3-可靠性工程技术

1、 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性工程技术可靠性工程技术2022年3月 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 2问题表象（一）问题表象（一）对于您所研制的产品来说：研制任务书和合同中，有明确的可靠性工作目标吗？研制任务书和合同中，有明确的可靠性工作目标吗？是否在研制计划中列入了可靠性工作项目？是否在研制计划中列入了可靠性工作项目？可靠性工作的责任清楚吗？可靠性工作的责任清楚吗？对于外协、外购件，进行可靠性控制吗？对于外协、外购件，进行可靠性控制吗？如果不清楚设备的可靠性水平，能通过评审和验收吗？如果不清楚设备的可靠性水平，能通过评审

2、和验收吗？如何满足主机厂的可靠性要求？如何满足主机厂的可靠性要求？ 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 3问题表象（二）问题表象（二）一个设计师在设计一个设备时：这个设备历史上发生了哪些故障这个设备历史上发生了哪些故障? ?这些故障发生频次是多少这些故障发生频次是多少? ?故障原因是什么故障原因是什么? ?影响怎么样？怎么解决的影响怎么样？怎么解决的? ?解决效果怎样？解决效果怎样？对于这个设计师来说：他是否清楚这些问题？他是否清楚这些问题？他是否能够容易得到这些问题的信息？他是否能够容易得到这些问题的信息？是否有控制措施避免他重现这些问题？是否有控制措施避免他

3、重现这些问题？如何对他的设计进行认定？如何对他的设计进行认定？ 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 4问题实质问题实质关于可靠性工作系统问题一：体制不健全、责任不明确、计划不严肃问题一：体制不健全、责任不明确、计划不严肃关于产品可靠性要求问题二：不能科学地描述产品的可靠性要求问题二：不能科学地描述产品的可靠性要求问题三：不能有效地控制产品的可靠性要求问题三：不能有效地控制产品的可靠性要求关于产品的故障信息闭环管理问题四：重大故障问题四：重大故障/ /频发故障频发故障/ /突发故障的闭环管理机制不健全突发故障的闭环管理机制不健全问题五：故障信息反馈机制不规范问题五

4、：故障信息反馈机制不规范问题六：可靠性增长的计划性不足问题六：可靠性增长的计划性不足关于产品的设计、工艺的可靠性分析手段问题七：没有系统的可靠性设计准则问题七：没有系统的可靠性设计准则问题八：没有建立起实用、有效的可靠性设计分析手段问题八：没有建立起实用、有效的可靠性设计分析手段 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 5问题一：可靠性体制不健全、责任不明确、计划不严肃问题一：可靠性体制不健全、责任不明确、计划不严肃问题分析：没有建立起完善的可靠性工作系统没有建立起完善的可靠性工作系统领导重视程度不够，可靠性服从于性能、进度、费用领导重视程度不够，可靠性服从于性能、

5、进度、费用外界压力不足外界压力不足缺少可靠性管理手段缺少可靠性管理手段问题影响：可靠性工作难以有效开展可靠性工作难以有效开展产品可靠性难以保证产品可靠性难以保证解决对策：吸取相关行业经验，加强可靠性认识吸取相关行业经验，加强可靠性认识明确可靠性工作责任明确可靠性工作责任按计划开展可靠性工作按计划开展可靠性工作 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 6问题二：不能科学地描述产品的可靠性要求问题二：不能科学地描述产品的可靠性要求问题分析：没有建立起产品的可靠性定量描述参数，例如没有建立起产品的可靠性定量描述参数，例如B10B10寿命、寿命、MTBFMTBF等参数等参数

6、没有建立起定性的可靠性要求项目，如可靠性设计准则、没有建立起定性的可靠性要求项目，如可靠性设计准则、FMEAFMEA等等问题影响：难以建立产品可靠性工作目标，难以进行目标管理难以建立产品可靠性工作目标，难以进行目标管理难以确定可靠性指标难以确定可靠性指标解决对策：调研国外、国内同类产品的可靠性要求体系调研国外、国内同类产品的可靠性要求体系建立产品可靠性参数体系，并进行描述，形成文件建立产品可靠性参数体系，并进行描述，形成文件 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 7问题三：不能有效地控制产品可靠性要求问题三：不能有效地控制产品可靠性要求问题分析：缺少可控的可靠性工

7、作目标缺少可控的可靠性工作目标缺乏全程可靠性控制手段缺乏全程可靠性控制手段缺乏对外协缺乏对外协/ /购件的可靠性控制手段购件的可靠性控制手段问题影响：难以实现预定的可靠性工作目标难以实现预定的可靠性工作目标可靠性问题难以提前暴露可靠性问题难以提前暴露难以判定是否达到预定的可靠性要求难以判定是否达到预定的可靠性要求解决对策：通过通过FRACASFRACAS和可靠性评估，确定需要重点控制的可靠性关键件和重和可靠性评估，确定需要重点控制的可靠性关键件和重要件要件建立科学的可靠性工作流程和管理体系建立科学的可靠性工作流程和管理体系完善可靠性验证和评审办法完善可靠性验证和评审办法完善外协完善外协/ /购

8、件的可靠性控制手段购件的可靠性控制手段 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 8问题分析：没有建立起系统的故障信息闭环管理体系（没有建立起系统的故障信息闭环管理体系（FRACASFRACAS）没有故障信息权力管理机构或组织没有故障信息权力管理机构或组织没有采用适合的没有采用适合的FRACASFRACAS信息化管理手段信息化管理手段问题影响：难以构建产品可靠性数据库难以构建产品可靠性数据库无法对产品进行可靠性评估，难以对产品的可靠性进行目标管理无法对产品进行可靠性评估，难以对产品的可靠性进行目标管理难以开展可靠性设计准则、难以开展可靠性设计准则、FMEAFMEA等依

9、赖性的可靠性分析工作等依赖性的可靠性分析工作难以制定产品使用可靠性增长计划难以制定产品使用可靠性增长计划难以确定可靠性关键件和重要件、大修期、备件供应等策略难以确定可靠性关键件和重要件、大修期、备件供应等策略解决对策问题四：重大故障问题四：重大故障/ /频发故障频发故障/ /突发故障的闭环管理机制不健全突发故障的闭环管理机制不健全问题五：故障信息反馈机制不规范问题五：故障信息反馈机制不规范问题六：可靠性增长的计划性不足问题六：可靠性增长的计划性不足 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 9问题七：没有系统的可靠性设计准则问题七：没有系统的可靠性设计准则问题分析：可

10、靠性设计经验积累不完备可靠性设计经验积累不完备没有提供数据支撑的故障信息数据库没有提供数据支撑的故障信息数据库问题影响：缺乏可靠性设计依据缺乏可靠性设计依据产品的可靠性取决于设计师的可靠性经验产品的可靠性取决于设计师的可靠性经验评审评审/ /验收时缺乏依据验收时缺乏依据解决对策：根据根据FRACASFRACAS提供的故障信息数据库，对产品的组成部分别进行可靠性统计提供的故障信息数据库，对产品的组成部分别进行可靠性统计和评估，确定可靠性关键件和重要件和评估，确定可靠性关键件和重要件根据根据FRACASFRACAS提供的故障信息数据库，建立可靠性关键件和重要件的设计准提供的故障信息数据库，建立可靠

11、性关键件和重要件的设计准则则可靠性关键件和重要件的设计准则作为其可靠性评审的重要依据可靠性关键件和重要件的设计准则作为其可靠性评审的重要依据 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 10问题八：没有建立起实用、有效的可靠性问题八：没有建立起实用、有效的可靠性设计分析手段设计分析手段问题分析：没有建立可靠性设计分析规范没有建立可靠性设计分析规范可靠性设计分析管理力度不足，可靠性设计分析没有成为产品设计分析流可靠性设计分析管理力度不足，可靠性设计分析没有成为产品设计分析流程中的一部分程中的一部分事后进行，应付检查和评审事后进行，应付检查和评审工程技术人员可靠性设计分析技

12、术掌握不足工程技术人员可靠性设计分析技术掌握不足问题影响：难以将预定的可靠性目标设计到产品中去难以将预定的可靠性目标设计到产品中去难以在设计时发现可靠性问题，事后改进耗资巨大难以在设计时发现可靠性问题，事后改进耗资巨大解决对策：首先开展首先开展FMEAFMEA工作，建立其规范，将其融入产品设计流程中去工作，建立其规范，将其融入产品设计流程中去待待FMEAFMEA取得实际效果后，再酌情开展其它可靠性设计分析工作取得实际效果后，再酌情开展其它可靠性设计分析工作开展可靠性工程培训开展可靠性工程培训 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 11如何开展机车产品的可靠性工作？

13、如何开展机车产品的可靠性工作？开展什么？可靠性管理可靠性设计与分析可靠性试验在什么时候开展？方案阶段设计阶段试制阶段.针对什么开展？产品设计整车，成件，组件，零部件产品工艺生产，装配产品信息故障信息，使用信息其它备件、运输谁来开展？机车设计单位机车生产单位零部件供应商维修站怎么开展？ 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 12可靠性工程技术分类可靠性工程技术分类可靠性管理技术可靠性试验技术可靠性设计分析技术 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 131 1 可靠性工程管理可靠性工程管理建立可靠性工作系统建立可靠性工作系统产品可靠性要求

14、管理产品可靠性要求管理可靠性工作流程管理可靠性工作流程管理故障信息闭环管理故障信息闭环管理 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 14 1.1 1.1 可靠性工作系统可靠性工作系统可靠性责任 系统总负责人是谁系统总负责人是谁 ？ 个层次产品的可靠性负责人是谁个层次产品的可靠性负责人是谁 ？ 各个部门的工作责任各个部门的工作责任可靠性管理机构 可靠性规范、计划制定可靠性规范、计划制定 可靠性数据库维护可靠性数据库维护 可靠性流程监控可靠性流程监控 共性技术研究共性技术研究可靠性工作角色 可靠性人员可靠性人员 设计人员设计人员 质量人员质量人员 服务人员服务人员 20

15、05 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 15 1.2 1.2 产品可靠性要求管理产品可靠性要求管理定量要求可靠性指标要求可靠性指标要求可靠性指标验证方法可靠性指标验证方法定性要求可靠性设计准则可靠性设计准则可靠性分析要求可靠性分析要求 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 161.3 1.3 可靠性工作流程管理可靠性工作流程管理WWW.HOW.COMWhatWhat应该开展什么可靠性工作项目？应该开展什么可靠性工作项目？Who&WhenWho&When谁来做？什么时候做？谁来做？什么时候做？HOWHOW怎么做？怎么做？COM

16、pleteCOMplete如何完成？如何完成？可靠性工作是产品研制过程中的一部分可靠性工作程序以文件的形式来保证 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 17可靠性研制流程可靠性研制流程 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 18各研制阶段的可靠性工作项目各研制阶段的可靠性工作项目研制阶段可靠性工作项目适用于工作责任说明总体单元论证阶段可靠性指标论证负责：可靠性人员配合：技术人员参与：总体部和用户代表 需获得用户和总体部的认可和批准。作为可靠性验收的依据。确定环境剖面和任务剖面负责：总体技术人员配合：可靠性人员参与：总体部和用户代表 需

17、获得用户和总体部的认可和批准。作为研制的技术依据，并作为可靠性鉴定和评估的基础。确定可靠性关键项目负责：技术人员配合：可靠性人员方案阶段可靠性工作大纲负责：可靠性人员配合：技术人员参与：总体部和用户代表 需获得用户和总体部的认可和批准。作为研制合同的补充内容。可靠性工作计划负责：可靠性人员配合：技术人员，管理人员 单元产品可独立制定可靠性工作计划，也一并可纳入总体计划。可靠性工作规范负责：可靠性人员配合：技术人员可靠性分配负责：可靠性人员配合：技术人员可靠性验证方案负责：可靠性人员配合：技术人员需获得用户和总体部的认可和批准。可靠性建模和分析负责：技术人员配合：可靠性人员 2005 北京运通恒

18、达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 19研制阶段可靠性工作项目研制阶段可靠性工作项目研制阶段可靠性工作项目适用于工作责任说明总体 单元初样阶段可靠性再分配负责：可靠性人员配合：技术人员 对方案阶段的分配进行调整，同时调整相关工作项目可靠性建模和分析负责：技术人员可靠性初步预计负责：技术人员功能FMEA 分析负责：技术人员试样阶段可靠性详细预计负责：技术人员硬件FMEA 分析负责：技术人员可靠性研制试验负责：技术人员根据可靠性工作计划执行。环境应力筛选负责：技术人员可靠性增长试验负责：技术人员必要时开展可靠性增长试验可靠性评估负责：技术人员配合：可靠性人员定型阶段可靠性鉴定试验负责：

19、技术人员配合：可靠性人员可靠性定型评估负责：可靠性人员配合：技术人员 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 201.4 1.4 故障信息闭环故障信息闭环故障信息闭环管理亦称为“故障报告、分析及纠正措施系统”（FRACAS）FRACAS是利用“信息反馈，闭环控制”的原理，通过一套规范化的程序，使发生的产品故障能得到及时的报告和纠正，从而实现产品可靠性的增长，达到对产品可靠性和维修性的预期要求，防止故障再现。 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 21为什么要开展为什么要开展FRACASFRACAS？RANKTASKSCORE1FRACA

20、S（故障报告、分析和纠正措施系统）88.32Design Reviews（设计检查）83.83Subcontractor Monitoring（承包商监控）72.14Parts Control（元器件控制）71.25FMECA（故障模式影响分析）68.56RQT（可靠性认证试验）65.37Prediction（可靠性预计）62.28TAAF（可靠性增长）59.59Thermal Analysis（热分析）58.610Environmental Stress Screening（环境应力筛选）54.1 根据美国可靠性分析中心（RAC）发布的一份有关可靠性工作任务的报告，在众多的可靠性任务中，FR

21、ACAS排分最高，因此其重要性已被国际公认。 在我国诸多行业和部门的可靠性实施大纲中，也明确提出了实施3F（FMEA，FTA和FRACAS）的必要性和实施FRACAS的重要性。 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 22为什么要开展为什么要开展 FRACAS ?FRACAS ? 建立质量与可靠性信息管理平台 规范化问题/故障信息的报告、分析、纠正、闭环和利用 解决问题解决问题/ /故障处理不及时的问题故障处理不及时的问题 解决信息传递的不规范的问题解决信息传递的不规范的问题 提高质量和可靠性的工作效率提高质量和可靠性的工作效率 科学地积累产品研制经验 建立完整的问

22、题建立完整的问题/ /故障信息数据库故障信息数据库 建立科学地利用经验数据的方法建立科学地利用经验数据的方法 建立型号知识库和专家库建立型号知识库和专家库 是其它可靠性工作的基础 可靠性增长可靠性增长 故障模式影响分析（故障模式影响分析（FMEAFMEA） 可靠性评估可靠性评估 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 23如何开展如何开展FRACASFRACAS？第一步：进行FRACAS 需求分析第二步：建立FRACAS规则第三步：引进（开发）和配置FRACAS软件第四步：FRACAS实施第五步：故障信息监控第六步：故障信息的再利用 2005 北京运通恒达科技有限公

23、司北京运通恒达科技有限公司Page 24技术途径技术途径质量与可靠性数据平台故障管理流程和闭环控制可靠性参数计算和寿命分析质量统计和趋势分析FMEA维修体系和备件优化可靠性增长计划 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 25故障信息管理流程故障信息管理流程 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 26可靠性数据库建设和应用可靠性数据库建设和应用FRCAS数据库故障模式手册关键件判定和故障历史使用、故障、维修信息故障统计分析可靠性评估（可靠性评估（MTBF） 可靠性增长计划可靠性增长计划 可靠性设计准则可靠性设计准则 FMEA 2005

24、北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 27故障信息闭环管理流程故障信息闭环管理流程 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 28运用运用 FRACAS FRACAS ！及时有效地处理当前故障 过去发生的故障不再重现 建立企业的质量可靠性经验 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 292 2 可靠性设计分析技术可靠性设计分析技术可靠性建模和计算技术故障模式影响分析FMEA可靠性评估技术可靠性设计技术 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 302.1 2.1 可靠性框图模型可靠性框图模型可靠

25、性框图模型包括：可靠性框图可靠性框图数学模型数学模型可靠性框图模型分析的程序是：1.1. 系统定义（任务和功能、组成与接口、工作模式等）系统定义（任务和功能、组成与接口、工作模式等）2.2. 任务定义和故障判据任务定义和故障判据3.3. 建立可靠性框图建立可靠性框图4.4. 建立可靠性数学模型建立可靠性数学模型5.5. 可靠性模型计算可靠性模型计算6.6. 结果分析和设计调整结果分析和设计调整 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 31产品是分层次的产品是分层次的从上到下的层次：系统、子系统、设备、组件、模块、零部件在本文中，除了零部件外，任何层次的产品都可以称为

26、系统，而单元是系统的下级组成部分系统车身分系统门窗内装外装组件门内板玻璃窗密封条门锁 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 32典型的可靠性框图模型典型的可靠性框图模型 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 33可靠性框图模型串联模型可靠性框图模型串联模型其可靠性框图为：其数学模型为：式中： Rs(t) 系统的可靠度； 单元的可靠度； 单元的故障率； 组成系统的单元数。 nidttniistieRtR1)(010)()(tRi)(tin 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 34可靠性框图模型并联模型可靠

27、性框图模型并联模型可靠性框图为：其数学模型为：式中： 系统的可靠度； 单元的可靠度； 组成系统的单元数。niistRtR1)(1 1)()(tRs)(tRin 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 35并联模型的举例和特点并联模型的举例和特点举例：发动机四个火化塞只要同时点火，其中一个点火就行发动机四个火化塞只要同时点火，其中一个点火就行我的时间我的时间 手表 手机 电脑电路保护：两个保险丝串接（保护的角度）电路保护：两个保险丝串接（保护的角度）并联系统的特点：同时都工作（消耗能源）同时都工作（消耗能源）增加设计复杂度增加设计复杂度从另外的角度看，可能是串联从另外

28、的角度看，可能是串联 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 36可靠性框图模型表决模型可靠性框图模型表决模型可靠性框图为：其数学模型为:式中： 系统的可靠度； 系统组成单元（各单元相同）的可靠度； 表决器的可靠度。nriininmstRtRCRtR)(1 ()()()(tRs)(tRmR 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 37表决模型的举例和特点表决模型的举例和特点举例：教室里有教室里有8 8盏灯同时打开，需要盏灯同时打开，需要3 3盏灯的亮度盏灯的亮度飞机的四台发动机，需要二台正常工作才能保证安全飞机的四台发动机，需要二台正常工

29、作才能保证安全攻击一个目标需攻击一个目标需2 2枚导弹，而发射枚导弹，而发射5 5枚枚特点：多数表决是表决系统的一个特例多数表决是表决系统的一个特例并联系统也是表决系统的一个特例并联系统也是表决系统的一个特例表决器的可靠性要求要高表决器的可靠性要求要高是软件可靠性设计的一个好的手段是软件可靠性设计的一个好的手段 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 38可靠性框图为：（当系统的各单元都相同时）其数学模型为：式中： 系统的可靠度； 单元的故障率； 组成系统的单元数。可靠性框图模型旁联模型可靠性框图模型旁联模型)!1()(! 2)(1 )(12ntttetRnts)(

30、tRsn 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 39旁联系统的举例和特点旁联系统的举例和特点举例：备用轮胎备用轮胎家居电网两个电源输入口家居电网两个电源输入口起落架的应急投放装置起落架的应急投放装置特点：不耗能源不耗能源复杂度大为增加复杂度大为增加有时需要监测和转换装置有时需要监测和转换装置 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 40混联系统混联系统由串、并、表、旁联混合组成的系统F/A-18的可靠性模型发动机1发动机2燃油系统应急燃油系统液压泵1液压泵2通用液压系统武器控制系统武器液压飞控系统备用手动系统右发电机左发电机电力分配网应

31、急电力系统环境控制系统雷达超高频通信甚高频通信塔康系统惯性导航备用罗盘大气数据系统固定增稳机体起落架 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 41可靠性预计技术可靠性预计技术可靠性预计是对产品或者系统的可靠性进行定量的估计，推测其可能达到的可靠性水平，是其从定性考虑转入定量分析的关键之处，是实施可靠性工程的基础。可靠性预计是根据组成系统的元器件、零部件的可靠性来估计的，是一个自下而上、由局部到整体、从小到大的一种系统综合过程，它需要根据历史产品的可靠性数据、系统的构成和结构特点、系统的工作环境、元器件的工作应力和质量级别等因素来进行估计，主要用在产品的设计阶段。 2

32、005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 42集成电路集成电路技术类型工作环境管脚数和位数工作应力质量级别封装类型可靠性预计模型可靠性预计模型GJB299BMIL-STD-217FBellcore失效率失效率电子产品可靠性预计电子产品可靠性预计 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 43案例三：电子产品可靠性预计案例三：电子产品可靠性预计 客户：固安信通铁路信号科技有限公司 产品：集成发码器 目标： 可靠性参数计算可靠性参数计算 薄弱环节分析薄弱环节分析 案例链接案例链接 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page

33、44机械结构可靠性计算机械结构可靠性计算机械零件机械零件构成特征构成特征材料尺寸应力特征应力特征弯曲应力扭转应力构造有限元模型构造有限元模型概率分析方法概率分析方法变量随机化可靠度可靠度 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 45案例四机械结构可靠性分析案例四机械结构可靠性分析 客户：北京理工大学 产品：某型号汽车产品的曲轴 目的： 结构可靠性定量计算结构可靠性定量计算 案例链接案例链接 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 46内内 容容可靠性建模和计算技术故障模式影响分析FMEA可靠性评估技术可靠性设计技术 2005 北京运通恒达

34、科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 472.2 2.2 什么是什么是 FMEAFMEA？故障模式影响分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis，简记为FMEA）是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。FMFailure ModeAnalysisE AEffect 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 48FMEA FMEA 的历史的历史二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，NASA。1974

35、年，MIL-STD-1629诞生，美国海军。1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的必要活动。七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA作为风险评估工具。八十年代中期，美国汽车工业采用过程FMEA。1991年，ISO9000 推荐1994年，QS9000 强制2001年，FMEA 技术作为风险控制的主要手段之一。 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 49风险来源归类风险来源归类风险的发生是有概率的，但是是一定会发生的我们不可能消除所有的风险我们的目的是在有限的资源下最大可能地减少风险损失设计上的缺陷过程中的不足“不正确”的使用服务相关风险一定会发生导致风险损

36、失 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 50FMEA FMEA 的类型的类型设计上的缺陷过程中的不足“不正确”的使用服务相关风险来源设计FMEAdFMEA系统 FMEA功能 FMEA设计 FMEA过程 FMEA (p-FMEA)应用 FMEA (a-FMEA)服务 FMEA (s-FMEA) 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 51常规的设计思路常规的设计思路当前是怎么设计的 ？可能会发生哪些问题 ？这些问题会导致什么后果 ？当前采用什么办法控制 ？效果如何 ？还需要做什么 ？过去发生过什么问题？还会发生什么问题？经验积累设计准则

37、设计经验冗余设计工程计算试验确认进一步分析试验确认设计修改实际上这就是FMEA ！ 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 52FMEAFMEA的思路的思路风险在那里？风险在那里？设计缺陷过程问题使用问题服务问题风险的原因是什么？风险的原因是什么？风险的后果有多严重？风险的后果有多严重？发生几率有多大？发生几率有多大？当前控制措施是什么？当前控制措施是什么？风险评价风险评价风险排序风险排序要解决哪些风险？要解决哪些风险？控制措施是什么？控制措施是什么？效果如何？效果如何？相对定量评价RPN风险1、风险2.排在前面的资源允许的可以解决的谁来做？什么时候做？预计效果试验

38、效果实际效果 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 53故障模式分析故障模式分析故障模式故障模式名称名称代号代号故障模式故障模式名称名称代代号号故障模式故障模式名称名称代代号号故障模式故障模式名称名称代号代号断 裂01变 质15渗 油39摆 头44碎 裂02剥 落16漏 气30抖 动45开 裂03异常磨损17渗 气31方向漂移46裂 纹04松 动18漏 水32歪 斜47点 蚀05脱 落19渗 水33飞 车48烧 蚀06压力不当20功能失效34窜气、窜油49油水混合54烧 坏07行程不当21性能衰退35速度不稳55击 穿08间隙不当22超 标36怠速不稳56塑性变形

39、09干 涉23异 响37调速不稳57拉 伤10发卡(卡死、抱死、顶死)24过 热38功率突降58龟 裂11失 调25锈 蚀39损 坏59扭曲变形12堵 塞26密封不良41错位(位移)63 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 54故障影响分析故障影响分析对产品本身的影响对上级产品的影响对最终产品的影响对用户的影响对环境和法规的影响 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 55故障风险分析故障风险分析建立风险判别准则严重度严重度发生度发生度检测度检测度计算风险顺序数RPNRPN严重度严重度发生度发生度检测度检测度风险判别 （一维）严重度（

40、一维）严重度 （二维）严重度（二维）严重度& &发生度风险矩阵发生度风险矩阵 （三维）风险顺序数（三维）风险顺序数 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 56严重度判别准则严重度判别准则后果后果 判定准则：后果的严重度判定准则：后果的严重度 级别级别无警告的严重危害 严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时无预警。 10有警告的严重危害 严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法规情形。失效发生时有预警。 9很高 车辆/系统无法运行（丧失基本功能）。 8高 车辆/系统能运行，但性能下降

41、。顾客很不满意。 7中等 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面失效。顾客不满意。 6低 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面性能下降。顾客有些不满意。 5很低 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，多数顾客发现有缺陷（多于75） 4轻微 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求， 50的顾客发现有缺陷。 3很轻微 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，有辨识能力的顾客发现有缺陷（多于25）。 2无 没有可识别的影响 1 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 57严重度判别流程严重度判别流程故障故障影响安全吗？87丧失降低Yes910有预警无预警Y

42、es65丧失降低Yes432多数用户部分用户少量用户Yes影响基本功能吗？No影响附加功能吗？No是用户不满意的缺陷吗？No1No 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 58DFMEA DFMEA 分析模板分析模板分析对象分析对象?1分析功能分析功能?2如何控制如何控制风险风险?8如何故障如何故障?3控制有效控制有效?9如何降低如何降低风险风险?11a综合风险综合风险程度程度?10影响影响?4严重程度严重程度?5故障原因故障原因?6发生可能性发生可能性?7何种措施何种措施?11b是否已实施是否已实施?12a实施后的实施后的风险风险?12b 2005 北京运通恒达科

43、技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 59DFMEA DFMEA 实施过程实施过程1. 成立FMEA 小组2. 收集数据和资料 3. FMEA 会议讨论4. FMEA 信息输入5. 纠正措施的落实6. FMEA 闭环评审 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 60节流阀体的故障数据收集和整理节流阀体的故障数据收集和整理序号序号产品信息产品信息故障模式信息故障模式信息故障后果故障后果信息来源信息来源备注备注名称名称故障模式故障模式代码代码故障后果说明故障后果说明类别类别1怠速控制阀积碳88发卡；怠速不稳、加速不良3三包信息 11次，1次更换、10次维修卡死24

44、怠速不正常；发动机加速不良3三包信息 85次，51次更换、34次维修 短路82输送信号不稳；怠速不正常；减速灭车3三包信息 7次，4次更换、3次维修断路83无法输送信号；减速灭车3三包信息 9次，9次更换信号不稳85怠速高；耗油量大；减速灭车3三包信息 19次，16次更换、3次维修堵塞26怠速不稳；耗油量大3三包信息 10次，10次维修磨损17怠速不稳；耗油量大2三包信息 3次，3次更换损坏59怠速不稳；灭车；无怠速2三包信息 116次，99次更换、17次维修2节气门位置传感器不归零86费油；车抖3三包信息 2次，2次更换 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 6

45、1 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 62内内 容容可靠性建模和计算技术故障模式影响分析FMEA可靠性评估技术可靠性设计技术 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 63可靠性评估技术可靠性评估技术根据实际取得的故障和使用数据计算产品的可靠性参数值数据要求：来源于现场数据或试验数据来源于现场数据或试验数据环境条件和工作条件基本符合任务剖面的要求环境条件和工作条件基本符合任务剖面的要求评估风险:评估风险来源于样本量的限制评估风险来源于样本量的限制用置信度描述评估风险用置信度描述评估风险一般采用单侧区间估计一般采用单侧区间估计 2005

46、 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 64可靠性评估的步骤可靠性评估的步骤1. 数据收集2. 数据的分析和整理故障数据的判定故障数据的判定剔除无效数据剔除无效数据数据统一和排列数据统一和排列3. 分布的假设和检验4. 可靠性参数估计 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 65指数分布产品的可靠性评估指数分布产品的可靠性评估21,222rLTMTBF式中： MTBFLMTBF单侧评估下限 T累积工作（试验时间） r故障数量 卡方分布，可查统计分布表，在Excel中的函数为CHIINV 置信度 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 66成败型产品的可靠性评估成败型产品的可靠性评估)(2),1(2(1111rnrFrnrRL式中： RL可靠度单侧评估下限 n累积试验次数 r累积失败 FF分布，可查统计分布表，在Excel中的函数为FINV 置信度 2005 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Page 67内内 容容可靠性建模和计算技术故障模式影响分析FMEA可靠性评估技术可靠性设计技术可靠性