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1、第5章 故障类型和影响分析,起源于可靠性技术，其基本内容是找出系统的各个子系统或元件可能发生的故障出现的状态（即故障类型），搞清每个故障类型对系统安全的影响，以采取措施予以防止或消除。 该方法能查明元件发生各种故障时带来的危险性，是一种较为完善的分析方法，它既可用于定性分析也可用于定量分析。,第一节 故障类型和影响分析(FMEA ) Failure Modes and Effect Analysis,的定义 采取系统分割的概念，根据实际需要分析的水平，把系统分割成子系统或进一步分割成元件，找出它们可能产生的故障和故障类型，然后进一步分析各种故障类型对子系统及整个系统产生的影响，以便采取措施加以
2、解决的方法。,基本概念与故障等级,故障：元件、子系统、系统在运行时不能达到设计规定的要求，因而完不成规定的任务或完成得不好的情况。 故障类型：故障的表现形式 。 元件发生故障时，其表现形式可能不止一种，譬如阀门发生故障，至少可能有：内部泄漏、外部泄漏、打不开、关不紧等现象，这种情况就叫类型。,故障等级,故障等级的概念 表示故障类型对子系统或系统影响严重程度的级别。 评定故障等级常考虑的因素 （1）故障影响大小 （2）对系统赞成影响的范围 （3）故障发生的频率 （4）防止故障的难易 （5）是否需要重新设计,故障等级划分法,简单划分法 评点法 风险矩阵法,简单划分法,这种方法是根据故障类型对系统功
3、能、人员及财产损失影响的严重程度来划分的。其划分原则如下表所示。,风险矩阵法,风险矩阵法是综合考虑故障发生的可能性和发生后引起后果严重度两个方面的因素来确定故障的等级。这种划分标准称为风险率（或危险度）。 其方法是将故障概率和严重度都分为四个等级，划分原则如下： a 严重度：是指故障类型对系统功能的影响程度。,严重度分析,严重度分析,故障概率等级的划分,b 故障概率 表示在一定时间内故障类型出现的次数。时间单位规定为一年或一个月，有的用大修的间隔期。 故障概率的分类有定量和定性两种方法。,故障概率的定性分析,故障概率等级的划分,故障概率定量分级,故障概率定量分级原则如下： 级：元件工作期间，任
4、何单个故障类型出现的概率少于全部故障概率的0.01。 级：元件工作期间任何单个故障类型出现的概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10。 级：元件工作期间任何单个故障类型出现的概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20。 级：元件工作期间任何单个故障类型出现的概率多于全部故障概率的0.20。,风险矩阵图,故障概率和严重等级确定后，以故障概率为纵坐标，严重度为横坐标，画出风险矩阵图。如下图所示。,FMEA的分析步骤,1.调查情况，明确系统的任务和组成 从设计说明及有关资料中查出系统含有多少子系统，各个子系统又含有多少元件，以明确其功能，了解各元件之间的相互关系等，为分析打下基础。 2.确
5、定分析程度 (深度) 进行FMEA时，一开始就应决定分析到什么程度，分析到哪一层，主要根据分析目的来确定。,FMEA的分析步骤,3.进行功能分组，绘出逻辑框图 这一步指的是：在对系统进行详细说明并根据系统的构成要素依次画出所包含的子系统、元件及相互关系的框图(即把所要分析的系统按功能分类)的基础上，作出可靠性框图(逻辑图)。 可靠性框图（逻辑图），亦即表示各子系统（或元件）之间串联或并联、输入或输出的系统图。,FMEA的分析步骤,(1) 目的：就是把所要分析的系统切割成较小的子系统，以直观表示系统、子系统、元件间的层次，输入、输出的关系，有利于分析。 (2) 逻辑图展开程序：从系统的最上一级开
6、始展开，直到系统的最下一级。 (3) 逻辑图举例,FMEA的分析步骤,4. 列出故障类型 按照可靠性框图,根据经验及过去的有关故障资料,列出各个子系统或元件的所有故障类型。 此部分工作很重要,经验不足会遗漏,列得不准也会给分析带来麻烦。在做这部分工作时，最好要由生产、安全和工人三结合进行。,FMEA的分析步骤,5.列举造成故障的原因 可以根据经验进行推断 6.制成FMEA表格 把上述的有关内容列成表格 表格形式与内容不是一成不变的,FMEA的表格,FMEA的表格一般格式如下表： 表中内容填写P57 系统：,第二节 对FMEA的评价,1. FMEA是一种定性分析方法，可直观表现各元件某种形式的故
7、障对系统的影响； 2.是CA 的基础 3.与FTA(事故树分析)方法的比较 FMEA是逻辑归纳法 从局部 整体 FTA是演绎法 从整体 局部 FMEA是从下而上（研究元件故障对系统的影响） FTA是从上而下（研究系统的故障是由哪些元件故障所导致的）,FMEA 的优、缺点,1.优点 书写格式简单，可用较少的人力，且无须经过特别的训练，就可以进行分析。 2.缺点 缺乏逻辑性，难以分析各个元素之间的影响；若有两个以上元素同时发生故障时，分析比较困难。 通常情况下，该方法中的元素局限于“物”的因素，这就难以查出人的原因。当然，对某一元素而言，也可以包括人的误操作。,应用实例,3.应用实例 (1)电机运
8、行系统故障类型和影响分析 对电机运行系统中主要元素进行故障类型和影响 分析,结果列于表2-7 。,安全系统工程,故障类型和影响分析,(2) 空气压缩机储罐的故障类型和影响分析 这里仅考察储罐的罐体和安全阀两个元素的故障类 型及其影响,分析结果列于表2-8。,安全系统工程,故障类型和影响分析(续14),4.故障类型和影晌、危险度分析 把故障类型和影响分析从定性分析发展到定量分 析,则形成了故障类型和影响、危险度分析。 故障类型和影响、危险度分析包括两个方面： (1) 故障类型和影响分析; (2) 危险度分析。 危险度分析的目的在于评价每种故障类型的危险程度 。通常,采用概率一严重度来评价故障类型的危险度。,安全系统工程,
