故障模式效应及危害性分析故障树分析

1、故障模式、效果和风险分析故障树分析、5个信息产业部电子、内容介绍、1概述FMECA和FTA的概念、互差和应用2FMECA的一般方法FMECA分析方法FMECA分析案例基于3FTA方法的4FTA的一般方法FT的建立和简化、FT的定量分析、定性分析、fmmeca分析该分析方法通过指明研究对象(例如，电路的开路故障或短路故障、饱和闭合、参数漂移等)、结果和结果，有助于获得提高可靠性的特定工程方案。概述，FMECA已在FMEA基础上扩展，该基础全面说明了故障模式分析(FMA)、故障影响分析(FEA)和故障结果分析(FCA)三种方法。通过定性分析FMEA添加定量分析的特性。故障模式、效果和风险分析是服务

2、设计的基础，尤其是故障安全设计的基础，也是产品可持续性预防(PLP)分析的代表性方法。20世纪70年代末美国发生的几起重大事故都与周密的失败模式、效果及危害分析有关。例如：概述，NASA卫星系统在发射情况下只考虑旋转天线汇流环的失败模式、效果和风险分析中的开放失败模式，因此忽略了短路故障效应，由于天线汇流环的短路，发射失败，损失了9000万美元至1.5亿美元。美国DC-10商船在改变发动机整备方法期间未进行故障模式、效果及危险分析，在芝加哥上空坠毁。1979年3月28日，美国的特里多2号发生的全球关注的主要安全事故也是没有详细分析控制保险系统的超级安全阀及其监视电路的故障模式的结果。概述、故障

3、树分析和故障树分析(FaultTreeAnalysis)称为FTA。1961年，美国贝尔研究所沃森等开始在民兵导弹发射控制系统中应用后，波音公司修改了FTA，以便用计算机处理，推动了FTA技术的快速发展。FTA现在已成为分析各种复杂系统稳定性的重要方法之一。概览，故障树分析将故障树分析中定义为“顶级事件”的系统中不需要的故障状态指定为故障分析的目标。在故障树分析中，需要找出导致此故障(称为“中间事件”)发生的所有可能的直接原因。跟踪跟踪跟踪跟踪逐步确定每个中间事件可能发生的所有原因，直到成为分析目标的主要原因。此基本原因在失败树分析中定义为“基本事件”。概述，故障树构建是故障树分析的核心，故障

4、树构建是故障树分析的核心，是工作量最大的部分。由于大型建筑任务，此方法在新的、复杂的系统中可用，受到限制。例如，根据美国原子能委员会发表的WASH-1400核电站风险评估分析报告，60名专家花了近3年的时间花了很多钱，概述、FMECA和FTA之间的相互差异、概述、应用注意事项、FMECA、FTA是可靠性分析方法，但不是万能的。FMECA、FTA不能代替完整的可靠性分析。这两种方法不仅要相辅相成地应用，而且还要着重于与其他分析方法、管理方法和数据的结合。特别是FMECA、FTA都重视时间序列和外部因素等共同原因：动态分析不完善的基于功能的静态分析方法。，概述，故障模式、效果和风险分析(FMECA

5、)的常见方法是通过故障模式、效果和风险分析来确定分析单元无法接受或非常严重的故障，确定可能对预期或期望的操作产生致命影响的故障模式，并列出由此导致的从属故障。确定需要其他选择的零件、零件和整个零件。确保识别各种检测方法导致的故障模式。选择预防或正确的维护点、制定故障排除指南、配置测试设备并提供测试时间点的资料。确定单位和子系统故障模式的风险FMECA的一般方法；故障模式、效果和风险分析的基本程序；定义系统和各种功能要求以及相应的故障标准；开发功能、可靠性和其他方块图，并编写简短的文本说明。确定要分析的功能级别，并根据实际情况确定要使用的分析方法。确定失败模式及其发生原因和效果，以及由此导致的各

6、种次要事件。确定故障检测方法和可能的预防措施。针对结果特别严重的故障，进一步考虑设计修改步骤。计算相对故障概率和故障风险等级；根据失败模式、效果和风险分析结果，对每个潜在失败模式进行苛刻分类，以衡量FMECA的一般方法、苛刻分类、产品故障带来的最严重潜在影响，苛刻通常分为4个阶段：类别(灾难)，这些失败可能导致人员死亡或系统(如飞机、导弹)破坏类(致命)故障会导致严重的人员伤亡、重大的经济损失或工作故障。类(临界)类型的故障可以导致个人轻微伤害，造成一定的经济损失，延迟工作或降级。类(轻微)故障不会导致个人轻伤或一定程度的经济损失，但会导致计划外维修。雷达系统FMECA分析，第一步，绘制分级功

7、能框图。此方框图不是工作原理方框图或可靠性方框图，而是将系统内部划分为多个功能等级(例如子系统、分机、功能单位和组件)的方框图。它不仅表示构成系统的各个子系统、分机号、功能组件和组件的功能相互依赖性，而且可以轻松确定故障模式、效果和风险分析应在哪个级别进行。例如，绘制雷达系统功能等级方块图(图2.4)。该图中的分析对象确定了其他子系统的分机号和接收器的其他功能单元，以及省略了这些组件的接收器内的其他功能单元，FMECA的一般方法，图2.4系统的功能分级框图，FMECA的一般方法，ray n，第二阶段确定了被分析设备的错误模式频率比(前导码的每个组件)。也就是说，一种错误模式的发生次数与设备的总

8、失败次数进行比较。根据GJB299提供的典型电子设备组件的故障模式及其频率比率，可以根据组件和使用人员的实际经验进行修改或统计获取。FMECA的一般方法，GJB299提供的失败模式分布，第三阶段表示分层功能图中每个块图的自上而下失败模式，效果和风险分析所分析的框对更高级别的隶属关系的影响。定性地估计每个组件内每个失败模式导致的前置放大器的失败概率ij，如果不能获得这样精确的数据，则可以适当地均匀地划分失败概率的等级。例如，可以应用以下等级：也就是说，上一级单位可能失败的等级为1.00，可能导致失败的等级为0.50。可能性较小的等价为0.10，不能引起无效的排名为0.00。，FMECA常用方法，

9、第四步根据组件在前置放大器内可承受的电应力和热应力确定各种组件的使用效率低下(表的使用效率为20世纪60年代国外水平，目前可以查看GJB299B可靠性预计手册(请参阅预计讲义的P15表9)。B.E，FMECA的一般方法，FMECA的一般方法，5阶段每个组件的每个故障模式的风险计算Crij，ij是单元I失败到故障模式j的频率的比率；如果Ij是单位I，则到期模式j到期时在上一级别发生到期的概率。I是单位I的效率低下。t表示工作时间，6表示所有组件的故障模式、效果和风险分析列表，FMECA的一般方法，7阶段前置放大器的风险计算：FMECA的一般方法，8阶段风险(性)矩阵构建，风险矩阵用于确定和比较每

10、个故障模式的风险程度，这用于确定改进措施的顺序。矩阵的横坐标表示为故障模式的苛刻。在定性分析中，纵坐标表示出现故障模式的概率等级(对上一层的影响)。在定量分析中，纵坐标表示产品或错误模式的风险。从元点开始，记录的错误模式分布点在对角线方向离原点越远，危害性越大，必须尽快采取改进措施，如下图所示。风险矩阵图，序报组件中每个错误模式的风险矩阵，例如FMECA的标准方法和示例，本节显示了GJB1391-92错误模式，影响和风险分析程序中工作项目101和工作项目102的表和操作方法。FMEA表，列说明1，1)第一列(代码):在FMEA表的第一列中编写分析的产品的代码，以便快速了解每个故障模式及其与相应

11、方框图中的标志的系统功能关系。2)第二列(产品或功能标志):在分析表中记录分析的产品或系统功能的名称。可以使用原理相同的符号或设计图的编号作为产品或功能的徽标。3)第三列(功能):概述产品必须完成的功能，包括组件的功能以及与接口设备的相互关系。列说明2，4)第4列(错误模式):分析师应在每个产品合同级别确定和说明所有可预测的错误模式，并分析该方框图中的指定功能输出，根据潜在错误模式、系统定义的功能说明和错误标准中指明的要求假定每个产品功能的错误模式。要进行全面分析，至少需要对以下常见故障状态进行新的研究，以了解每个故障模式和输出功能。列说明3，a .早期运行；b在规定的工作时间不工作。c .间

12、歇性工作；d .不得在规定的工作时间工作。e .操作过程中输出消失或失败。f .减少产出或工作能力；g .系统特性和工作要求或约束的其他故障状态。部分说明4，5)第五列(失败原因)；确定并说明与家庭故障模式相关的各种原因，包括物理或化学过程、设计缺陷、零件使用不当或故障导致的质量下降。还必须考虑相邻协议水平的失败原因。例如，在执行第二级分析时，必须考虑第三级失败的原因。6)第6列(操作步骤和操作方法):简要介绍了出现故障的操作步骤和操作方法。如果可以将工作阶段进一步分为阶段，则应将更详细的时间记录为发生故障的假设时间。部分说明5，7)第七列(错误的影响)；残疾影响是指每个家庭的残疾模式对产品使

13、用、功能或状态的影响。必须评估这些结果并将其记录在分析表中。除了分析的产品层次之外，分析的失败可能会影响多个共识层次。因此，每个故障模式必须评估局部、高水平、最终的影响。还必须考虑任务目标、维护要求、人员和系统的安全性。，a .区域影响是指家庭残疾模型对当前分析的协议级别产品的使用、功能或状态的影响，确定区域影响的目的在于评估补偿措施并提出改进措施建议。本地影响可以是正在分析的错误模式本身。b .高水平的影响是假定的残疾模式对当前正在分析的协议级别高的产品使用、功能或状态的影响。c .最终影响是指假定的残疾模式对最高协议级别产品的使用、功能或状态的总影响。最终影响可能是双重障碍的结果。例如，仅

14、当由一个安全设备控制的主要功能超出了限制，并且该安全设备也发生故障时，该安全设备的故障才会导致灾难的最终影响。附加模块所产生的这些最终影响必须列在FMEA表格中。部分说明6，8)第8列(错误检测方法):应在分析表中列出操作员或维修人员用于检测错误模式发生情况的方法。错误检测方法应表明是视觉检测或音频报警装置、自动检测装置、检测装置还是其他独特的显示手段，或者没有任何检测方法。9)第九列(赔偿措施)；分析师应指出并评估可用于消除或减轻残疾影响的补偿措施。这些可能是设计上的补偿措施，也可能是运营人员的紧急补救措施。设计补偿措施包括：a .发生故障时允许安全操作继续的冗馀设备；b .比安全或保险装置

15、(例如监视和报警装置)有效地操作或控制系统以避免损坏；c .可更换的工作方式，如备用或辅助设备。为了消除或减少故障的影响，必须明确操作员应采取的补救措施。为此，可能需要分析接口设备，以确定工作人员应采取的最适当的治疗措施。此外，考虑工作人员按照异常指示采取的错误措施的后果，并记录其影响。列说明7，10)列10(苛刻类别)；根据错误影响确定每个故障模式和产品的严重程度类别：11)第11列(请参见)。此列记录与其他列相关的注释和说明，例如改进设计的建议、异常状态的说明以及冗馀设备的故障影响。基于3FTA的方法，FTA分析的标准符号，基于FTA的方法，FTA分析的标准符号，FTA分析的标准符号，布尔

16、代数运算规则，幂等法则X 0=X xx.x=x加法交换法X Y=Y X乘法交换法X.Y=Y.Xz相加方差法x.y x.z=X. (y)，基于FTA的方法，OR表示AND，布尔代数运算法则，乘法方差法(X I=IX.0=0X.I=X de.morgan定理de.morgan定理，基于FTA表示AND的方法，可靠性方块图和FTA系列模型，可靠性：R=R1。R2可靠性3360F=F1 F2-F1F2，基于FTA的方法；可靠性方块图是FTA和并行模型；可靠性R=R1 R2-R1。R2无可靠性F=F1F2，基于FTA的方法，最小和最小剪切集，最小道路集定义：表示可靠性方块图的功能流的实线是从输入到输出的

17、单元的最小集合。只要每个单元没有故障，系统就可靠。(连接)最小切削集定义：在可靠性方块图中与实线垂直的方向上，系统单位的功能因故障而中断时，导致系统故障的最小切削单位集。基于FTA方法；地物：道路集：(B，B)=B；(B，C)因此，最小路径集是(B)切口集：(B，C)，(B)因此，最小切口集是(B)，FTA的方法基础，4故障树因果分析，(1)构建故障树(2)(4)定量计算；(5)改进措施。故障树构建，故障树构建是故障树分析的核心，是工作量最大的部分。由于大型建筑任务，此方法在新的、复杂的系统中可用，受到限制。例如，美国原子能委员会发表的WASH-1400核电站风险评估分析报告表示，为了建造失败树，60名专家花了近3年的大量资