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1、FMEA,北京航空航天大学,BUAA,FMEA的目的和作用,FMEA的目的是“通过系统分析，确定SRU、LRU、系统在设计和制造过程中所有可能的故障模式，以及每一故障模式的原因及影响，以便确定装备的修复性维修工作项目，并给RCMA提供故障模式、原因及影响输入”。,FMEA方法的概要,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,FMEA方法,FMEA所需信息,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,系统定义,产品约定层次划分功能分析绘制功能框图制定编码体系,北京航空航天大学,BUAA,系统定义-产品约定层次划分,约定层次：根据分析的需要，按产品的功能关系或复杂程度划分
2、的产品结构层次。这些层次一般从比较复杂的系统到比较简单的零件进行划分；初始约定层次：要进行FMEA总的、完整的产品所在的层次，它是约定的产品第一分析层次；其他约定层次：相继的约定层次（第二、第三等），这些层次表明了直至较简单的组成部分的有顺序的排列；最低约定层次：约定层次中最底层的产品所在的层次。它决定了FMEA工作深入、细致的程度。、,确定约定层次的依据与原则,在保障对象的不同研制阶段，约定层次的划分不必强求一致。即使在同一研制阶段，由于组成装备的各系统分系统的功能、结构设计各有其特点，因而在约定层次的划分上也不必完全相同，应依据各系统分系统的实际情况确定约定层次的级数和最低约定层次。例如，
3、对于设计成熟，具有较多的继承性和经过了良好的可靠性、维修性和安全性验证的系统分系统，其约定层次可划分的粗而少；反之，对任何新设计的或虽有继承性但其可靠性、维修性和安全性水平未经验证的系统分系统，其约定层次要划分的多而细。此外，在确定最低约定层次时，可参照约定的或预定的维修修理级别上的产品层次，例如维修时的最小可更换单元作为最低约定层次。,北京航空航天大学,BUAA,产品的功能分析,功能是指“人或物所必须完成的事项”对人而言，功能就是职能，就是指职务/职称要求他（她）所起的作用；对于工程项目而言，产品的任务功能就是指其完成任务的功用或用途。,北京航空航天大学,BUAA,基本功能,该功能相对产品的
4、其他功能是起主要作用的，是必不可少的；产品主要就是为实现该功能而进行研制的；该功能的改变，将会影响产品完成任务的状态。,北京航空航天大学,BUAA,功能分类,北京航空航天大学,BUAA,如何定义功能,要体现产品功能定义的目的要准确而简洁要功能尽量定量化要有利于扩大思路,北京航空航天大学,BUAA,产品功能示例,北京航空航天大学,BUAA,高压空气压缩机的组成及其功能,产品功能框图,表示产品各组成部分所承担的任务或功能间的相互关系，以及产品每个约定层次间的功能逻辑顺序、数据（信息）流、接口的一种功能模型。,北京航空航天大学,BUAA,绘制产品功能框图,北京航空航天大学,BUAA,制定编码体系,符
5、合产品功能和结构特点且便于使用；能体现产品约定层次的上、下级关系；对各功能单元或工作单元编码具有唯一、简明、合理、适用和可追溯性，且有可扩充性；符合标准或文件规定，并与产品功能框图和任务可靠性框图编码相一致；,北京航空航天大学,BUAA,某型战斗机液压系统约定层次示意图,北京航空航天大学,BUAA,系统定义的要点,完整的系统定义包括产品的每项任务、每一任务阶段、以及各种工作方式的功能描述；功能分析主要是指产品的基本功能（主要功能或必要功能）的分析；应对产品的任务时间要求进行定量说明；明确功能框图及任务可靠性框图的含义、作用和绘制方法。,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,故
6、障模式分析,故障及其判据故障模式分析的目的、主要内容故障模式频数比故障模式分析的要点,故障及其判据,故障是“产品不能执行规定功能的状态。通常指功能故障。故障判据一般应依据产品每一规定的性能参数和允许极限进行确定，并与订购方给定的故障判据相一致。产品在规定的条件下，不能完成其规定的功能；产品在规定的条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的范围内；产品在规定的应力范围内工作时，导致产品不能满足其规定要求的破裂、卡死等损坏状态；技术合同中订购方规定的其他故障判据等。,北京航空航天大学,BUAA,故障模式分析的目的、主要内容,故障模式是“故障的表现形式。如短路、开路、断裂、过渡耗损等”。一般在研究产
7、品的故障模式时，往往是从现象入手，进而通过现象（即故障模式）找出故障原因。故障模式是FMEA分析的基础硬件故障模式分析方法对典型故障模式进行分析对不同的产品，选用不同方法获取故障模式,北京航空航天大学,BUAA,获取故障模式的方式,对新研制的产品，可根据该产品的功能原理和结构特点进行分析、预测，进而得到该产品的故障模式，或以与该产品具有相似功能和相似结构的产品所发生的故障模式作为基础，分析判断该产品的故障模式；对采用现有的货架产品，可从该产品在过去的使用中所发生的故障模式为基础，再根据该产品使用环境条件的异同进行分析修正，进而得到该产品的故障模式；对引进国外的产品，应向外商索取其故障模式，或从
8、相似功能和相似结构产品中发生的故障模式作基础，分析判断其故障模式；对常用电子元器件、零组件产品，可从国内外某些标准、手册（例如，GJB/Z299B电子设备可靠性设计手册、MIL-HDBK-338电子设备可靠性设计手册、或MIL-HDBK-217F电子设备可靠性预计手册等）中确定其故障模式；当以上4种方法均不能获得故障模式时，可参考表2-5、表2-6所列的典型故障模式。,北京航空航天大学,BUAA,典型的故障模式,北京航空航天大学,BUAA,典型的故障模式,北京航空航天大学,BUAA,故障模式频数比,产品故障模式发生数与产品所有可能的故障模式数的比率。,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大
9、学,BUAA,故障模式分析的要点,应区分功能故障和潜在故障。功能故障是指产品或产品的一部分不能完成规定功能的事件或状态；潜在故障是指“产品或产品的一部分将不能完成规定功能的可鉴别的状态” ，它是指示功能故障将要发生的一种可鉴别（人工观察或仪器检测）的状态。产品具有多种功能时，应找出该产品每一个功能的全部可能的故障模式；复杂产品一般具有多种任务功能，则应找出该产品在每一个任务剖面下每一个任务阶段可能的故障模式。,北京航空航天大学,BUAA,故障原因分析,故障原因分析,故障原因分析的目的是找出每个“引起故障的设计、制造、使用和维修等有关因素”（即故障原因），进而采取有效的改进、补偿措施，以防止或减
10、少故障发生的可能性。产品故障原因可能是产品自身“引起故障的物理的、化学的、生物的或其他的过程”（即故障机理）的直接原因，也可能是外部因素（如设计、制造、试验、测试、装配、运输、使用、维修、环境和人为因素等）而引起的间接原因。因此，分析人员应该确定并说明与对应的故障模式有关的各种原因。,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,故障原因分析的要点,从产品或相似产品的功能及组成等自身因素、外部因素进行综合分析故障原因；正确区分故障模式与故障原因。故障模式一般是可观察到的故障表现形式，而故障模式直接或间接原因是由于产品自身因素或外部因素所致；应考虑产品相邻约定层次的关系。因下一约定层次
11、的故障模式往往是上一约定层次的故障原因（例如，燃油系统渗漏是由于“阀门不密封”造成，则“阀门不密封”这一故障模式就是燃油系统渗漏的故障原因，因此，在进行故障原因分析时，往往可从下一个或再下一个约定层次故障模式去寻找）；当一个故障模式存在两个以上故障原因时，在FMEA表“故障原因”栏中均应逐一注明。对冗余或备份系统，应特别注意“不同产品由共同的原因引起的“共因故障”,故障影响分析,北京航空航天大学,BUAA,故障影响分析,故障影响是“故障模式对产品的使用、功能或状态所导致的结果”。这些结果是指对产品与人的安全、使用、任务功能、环境、经济等各方面的综合后果。故障影响及严酷度分析的目的是找出产品的每
12、个可能的故障模式所产生的影响，并对其结果（或后果，下同）的严重程度（即严酷度）进行分析。,北京航空航天大学,BUAA,按约定层次划分故障影响分级,北京航空航天大学,BUAA,故障检测方法分析,北京航空航天大学,BUAA,故障检测方法的分析,目视检查；机内测试（BIT）；自动传感装置检测；传感仪器检测；声光报警装置检测；显示报警装置检测；遥测；其他。,北京航空航天大学,BUAA,故障检测分析的要点,针对每个故障模式、原因、影响及严重程度等因素，综合分析检测该故障模式的可检测性，以及检测的方法、手段或工具；根据需要，增加必要的检测点，以区分是哪一个故障模式引起产品发生故障；从可靠性或安全性出发，应
13、及时对冗余系统每一个组成部分进行故障检测、及时维修，以保持或恢复冗余系统的固有可靠性或安全性；当确无故障模式检测手段时，在FMEA表中的相应栏内填写“无”，并在设计中予以关注。当FMEA结果表明不可检测的故障模式会引起高严酷度（由不可检测故障本身或与其他故障模式组合影响而造成）时，还应将这些不可检测的故障模式列出清单。,北京航空航天大学,BUAA,使用补偿措施分析,北京航空航天大学,BUAA,使用补偿措施分析,使用补偿措施分析目的是针对每一故障模式的影响，在使用方面采取了哪些措施，以消除或减轻故障影响，进而提高产品的可靠性。为了尽量避免或预防故障的发生，在使用和维护规程中规定了使用维护措施。一旦出现某故障后，操作人员应采取最恰当的补救措施，尤其对于能导致爆炸、喷发毒气等恶性后果，要充分考虑操作人员应急撤离。,北京航空航天大学,BUAA,FMEA报告,FMEA报告要求产品的功能原理系统定义填写FMEA表结论与建议,北京航空航天大学,BUAA,FMEA表格,北京航空航天大学,BUAA,初始约定层次： 任务： 审核： 第 页 共 页约定层次： 分析人员： 批准： 填表日期：,不同的约定层次产品间故障模式、原因和影响的关系,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,北京航空航天大学,BUAA,
