故障模式影响及危害性分析与故障树分析

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1、第七章故障模式影响及危害性和故障树分析故障模式影响及危害性分析概述故障模式影响及危害性分析故障树分析7.1故障模式影响及危害性分析概述故障模式、影响及危害性（FailureModesandEffectsCriticalityAnalysis），简称FMECA。如果不做危害性分析，则称为故障模式与影响分析（FailureModeandEffectAnalysis），简称FMEA。故障模式、影响及危害性分析时一项重要的可靠性工作，从产品方案设计到工程研制阶段要反复地进行FMECA工作，以便能尽早地发现问题并及

2、时地修正设计。故障模式、影响及危害性分析还可为维修性、安全性、耐久性、易损性、后勤保障、维修方案以及失效检查和分系统设计提供信息。7.2故障模式影响及危害性分析7.2.1故障模式影响及危害性分析概念1.故障按GJB451—98《可靠性维修性术语》，对可修复的产品来说，产品丧失规定的功能称为故障；对不可修复的产品来说，产品丧失规定的功能称为失效。2.故障模式故障模式是指产品故障的一种表现形式，一般是能被观察到的一种故障现象。例如，轴类零件断裂、轴承碎裂、杆类零件变形、弹簧的折断、活动零件的运动受阻、齿轮齿面

3、点蚀、机械零件的被腐蚀、火工品的受潮变质等。3.失效机理失效机理是指引起产品或零部件失效的物理、化学变化等的内在原因。4.失效分析在产品失效后，通过对产品的结构、使用和技术文件的逻辑性、系统性检查，来鉴别失效并确定失效机理及基本原因。5.故障影响故障影响是指该故障模式会造成对安全性、设备完好性、任务成功性以及维修或后勤保障等要求的影响。故障影响一般可分为对自身、对上级及最终影响3个等级。6.危害度分析危害性分析（CA）的目的是按每一故障模式的严重程度及该故障模式发生的概率所产生的综合影响对系统中的产品划等

4、分类，以便全面评价系统中各种可能出现的产品故障的影响，是FMEA的补充或扩展，只有在进行FMEA的基础上才能进行CA。它是指对某种故障模式出现的频率及其所产生的后果的相应量度。7.检测方法检测方法是指在每个故障模式发生时的检测手段和方法。8.预防措施预防措施是指产品在设计、工艺、操作时应采取的纠正措施。7.2.2故障模式影响及危害性分析的特点为了完成有效的、高水平的FMEA及FMECA，以下各项是值得注意的。1.时间性2.层次性3.灵活性4.有效性5.故障模式的完整性7.2.3、故障模式影响及危害性分析的

5、基本思路与程序实际上在常规设计思路中已经运用到了FMEA的思想。FMEA的基本思路如图7-2所示。根据GJB1391—92《故障模式、影响及危害性分析程序》的要求，对产品进行故障模式、影响及危害度分析，需要按如下步骤进行：1.熟悉和掌握有关资料1）产品结构和功能的有关资料；2）产品启动、运行、操作、维修资料；3）产品所处环境条件的资料。2.系统定义1）任务功能2）环境条件3）任务时间4）功能框图5）可靠性框图3.填写FMECA工作单4.画危害度矩阵图危害度矩阵是用来确定每一故障模式的危害程度并与其他故障模

6、式相比较，它表示各故障模式的危害度分布，并提供一个用以确定改正措施先后顺序的工具。从原点开始沿对角线越是往前记录（即离原点越远）的故障模式其危害度越严重，越急需先采取改正措施。5.提交FMECA报告应根据前面介绍的分析结果撰写分析报告。FMECA报告中应包括：系统定义、FMECA工作清单和危害度矩阵图、可靠性关键件的清单。报告中还应有一个总结，以反映研制方根据分析所做的结论和建议，总结中也要列出一张经FMECA工作而剔除的零部件清单以及每个零部件被剔除的原因。7.2.4故障模式影响及危害分析的应用以赛格反

7、坦克导弹上控制分系统中拉线陀螺的FMECA工作为例，介绍故障模式、影响及危害性分析的应用。1）系统定义（1）功能：测量导弹滚转角速度位置，形成回输信号，传输给底面控制盒，作为形成控制指令的基准。（2）功能框图：赛格反坦克导弹上控制分系统中拉线陀螺功能框图如图7-5所示。（3）可靠性框图：赛格反坦克导弹上控制分系统中拉线陀螺可靠性框图如图7-6所示。2）FMECA工作单赛格反坦克导弹上控制分系统中拉线陀螺的FMECA工作单如表7-2所列。3）画危害度矩阵图赛格反坦克导弹上控制分系统中拉线陀螺如图7-7所示。

8、由矩阵图可以明显地看到，危害度最大的故障模式为钢带割断导线，这将会引起导弹在发射阶段产生掉弹问题。7.3故障树分析7.3.1故障树分析概述故障树：是表示事件因果关系的树状逻辑图故障树分析又称失效树分析，简称FTA（FaultTreeAnalysis）。它是“在系统设计过程中，通过对造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计