FMEA分析方法

2023-02-08 13:27:06 字數 4807 閱讀 3033

sae-arp-4761(1996)

fmea是一種系統的,自下而上的方法,用於識別系統,專案或功能的故障模式,並確定對下乙個更高階別的影響。它可以在系統中的任何級別(例如,零件,功能,黑盒等)執行。軟體還可以使用功能fmea方法進行定性分析。

通常,fmea用於解決單個故障導致的故障影響。

fmea的範圍應該與請求它的使用者協調。分析可以是部件fmea或功能fmea。如果從功能fmea匯出的故障率允許滿足pssa概率預算,則可以不需要零件fmea。

fmea通常包括以下資訊。

a、 元件、功能或/和功能的識別;

b、 故障模式和相關的硬體故障率(數值或分類);

c、 失效效應(直接和/或在下面更高階水平);

d、 可檢測性和檢測手段;

fmea也包括以下資訊:

a、 補償動作(即自動或手動);

b、 發生故障的飛行階段;

c、 故障影響的嚴重性

fmea可以與概率技術(例如fta或dd)結合使用以產生定量分析。 此外,fmea可以用於通過從下到上提供故障效應的補充列表來補充fta / dd。

故障模式和影響分析(fmea)

1、 介紹

故障模式和影響分析(fmea)是一種系統方法,用於識別系統,專案,功能或零件的故障模式,並確定對下乙個更高階別設計的影響。還可以確定每個故障模式的檢測方法(如果有的話)fmea可以是定量或定性分析,並且可以在所有型別的系統(例如,電氣,電子或機械系統)上執行。如果正在執行定量fmea,則針對每個故障模式確定故障率。

fmea的結果可以用於生成故障模式和效果概要(fmes),並且通常用於支援系統安全評估(ssa)過程的其他分析技術,例如故障樹分析(fta),依賴關係圖 dd)或馬爾可夫分析(ma)。故障的組合通常不被認為是fmea的一部分。

2、 範圍

通過假定所選級別的具體實現可能失敗的方式對給定級別(系統,專案等)執行fmea。 每個故障模式的影響在給定等級下確定,並且通常是裝置的每個操作模式的下一較高等級。 有時,fmea可能需要專注於特定操作場景以支援自上而下的fta,dd或ma。

fmea必須考慮所有與安全有關的影響以及由要求確定的任何其他影響。 在不可能識別故障模式的特定性質的情況下,必須假定最壞情況的影響。 如果最壞情況對於故障樹是不可接受的,則必須在下乙個較低的等級檢查故障模式。

(即,如果fmea在功能級別進行,則降至零件級別,並排除對所考慮事件沒有影響的元件。如果分析是在零件級別進行,則降低以考慮特定故障機理。另乙個選擇是重新設計以改善冗餘或新增監控。

無論fmea的執行水平如何,fmea的主要步驟包括準備,分析和文件。

3、 fmea 過程

3.1 fmea 準備階段

fmea的準備包括確定客戶要求,獲得當前文件,以及了解功能的操作。

在開始之前了解客戶對fmea的期望和要求很重要。 如果fmea要求未知,fmea可能不滿足請求者的需求,可能必須重做。

fmea的要求通常源自pssa活動,例如fta,dd,ma。 分析師需要知道分析水平(功能對零件),安全相關效應,其他故障影響和感興趣的操作模式。 fmea用於支援安全評估過程,通過提供故障率來量化fta,dd或ma的基本事件。

fmea還可以用於通過fmea故障模式與故障樹的基本事件的比較來支援fta的驗證。

開始執行分析之前的最後一步是獲得完成分析所需的以下資訊,或者可以簡化分析活動。

a、 fmea要求,包括相關的安全性和要求的故障影響和特定的執行模式;

b、 規格;

c、 當前圖紙和原理圖;

d、 每個系統和專案的部件列表;

e、 功能框圖;

f、 說明材料包括操作理論;

g、 適用的故障率列表;

h、 上一代或類似功能的fmea;

i、 任何未包含在原理圖中的設計更改和修訂(注意:設計可能會頻繁更改,並且具有最新材料將減少fmea更新。)

j、 如果適用,先前fmea的元件故障模式的初步列表;

注:對於在設計階段早期執行的fmea,上述一些資訊將不可用,並且可能必須進行假設或估計。 必須保留這些假設的詳細文件,以便進行可追溯性並簡化未來的更新。

3.2 執行分析

分析人員需要審查和理解在上述準備階段收集的資訊。 分析人員還會發現,理解所分析的設計在下乙個更高階別中執行的功能很有用。 在分析者獲得足夠的知識之後,識別故障模式。

在被分析的設計等級,每個可行的硬體故障模式被假定。 組成給定級別的元件或功能的故障模式需要考慮。 在3.

2.1和3.2.

2中提供了幫助確定功能或部件的故障模式的資訊。

分析每個識別的故障模式以確定其對給定級別的影響,並且通常也包括對較高階別的影響。為每種不同型別的效果建立失效效應類別,並且可以將**分配給每個效果類別。通過將每個效果的描述從工作表移動到報告正文來定義這些**簡化了fmea工作表。

fmea工作表提供了故障模式,效果和概率的列表。在以下部分中提供了fmea工作表的示例。每個效果類別必須只有乙個更高階別的效果,否則效果類別必須更詳細地定義。

例如,如果效果類別最初被定義為「使訊號xyz超出規格」,但是超出高規格的情況與超出低規格的情況造成的效果是不同的,則效果類別應當被分割為「...超出高規格 「和」...超出低規格「。

類似地,如果發現故障模式導致兩個更高水平的效果(例如,「訊號a的損失」和「訊號b的損失」),則這兩個應當被組合以形成新的效果類別「訊號a和b的損失「。

檢測故障的方法通常在fmea工作表中確定並記錄。 檢測方法的示例包括通過硬體或軟體監視器,飛行機組檢測,上電測試和維護檢查。

對於定量fmea,將故障率分配給每個故障模式。 只要可能,故障率應根據已經在現場使用的類似裝置的故障資料確定。 行業的故障率包括mil-hdbk-217,mil-hdbk-338,rac「無電子零件可靠性資料」。

(nprd)和gidep(**工業資料交換計畫),mil-hdbk-978和羅馬實驗室的「可靠性工程師工具包」。每個故障影響類別的總故障率可在彙總表中詳細說明,或概述在故障模式和影響總結(fmes)中。

有兩種基本型別的fmea--功能和部件。 通常執行功能fmea以支援安全性分析效應,執行零件fmea是為了提供故障率的進一步細化所必須的。 通常,當來自功能fmea分析獲得的過於保守的故障率不能讓系統或專案滿足fta失效預算概率時,部件fmea被將被執行。

部件fmea也可用於依賴冗餘設計的系統,因為功能fmea可能不會揭示影響多於乙個冗餘元件的單個元件故障。部件fmea也用於機械專案和元件的安全分析。

3.2.1 功能fmea

功能fmea可以在任何維修約定級執行。細分適當的等級由系統的複雜性和分析的目標決定。如果所需的分析主要在電路或機械裝置的某部分上,而不主要是特定的功能,則其應被分解成功能塊。

從飛機或系統級,這可以意味著將每個lru或專案定義為功能塊。從系統或更低級別也許涉及到將專案分解為許多塊。如果每個塊具有盡可能少的輸出,則fmea任務就得到了簡化。

一旦確定了功能塊,應建立功能框圖,並且每個塊標記有其功能名稱。對於每個功能塊,應相對於系統操作分析內部和介面功能。

下一步是為每個功能塊假定故障模式。通過考慮功能塊的意圖(功能)並嘗試確定該功能如何失效來確定失效模式,無論使用的部件具體是什麼。分析人員必須足夠了解功能塊的操作,以至於沒有忽略重要的故障模式,包括可能影響多個冗餘功能塊的單個部件故障。

通常,給定塊功能的清楚描述,這會使得許多故障模式變得很明顯。

以下是功能故障模式的簡單示例:

產生5v的電源電路可以稱為功能塊。一些功能故障模式的示例如下。

a、沒有電壓

b、電壓不足5v

c、電壓大於5v

d、輸出的5v帶有雜訊

e、對地短路或其他電壓

基於電路實現可能存在其它故障模式。

通過考慮該功能如何適應整體設計來確定每個故障模式的效應。通常為每種效應型別建立失效效應類別,並分配失效效應類別**。導致相同效應的所有故障模式都分配給效應類別。

然後,對於每個故障,效應類別**可以輸入到fmea工作表中,如表g1所示。在確定故障影響和檢測手段時,必須考慮軟體和故障監控。作為此分析的一部分,分析人員還必須驗證監控確實可以檢測故障模式。

為了正確執行此分析,分析人員必須具有系統要求和軟體設計的詳細知識,包括適用的內部故障管理技術。

如果正在進行定量分析,則向每個故障模式分配故障率。一種技術是基於類似功能的以往經驗來執行每個塊的故障率**並且為各種故障模式分配故障率,從而確定發生概率。部件故障分布指南見g.

3.2.2.

1。table g1 –功能fmea工作表(functional fmea worksheet)

功能fmea的結果記錄在類似於表g1的工作表中。 此示例表可以修改以滿足程式需要。 不同的要求可能導致新增或刪除一些資訊。

分析人員應該在開始分析之前確保fmea**和內容滿足請求者的特定需求。

隨著分析的進行,應對fmea的未來維護進行非正式記錄,並協助解決有關fmea的問題。

a、 每個故障模式的說明;

b、 分配故障率的理由;

c、 將特定故障分配給故障效應類別的原理;

d、 記錄所做的任何假設;

這份檔案不在fmea的報告中,但是應保留作為參考。

3.2.2 部件fmea

部件fmea類似於功能fmea,不同之處在於,不是在功能或框圖級別分析,而是分析包含在專案或功能中的每個單獨元件的故障模式。部件fmea可用於確定潛在的電氣,電子或機械故障的故障影響。例如,電阻器或電機軸的故障的影響可以被認為是部件fmea的一部分。。

這部分是由於難以確定複雜元件的故障模式。

部件fmea的第一步是建立乙個由fmea覆蓋的所有元件的列表。下一步是確定每個元件型別的故障模式。這是部件fmea中最困難的部分,特別是對包含複雜積體電路的電子產品執行的fmea。

確定除了最簡單的元件(其中行業資料可用)之外的所有故障模式是非常困難的,有時是不可能的。當有疑問時,必須做出部件失效模式的最壞情況假設。幫助確定部件故障模式的資訊包含在3.

2.2.1中。

潛在失效模式及後果分析 設計FMEA

系統fmea編號 12341 x 子系統共頁第頁 部件 01,03 車身密封 2設計責任車身工程部 3編制人泰特 x6412 車身工程師 4 車型年 車輛型別 199x 獅牌 4門 旅行車 5 關鍵日期 9x年03 016 fmea日期 編制 8x 03 22 修訂 8x 07 14 7 核心小組 ...

潛在的失效模式及後果分析 FMEA

一 失效模式及後果分析 fmea 的概念及定義 失效模式及後果分析 failure mode and effects analysis 簡稱fmea 指一組系統化的活動,其目的在 1 找出 評價產品 過程中潛在的失效及其後果 2 找到能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施 3 書面總結以上過程,並使其...

FMEA管理規定

檔案修訂記錄 revision record 6 作業流程 流程說明 從製程流程圖中,小組成員以腦力激盪後決定欲分析的製程等,用失效模式分析表進行後續的分析.估計缺點發生對客戶使用或生產製程的影響程度,以1 10分的尺度計分。所謂影響度,係指某項失效發生後,對客戶或生產製程可能產生的影響情況。見附表...