FMEA方法培训

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1、l可靠性工作介绍l故障管理设计lFMEA分析方法介绍l可靠性验证测试（FIT）课程目的1、概述通信网的可用性接 入 层骨 干 网设 备 层骨干网接 入 层骨 干 网设 备 层骨干网骨干网1、设备都是通信网络中的一个 接点，网络的可靠性或者说端到 端的可靠性是用户最终关心的。 不能仅仅关注设备可靠性而忽视 组网、网络其他部件对可靠性的 影响；2、 不同网络层次的设备有不同 的可靠性要求。核心层设备偏重 于HA，中间层设备偏重于成本与 HA的良好结合，终端设备偏重于 成本与返修率；3、HA不仅仅包括设备软、硬件 的HA，而且包括计划性中断、人 为差错等的HA，所以也要关注升 级、数据配置、补丁等造

2、成的业 务中断；4、需求的落实需要可靠性工程 师对产品设计方案的了解，需求 跟踪，FIT测试验证。更需要开发 人员的并肩作战。HA网络级HA设备HA人为差错HA系统HA连接设备HA计划性活动HA交换模 块HA线路处理 模块HA平台软件 模块HA主控模 块HA电缆 HA背板 HA硬件 HA软件 HA机电模 块HA服务器 模块HA 功能框1HA功能框2HA功能框3HA l产品的可靠性可以理解为三个规定，即规定条件下、规定时 间内、产品完成规定功能的能力。l从用户的角度考虑，可简单地理解为几个层面的要求：硬件故障，仅对性能 有部分影响，设备的 功能不受损。硬件不出故障硬件故障，设备部分或 全部功能受

3、损。但能尽 快恢复业务。第二层面第一层面第三层面1、概述可靠性的层次电路应用规范、器件应力降额 、环境适应性、EMC、防护、 安规、HALT试验等冗余、倒换策略，倒换条件 完善，数据备份策略故障检测、隔离，定位，维 修性等元器件降额分析可靠性FMEA、CA分析l系统结构的考虑。如冗余 、负荷分担。l其他容错设计l故障检测。重要故障需要“ 知情”。检测灵敏度；l故障隔离。能隔离到影响 最小，定位到FRU；l故障恢复。倒换策略、复 位、重启、数据恢复等；l故障测试验证。重要、影 响或措施不明确的故障、 故障模式，FIT模拟测试；l器件使用的考虑。如降额、 热设计、器件应用审查；l简化设计等nAWP

4、：availability work process故障插入计划故障恢复设计故障隔离设计故障检测设计可用性计划更新设计FMEA分析操作过程操作最简化计划操作界面故障原因和影响可用性模型测试和现场 数据可用 性工 作过 程数 据流1、概述业界可靠性流程（MOTOROLA的AWP）1、概述可靠性流程验证阶段概念阶段计划阶段开发阶段需求提出需求分析综 合映射需求分解与 回溯规格形成概要设计详细设计与 实现单元测试、 SDV、SITBeta 测试工程设计调研与设计建议l可靠性工程基线2.0l板间信号级FMEA分析报 告l单板总体设计方案（ 可靠性）系统可靠性 设计报告l可靠性指标论证报 告TR2TR3

5、TR1l器件级FMEA分析报告l单板硬件详细设计报告（可 靠性）l元器件降额分析报告TR4TR4ASVTIPDSEHCMM 3.0FIT可靠性验 证测试可靠性工程师硬件/软件开发工程师可靠性工程师测试工程师可靠性工程师1、系统可靠性设计报告2、板间信号级FMEA分析报告1产品构成及功能定义 2产品功能层次框图 3产品可靠性框图 4产品编码原则 5环境定义 6严酷度等级定义 7功能模块（单板）接口信号FMEA分析表格 8总结 8.1软件故障管理需求列表 8.2硬件故障管理需求列表 8.3测试验证需求列表 8.4故障降级分析 8.5分析总结1产品概述 2产品系统结构及可靠性建模 3系统可靠性分析

6、4主控类单板可靠性设计 5网板（交叉）类单板可靠性设计 6业务类单板可靠性设计 7时钟子系统设计 8电源子系统设计 9监控及散热系统保护设计 10存储保护与数据安全 11系统及单板复位设计 12系统可靠性设计规格及测试验证 需求汇总1、概述可靠性流程1、器件级FMEA分析报告1单板构成及功能定义 2单板功能层次框图 3单板可靠性框图 4编码原则（可选） 5环境定义 6严酷度等级定义 7单板器件级FMEA分析 7.1 单板器件级FMEA分析表格 8总结 8.1软件故障管理需求列表 8.2硬件故障管理需求列表 8.3测试验证需求列表 8.4故障降级分析 8.5故障定位率计算 8.6冗余单元倒换成功

7、率计算 8.7分析总结2、产品元器件降额分析报告1、系统功能 2、 环境定义 3 、测试环境 4、 单板元器件降额分析 4.1 单板1元器件降额分析 4.2单板2元器件降额分析 5、总结1、概述可靠性流程l可靠性工作介绍l故障管理设计lFMEA分析方法介绍l可靠性验证测试（FIT）课程目的故障检测在线故障 诊断故障隔离故障恢复故障修复离线故 障诊断预警告警2、故障管理设计故障插入计 划故障恢复设 计故障隔离设 计故障检测设 计可用性计划更新设计FMEA分析操作过 程操作最简化计 划操作界 面故障原因和 影响可用性模型测试和 现场数 据可 用 性 工 作 过 程 数 据 流故障检测：发现故障故障

8、诊断方法： 1、自诊断（如：电压模块、风扇自带诊断）； 2、在线诊断；故障定位方法： 1、功能单元隔离（如影响到总线或通信通 道的故障、二路电源的二极管隔离等） 2、禁止功能单元工作； 3、安全值输出（如：参考时钟的自激振荡 ） 4、重选路由；故障检测方法： 1、数值范围检查；（如：温度、电压、槽位号 、MAC地址等） 2、数据正确性检查（如：奇偶校验、求检验和 、CRC校验、槽位号异或校验等） 3、比较检查（有冗余输出时） 4、时间检查（如：心跳检测） 5、用户直观检查（如：告警、声光显示）故障诊断（定位）：确定造成故障的单元故障定位：把检测到的故障隔离到必须进行 修理范围的过程，通常是现场

9、可更换单元。 即确保单元的故障不会造成系统的故障。故障恢复方法： 1、倒换；（对主备用冗余） 2、重新分配资源（对N+1冗余、资源池） 3、软件复位； 4、重启；故障恢复（自动）：恢复产品执行规定功能 的能力。2、故障管理设计故障修复方法： 1、更换功能单元； 2、调试和诊断（离线） 3、软件补丁； 4、软件升级；告警方法：1、趋势图法； 2、多变量综合分析法； 3、专家系统法；故障修复：故障完全排除的过程。2、故障管理设计1、报警； 2、信息文本（如：写入运行日志中） 3、故障分级处理（不同级别的故障采 取不同的告警方法）预警方法：l可靠性工作介绍l故障管理设计lFMEA分析方法介绍l可靠性

10、验证测试（FIT）课程目的系统 薄弱环节可靠性设计故障概率高故障影响大可靠性定性分析 FMEA可靠性定量分析 建模预计可靠性分 析方法3、可靠性分析方法在产品设计过程中，通过对产品各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析 ，并把每一个潜在的故障模式按它的严酷度予以分类，提出可以采取的预防改进措施，以提高 产品可靠性的一种设计分析方法。Failure Mode Effect Analysis，故障模式影响分析遍历性、系统性。FMEA的基本思想：.3、可靠性分析方法可靠性FMEAFMEA目的：n能帮助设计者和决策者从各种方案中选择满足可靠性要求的最佳方案n保证所有元器件、单元的各种

11、故障模式及影响都经过周密考虑n能找出对系统故障有重大影响的元器件、元器件故障模式及单元、单元故障模式并分析其影响程度n有助于在设计评审中对有关措施（如冗余措施）、检测设备等作出客观的评价n能为进一步更改产品设计、定量计算提供资料FMEA的分析层次：n系统级：按各功能模块进行分析n板间信号级：单板的接口信号进行分析n器件级：按各器件的故障模式进行分析 3、可靠性分析方法可靠性FMEAFMEA的分析方法 ：n硬件法：从硬件的角度，对每个器件 管脚输出分别去考虑故障模式、故障 影响、检测补偿措施。n功能法：每个产品可以完成若干功能， 而功能可以按输出分类。这种方法将输出 一一列出，并对它们的故障模式

12、进行分析 。对应系统级、单板级分析。 3、可靠性分析方法可靠性FMEAF M E A 分 析 步 骤 ：3、可靠性分析方法可靠性FMEA 从可靠性工程师的角度去理解系统； 包括对系统完成的功能、工作阶段以及各种工作方式给出详细的描述； 网络位置、组网方式和典型配置描述系统功能系统按照功能划分，通常可 以分为：电源模块、风扇监 控模块、网管模块、功能模 块。对于功能模块，再继续 划分到功能实体上，如主控 功能模块、交换网功能模块 、线路处理功能模块等。3、可靠性分析方法可靠性FMEA定义严酷度类别 给产品故障造成的最坏潜在后果规定一个量度。 功能模块名称故障模式严酷度备注电源子系统输出异常高电压

13、导 致系统功能异常，甚至烧毁I 电源子系统电源模块一路-48V供电故障，且不能检测II电源子系统电源配电子系统监控电路滤波部分故障，且系统不能检测II电源子系统电源配电子系统监控电路电压检测 部分故障，且系统不能检测III 风扇监控子系统全部风扇停转，导致系统温度过高而不能正常工作甚至烧毁I 风扇监控子系统单个风扇框的所有风扇停转，导致系统温度升高而不能正常工作II 风扇监控子系统风扇框监控电路故障，但系统能够检测 ，可以控制风扇全速运转III背板背板总线信号开路、短路故障，导致整个系统故障I主控模块主用主控模故障，不能倒换到备用I主控模块备用主控模故障，能检测III主控模块一路业务同步时钟故

14、障，能检测，且有相应的补偿措施III主控模块双路业务同步时钟故障，导致系统无法工作I交换网模块一个交换网模块故障，故障，不能检测并将业务切换到其它交换网模块II交换网模块一个模块故障，故障，能将业务切换到其它交换网模块，但交换能力严重下降II交换网模块一个模块故障能检测，并将业务切换到其它交换网模块，对系统性能基本无影响III线路处理模块一个线路处理模块故障，能检测II线路处理模块线卡个别端口故障，能够通过端口捆绑的负荷分担将业务切换到其它端口IIII. 这种故障会导致整个系统崩溃或主要功能受到严重影响； II. 这种故障会导致系统主要功能受到影响、任务延误的系统轻度损坏或存在较大的故障 隐患

15、； III. 系统次要功能丧失或下降，须立即修理，但不影响系统主要功能实现的故障； IV. 部分次要功能下降，只须一般维护的，不对功能实现造成影响（一般告警或指示灯故 障等）。 III类故障通常称为重大 故障，也即“单点故障”； III类故障可简单理解为需 要尽快修复的故障。 当一个故障不能被检测出 来时，是“隐患”，级别上 升一级。 具体产品具体定义；3、可靠性分析方法可靠性FMEA描述功能层次框图目的：为了描 述系统各功能 单元的工作情 况、相互影响 及相互依赖关 系，以便可以 逐层分析故障 模式产生的影 响。表示系统及系统各功能单元的工作情况和相互关系，以及系统和每 个约定层次的功能逻辑

16、顺序。3、可靠性分析方法可靠性FMEA描述可靠性模型框图目的：表 示系统可 靠性与各 功能模块 可靠性之 间的关系 。可靠性模型框图分为基本可靠性模型框图和任务可靠性模型框图。 3、可靠性分析方法可靠性FMEA描述结构图 目的：清晰功能模块之间的相互关系，主要输入/输出信号。确定故障模式和故障原因 （板间信号级）光信号无光、光功率衰减过大 、时序错误 电信号常高、常低、开路、时 序错误确定故障模式和故障原因（器件级）分类类型失效形式百分比电容器纸/塑料薄膜电容器 短路74开路13参数漂移13玻璃釉电容器 短路53开路25参数漂移22云母电容器 短路83开路10参数漂移73、可靠性分析方法可靠性FMEA确定故障模式和故障原因（系统级） 业务类功能故障； 对接类功能故障； 信息上报类故障； 故障诊断类故障； 业务保障类故障； 安全类故障； 用户界面类故障