FMEA分析方式

1、SAE-ARP-4761 (1996 )FMEA是一種系統(tǒng)的,自下而上的方式,用于識(shí)別系統(tǒng),工程或功能的故障模式,并確信對(duì)下一個(gè)更高級(jí) 別的阻礙.它能夠在系統(tǒng)中的任何級(jí)別例如,零件,功能,黑盒等執(zhí)行.軟件還能夠利用功能FMEA方式進(jìn)行定性分析.通常,FMEA用于解決單個(gè)故障致使的故障阻礙.FMEA的范圍應(yīng)該與請(qǐng)求它的用戶和諧.分析能夠是部件FMEA或功能FMEA.假設(shè)是從功能 FMEA導(dǎo)出的故障率許諾知足 PSSA概率預(yù)算,那么能夠不需要零件FMEA.FMEA通常包括以下信息.a、組件、功能或/和功能的識(shí)別； b、故障模式和相關(guān)的硬件故障率數(shù)值或分類(lèi)；c、失效效應(yīng)直接和/或在下面更高級(jí)水平；

2、d、可檢測(cè)性和檢測(cè)手腕； FMEA也包括以下信息： a、補(bǔ)償動(dòng)作即自動(dòng)或手動(dòng)； b、發(fā)生故障的飛行時(shí)期； c、故障阻礙的嚴(yán)峻性FMEA能夠與概率技術(shù)例如 FTA或DD 結(jié)合利用以產(chǎn)生定量分析.另外,FMEA能夠用于通過(guò)從下到上提供故障效應(yīng)的補(bǔ)充列表來(lái)補(bǔ)充FTA / DD.故障模式和阻礙分析FMEA 1、介紹故障模式和阻礙分析FMEA 是一種系統(tǒng)方式,用于識(shí)別系統(tǒng),工程,功能或零件的故障模式,并確 信對(duì)下一個(gè)更高級(jí)別設(shè)計(jì)的阻礙.還能夠確信每一個(gè)故障模式的檢測(cè)方式假設(shè)是有的話FMEA 能夠是定量或定性分析,而且能夠在所有類(lèi)型的系統(tǒng)例如,電氣,電子或機(jī)械系統(tǒng)上執(zhí)行.假設(shè)是正在執(zhí)行定 量FMEA ,那

3、么針對(duì)每一個(gè)故障模式確信故障率.FMEA的結(jié)果能夠用于生成故障模式和成效概要FMES ,而且通常常利用于支持系統(tǒng)平安評(píng)估SSA進(jìn)程的其他分析技術(shù),例如故障樹(shù)分析FTA,依托關(guān)系圖 DD或馬爾可夫分析MA .故障的組合通常不被以為是 FMEA的一部份.2、范圍通過(guò)假定所選級(jí)別的具體實(shí)現(xiàn)可能失敗的方式對(duì)給定級(jí)別系統(tǒng),工程等執(zhí)行FMEA.每一個(gè)故障模式的阻礙在給定品級(jí)下確信,而且一樣是設(shè)備的每一個(gè)操作模式的下一較高品級(jí).有時(shí),FMEA可能需要專注于特定操作場(chǎng)景以支持自上而下的 FTA, DD或MA.FMEA必需考慮所有與平安有關(guān)的阻礙和由要求確信的任何其他阻礙.在不可能識(shí)別故障模式的特定性質(zhì)的情形下

4、,必需假定最壞情形的阻礙.假設(shè)是最壞情形關(guān)于故障樹(shù)是不可同意的,那么必需在下一個(gè)較低的品級(jí)檢查故障模式.即,假設(shè)是FMEA在功能級(jí)別進(jìn)行,那么降至零件級(jí)別,并排除對(duì)所考慮事件沒(méi)有阻礙的組件. 假設(shè)是分析是在零件級(jí)別進(jìn)行,那么降低以考慮特定故障機(jī)理.另一個(gè)選擇是從頭設(shè)計(jì)以改善冗余或添加監(jiān)控.不管FMEA的執(zhí)行水平如何,FMEA的要緊步驟包括預(yù)備,分析和文檔.3、FMEA 進(jìn)程FMEA預(yù)備時(shí)期FMEA的預(yù)備包括確信客戶要求,獲適當(dāng)前文檔,和了解功能的操作.在開(kāi)始之前了解客戶對(duì) FMEA的期望和要求很重要.假設(shè)是FMEA要求未知,FMEA可能不知足請(qǐng)求者的需求,可能必需重做.FMEA的要求通常源自

5、PSSA活動(dòng),例如FTA, DD , MA.分析師需要明白分析水平 功能對(duì)零件, 平安相關(guān)效應(yīng),其他故障阻礙和感愛(ài)好的操作模式.FMEA用于支持平安評(píng)估進(jìn)程,通過(guò)提供故障率來(lái)量化FTA , DD或MA的大體事件.FMEA還能夠用于通過(guò) FMEA故障模式與故障樹(shù)的大體事件的比擬來(lái)支持FTA的驗(yàn)證.開(kāi)始執(zhí)行分析之前的最后一步是取得完成份析所需的以下信息,或能夠簡(jiǎn)化分析活動(dòng).a、FMEA要求,包括相關(guān)的平安性和要求的故障阻礙和特定的運(yùn)行模式；b、規(guī)格；c、當(dāng)前圖紙和原理圖；d、每一個(gè)系統(tǒng)和工程的部件列表；e、功能框圖；f、說(shuō)明材料包括操作理論；g、適用的故障率列表；h、上一代或類(lèi)似功能的 FMEA

6、;i、任何未包括在原理圖中的設(shè)計(jì)更改和修訂注意：設(shè)計(jì)可能會(huì)頻繁更改,而且具有最新材料將減少 FMEA更新.j、假設(shè)是適用,先前 FMEA的組件故障模式的初步列表；注：關(guān)于在設(shè)計(jì)時(shí)期初期執(zhí)行的FMEA ,上述一些信息將不可用,而且可能必需進(jìn)行假設(shè)或估量.必需保留這些假設(shè)的詳細(xì)文檔,以便進(jìn)行可追溯性并簡(jiǎn)化以后的更新.執(zhí)行分析分析人員需要審查和明白得在上述預(yù)備時(shí)期搜集的信息.分析人員還會(huì)覺(jué)察,明白得所分析的設(shè)計(jì)在下一個(gè)更高級(jí)別中執(zhí)行的功能很有效.在分析者取得足夠的知識(shí)以后,識(shí)別故障模式.在被分析的設(shè)計(jì)品級(jí),每一個(gè)可行的硬件故障模式被假定.組成給定級(jí)別的組件或功能的故障模式需要考慮.在和中提供了幫助確

7、信功能或部件的故障模式的信息.分析每一個(gè)識(shí)別的故障模式以確信其對(duì)給定級(jí)別的阻礙,而且通常也包括對(duì)較高級(jí)別的阻礙.為每種不同類(lèi)型的成效創(chuàng)立失效效應(yīng)類(lèi)別,而且能夠?qū)⒋a分派給每一個(gè)成效類(lèi)別.通過(guò)將每一個(gè)成效的描述從工作表移動(dòng)到報(bào)告正文來(lái)概念這些代碼簡(jiǎn)化了FMEA工作表.FMEA工作表提供了故障模式,成效和概率的列表.在以下部份中提供了FMEA工作表的例如.每一個(gè)成效類(lèi)別必需只有一個(gè)更高級(jí)別的成效,不然成效類(lèi)別必需更詳細(xì)地概念.例如,假設(shè)是成效類(lèi)別最初被概念為“使信號(hào) xyz超出規(guī)格,可是超出高規(guī)格的 情形與超出低規(guī)格的情形造成的成效是不同的,那么成效類(lèi)別應(yīng)當(dāng)被分割為“.超出高規(guī)格 “和.超出低規(guī)格

8、類(lèi)似地,假設(shè)是覺(jué)察故障模式致使兩個(gè)更高水平的成效例如,“信號(hào)A的損失和“信號(hào) B的損失,那么這兩個(gè)應(yīng)當(dāng)被組合以形成新的成效類(lèi)別“信號(hào) A和B的損失檢測(cè)故障的方式通常在 FMEA工作表中確信并記錄.檢測(cè)方式的例如包括通過(guò)硬件或軟件監(jiān)視器,飛行機(jī)組檢測(cè),上電測(cè)試和愛(ài)惜檢查.關(guān)于定量FMEA ,將故障率分派給每一個(gè)故障模式.只要可能,故障率應(yīng)依照已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)利用的類(lèi)似設(shè)備的故障數(shù)據(jù)確信.行業(yè)的故障率包括 MIL-HDBK-217 , MIL-HDBK-338 , RAC “無(wú)電子零件靠得住性數(shù)據(jù).NPRD 和GIDEP 政府工業(yè)數(shù)據(jù)互換打算,MIL-HDBK-978和羅馬實(shí)驗(yàn)室的“靠得住性工程師工具包

9、.每一個(gè)故障阻礙類(lèi)別的總故障率可在匯總表中詳細(xì)說(shuō)明,或概述在故障模式和阻礙總結(jié)FMES中.有兩種大體類(lèi)型的FMEA-功能和部件.通常執(zhí)行功能 FMEA以支持平安性分析效應(yīng),執(zhí)行零件FMEA是為了提供故障率的進(jìn)一步細(xì)化所必需的.通常,當(dāng)來(lái)自功能FMEA分析取得的過(guò)于保守的故障率不能讓系統(tǒng)或工程知足 FTA失效預(yù)算概率時(shí),部件 FMEA被將被執(zhí)行.部件 FMEA也可用于依托冗余設(shè) 計(jì)的系統(tǒng),由于功能FMEA可能可不能揭露阻礙多于一個(gè)冗余元件的單個(gè)組件故障.部件FMEA也用于機(jī)械工程和組件的平安分析.功能FMEA功能FMEA能夠在任何維修約定級(jí)執(zhí)行.細(xì)分適當(dāng)?shù)钠芳?jí)由系統(tǒng)的復(fù)雜性和分析的目標(biāo)決定.假設(shè)

10、是所需 的分析要緊在電路或機(jī)械裝置的某部份上,而不主假設(shè)是特定的功能,那么其應(yīng)被分解成功能塊.從飛機(jī)或系統(tǒng)級(jí),這能夠意味著將每一個(gè) LRU或工程概念為功能塊.從系統(tǒng)或更低級(jí)別或許涉及到將工程分解為許多塊.假設(shè)是 每一個(gè)塊具有盡可能少的輸出,那么FMEA任務(wù)就取得了簡(jiǎn)化.一旦確信了功能塊,應(yīng)創(chuàng)立功能框圖,而且每一個(gè)塊標(biāo)記有其功能名稱.關(guān)于每一個(gè)功能塊,應(yīng)相關(guān)于系統(tǒng)操作分析內(nèi)部和接口功能.下一步是為每一個(gè)功能塊假定故障模式.通過(guò)考慮功能塊的用意功能并嘗試確信該功能如何失效來(lái)確信失效模式,不管利用的部件具體是什么. 分析人員必需足夠了解功能塊的操作,以至于沒(méi)有忽略重要的故障模式,包括可能阻礙多個(gè)冗余

11、功能塊的單個(gè)部件故障.通常,給定塊功能的清楚描述,這會(huì)使得許多故障模式變得很明顯.以下是功能故障模式的簡(jiǎn)單例如：產(chǎn)生5V的電源電路能夠稱為功能塊.一些功能故障模式的例如如下. a、沒(méi)有電壓 b、電壓缺乏5Vc、電壓大于5V d、輸出的5V帶有噪聲e、對(duì)地短路或其他電壓基于電路實(shí)現(xiàn)可能存在其它故障模式.通過(guò)考慮該功能如何適應(yīng)整體設(shè)計(jì)來(lái)確信每一個(gè)故障模式的效應(yīng).一樣為每種效應(yīng)類(lèi)型創(chuàng)立失效效應(yīng)類(lèi)別,并分派失效效應(yīng)類(lèi)別代碼.致使相同效應(yīng)的所有故障模式都分派給效應(yīng)類(lèi)別.然后,關(guān)于每一個(gè)故障,效應(yīng)類(lèi)別代碼能夠輸入到 FMEA工作表中,如表 G1所示.在確信故障阻礙和檢測(cè)手腕時(shí),必需考慮軟件和故障監(jiān)控.作為

12、此分析的一部份,分析人員還必需驗(yàn)證監(jiān)控確實(shí)能夠檢測(cè)故障模式.為了正確執(zhí)行此分析,分析人員必需具有系統(tǒng)要求和軟件設(shè)計(jì)的詳細(xì)知識(shí),包括適用的內(nèi)部故障治理技術(shù).假設(shè)是正在進(jìn)行定量分析,那么向每一個(gè)故障模式分派故障率.一種技術(shù)是基于類(lèi)似功能的以往體會(huì)來(lái)執(zhí)行每一個(gè)塊的故障率預(yù)測(cè)而且為各類(lèi)故障模式分派故障率,從而確信發(fā)生概率.部件故障散布指南見(jiàn).Table G1 -功能 FMEA 工作表(Functional FMEA worksheet )故障模式和影響分析FMEA 系統(tǒng)(System )FMEA DescriptionDate子系統(tǒng)(Subsystem )Sheet of(item ATA )FTA

13、References:FileAuthor ：Rev功能名稱FunctionNames功能代碼Function Code失效模式Failure Mode模型故障率Mode failureRate飛行狀態(tài)Flight Phase失效效應(yīng)Failure Effect檢測(cè)方式DetectionMethod注釋Comments功能FMEA的結(jié)果記錄在類(lèi)似于表 G1的工作表中. 此例如表能夠修改以知足程序需要.不同的要求可能致使添加或刪除一些信息.分析人員應(yīng)該在開(kāi)始分析之前保證FMEA表格和內(nèi)容知足請(qǐng)求者的特定需求.隨著分析的進(jìn)行,應(yīng)付FMEA的以后愛(ài)惜進(jìn)行非正式記錄,并協(xié)助解決有關(guān)FMEA的問(wèn)題.a、

14、每一個(gè)故障模式的說(shuō)明；b、分派故障率的理由；c、將特定故障分派給故障效應(yīng)類(lèi)別的原理；d、記錄所做的任何假設(shè)；這份文件不在FMEA的報(bào)告中,可是應(yīng)保存作為參考.部件FMEA部件FMEA類(lèi)似于功能FMEA ,不同的地址在于,不是在功能或框圖級(jí)別分析,而是分析包括在工程或功能中的每一個(gè)單獨(dú)組件的故障模式.部件FMEA可用于確信潛在的電氣,電子或機(jī)械故障的故障阻礙.例如,電阻器或電機(jī)軸的故障的阻礙能夠被以為是部件FMEA的一部份.電子設(shè)備上的部件 FMEA通常只在功能FMEA過(guò)于保守的結(jié)果不能使該 工程知足FTA故障預(yù)算概率時(shí)才需要執(zhí)行.這部份是由于難以確信復(fù)雜組件的故障模式.部件FMEA的第一步是創(chuàng)

15、立一個(gè)由 FMEA覆蓋的所有組件的列表.下一步是確信每一個(gè)組件類(lèi)型的故障模式.這是部件FMEA中最困難的部份,專門(mén)是對(duì)包括復(fù)雜集成電路的電子產(chǎn)品執(zhí)行的 FMEA.確信除最簡(jiǎn)單的組件其中行業(yè)數(shù)據(jù)可用之外的所有故障模式是超級(jí)困難的,有時(shí)是不可能的.當(dāng)有疑問(wèn)時(shí),必需做出部件失效模式的最壞情形假設(shè).幫 忙確信部件故障模式的信息包括在中.一旦組件的零件失效模式被確信,它們被輸入到FMEA工作表中,如表 G2所示.此例如工作表能夠修改以知足個(gè)人需求.不同的要求可能致使添加或刪除工作表中的一些信息.分析人員應(yīng)該在開(kāi)始分析之前保證FMEA表格和內(nèi)容知足請(qǐng)求者的特定需求.故障模式和影響分析FMEA 系統(tǒng)(Sys

16、tem )FMEA DescriptionDate子系統(tǒng)(Subsystem )Sheet of(item ATA )FTA References:FileFunctionAuthor ：Rev部件數(shù)Part Number部件類(lèi)型Part Type失效模式Failure Mode模型故障率Mode failureRate飛行狀態(tài)Flight Phase失效效應(yīng)Failure Effect檢測(cè)方式DetectionMethod注釋CommentsTable G2 -零件 FMEA 工作表(Piece-Part FMEA worksheet)下一步是確信故障對(duì)下一個(gè)更高級(jí)別組件的阻礙,并為故障分派

17、故障阻礙類(lèi)別.能夠?qū)⑹?yīng)代碼分派給每一個(gè)類(lèi)別以簡(jiǎn)化表格.然后能夠?qū)⒚恳粋€(gè)失效效應(yīng)類(lèi)別的詳細(xì)描述包括在報(bào)告的文本中.致使相同成效的所有故障模式都分派給成效類(lèi)別.然后,成效類(lèi)別代碼能夠針對(duì)每一個(gè)故障輸入到 FMEA工作表中,如表 G2所示.在確信故障阻礙和檢測(cè)手腕時(shí), 必需考慮軟件和故障監(jiān)控.作為此分析的一部份,分析人員還必需驗(yàn)證監(jiān)控確實(shí)能夠檢測(cè)故 障模式.為了正確執(zhí)行此分析,分析人員必需具有系統(tǒng)要求和軟件設(shè)計(jì)的詳細(xì)知識(shí),包括適用的內(nèi)部故障治理技術(shù).假設(shè)是正在進(jìn)行定量分析,那么向每一個(gè)故障模式分派故障率.組件部件故障散布指南見(jiàn).隨著分析的進(jìn)行,應(yīng)付FMEA的以后愛(ài)惜進(jìn)行非正式記錄,并協(xié)助解決有

18、關(guān)FMEA的問(wèn)題. e、每一個(gè)故障模式的說(shuō)明；f、分派故障率的理由；g、將特定故障分派給故障效應(yīng)類(lèi)別的原理；h、記錄所做的任何假設(shè)；這份文件不在FMEA的報(bào)告中,可是應(yīng)保存作為參考.確信零部件故障模式和故障散布當(dāng)執(zhí)行零件FMEA時(shí),可能需要進(jìn)一步分解組件的故障率以識(shí)別適用于特定故障模式 的故障率的百分比.能夠從諸如RAC 故障模式/機(jī)構(gòu)分派 FMD , MIL-HDBK-978和羅馬實(shí)驗(yàn)室的“靠得住性工程師工具包等行業(yè)文件中取得指導(dǎo), 這些文件為許多組件類(lèi)型提供此信息.要考慮的典型故障模式包括但不限于以下： a、翻開(kāi) b、短路c、參數(shù)漂移 d、失調(diào)e、介質(zhì)絕緣體擊穿f、間歇操作g、不工作h、誤

19、操作i、磨損j、機(jī)械故障k、黏著1、疏松m、斷裂通常,必需考慮組件的功能,而且必需考慮組件可能無(wú)法正確執(zhí)行該功能的所有潛在方式,以包括在組件故障模式列表中. 還必需考慮組件的意外功能.上述參考文獻(xiàn)提供了良好 的根底,許諾分析人員確信被分析的組分的潛在失效模式.工程判定是故障模式確信進(jìn)程的必要部份.盡管故障率和模式源文檔為某些組件類(lèi)型的故障模式提供了根底,可是這些文檔中不包括許多設(shè)備類(lèi)型.這關(guān)于需要逐部份地考慮的復(fù)雜數(shù)字 IC尤其如此.確信數(shù)字設(shè)備的故障 模式通常需要工程判定,而且不可能針對(duì)復(fù)雜數(shù)字IC確信所有故障模式.用于估量復(fù)雜數(shù)字設(shè)備的故障模式的方式是用能夠存在更好的故障模式的概念的功能塊

20、來(lái)對(duì)所考慮的數(shù)字設(shè)備進(jìn)行建模.假設(shè)是可能,將功能塊可能故障的引腳電平阻礙確信為必需專門(mén)注意可能致使 FTA器件故障模式.一些故障可能阻礙多個(gè)引腳和引腳的各類(lèi)組合.大體事件的潛在部件故障模式.IC,由于它迫使分嘗試通過(guò)物理故障方式來(lái)確信實(shí)際故障機(jī)制和相關(guān)阻礙不推薦用于 析人員對(duì)每一個(gè)數(shù)字IC執(zhí)行“FMEA .該“FMEA 可能比完成的較高級(jí) FMEA更復(fù)雜,而且關(guān)于復(fù)雜IC可能無(wú)法實(shí)現(xiàn).另外,芯片制造商未公布的增強(qiáng)設(shè)計(jì)可能使整個(gè)工作毫無(wú)心義過(guò)時(shí).復(fù)雜的IC故障模式能夠包括間歇性故障和可能阻礙多個(gè)引腳的各類(lèi)故障組合.其他組件類(lèi)型的故障模式比 ICs更易取得.可是,從多個(gè)參考看,相同的組件類(lèi)型,可能

21、產(chǎn)生不同的故障模式散布,有時(shí)乃至是不同的故障模式.這指出,即即是簡(jiǎn)單的組件,它是很難確信哪些潛在的失效模式是有效的,哪些不能發(fā)生.證實(shí)假設(shè)是難以確信故障模式的失效效應(yīng)的分析方式,那么應(yīng)盡可能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證.期望通過(guò)測(cè)實(shí)驗(yàn)證所有重要的失效效應(yīng).對(duì)于電氣或電子系統(tǒng),能夠通過(guò)翻開(kāi)引線或?qū)⒁€短接在一路或接地來(lái)引入故障.假設(shè)是器件輸出能夠分為三態(tài),那么能夠輕松引入邏輯組合.不幸的是,最難分析的故障模式有時(shí)難以通過(guò)測(cè)試來(lái)確認(rèn).例如,不可能為大多數(shù)IC引入所有故障.運(yùn)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件也可用于模擬故障.該軟件許諾將等效的故障引入到電路仿真中并確信故障效應(yīng).在測(cè)試和實(shí)際利用期間的故障分析也可用于證實(shí)FMEA的結(jié)果.此故障數(shù)據(jù)還可用于為以后的FMEA創(chuàng)立故障模式庫(kù).4、文檔FMEA reportFMEA的報(bào)告應(yīng)該包括：a、可用于FMES、FTA或相似分析參考的文檔編號(hào)；b、介紹包括關(guān)于FMEA的目的和對(duì)象的簡(jiǎn)要說(shuō)明.c、操作的簡(jiǎn)要概述和框圖.d、描述分析方式的部份.(本節(jié)應(yīng)包括如何執(zhí)行分析的描述,利用的級(jí)別的概念和相關(guān)假設(shè)的列表).e、FMEA結(jié)果的完整列表.(能夠利用類(lèi)似于和中包括的例如的FMEA形式.)f、識(shí)別所分析的硬件,軟件和固件的部件號(hào)和修訂狀態(tài).g、附錄還應(yīng)包括以下工程.(1) 圖紙或示用意(2 )