fmea分析与应用研究

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1、FMEA分析与应用研究摘要：国内外的工程长期实践表明，故障模式及影响分析（简称FMEA）是最有效的可靠性设计分析方法之一，随着现代高科技复杂系统的研制，FMEA分析也随之变得更为重要。本文归纳了FMEA理论主要内容及其发展历史，对FMEA分析全过程进行了总结。对FMEA在各领域已有的应用和研究成果，以及已有的FMEA与其余工具方法的集成应用进行了总结与综述。最后，根据已有的学习进行了总结，并提出了自己的观点。关键词：可靠性、安全性、故障模式及影响分析、风险评价一、FMEA的概念故障模式及影响分析（Fa

2、ilureMode＆EffectsAnalysis）简称为FMEA，是一种防患于未然的设计质量的控制方法，即在设计之初就对有可能出现或存在的故障模式，以及可能对顾客造成的潜在风险进行分析，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，是一种定性分析方法。它使得开发者找出可能的潜在缺陷，并在设计中进行适当的预防和控制，使其质量问题在其源头——设计之初就得到有效地控制和处理，从根本上降低直至规避风险。它采用的是“自下而上”的逻辑归纳法，从系统结构的最低级开始，根据对每个

3、功能单元失效模式的了解跟踪到系统级，从而决定每个失效模式对系统功能的影响。其目的就是通过分析，了解影响系统功能的关键性零部件的故障情况，以便采取措施改进设计。这种故障分析方法在产品设计阶段得到了广泛使用。FMEA技术能够较为准确地描述系统与组成系统的各功能单元之间的逻辑关系，并判断功能单元的故障对系统产生的影响程度，使得这些在过去必须依靠人们的文化知识、经验、能力等才能完成的工作在一定程度上降低了对人为因素的依赖性，是一种非常有效的可靠性保障技术。FMEA的起源及正式应用可以追溯到20世纪50年代初，

4、美国格鲁曼公司第一次将FMEA构思应用于战斗机操作系统的设计分析，并取得良好的效果。随后，汽车行业也认识到FMEA在安全性评估方面的应用价值，以福特公司为首的三大汽车制造商纷纷将其运用到质量工艺改善上来。美国航空及太空总署（NASA）实施阿波罗登月计划时，在合同中明确要求实施FMEA。ISO9000标准以及美国军用标准MIL-STD-1543和MIL-STD-785A等标准中均将FMEA列为在产品开发、设计、制造等阶段应该加以运用的质量方法。我国也制订了《系统可靠性分析技术失效模式与影响（FMEA）程

5、序》的国家标准。目前，该项技术发展十分迅速，已被广泛应用航空航天、核工业以及汽车、机械、电子、舰船等领域。二、FMEA方法类别在实际工程中，FMEA一般分为四类:系统FMEA（SFMEA）、设计FMEA（DFMEA）、过程FMEA（PFMEA）、设备FMEA（EFMEA），分别应用于产品开发中的产品策划、产品设计、工艺设计、产品投入运行阶段。FMEA分析是一个循环持续改进的过程，因此不同阶段的FMEA并不是完全独立的。系统FMEA将研究的系统结构化，并分成系统单元，说明各单元间的功能关系；从己描述的功

6、能中导出每一系统单元的可想象的失效功能（潜在缺陷）；确定不同系统单元失效功能间的逻辑关系，以便能在系统FMEA中分析潜在的缺陷、缺陷后果和缺陷原因。设计FMEA可以分为功能FMEA和硬件FMEA。前者用于方案论证阶段，此时各部件设计未完成，目的是分析研究系统功能设计的缺陷与薄弱环节，为系统功能设计改进和方案权衡提供依据。后者用于工程研制阶段，此时产品设计图纸及其它工程设计资料己确定，目的是分析研究系统硬件、软件设计的缺陷与薄弱环节，为系统硬件、软件设计的改进和方案的权衡提供依据。过程FMEA是由负责制

7、造、装配的工程师、小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在失效模式及其相关的起因、机理已得到充分的考虑和论述。设备FMEA是在新设备的投入运行时，进行预先EFMEA，主要是分析、考虑由于设备可能造成的产品品质问题及可靠度问题等原因，预防采取措施消除不良因素；现有设备、特定的一种设备在运行中出现的设备故障等均可采用FMEA进行改善，以确保设备的正常运转。三、FMEA使用的几个重要参数严重度（S）、发生率（O）、难检度（D）和风险顺序数（RPN）是应用FMEA技术时所使用的几个最为重要的参数

8、，下面分别予以介绍：1、严重度（Severity，记为S）严重度是指某种潜在的失效模式发生时对产品质量及顾客产生影响的严重程度的评价指标，取值范围在1-10之间。2、发生率（Occurrence，记为O）发生率是指某项潜在失效模式发生的可能性，发生的概率越高，其发生率越大，发生率的取值范围在1-10之间。3、难检度（Detection，记为D）难检度（D）是指当某项潜在失效发生时，根据现有的控制手段及检测方法，能将其准确检出的概率的评价指标，取值范围在1