故障类型影响分析

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第5章 故障类型和影响分析起源于可靠性技术， 起源于可靠性技术，其基本内容是找出系 统的各个子系统或元件可能发生的故障出 现的状态(即故障类型), ),搞清每个故障 现的状态(即故障类型),搞清每个故障 类型对系统安全的影响， 类型对系统安全的影响，以采取措施予以 防止或消除。 防止或消除。 该方法能查明元件发生各种故障时带来的 危险性，是一种较为完善的分析方法， 危险性，是一种较为完善的分析方法，它 既可用于定性分析也可用于定量分析。 既可用于定性分析也可用于定量分析。

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第一节 故障类型和影响分析(FMEA ) 故障类型和影响分析(FMEA Failure Modes and Effect AnalysisFMEA的定义 FMEA的定义 采取系统分割的概念， 采取系统分割的概念，根据实际需要分析 的水平， 的水平，把系统分割成子系统或进一步分 割成元件， 割成元件，找出它们可能产生的故障和故 障类型， 障类型，然后进一步分析各种故障类型对 子系统及整个系统产生的影响， 子系统及整个系统产生的影响，以便采取 措施加以解决的方法。 措施加以解决的方法。

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基本概念与故障等级故障：元件、子系统、系统在运行时不能 达到设计规定的要求，因而完不成规定的 任务或完成得不好的情况。 故障类型：故障的表现形式 。 元件发生故障时，其表现形式可能不止一 种，譬如阀门发生故障，至少可能有：内 部泄漏、外部泄漏、打不开、关不紧等现 象，这种情况就叫类型。

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故障等级故障等级的概念 表示故障类型对子系统或系统影响严重程 度的级别。 评定故障等级常考虑的因素 (1)故障影响大小 (2)对系统赞成影响的范围 (3)故障发生的频率 (4)防止故障的难易 (5)是否需要重新设计

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故障等级划分法①简单划分法 ②评点法 ③风险矩阵法

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简单划分法这种方法是根据故障类型对系统功能、 这种方法是根据故障类型对系统功能、 人员及财产损失影响的严重程度来划分 其划分原则如下表所示。 的。其划分原则如下表所示。故障等级 影响程度 可能造成的危害或损失 可能造成死亡或系统损失 一级 致命性 可能造成严重伤害、 可能造成严重伤害、严重职业病或主系统损坏 严重性 二级 三级 四级 临界性 可忽略性可造成轻伤、轻职业病或次要系统损坏 可造成轻伤、 不会造成伤害和职业病、 不会造成伤害和职业病、系统不会受损

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风险矩阵法风险矩阵法是综合考虑故障发生的可能性 和发生后引起后果严重度两个方面的因素 来确定故障的等级。这种划分标准称为风 险率(或危险度)。 其方法是将故障概率和严重度都分

为四个 等级，划分原则如下： a. 严重度：是指故障类型对系统功能的 影响程度。

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严重度分析严重度等级 Ⅰ低的 内 容

1)对系统任务无影响 ) 2)对子系统造成的影响可忽略不计 ) 3)通过调整故障易于消除 ) 1)对系统的任务虽有影响但可忽略 ) 2)导致子系统的功能下降 ) 3)出现的故障能够立即修复 )

Ⅱ主要的

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严重度分析严重度等级 内 容

1)系统的功能有所下降 2)子系统功能严重下降 Ⅲ关键的 3)出现的故障不能立即通过检修予 以修复 1)系统功能严重下降 2)子系统功能全部丧失 Ⅳ灾难性的 3)出现的故障需经彻底修理才能消 除

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故障概率等级的划分b. 故障概率 表示在一定时间内故障类型出现的次数。 时间单位规定为一年或一个月，有的用大 修的间隔期。 故障概率的分类有定量和定性两种方法。

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故障概率的定性分析故障概率等级的划分故障概率等级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 故障类型出现的机会 元件操作期间故障出现的机会可以忽 概率很低 略 概率低 元件操作期间故障不易出现 元件操作期间故障出现的机会为50% 概率中等 元件操作期间故障出现的机会为50% 概率高 元件操作期间故障容易出现

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故障概率定量分级故障概率定量分级原则如下： 故障概率定量分级原则如下： 元件工作期间， Ⅰ级：元件工作期间，任何单个故障类型出现 的概率少于全部故障概率的0.01 0.01。 的概率少于全部故障概率的0.01。 Ⅱ级：元件工作期间任何单个故障类型出现的 概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10 0.01而少于0.10。 概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10。 Ⅲ级：元件工作期间任何单个故障类型出现的 概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20 0.10而少于0.20。 概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20。 Ⅳ级：元件工作期间任何单个故障类型出现的 概率多于全部故障概率的0.20。 概率多于全部故障概率的0.20。 0.20

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风险矩阵图故障概率和严重等级确定后， 故障概率和严重等级确定后，以故障概 率为纵坐标，严重度为横坐标， 率为纵坐标，严重度为横坐标，画出风 险矩阵图。如下图所示。 险矩阵图。如下图所示。

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FMEA的分析步骤 FMEA的分析步骤1.调查情况，明确系统的任务和组成 从设计说明及有关资料中查出系统含有多 少子系统，各个子系统又含有多少元件， 以明确其功能，了解各元件之间的相互关 系等，为分析打下基础。 2.确定分析程度 (深度) 进行FMEA时，一开始就应决定分析到什 么程度，分析到哪一层，主要根据分析目 的来确定。

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FMEA的分析步骤 FMEA的分析步骤3.进行功能分组，绘出逻辑框图 这一步指的是

:在对系统进行详细说明并 根据系统的构成要素依次画出所包含的子 系统、元件及相互关系的框图(即把所要分 析的系统按功能分类)的基础上，作出可靠 性框图(逻辑图)。 可靠性框图(逻辑图),亦即表示各子系 统(或元件)之间串联或并联、输入或输 出的系统图。

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FMEA的分析步骤 FMEA的分析步骤(1) 目的：就是把所要分析的系统切割成 目的： 较小的子系统，以直观表示系统、子系统、 较小的子系统，以直观表示系统、子系统、 元件间的层次，输入、输出的关系， 元件间的层次，输入、输出的关系，有利 于分析。 于分析。 逻辑图展开程序： (2) 逻辑图展开程序：从系统的最上一级 开始展开，直到系统的最下一级。 开始展开，直到系统的最下一级。 (3) 逻辑图举例