后者主要用于航空、航天等军用领域。在进行风险分析于航空、航天等军用领域。在进行风险分析时可根据具体情况选择一种方法。时可根据具体情况选择一种方法。 返回返回431.5.5 1.5.5 失效检测方法分析失效检测方法分析 针对分析找出的每

38、一个失效模式，分析其针对分析找出的每一个失效模式，分析其失效检测方法，以便为系统的维修性、测试失效检测方法，以便为系统的维修性、测试性设计以及系统的维修工作提供依据。失效性设计以及系统的维修工作提供依据。失效检测方法一般包括目视检查、离机检测、原检测方法一般包括目视检查、离机检测、原位测试等手段，如位测试等手段，如BIT（机内测试）、自动传（机内测试）、自动传感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报警装置等。警装置等。 失效检测一般分为事前检测与事后检测两失效检测一般分为事前检测与事后检测两类，对于潜在失效模式，应尽可能设计事前类，对于潜在失效模式，应尽可能

39、设计事前检测方法。检测方法。 返回返回441.5.6 1.5.6 补偿措施分析补偿措施分析 补偿措施分析是针对每个失效模式的原因、补偿措施分析是针对每个失效模式的原因、影响、提出可能的补偿措施，这是关系到能影响、提出可能的补偿措施，这是关系到能否有效地提高产品可靠性的重要环节。分析否有效地提高产品可靠性的重要环节。分析人员应提出并评价那些能够用来消除或减轻人员应提出并评价那些能够用来消除或减轻失效影响的补偿措施。失效影响的补偿措施。 补偿措施分为设计上的补偿措施和操作人补偿措施分为设计上的补偿措施和操作人员的应急补偿措施。员的应急补偿措施。 45（1）设计补偿措施）设计补偿措施 v产品发生失效

40、时，能继续工作的冗余设备；产品发生失效时，能继续工作的冗余设备； v安全或保险装置安全或保险装置(如监控及报警装置如监控及报警装置)； v可替换的工作方式可替换的工作方式(如备用或辅助设备如备用或辅助设备)； v可以消除或减轻失效影响的设计或工艺改进可以消除或减轻失效影响的设计或工艺改进(如如优选零部件、环境应力筛选和工艺改进等优选零部件、环境应力筛选和工艺改进等)。 （2）操作人员补偿措施）操作人员补偿措施 v特殊的使用维护规程，以避免或预防失效发生；特殊的使用维护规程，以避免或预防失效发生； v出现失效后操作人员采取的最恰当的补救措施。出现失效后操作人员采取的最恰当的补救措施。 返回返回4

41、61.5.7 FMEA1.5.7 FMEA的注意事项的注意事项 在实施在实施FMEA的过程中，应注意以下问题：的过程中，应注意以下问题： （1）FMEA工作应与产品的设计同步进行，工作应与产品的设计同步进行，尤其应在设计的早期阶段就开始进行尤其应在设计的早期阶段就开始进行FMEA，这将有助于及时发现设计中的薄弱环节并为这将有助于及时发现设计中的薄弱环节并为 安排改进措施的先后顺序提供依据。安排改进措施的先后顺序提供依据。 47 （2）对产品研制的不同阶段，应进行不同程）对产品研制的不同阶段，应进行不同程度、不同层次的度、不同层次的FMEA。也就是说，。也就是说， FMEA应及时反映设计、工艺上

42、的变化，并随着研应及时反映设计、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。制阶段的展开而不断补充、完善和反复迭代。 （3）FMEA工作应由设计人员负责完成，贯工作应由设计人员负责完成，贯彻彻“谁设计、谁分析谁设计、谁分析”的原则，这是因为设计的原则，这是因为设计人员对自己设计的产品最了解。人员对自己设计的产品最了解。48 （4）FMEA分析中应加强规范化工作，以保分析中应加强规范化工作，以保证产品证产品FMEA的分析结果具有可比性。开始分的分析结果具有可比性。开始分析复杂系统前，应统一制定析复杂系统前，应统一制定FMEA的规范要求，的规范要求，结合系统特点，对结合系统特点，

43、对FMEA中的分析约定层次、中的分析约定层次、失效判据、严酷度与危害度定义、分析表格、失效判据、严酷度与危害度定义、分析表格、失效率数据源和分析报告要求等均应作统一失效率数据源和分析报告要求等均应作统一规定及必要说明。规定及必要说明。49 （5）应对）应对FMEA的结果进行跟踪与分析，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，也是逐步积累跟踪分析的过程，也是逐步积累FMEA工程工程经验的过程。一套完整的经验的过程。一套完整的FMEA资料，是各资料，是各方面经验的总结，是宝贵的工程财富，应当方面经验的总结，是宝贵的工程财富，

44、应当不断积累并归挡，以备查考。不断积累并归挡，以备查考。 返回返回50 2 2、典型、典型FMEAFMEA分析方法介绍分析方法介绍 2.1 2.1 典型的典型的FMEAFMEA分析方法分析方法 随着随着FMEA技术的推广和发展，各个国家、技术的推广和发展，各个国家、各个行业纷纷推出了各个行业纷纷推出了FMEA要求和方法，并要求和方法，并形成标准、规范或手册，其中比较著名的见形成标准、规范或手册，其中比较著名的见表表2-1。 5152 众多标准、规范和手册描述的众多标准、规范和手册描述的FMEA主要分主要分为军工标准和汽车行业标准或规范两大类，军为军工标准和汽车行业标准或规范两大类，军工行业以工

45、行业以MIL-STD-1629A为代表，中国的标为代表，中国的标准准GJB 1391-92与与MIL-STD-1629A极为相似；极为相似；汽车行业的汽车行业的FMEA方法以方法以ISO/TS 16949技术技术规范描述的规范描述的FMEA方法为代表，其它规范或手方法为代表，其它规范或手册规定的方法与其基本相同，因此这里首先介册规定的方法与其基本相同，因此这里首先介绍绍GJB 1391-92 FMEA 和和ISO/TS 16949 技术技术规范描述的规范描述的FMEA二者之间的区别。二者之间的区别。53 GJB1391-92故障模式、影响及危害性分析故障模式、影响及危害性分析的要求和程序是我国

46、的要求和程序是我国1992年出版的国家军用年出版的国家军用标准，规定了对产品进行故障模式、影响及危标准，规定了对产品进行故障模式、影响及危害性分析的要求和程序，主要适用于军工产品害性分析的要求和程序，主要适用于军工产品. 我们过去所开发的故障模式影响及危害性我们过去所开发的故障模式影响及危害性分析系统即分析系统即Fmeca_hut系统，便是按照系统，便是按照GJB 1391-92标准编制的，它在故障严酷度类别、标准编制的，它在故障严酷度类别、故障模式概率等级、故障影响概率以及危害度故障模式概率等级、故障影响概率以及危害度等方面，与等方面，与ISO/TS 16949 技术规范相比，有技术规范相比

47、，有着很大的不同。着很大的不同。54 其中其中GJB 1391-92标准输出的标准输出的FMEA报表如报表如表表2-2所示，所示，ISO/TS 16949:2002技术规范输技术规范输出的出的FMEA报表如报表如表表2-3所示。所示。 再者，再者，ISO/TS 16949:2002技术规范的相关技术规范的相关要求即源自要求即源自QS9000 FMEA手册，它是最新的手册，它是最新的全球统一的汽车行业质量管理体系规范。因此全球统一的汽车行业质量管理体系规范。因此这里重点介绍这里重点介绍ISO/TS 16949:2002技术规范中技术规范中描述的描述的FMEA。 返回返回55表表2-2 GJB 1

48、391-922-2 GJB 1391-92标准输出的标准输出的FMEA报表报表返回返回56表表2-3 ISO/TS 169492-3 ISO/TS 16949技术规范输出的技术规范输出的FMEA报表报表返回返回572.2 ISO/TS 16949 简介简介 ISO/TS16949:2002技术规范，是在技术规范，是在ISO9001:2000标准的基础上，补充汽车工标准的基础上，补充汽车工业的特殊要求而成。由美、德、法、意、业的特殊要求而成。由美、德、法、意、英五国汽车工业部门相关组织联合，融入英五国汽车工业部门相关组织联合，融入了美国的了美国的QS9000、德国的、德国的VDA6.1标准，标准

49、，以及意大利以及意大利AVSQ和法国和法国EAQF汽车工业的汽车工业的质量管理体系文件中的内容。质量管理体系文件中的内容。 58 ISO/TS 16949规定了汽车供应商的质量体规定了汽车供应商的质量体系要求，用于汽车相关产品的设计系要求，用于汽车相关产品的设计/开发、生开发、生产、安装和服务。产、安装和服务。ISO/TS 16949适用于提供适用于提供以下项目的生产和服务部件的供方及分承包以下项目的生产和服务部件的供方及分承包方方现场现场： a) 部件或材料；部件或材料； b) 热处理件、喷漆、电镀、或其它最终加热处理件、喷漆、电镀、或其它最终加 工服务；工服务； c) 其它顾客规定的产品。

50、其它顾客规定的产品。59 实施实施ISO/TS 16949技术规范的目的在于：技术规范的目的在于： 1.在供应链中持续不断的改进在供应链中持续不断的改进 质量改进质量改进 生产力改进生产力改进 成本的降低成本的降低 2.强调缺点的预防强调缺点的预防 SPC(统计过程控制统计过程控制)的应用的应用 防错措施防错措施 3.减少变差和浪费减少变差和浪费 确保存货周转及最低库存量确保存货周转及最低库存量 质量成本质量成本 非质量的额外成本非质量的额外成本(待线时间，过多搬运待线时间，过多搬运)60 FMEA是是ISO/TS 16949技术规范规定的使技术规范规定的使用工具之一。用工具之一。 ISO/T