故障模式与影响分析.pdf

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1、故障模式及影响分析摘要FMEA（故障模式及影响分析）于1960年首次应用于航空工业中的阿波罗任务(Apollo)，并于80年代被美国军方确认为军方规范(MIL-STD-1629A)，是一种系统化之工程设计辅助工具，主要是利用表格方式协助工程师进行工程分析。其目的在于改善产品和制造的可靠性，指出在设计阶段就可提升设计的可靠性，从而提升产品质量，降低成本损失。目前世界许多汽车生产商（美国福特、通用和克莱斯勒）和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。关键词故障模式及影响

2、分析--FMEA（FailureModeandEffectAnalysis，也有译作失效模式和效应分析）1引言一个产品从概念企划到后续的设计、测试、生产，在整个项目周期模型中各个阶段难免引入各种缺陷，在每个里程碑结束后进行出现问题的原因分析以避免相同问题在后续阶段出现，这称为缺陷预防，但是缺陷预防是在问题出现后进行的原因分析，并且问题发现越晚进行改善所花费的成本就会越高。一个业界公认的数据为企划阶段和产品上市两个阶段进行缺陷改善所消耗的的资源比例为1:1000。下图列出了一个缺陷在各不同阶段进行改善

3、所消耗的成本比例。那我们能否在缺陷现象出现前以较小的代价将其发现并进行改善呢？这就是故障模式及影响分析方法所需要进行的工作。2什么是故障模式及影响分析故障模式及影响分析是一种用来确定潜在故障模式并对其影响范围进行分析的方法，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的缺陷，并可在原形样机阶段或在大批量生产1之前发现产品缺陷，大大降低改善问题的成本。2.1FMEA基本原理故障模式及影响分析(FMEA)原理主要体现在美国三大汽车制造公司制定的《潜在失效模式和后果分析》表格中。该表的内容包括：（1）功能要

4、求：填写被分析过程（或工序）的简要说明;（2）潜在故障模式：记录可能会出现的问题点;（3）潜在故障后果：推测问题点可能会引发的不良影响;（4）严重度（S）：评价上述故障后果并赋予分值（1－10分，不良影响愈严重分值愈高）;（5）潜在故障起因或机理：潜在问题点可能出现的原因或产生机理;（6）频度（O）：上述潜在故障起因或机理出现的几率（1－10分，出现的几率愈大分值愈高）;（7）现行控制：列出目前本企业对潜在问题点的控制方法;（8）探测度（D）：在采用现行的控制方法实施控制时，潜在问题可被查出的难易程

5、度（1－10，查出难度愈大分值愈高）;（9）风险顺序数（RPN）：严重度、频度、探测度三者得分之积，其数值愈大说明潜在问题愈严重，应及时采取预防措施;（10）建议措施：列出“风险顺序数”较高的潜在问题点，并制定相应预防措施，以防止潜在问题的发生;（11）责任及目标完成日期：制定实施预防措施的计划案;（12）措施结果：对预防措施计划案实施状况的确认。从上述内容不难看出，FMEA原理的核心是对故障模式的严重度、频度和可探测度进行风险评估，通过量化指标确定高风险的故障模式，并制定预防措施加以控制，从而将风

6、险完全消除或减小到可接受的水平。2.2FMEA的分类FMEA根据实施阶段的不同一般分为：概念FMEA（CFMEA）、设计FMEA（DFMEA）、过程FMEA（PFMEA）。2FMEA分实施阶段实施目的类对产品有关概念进行分析，寻找与产品概概念FMEA产品概念企划阶段念有关的故障模式，此类故障模式通常是由产品设计决策导致的。对产品设计进行分析，以找到设计关联的设计FMEA产品设计阶段故障模式，此类故障模式通常是由设计者由于经验的不足等原因引入的。分析产品制造或安装过程的不足引起的过程FMEA产品制造过

7、程阶段潜在产品故障模式。2.3故障模式的定义对于故障模式的定义根据产品的不同有不同的具体定义，但是对于故障模式的定义一般都有如下共同特征：在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能；在规定条件下产品参数值不能维持在规定的上下限之间；产品在工作范围內导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象；2.4故障影响效果的定义故障的影响效果通常使用风险顺序数来表示，风险顺序数(RPN：riskprioritynumber)是严重度(S)、发生频率(O)和被检测可能度（D）的加权值。即RPN=(S)×(O

8、)×(D)，其中严重度、发生度与难检度的计分介于1~10之间。概念FMEA、设计FMEA、过程FMEA在实施阶段及实施内容方面存在差异，但是实施过程基本相同，这里仅以设计FMEA为例进行展开分析。严重度(S)：为潜在故障模式发生，对零件、子系统、系统或用户影响程度的评价指标；后果评测标准等级发生的缺陷非常严重，危及安全，无警告的严重后果10并违反政府法令，问题随机发生发生的缺陷非常严重，危及安全，有警告的严重后果9并违反政府法令，问题发生规律很高缺陷发生后丧失基本功能