系统可靠性分析方法

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1、可靠性设计——IV.系统可靠性分析方法高嵩本章内容故障模式影响及危害性分析法（FMECA）故障树分析法（FTA）事件树分析法（ETA）8/11/20211可靠性设计1.FMECA内容提要概述FMECA的定义、目的和作用FMECA的方法FMECA的步骤系统定义故障模式影响分析危害性分析FMECA结果输出与注意的问题应用案例8/11/20213可靠性设计概述元部件的故障对系统可造成重大影响灾难性的影响挑战者升空爆炸——发动机液体燃料管垫圈不密封致命性的影响起落架上位锁打不开以往设计师依靠经验判断元部

2、件故障对系统的影响依赖于人的知识和工作经验8/11/20214可靠性设计概述系统的、全面的和标准化的方法——FMECAFMECA的发展设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障设计更改、可靠性补偿是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析的基础8/11/20215可靠性设计FMECA的概念FMECA的定义故障模式影响及危害性分析(FailureMode,EffectsandCriticalityAnalysis,记为FMECA)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

3、，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。FMECA是一种自下而上的归纳分析方法；FMEA和CA。8/11/20216可靠性设计FMECA的概念FMECA的目的从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、生产（生产可行性分析、工艺设计、生产设备设计与使用）和产品使用角度发现各种影响产品可靠性的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可靠性水平提供改进依据。8/11/20217可靠性设计FMECA的概念FMECA的作用保证有组织地定性找出系统的所有可能的故障模式及其影响，进而

4、采取相应的措施。为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提供定性依据；为制定试验大纲提供定性信息；为确定更换有寿件、元器件清单提供使用可靠性设计的定性信息；为确定需要重点控制质量及工艺的薄弱环节清单提供定性信息。可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。为可靠性（R）、维修性（M）、安全性（S）、测试性（T）和保障性（S）工作提供一种定性依据。8/11/20218可靠性设计FMECA方法分类8/11/20219可靠性设计论证与方案阶段工程研制阶段生产阶段使用阶段方法功能FMECA·硬件FMECA·

5、软件FMECA·损坏模式影响分析过程FMECA统计FMECA目的分析研究系统功能设计的缺陷与薄弱环节，为系统功能设计的改进和方案的权衡提供依据。分析研究系统硬件、软件设计的缺陷与薄弱环节，为系统的硬件、软件设计改进和保障性分析提供依据。分析研究所设计的生产工艺过程的缺陷和薄弱环节及其对产品的影响，为生产工艺的设计改进提供依据。分析研究产品使用过程中实际发生的故障、原因及其影响，为提供产品使用可靠性和进行产品的改进、改型或新产品的研制提供依据。产品寿命周期各阶段的FMECA方法8/11/20211

6、0可靠性设计FMECA的步骤8/11/202111可靠性设计①系统定义明确分析范围根据系统的复杂度、重要程度、技术成熟性、分析工作的进度和费用约束等，确定系统中进行FMECA的产品范围产品层次示例约定层次——规定的FMECA的产品层次初始约定层次——系统最顶层最低约定层次——系统最底层8/11/202112可靠性设计系统任务分析和功能分析描述系统的任务要求及系统在完成各种功能任务时所处的环境条件任务剖面、任务阶段分析明确系统中的产品在完成不同的任务时所应具备的功能、工作方式及工作时间等功能描述确

7、定故障判据制定系统及产品的故障判据。选择FMECA方法等故障判据分析方法①系统定义8/11/202113可靠性设计②故障模式影响分析FMEAFMEA的工作内容故障模式分析找出系统中每一产品所有可能出现的故障模式。故障原因分析找出每一个故障模式产生的原因。故障影响分析找出系统中每一产品的每一个可能的故障模式所产生的影响，并按这些影响的严重程度进行分类。8/11/202114可靠性设计②故障模式影响分析FMEAFMEA的工作内容故障检测方法分析分析每一种故障模式是否存在特定的发现该故障模式的检测方法

8、，从而为系统的故障检测与隔离设计提供依据。补偿措施分析针对故障影响严重的故障模式，提出设计改进和使用补偿的措施。8/11/202115可靠性设计②故障模式影响分析FMEA8/11/202116可靠性设计③危害性分析(CA)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分类，以便全面评价系统中可能出现的产品故障的影响。CA是FMEA的补充或扩展，只有在进行FMEA的基础上才能进行CA。常用方法风险优先数（RiskPriorityNumber,RPN）法主要用