華東交通大學(xué) 動車組檢修 2-機(jī)車車輛故障及風(fēng)險方法-FMEA教材

1、機(jī)車車輛故障分析與風(fēng)險評價故障模式影響分析故障模式影響分析(FMEA) 文侯之問扁鵲，曰：“子昆弟三人其孰最善為醫(yī)？”扁鵲曰：“長兄最善，中兄次之，扁鵲最為下?！蔽何暮钤唬骸翱傻寐勑?？”扁鵲曰：“長兄于病視神，未有形而除之，故名不出于家。中兄治病，其在毫毛，故名不出于閭。若扁鵲者，镵血脈，投毒藥，副肌膚，閑而名出聞于諸侯?！?摘自鶡冠子卷下世賢第十六故障模式影響分析故障模式影響分析(FMEA)事故模式事故模式后果后果后故的嚴(yán)重后故的嚴(yán)重 FMEA簡介 “早知道早知道 就不會就不會”早知道早知道 作好防震設(shè)計作好防震設(shè)計 就不會就不會 造成大樓倒塌造成大樓倒塌早知道早知道 改進(jìn)電力輸配設(shè)計改進(jìn)電

2、力輸配設(shè)計 就不會就不會 造成美國等國的大造成美國等國的大停電停電早知道早知道 不濫砍濫伐不濫砍濫伐 就不會就不會 造成泥石流造成泥石流早知道早知道 作好橋梁設(shè)計作好橋梁設(shè)計 就不會就不會 造成重慶彩虹大橋倒塌造成重慶彩虹大橋倒塌有些有些 早知道早知道 是必需的！有些是必需的！有些 就不會就不會 是不允許發(fā)生的是不允許發(fā)生的核電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機(jī)、十大召回事件核電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機(jī)、十大召回事件 故障模式、影響分析故障模式、影響分析FMEA “我先我先 所以沒有所以沒有”我先我先 看了氣象預(yù)報 所以沒有所以沒有 淋成落湯雞我先我先 評估金融大樓高度 所以沒有所以沒有 影響飛機(jī)安全我先我先

3、設(shè)計電腦放火墻 所以沒有所以沒有 被駭客入侵我先我先 作好橋梁設(shè)計 所以沒有所以沒有 造成重慶彩虹大橋倒塌有些 我先我先 是必需的！有些 所以沒有所以沒有 是可預(yù)期避免的核電廠、水庫、衛(wèi)星、飛機(jī)、十大召回事件 故障模式影響分析（Failure Mode and Effects Analysis，簡記為FMEA） 是分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴(yán)重程度、檢測難易程度以及發(fā)生頻度予以分類的一種歸納分析方法。FMFailure ModeAnalysisE AEffect風(fēng)險性分析工具；風(fēng)險性分析工具；識別和評估潛在的失識別和評估潛在的失效

4、模式及其影響；效模式及其影響；確定能夠消除或減少確定能夠消除或減少潛在的失效發(fā)生的改善潛在的失效發(fā)生的改善措施。措施。FMEA 可幫助我們量化確認(rèn)可幫助我們量化確認(rèn):哪一種失效會發(fā)生？哪一種失效會發(fā)生？ 發(fā)生后會造成什幺影響？發(fā)生后會造成什幺影響？ 其影響的嚴(yán)重性有多大？其影響的嚴(yán)重性有多大？ 是哪一種原因?qū)е率?？是哪一種原因?qū)е率В?失效發(fā)生概率？失效發(fā)生概率？當(dāng)前工序控制方法？當(dāng)前工序控制方法？ 檢測失效的能力？檢測失效的能力？風(fēng)險優(yōu)先指數(shù)？風(fēng)險優(yōu)先指數(shù)？ 建議行動？建議行動？n FMEA是一種工具是一種工具n FMEA能做什么能做什么FMEA 是一種風(fēng)險控制的工具是一種風(fēng)險控制的工具

5、模糊的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 差的管理計劃和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序原材料散布差的規(guī)格限 測量散布 (生產(chǎn)線上和 QC)設(shè)備的故障潛在的安全危險未明確的顧客期望差的工程能力 風(fēng)險舉例風(fēng)險舉例 條件：生產(chǎn)車間，同時進(jìn)行大量金屬板沖壓操作強(qiáng)烈條件：生產(chǎn)車間，同時進(jìn)行大量金屬板沖壓操作強(qiáng)烈振動振動 設(shè)計：材料、形狀、布局、連接設(shè)計：材料、形狀、布局、連接 制造：方法、設(shè)備、工具、操作者制造：方法、設(shè)備、工具、操作者強(qiáng)烈振動強(qiáng)烈振動連接處松動連接處松動泄漏泄漏油滴到地面上油滴到地面上地面積油地面積油工人摔跤、斷腿工人摔跤、斷腿訴告公司訴告公司風(fēng)險描述風(fēng)險描述 風(fēng)險的后果有多嚴(yán)重？風(fēng)險的后果有多嚴(yán)重？ 風(fēng)險發(fā)生的可能性有多大？風(fēng)

6、險發(fā)生的可能性有多大？ 能否提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)險？能否提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)險？如何控制風(fēng)險？如何控制風(fēng)險？ 降低風(fēng)險的危害程度降低風(fēng)險的危害程度提高健壯性，增強(qiáng)風(fēng)險承受能力 減少風(fēng)險的發(fā)生幾率減少風(fēng)險的發(fā)生幾率消除風(fēng)險發(fā)生的原因 提前發(fā)現(xiàn)并控制風(fēng)險的擴(kuò)散提前發(fā)現(xiàn)并控制風(fēng)險的擴(kuò)散提前采取補(bǔ)救措施 核心在于切斷風(fēng)險的傳遞鏈核心在于切斷風(fēng)險的傳遞鏈強(qiáng)烈振動強(qiáng)烈振動連接處松動連接處松動泄漏泄漏油滴到地面上油滴到地面上地面積油地面積油工人摔跤、斷腿工人摔跤、斷腿訴告公司訴告公司換一種連接方式油位檢測和報警用容器在薄弱環(huán)節(jié)處接油并導(dǎo)流制定規(guī)則：發(fā)現(xiàn)積油即停工解決員工選擇、工作鞋聘請法律顧問FMEA的思路的思路風(fēng)險在那里？風(fēng)

7、險在那里？設(shè)計缺陷過程問題使用問題服務(wù)問題風(fēng)險的原因是什么？風(fēng)險的原因是什么？風(fēng)險的后果有多嚴(yán)重？風(fēng)險的后果有多嚴(yán)重？發(fā)生幾率有多大？發(fā)生幾率有多大？當(dāng)前控制措施是什么？當(dāng)前控制措施是什么？風(fēng)險評價風(fēng)險評價風(fēng)險排序風(fēng)險排序要解決哪些風(fēng)險？要解決哪些風(fēng)險？控制措施是什么？控制措施是什么？效果如何？效果如何？相對定量評價RPN風(fēng)險1、風(fēng)險2.排在前面的資源允許的可以解決的誰來做？什么時候做？預(yù)計效果試驗效果實際效果風(fēng)險來源歸類風(fēng)險的發(fā)生是有概率的，但是是一定會發(fā)生的我們不可能消除所有的風(fēng)險我們的目的是在有限的資源下最大可能地減少風(fēng)險損失設(shè)計上的缺陷過程中的不足“不正確”的使用服務(wù)相關(guān)風(fēng)險一定會發(fā)生

8、導(dǎo)致風(fēng)險損失采用什么類型的采用什么類型的FMEA FMEA ？設(shè)計上的缺陷過程中的不足“不正確”的使用服務(wù)相關(guān)風(fēng)險來源設(shè)計FMEAdFMEA系統(tǒng) FMEA功能 FMEA設(shè)計 FMEA過程 FMEA (p-FMEA)應(yīng)用 FMEA (a-FMEA)服務(wù) FMEA (s-FMEA)根據(jù)產(chǎn)品階段制定根據(jù)產(chǎn)品階段制定FMEA計劃計劃系統(tǒng)/方案設(shè)計功能/概要設(shè)計細(xì)節(jié)/詳細(xì)設(shè)計過程流程設(shè)計加工制造產(chǎn)品使用和服務(wù)服務(wù)FMEA1.服務(wù)流程2.服務(wù)文檔3.服務(wù)能力使用FMEA1.應(yīng)用流程2.容錯方法3.使用說明4.問題糾正過程FMEA1.過程方案2.過程審查3.過程缺陷4.問題糾正設(shè)計FMEA1.設(shè)計審查2.缺

9、陷暴露3.問題糾正功能FMEA1.功能分析2.接口關(guān)系3.模型確認(rèn)系統(tǒng)FMEA1.方案選擇2.需求分析3.支持能力4.方案確認(rèn)使用使用 框圖框圖 Block diagrams明確系統(tǒng)；分系統(tǒng)；子系統(tǒng)；零部件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系明確系統(tǒng)；分系統(tǒng)；子系統(tǒng)；零部件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系系統(tǒng)系統(tǒng)分系統(tǒng)分系統(tǒng)子系統(tǒng)子系統(tǒng)零部件零部件制制動動總總成成制動泵制動泵系統(tǒng)系統(tǒng)制動盤制動盤系統(tǒng)系統(tǒng)泄壓系統(tǒng)泄壓系統(tǒng)保壓系統(tǒng)保壓系統(tǒng)摩擦系統(tǒng)摩擦系統(tǒng)濾清系統(tǒng)濾清系統(tǒng)增壓系統(tǒng)增壓系統(tǒng)介質(zhì)系統(tǒng)介質(zhì)系統(tǒng)貯油箱貯油箱濾清器濾清器活塞環(huán)活塞環(huán)泄壓閥泄壓閥摩擦片摩擦片保壓閥保壓閥輸出輸出輸入輸入新要求新要求使用使用 參數(shù)圖參數(shù)圖 Paramet

10、er diagrams明確系統(tǒng)的明確系統(tǒng)的 輸入輸入 輸出輸出 控制因素控制因素 干擾因素的關(guān)系干擾因素的關(guān)系輸出輸出輸入輸入零件的零件的可靠性可靠性功能的功能的可靠性可靠性功能系統(tǒng)功能系統(tǒng)控制因素控制因素干擾因素干擾因素變差 環(huán)境 時間系統(tǒng)交互 顧客使用材料 精度 配合物理方法 化學(xué)方法1. 確定分析的對象，從特殊特性清單識別所有的特性，尤其確定分析的對象，從特殊特性清單識別所有的特性，尤其是安全特性和法規(guī)要求。是安全特性和法規(guī)要求。2.2.使用框圖（使用框圖（ Block diagrams ) 確定與所有相關(guān)件的接口確定與所有相關(guān)件的接口與聯(lián)接方式，識別接口潛在的失效與聯(lián)接方式，識別接口潛

11、在的失效3.3.確定分析項目的功能和要求確定分析項目的功能和要求功能：如何滿足設(shè)計意圖功能：如何滿足設(shè)計意圖要求：具體的特性數(shù)值要求：具體的特性數(shù)值4.4.使用參數(shù)圖使用參數(shù)圖 ( Parameter diagrams ) 分析輸入，輸出和控制因素，干擾因素分析輸入，輸出和控制因素，干擾因素，5.5.從各種干擾因素造成的后果，從以往類似產(chǎn)品開發(fā)和實際使從各種干擾因素造成的后果，從以往類似產(chǎn)品開發(fā)和實際使用的經(jīng)驗；從同行業(yè)競爭對手處獲得的信息；本輪設(shè)計驗證用的經(jīng)驗；從同行業(yè)競爭對手處獲得的信息；本輪設(shè)計驗證等各種途徑得出的潛在失效模式等各種途徑得出的潛在失效模式6 6 分析潛在失效可能造成的后果

12、分析潛在失效可能造成的后果7.7.參照評價準(zhǔn)則，確定嚴(yán)重度和級別參照評價準(zhǔn)則，確定嚴(yán)重度和級別8.8.分析失效的直接原因和深層次的物理、化學(xué)、熱力學(xué)等原因分析失效的直接原因和深層次的物理、化學(xué)、熱力學(xué)等原因9.9.現(xiàn)行設(shè)計控制采用了什么措施？現(xiàn)行設(shè)計控制采用了什么預(yù)現(xiàn)行設(shè)計控制采用了什么措施？現(xiàn)行設(shè)計控制采用了什么預(yù)防措施？防措施？10.10.參照頻度評價準(zhǔn)則，將失效原因引發(fā)的頻度減除預(yù)防措?yún)⒄疹l度評價準(zhǔn)則，將失效原因引發(fā)的頻度減除預(yù)防措施可以消除的機(jī)率，即為當(dāng)前的失效發(fā)生頻度。施可以消除的機(jī)率，即為當(dāng)前的失效發(fā)生頻度。11.11.按照本輪設(shè)計創(chuàng)新程度和設(shè)計驗證方法，參照評價準(zhǔn)則，按照本輪設(shè)計

13、創(chuàng)新程度和設(shè)計驗證方法，參照評價準(zhǔn)則，確定探測度確定探測度12.12.RPN = = S O D13.13.不建議制訂不建議制訂RPN的控制值，應(yīng)視具體情況處置的控制值，應(yīng)視具體情況處置新要求新要求14. a) 14. a) 對對S8的項目建議通過更改設(shè)計降低的項目建議通過更改設(shè)計降低S S b) b) 對對RPN值高的項目，多方論證小組應(yīng)討論有無必要通值高的項目，多方論證小組應(yīng)討論有無必要通過修改設(shè)計過修改設(shè)計15. 15. 設(shè)計修改后重新評議設(shè)計修改后重新評議S.O.D, ,并重新算并重新算RPN16. 16. 將將FMEA作為審視產(chǎn)品設(shè)計，著手設(shè)計修改的切入口。將作為審視產(chǎn)品設(shè)計，著手設(shè)

14、計修改的切入口。將FMEA積累的文件資料作積累的文件資料作_系 統(tǒng) 潛潛 在在 失失 效效 模模 式式 及及 后后 果果 分分 析析 FM EA 編 號 _子 系 統(tǒng) FM EA 共 _頁 , 第 _頁_部 件 _ 設(shè) 計 責(zé) 任 _ 編 制 人 _車 型 年 / 車 輛 類 型 _ 關(guān) 鍵 日 期 _ FM EA 日 期 (編 制 )_(修 訂 )_核 心 小 組 _新要求新要求潛潛在在失失效效模模式式及及后后果果分分析析 順順序序 措施結(jié)果過程功能功能潛在的失效模式潛在的失效后果嚴(yán)重度數(shù)(S)級別潛在的失效起因/機(jī)理頻度數(shù)(O)現(xiàn)行工藝控制不易探測度(D)風(fēng)險順序數(shù)RPN建議措施責(zé)任和目標(biāo)

15、完成情況采取的措施嚴(yán)重度(S)頻度(O)不易探測度(D)RPN功能、特性或要求是什么？會有什么問題？無功能部分功能降級功能間歇非預(yù)期功能后果是什么？有多糟糕？起因是什么？發(fā)生的頻率如何？現(xiàn)在是怎樣預(yù)防和探測的？該方法在探測時有多好？能做些什么？設(shè)計更改過程更改特殊控制標(biāo)準(zhǔn)、程序或指南的更改FMEA表簡介表簡介實施過程實施過程FMEA 是一個永無止境是一個永無止境的過程的過程我們不可能分析所有的方面:首先分析關(guān)鍵的方面其次分析重要的方面關(guān)鍵和重要特性是動態(tài)的我們不可能解決已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的所有問題:第一次：解決RPN125的風(fēng)險第二次：解決RPN80的風(fēng)險第三次：.持續(xù)改進(jìn)的需要不斷地制定FMEA計劃不

16、斷地擴(kuò)展FMEAPDCA循環(huán)是爬樓梯上升式的循環(huán)，每轉(zhuǎn)動一周，質(zhì)量就提高一步原有水平新的水平 有關(guān)風(fēng)險程度的等級劃分沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)風(fēng)險程度的等級劃分沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn), ,應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身的經(jīng)驗和產(chǎn)品的特點而定應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身的經(jīng)驗和產(chǎn)品的特點而定, ,同一同一企業(yè)內(nèi)類似產(chǎn)品之間應(yīng)采用統(tǒng)一尺度企業(yè)內(nèi)類似產(chǎn)品之間應(yīng)采用統(tǒng)一尺度, ,保持類似保持類似故障模式相互間具有相同可比性故障模式相互間具有相同可比性, ,與顧客及供應(yīng)與顧客及供應(yīng)商功能小組之間保持一致性商功能小組之間保持一致性FMEA 沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)故障模式分析故障模式分析 故障（Failure） 不能完成預(yù)定功能的狀態(tài) Surpr

17、ise始料未及的狀態(tài) 故障模式（Failure Mode） 故障現(xiàn)象的規(guī)范表述 電阻：短路、開路、阻值超限 故障模式的來源 故障模式手冊 FRACAS數(shù)據(jù)庫 相關(guān)資料，例如GJB 299B（電子產(chǎn)品），NPRD（機(jī)械） 分析和推斷典型的故障模式典型的故障模式故障原因分析故障原因分析 故障原因 自身的那些物理、化學(xué)或生物變化過程等直接原因 其他產(chǎn)品的故障、環(huán)境因素和人為因素等引起的間接故障原因 四類故障原因： 設(shè)計相關(guān) 制造過程相關(guān) 使用相關(guān) 服務(wù)相關(guān) 故障原因可能是下級產(chǎn)品的故障模式故障影響分析故障影響分析 故障影響是指產(chǎn)品的每一個故障模式對產(chǎn)品自身或其他產(chǎn)品的使用、功能和狀態(tài)的影響。 三級影

18、響 局部影響 本地影響 對上層影響 對上層產(chǎn)品的影響 對下一道工序的影響 最終影響 對顧客的影響 故障影響可用嚴(yán)重度分級QS9000-FMEA 的評價準(zhǔn)則嚴(yán)重度的評價準(zhǔn)則嚴(yán)重度后果后果 判定準(zhǔn)則：后果的嚴(yán)重度判定準(zhǔn)則：后果的嚴(yán)重度 級別級別無警告的無警告的嚴(yán)重危害嚴(yán)重危害 嚴(yán)重級別很高。潛在失效模式影響車輛安全運行和/或包含不符合政府法規(guī)情形。失效發(fā)生時無預(yù)警。 10有警告的有警告的嚴(yán)重危害嚴(yán)重危害 嚴(yán)重級別很高。潛在失效模式影響車輛安全運行和/或包含不符合政府法規(guī)情形。失效發(fā)生時有預(yù)警。 9很高很高 車輛/系統(tǒng)無法運行（喪失基本功能）。 8高高 車輛/系統(tǒng)能運行，但性能下降。顧客很不滿意。

19、7中等中等 車輛/系統(tǒng)能運行，但舒適性/方便性方面失效。顧客不滿意。 6低低 車輛/系統(tǒng)能運行，但舒適性/方便性方面性能下降。顧客有些不滿意。 5很低很低 裝配和最后完工/尖響聲和卡塔響聲不符合要求，多數(shù)顧客發(fā)現(xiàn)有缺陷（多于75） 4輕微輕微 裝配和最后完工/尖響聲和卡塔響聲不符合要求， 50的顧客發(fā)現(xiàn)有缺陷。 3很輕微很輕微 裝配和最后完工/尖響聲和卡塔響聲不符合要求，有辨識能力的顧客發(fā)現(xiàn)有缺陷（多于25）。 2無無 沒有可識別的影響 1嚴(yán)重度判別流程嚴(yán)重度判別流程故障影響安全嗎？87喪失降低Yes910無預(yù)警有預(yù)警Yes65喪失降低Yes432多數(shù)用戶部分用戶少量用戶Yes影響基本功能嗎？

20、No影響附加功能嗎？No是用戶不滿意的缺陷嗎？No1NoQS9000-FMEA 的評價準(zhǔn)則發(fā)生度的評價準(zhǔn)則發(fā)生度可能性 可能的失效率 級別很高：持續(xù)性發(fā)生的失效 100件/每千輛車 1050件/每千輛車 9高：反復(fù)發(fā)生的失效 20件/每千輛車 810件/每千輛車 7中等：偶爾發(fā)生的失效 5件/每千輛車 62件/每千輛車 5低：相對很少發(fā)生的失效 1件/每千輛車 40.5件/每千輛車 3極低：失效不太可能發(fā)生 0.1件/每千輛車 20.010件/每千輛車 1QS9000-FMEA 的評價準(zhǔn)則檢測度的評價準(zhǔn)則檢測度探測度探測度 評價準(zhǔn)則評價準(zhǔn)則 級別級別絕對不肯定 設(shè)計控制將不能和/或不可能找出潛

21、在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式；或根本沒有設(shè)計控制 10很極少 設(shè)計控制只有很極少的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 9極少 設(shè)計控制只有極少的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 8很少 設(shè)計控制有很少的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 7少 設(shè)計控制有較少的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 6中等 設(shè)計控制有中等機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 5中上 設(shè)計控制有中上多的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 4多 設(shè)計控制有較多的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 3很多 設(shè)計控制有很多的機(jī)會能找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式

22、 2幾乎肯定 設(shè)計控制幾乎肯定能夠找出潛在的起因/機(jī)理及后續(xù)的失效模式 187當(dāng)前控制措施當(dāng)前控制措施 已經(jīng)采取了哪些控制措施已經(jīng)采取了哪些控制措施 控制措施的分類 第一等：消除故障原因的措施 第二等：降低嚴(yán)重度的措施 第三等：提前發(fā)現(xiàn)的措施 第四等：說明書/手冊三要素的規(guī)定三要素的規(guī)定數(shù)率數(shù)率影響的嚴(yán)重度影響的嚴(yán)重度發(fā)生的可能性發(fā)生的可能性探測能力探測能力10沒有警告的危險非常高不能探測9有警告的危險失敗幾乎不可避免探測幾率非常遙遠(yuǎn)8失去第一功能高探測幾率遙遠(yuǎn)7減小第一功能重復(fù)的失敗很低的探測幾率6失去第二功能中等低的探測幾率5減小第二功能有時失敗中等探測幾率4大多數(shù)顧客注意的小缺陷中高等探

23、測幾率3一些顧客注意的小缺陷低高的探測幾率2特定顧客注意的小缺陷相對較少失敗非常高的探測幾率1無缺陷遙遠(yuǎn)：不可能失敗幾乎肯定探測到設(shè)計變更設(shè)計變更, 修訂修訂確認(rèn)確認(rèn) D-FMEA（設(shè)計設(shè)計）的的 概要概要 （約會）（約會）設(shè)設(shè) 計計 性能性能 程度程度 等等可靠性可靠性 安全性安全性 等等詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計 中間設(shè)計中間設(shè)計 基本設(shè)計基本設(shè)計 圖圖紙紙解析水平解析水平機(jī)能機(jī)能 構(gòu)構(gòu)造的造的 展展開開故障模式故障模式構(gòu)構(gòu)件件子系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)故障等級故障等級對策方案對策方案故障模式的原因把握故障模式的原因把握故障模式的影故障模式的影響響把握把握故障模式的影故障模式的影響響把握把握重要度重要度評

24、價評價對策對策樹立樹立潛在的故障模式的潛在的故障模式的預(yù)測預(yù)測草案草案FMEA燃料與空氣混合后在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。燃料與空氣混合后在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。邊界圖 邊界圖用于描述分析的邊界范圍和接口，說明邊界圖用于描述分析的邊界范圍和接口，說明各組件、零部件之間的關(guān)系各組件、零部件之間的關(guān)系。實施實例活塞DFMEA 活塞組的邊界圖活塞組的邊界圖P圖 P圖是用于確定和描述噪聲控制因素和錯誤圖是用于確定和描述噪聲控制因素和錯誤狀態(tài)的穩(wěn)健性狀態(tài)的穩(wěn)健性(Robustness)工具。工具。系系統(tǒng)統(tǒng)描描述述理理想想功功能能錯錯誤誤狀狀態(tài)態(tài)控控制制因因子子輸輸

25、入入信信號號干干擾擾因因子子 輸入信號：指分析對象運行所需的基本條件。對于活塞：燃油、空氣；曲軸的旋轉(zhuǎn)運動P圖 理想功能：分析對象需要完成的功能，反映了產(chǎn)品的設(shè)計意圖或功能需求。 對于活塞：見功能樹分析。P圖 活塞的功能樹P圖 錯誤狀態(tài)：與預(yù)期功能的偏差或非預(yù)期的分析對象的輸出。 對于活塞：不能不能( (有效有效) )密封氣體密封氣體不能不能( (有效有效) )防止機(jī)油從曲軸箱竄進(jìn)燃燒室防止機(jī)油從曲軸箱竄進(jìn)燃燒室不能不能( (有效有效) )承受高溫、高壓氣體承受高溫、高壓氣體不能不能( (有效有效) )起導(dǎo)向作用起導(dǎo)向作用不能不能( (有效有效) )將動力傳遞給連桿將動力傳遞給連桿P圖 干擾因

26、子：能夠?qū)е路治鰧ο蠊δ苁У姆穷A(yù)期的因素，分為5類。個體差異個體差異(PP)(PP)內(nèi)部環(huán)境內(nèi)部環(huán)境(SI)(SI)顧客使用顧客使用(CU)(CU)隨時間改變隨時間改變(DG)(DG)外部環(huán)境外部環(huán)境(EE)(EE)P圖 個體差異：各零部件、總成之間的差異，包含設(shè)計、生產(chǎn)，以及與各接口部件之間的關(guān)系(參照邊界圖) 對于活塞：活塞材料：金相組織、抗拉強(qiáng)度、硬度、體積穩(wěn)定活塞材料：金相組織、抗拉強(qiáng)度、硬度、體積穩(wěn)定性；性；活塞尺寸：活塞尺寸：HH、H1H1、H2H2、h3h3、h4h4、h1h1、h2h2、C1C1、B B、t t 、 、d d、d0d0、d1d1公差：重要平面的粗糙度、平面度、

27、垂直度公差：重要平面的粗糙度、平面度、垂直度機(jī)加工和裝配機(jī)加工和裝配P圖 內(nèi)部環(huán)境：分析對象的接口零部件對其產(chǎn)生的影內(nèi)部環(huán)境：分析對象的接口零部件對其產(chǎn)生的影響響 對于活塞：氣環(huán)：在燃?xì)庾饔孟?，緊貼在活塞環(huán)岸表面，密封氣缸。氣環(huán)：在燃?xì)庾饔孟拢o貼在活塞環(huán)岸表面，密封氣缸。油環(huán)：與活塞環(huán)槽配合，刮走機(jī)油，防止其進(jìn)入燃燒室。油環(huán)：與活塞環(huán)槽配合，刮走機(jī)油，防止其進(jìn)入燃燒室?；钊N：位于活塞銷座內(nèi)，將動力傳遞給連桿。活塞銷：位于活塞銷座內(nèi)，將動力傳遞給連桿。缸套：活塞在其表面做往復(fù)直線運動。缸套：活塞在其表面做往復(fù)直線運動。缸蓋：與活塞、氣環(huán)形成封閉燃燒室。缸蓋：與活塞、氣環(huán)形成封閉燃燒室。氣門：

28、負(fù)責(zé)進(jìn)氣和排氣，保證活塞的做功條件。氣門：負(fù)責(zé)進(jìn)氣和排氣，保證活塞的做功條件。 顧客使用：顧客的哪些不當(dāng)使用會對活塞造成的不利影響。 對于活塞：磨合期內(nèi)超速行駛磨合期內(nèi)超速行駛不良的駕駛習(xí)慣不良的駕駛習(xí)慣使用品質(zhì)低的燃油使用品質(zhì)低的燃油P圖 隨時間改變：分析對象隨運行時間的加長出現(xiàn)的疲勞磨損等。 對于活塞：疲勞疲勞磨損磨損腐蝕腐蝕 外部環(huán)境：使用環(huán)境對分析對象造成的不良影響。 對于活塞：不清潔的空氣不清潔的空氣低溫低溫P圖 控制因子：設(shè)計過程中所有因素的集合，其目的是減少錯誤狀態(tài)的發(fā)生。 對于活塞：活塞材料、機(jī)加工、裝配、活塞主要尺寸、公差活塞材料、機(jī)加工、裝配、活塞主要尺寸、公差與氣環(huán)、油環(huán)

29、、活塞銷、缸套、缸蓋和氣門之間與氣環(huán)、油環(huán)、活塞銷、缸套、缸蓋和氣門之間的干涉的干涉在規(guī)定的負(fù)荷范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)、使用規(guī)定型號的燃油在規(guī)定的負(fù)荷范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)、使用規(guī)定型號的燃油增強(qiáng)空濾的功能、增強(qiáng)進(jìn)氣的預(yù)熱增強(qiáng)空濾的功能、增強(qiáng)進(jìn)氣的預(yù)熱P圖實施實例活塞組DFMEA 活塞的活塞的P圖圖P圖 實例： FMECA工程技術(shù)在鐵道車輛零部件設(shè)計中的應(yīng)用 25T型客車用鉤緩裝置 的功能圖和邊界圖。 FMECA(Failure Mode Effect Crlticality Analysis)表示故障模式、影響及危害度分析，它包括三方面的內(nèi)容：故障模式分析FMA；故障影響分析FEA；危害度分析CA。FMECA(Fa

30、ilure Mode Effect Crlticality Analysis) 隨著可靠性工程的發(fā)展，F(xiàn)MEA技術(shù)又?jǐn)U展為FMECA，它是在FMEA基礎(chǔ)上再增加一層任務(wù)，即判斷故障模式的危害程度有多大。 這種危害度的分析是由故障影響的嚴(yán)重等級和發(fā)生的危害度的分析是由故障影響的嚴(yán)重等級和發(fā)生的概率共同確定的。概率共同確定的?？梢钥闯?，F(xiàn)MEA技術(shù)是一種定性分析方法，而FMECA則是以主觀判斷為基礎(chǔ)的定量分析。 FMECA由于擴(kuò)充了危害區(qū)分析（CA）對于維修和后勤保障分析特別有用。如果某種故障模式發(fā)生的概率很高或危害度很大，則有必要研究采取何種措施。另外，在制定維修計劃時，通過FMECA技術(shù)，針對

31、某些故障模式發(fā)生概率很高、危害度很大的零部件。根據(jù)故障模式類型選擇合適的維修方式，制定出合理的維修計劃，進(jìn)行有針對性的維修。因此FMECA是FMEA合理的擴(kuò)展、它具有了定量分析的特點。 二、FMECA技術(shù)的目的 實質(zhì)上是要找出一種全面的、系統(tǒng)的分析故障的方法，并將這種方法程序化、標(biāo)準(zhǔn)化和格式化。程序化、標(biāo)準(zhǔn)化和格式化。 按照FMECA規(guī)定的分析方法和程序?qū)?gòu)成產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零部件，成對構(gòu)成工藝過程的各工序，或?qū)\用維修過程的各種檢查方法、維修措施進(jìn)行逐一分析，通過分析找出產(chǎn)品所有可能的故障模式。 確定每一故障對人員和系統(tǒng)的安全，任務(wù)的完成，系統(tǒng)的性能，維修性及維修要求等潛在的影響，并按其影響并

32、按其影響的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率，確定其危害性，找出薄弱環(huán)節(jié)，的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率，確定其危害性，找出薄弱環(huán)節(jié)，以便采取有效措施消除或減輕這些影響。從而為提高產(chǎn)品可靠性和維修性提供科學(xué)依據(jù)，并為維修計劃分析、后勤保障分析、試驗計劃的驗證及檢查等提供信息。 CA分析方法 CA的目的是按每一故障的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生按每一故障的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生概率所產(chǎn)生的綜合影響來對其分類概率所產(chǎn)生的綜合影響來對其分類，以便全面地評價各故障模式的影響。 CA=CA=故障的嚴(yán)重程度故障的嚴(yán)重程度+ +故障模式發(fā)生概率故障模式發(fā)生概率 CA可以分為定性分析法和定量分析定性分析法和定量分析法兩種。如果不具有

33、產(chǎn)品故障率數(shù)據(jù)，則應(yīng)選擇定性分析法；反之，若具有可利用的技術(shù)數(shù)據(jù)及故障率數(shù)據(jù)時，則應(yīng)以定量分析來計算和分析危害度的數(shù)值。 (CA分析方法 1、定性分析法 當(dāng)?shù)貌坏降貌坏剿蟮漠a(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)時，應(yīng)根據(jù)故障模式發(fā)生的概率來評價FMEA中所確定的故障模式。將各故障模式出現(xiàn)的概率按一定的規(guī)定分成不同的等級，并填入CA相應(yīng)的表格中。故障模式發(fā)生的概率等級一般按如下規(guī)定劃分： A級(經(jīng)常發(fā)生)：該故障模式發(fā)生的概率很高,在該期間總故障概率的20。 B級(很可能發(fā)生)：該故障模式發(fā)生的概率為中等，即單一故障模式發(fā)生的概率為產(chǎn)品在該期間總故障率的10-20。 C級(偶然發(fā)牛)：該故障模式的發(fā)生是偶然

34、的，即單一故障模式發(fā)生的概率為產(chǎn)品在該期間總故障概率的1-10。 D級(很少發(fā)生)：該故障式不大可能發(fā)生，即單一故障模式發(fā)生的概率為產(chǎn)品在該期間總故障概率的0.1-1。 F級(極不可能發(fā)生)：該故障模式發(fā)生的概率幾乎為零。即單一故障模式發(fā)生的概率小于產(chǎn)品該期間總故障概率的0.1。 (二)CA分析方法 2定量分析法 用定量分析法進(jìn)行CA時,所用的故障率數(shù)據(jù)應(yīng)與進(jìn)行產(chǎn)品可靠性和維修性分析時所用的數(shù)據(jù)完全相同。在只有產(chǎn)品故障率數(shù)據(jù)情況下，應(yīng)采用定量分析法，以得到更有用的分析結(jié)果。 定量分析是根據(jù)故障影響概率j、故障模式比率j、零部件故障率p、工作時間t、故障模式j(luò)，計算出產(chǎn)品的危害度Cr。 CA分析

35、方法 2 2定量分析法定量分析法 (1)故障率p pp可通過可靠性預(yù)計得到、或者根據(jù)可靠性預(yù)計手可通過可靠性預(yù)計得到、或者根據(jù)可靠性預(yù)計手冊冊(例如GJB299電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊)。 這些故障數(shù)據(jù)是產(chǎn)品基本故障率p數(shù)據(jù)、在使用時應(yīng)根據(jù)具體情況以系數(shù)修正之。修正系數(shù)有應(yīng)用系數(shù)a、環(huán)境系數(shù)e和質(zhì)量系數(shù)q等、因此有： pbaeq (二)CA分析方法 2 2定量分析法定量分析法 (2)(2)故障模式比率故障模式比率jj 故障模式比率j是指產(chǎn)品以第j種故障模式出現(xiàn)占所有故障模式的百分比。 如果列出某產(chǎn)品所有幾個潛在的故障模式，則這些故障模式所對應(yīng)的(j1，2，)值總和等于1。各故障模式比率可以從故障

36、率數(shù)據(jù)或試驗及現(xiàn)場運用數(shù)據(jù)指導(dǎo)出來。 在沒有可利用數(shù)據(jù)下，也可根據(jù)人員對產(chǎn)品功能分析所作的判斷來確定。(模糊數(shù)學(xué)方法) (二)CA分析方法 2 2定量分析法定量分析法 (3)(3)故障影響概率故障影響概率jj 故障影響概率j是分析人員根據(jù)經(jīng)驗判斷得到的，它是產(chǎn)品以第j種故障模式發(fā)生故障而導(dǎo)致產(chǎn)品任務(wù)喪失的條件概率。j值通常按表2-8進(jìn)行定量估計。 (二)CA分析方法 2定量分析法 (4)工作時間t 工作時間可以從產(chǎn)品的定義得出通常以工作小時或循環(huán)次數(shù)表示。軌道列車也可用運行公里數(shù)表示之。 (二)CA分析方法 2定量分析法 (5)故障模式危害度Cmj 故障模式危害度Cmj是產(chǎn)品危害度數(shù)值的一部分，是產(chǎn)品在特定的故障嚴(yán)重級別下特定的故障嚴(yán)重級別下，第j個故障模式所具有的危害度值。對于給定的故障嚴(yán)重等級和任務(wù)階段而言，Cmj由下式計算： (二)CA分析方法 2定量分析法 (6)產(chǎn)品危害度Cr 產(chǎn)品