2.5故障类型、影响和危险度分析(FMEA)

2.5 故障类型、影响和危险度分析2.5.1基本原理 故障类型及影响分析(Failure Modsl & Effects Analysis,FMEA)是对系统的各组成部分、 元素进行的分析。系统的组成部分或元素在运行过程中往往可能发生不同类型的故障 ,对系 统产生不同的影响。 这种分析方法首先找出系统中各组成部分及元素可能发生的故障及其类型,查明各种类 型故障对邻近部分或元素的影响以及最终对系统的影响 ,然后提出避免或减少这些影响的措 施。 故障类型和影响分析最初只能做定性分析 ,后来在分析中包括了故障发生难易程度的评 价或发生的概率。更进一步地把它与危险度分析(Critical Analysis)结合起来,构成故障类型和 影响、危险度分析(Failure Modes,Effects and Criticality Analysis,FMECA)。这样,如 果确定了每个元素故障发生概率,就可以确定设备、系统或装臵的故障发生概率,从而定量地 描述故障的影响。 1957年美国开始在飞机发动机设计中使用 FMEA法。2O世纪 60年代这种方法被广泛用于 航天产业的研发,为登月计划起到了不可估量的作用。后来美国航空航天局和陆军在确定工 程项目时,都要求承包方提供故障类型和危险度分析资料,航空航天局还把FMECA作为保证宇 宙飞船硬件可靠性的基本方法。 尽管该方法是由可靠性发展起来的 ,但目前已在核电站、动力工业、仪器仪表工业中得 到广泛应用,在化学工业应用也有明显的效果。

2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)

1.分析内容(1/2)故障模式和影响分析用于分析系统发生影响的所有单元的故障,并且研究 这些故障的影响，进而指明每种故障发生的模式及其对系统运行所产生的影响 程度。 这种方法的特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的 对策。其基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障类型及其对人 员、操作及整个系统的影响。 故障:就是元件、组件、子系统、系统某种功能失效和损失，在运行时不 能达到预期要求，因而完不成任务。 系统或产品发生故障有多方面原因，以机电产品为例，从其制造、产出和

发挥作用，一般都要经历规划、设计、选材、加工制造、装配、检验、包装、储存、运输、安装、调试、使用、维修等多个环节，每一个环节都有可能出现 缺陷、失误、偏差与损伤，这就有可能使产品存在隐患，即处于一种可能发生

故障的状态。

2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)

1.分析内容(2/2)故障类型:就是故障出现的状态，也就是故障的表现形式，一般可以从以 下几方面考虑: (1)运行过程中的故障; (2)过早地启动; (3)规定时间不能启动; (4)规定时间不能停车; (5)运行能力降级超量或受阻。 从安全角

度来说，事故、灾害是指“故障引起的人身伤亡和物质财产的损 失”。也就是说，故障是事故、灾害的原因。

一个系统或产品从正常发展成事故有一个过程:正常~异常~征兆状态~故障~事故。对产品、设备、元件的故障类型、产生原因及其影响应及时了解和掌 握，才能正确地采取相应措施。若忽略了某些故障类型，就可能因为没有采取

防止措施而发生事故。

2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤FMEA分析步骤

分析对象

确定 分析层次

建立故障类型清单、分析故障 原因 及其影响

确定 故障等级

编制 分析文件

(1)了解分析对象，明确系统任务和组成 分析时首先要熟悉有关资料，从中了解系统的组成、任务、工艺流程等情况。查

出系统设备元件及其性能、运行条件以及正常和故障的条件，从每个硬件的故障类型出发，研究它们对系统产生的影响。要熟悉子系统的性能及各子系统之间的相互关系， 并准备一些必要的资料: ①设计任务书及技术设计说明; ②有关此类生产的法令、标准、规范、制度; ③工艺流程，主要设备图纸及说明; ④同类系统的事故事例，预先危险性分析、图表及可靠性数据等。

2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(1/3) 系统根据一定的方式从高到底进一步划分为子系统、单元、组件、元件等层次，系 统的复杂程度不同，需要进行分析的精确程度也不同，则将要进行分析的层次也就不 同。分析开始时就要根据系统的情况，决定分析到什么层次。这是一个重要的问题。 图2-2为不同分析层次的故障类型及影响分析(以汽车系统为例)。

2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤

(2)确定分析的层次(2/3)由图2-2可以看出,在各分析层次中,由于故障所在层次不同,故障类型对上一层影响 和对下一层的故障原因追究深度也不相同。

如果分析的层次太浅,就会漏掉重要的故障类型,得不到有用的资料;反之,若分析得

过深,一切都分析到元件 ,则会造成结果繁杂,费时太多,同时对制定措施也带来了困难。

一般说来,对关键的子系统可以分析得深些 ,次要的可以分析得浅些 ,有 的可以不分析。 对于复杂的系统,为了说明系统各部分之间功能的传输情况 ,以便于应用FMEA,通常 采用可靠性框图加以表示。 可靠性框图是从可靠性的角度建立的模型,它把实际系统的物理、空间要素与现象 表示为功能与功能之间的联系,尤其明确 了它们之间的逻辑关系,如图2-3所示。

2.5 故障类型、影响和危险度分析2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(3/3)该可靠性框图说明了以下问题: ①主系统分成了三个子系统

,即10,20,30,每一个子系统发生故障都会对主系统发生影响。 ②子系统10包括三个组件:11,12,13。 ③组件11受元件01A,01B,02,03,04,05和06的影响，它们在串联的情况下进行工作。 ④元件01A和01B相同，是冗余系统。 ⑤元件02由两个零件a和b组成。 ⑥从功能上看，元件03受元件07和其他系统的影响。 ⑦虚线所包含的零件04在特定情况下发生作用。 ⑧元件05和06是备件，在某些特定情况下，05发生故障时，06起作用。 ⑨元件07在正常运转时不发生作用。 从框图可以明确看出分析系统、子系统、元件间的分析层次。

可靠性框图按分析程度自上而下排列，标明各个元件是串联和并联的关系和输出情况，最后画出整个系统的输人输出框图，这个方法根据输人输出情况，可以查明哪些元素处于正常状态或者发 生事故，所以是很有用的。

2.5 故障类型、影响和危险度分析2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (3)建立故障类型清单、分析故障原因及影响 这一步是实施故障类型及影响分析的核心.通过对可靠性框图所列全部项目的输出 分析,根据理论知识、实践经验和有关故障资料,判明系统中所有实际可能出现的故障 类型(即导致规定输出功能的异常和偏差)。

分析过程的基本出发点,不是从故障已发生开始考虑,而是分析现有设计方案,会有哪种故障发生,即 对每一种可能的输出功能偏差,预测可能发生什么故障,对部件、子 系统、系统有什么影响及其程度,列出认为可能发生的全部故障类型。 (4)确定故障等级 由于各种故障类型所引起的子系统、系统事故有很大的差别，因而在处理措施上 就要分清轻重缓急区别对待。故障等级是衡量对系统任务、人员安全造成影响的尺 度。确定故障等级的方法有以下几种:

2.5 故障类型、影响和危险度分析2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (4)确定故障等级 由于各种故障类型所引起的子系统、系统事故有很大的差别，因而在处理措施上 就要分清轻重缓急区别对待。故障等级是衡量对系统任务、人员安全造成影响的尺

度。确定故障等级的方法有以下几种:将故障模式对子系统或系统影响的严重程度分四个等级，可根据实际情况 …… 此处隐藏：4507字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……