故障类型影响与危险度分析PPT资料.ppt

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并不是所有的故障都能造成严重的后果，而是其中有些故障会影响系统不能完成任务或造成事故损失。

一机电产品为例：

从其制造、产出和发挥作用，一般都要经历规划、设计、选材、加工制造、装配、检验包装、储存、运输、安装、调试、使用、维修等环节。

每一个环节都可能出现缺陷、失物、偏差与损伤，这都有可能使产品存在隐患，即处于一种可能发生的故障状态，特别是在动态负载、高速、高温、高压、低温、摩擦和辐射等条件下使用，发生故障的可能性更大。

2.故障模式（Failuremode）,故障模式是故障出现的状态，是故障现象的一种表征，由故障机理发生的结果故障状态，相当医学上的疾病症状。

Themannerbywhichafailureisobserved.generallydescribesthewaythefailureoccursanditsimpactonequipmentoperation,一般机电产品、设备常见故障类型,第二节基本原理,不同产品种类与故障类型,第二节基本原理,故障模式与环境影响,第二节基本原理,3.故障原因（Failurecause）内因固有的可靠性方面系统、产品的硬件设计不合理或存在潜在的缺陷系统、产品中零、部件有缺陷制造质量低，材质选用有错运输、保管、安装不善外因使用可靠性方面环境条件使用条件,3.故障原因（Failurecause）Thephysicalorchemicalprocess,designdefects,partmisapplication,qualitydefects,orotherprocessesthatarethebasicreasonforfailureorwhichinitiatethephysicalprocessbywhichdeteriorationproceedstofailure.,第二节基本原理,第二节基本原理,4.故障机理（Failureeffect）指诱发零件、产品、系统发生故障的物理与化学过程、电学与机械过程，考虑某个故障是如何发生的，以及它发生的可能性有多大。

Theconsequence（s）afailuremodehasontheoperation,function,orstatusofanitem.Failureeffectsareusuallyclassifiedaccordingtohowtheentiresystemisimpacted.1、外部原因2、对象3、结果,第二节基本原理,5.故障模式、故障机理与故障原因的关系,内部原因,外部原因,故障原因,故障机理,故障模式,可动接触部位固定接触部位弹簧线圈壳体,过载电流尘埃有毒气体温度湿度,接触部位磨损驱动部位疲劳,接触不稳定,点火花、噪声、温度上升,接触部位破坏驱动部位破坏,接触功能失效,接触点变形可接触片变形线圈过热、烧坏弹簧疲劳、折断,第二节基本原理,6.故障等级（Failurelevel）故障等级是衡量故障对系统任务、人员和财务安全造成影响的尺度。

人们根据故障的大小采取相应的措施。

简单划分法：

将故障模式对子系统或系统影响的严重程度分四个等级,第二节基本原理,6.故障等级（Severityclassification）1、评点法：

在难于取得可靠性数据的情况下。

6.故障等级（Failurelevel）Thisclassificationisassignedtoprovideaqualitativemeasureoftheworstpotentialconsequencesresultingfromdesignerrororitemfailure.Classificationsshouldbeassignedtoeachidentifiedfailuremodeandeachitemanalyzedinaccordancewiththelossstatementsbelow.Itmaynotbepossibletoidentifyanitemorafailuremodeaccordingtothelossstatementsinthefourcategoriesbelow,butsimilarlossstatementsbasedonvariousinputsandoutputscanbedevelopedandincludedinthegroundrulesfortheFMECAactivity.SeverityclassificationcategoriesthatareconsistentwithMIL-STD-882aredefinedasfollows:

Failurelevel,CategoryICatastrophicAfailurethatmaycauseinjuryordeath.CategoryIICriticalAfailurewhichmaycausesevereinjury,majorpropertydamage,ormajorsystemdamagethatwillresultinmajordowntimeorproductionloss.CategoryIIIMarginalAfailurewhichmaycauseminorinjury,minorpropertydamage,orminorsystemdamagewhichwillresultindelayorlossofsystemavailabilityordegradation.CategoryIVMinorAfailurenotseriousenoughtocauseinjury,propertydamageorsystemdamage,butwillresultinunscheduledmaintenanceorrepair.,AnexampleFMEAWorksheet:

第二节基本原理,6.故障等级2、查表法：

第二节基本原理,6.故障等级3、风险矩阵法风险率：

是故障概率和严重度综合评定的。

0,第三节FMEA的分析步骤,明确系统的情况和目的,确定分析层次,绘制功能框图和可靠性框图,建立故障模式清单,分析故障模式和影响,评定故障等级,研究故障检测方法,提出预防措施,填写FMEA表,AnalysisstepofFMEA,BasicAnalysisProcedureforFMEAorFMECA,ThebasicstepsforperforminganFailureModeandEffectsAnalysis（FMEA）orFailureModes,EffectsandCriticalityAnalysis（FMECA）include:

Assembletheteam.Establishthegroundrules.Gatherandreviewrelevantinformation.Identifytheitem（s）orprocess（es）tobeanalyzed.,Identifythefunction（s）,failure（s）,effect（s）,cause（s）andcontrol（s）foreachitemorprocesstobeanalyzed.Evaluatetheriskassociatedwiththeissuesidentifiedbytheanalysis.Prioritizeandassigncorrectiveactions.Performcorrectiveactionsandre-evaluaterisk.Distribute,reviewandupdatetheanalysis,asappropriate.,BasicAnalysisProcedureforFMEAorFMECA,第三节FMEA的分析步骤-说明,1、明确系统情况和目的：

了解系统设计任务书、技术设计说明书、图纸、使用说明书、标准、规范、事故情报2、确定分析层次,3、绘制功能框图和可靠性框图绘制这两种图的目的，是要从系统功能和可靠性方面弄清系统的构成情况，并以此作为故障类型和影响分析的出发点。

一个系统可以由若干个功能不同的子系统组成（如动力、传动、工作、控制等子系统），一个子系统又是由更小的子系统或元件组成的。

为了便于分析，要绘制各子系统及其所包含功能件的功能以及相互关系的框图，即功能框图。

第三节FMEA的分析步骤-说明,可靠性框图是研究如何保证系统正常运行的一种系统图，而不是按系统的结构顺序绘制的结构图,第三节FMEA的分析步骤-说明,一般情况下，只有构成一个系统的子系统都能正常运行，才能保证系统正常运行时，用串联形式把子系统连接起来，如下图所示。

第三节FMEA的分析步骤-说明,串联图,如果构成系统的任何一个子系统正常就能保证系统正常，则用并联连接，如下图所示。

第三节FMEA的分析步骤-说明,根据这种原则，也存在串-并联连接形式，如下图所示。

同理，也可以绘制子系统与构成子系统各部分的可靠性连接形式。

第三节FMEA的分析步骤-说明,第三节FMEA的分析步骤说明,4、建立故障模式清单、分析故障模式及影响这一步是实施FMEA的核心，根据理论知识、实践经验和有关故障资料，判明系统中所有实际可能出现的故障模式，即导致规定输出功能的异常和偏差。

分析过程的出发点，不是从故障已发生开始考虑，而是分析现有设计方案，会有那种故障发生，即对每一种输出功能的偏差，预计可能发生什么故障，对部件、子系统、系统有什么影响及其程度，列出认为可能发生的全部故障。

选定、判定故障模式是一项技术性很强的工作。

5W1H启发式分析方法：

5W1H是Who、When、Where、What、Why、How的总称,第三节FMEA的分析步骤说明,做什么Whattodoit?

为什么做Whytodoit?

何时做Whentodoit?

何地做Wheretodoit?

谁去做Whotodoit?

怎么做Howtodoit?

5、研究故障检测法6、确定故障等级7、提出预防措施8、制定FMEA表,第三节FMEA的分析步骤说明,表故障类型与影响分析（FMEA）记录表区域/工艺过程：

系统：

子系统：

分析人员：

日期：

第三节FMEA的分析步骤说明,案例分析,1.电机运行系统故障类型和影响分析,案例分析,2.空气压缩机储罐的故障类型和影响分析空气压缩机的储罐属于压力容器,其功能是储存空气压缩机产生的压缩空气。

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,第四节致命度分析,致命度分析的原理致命度分析（CriticalityAnalysis缩写CA）是在FMEA的基础上扩展出来的。

在系统进行初步分析（FMEA）之后，对其特别严重的故障模式单独在进行详细分析。

致命度分析就是对系统中各个不同的严重故障模式计算临界值致命度指数，即给出某故障模式产生致命度影响的概率，它是一种定量分析方法，与FMEA结合使用，叫做故障模式、影响及致命度分析（FMECA）,致命度分析（CriticalityAnalysis缩写CA）Aprocedurebywhicheachpotentialfailuremodeisrankedaccordingtothecombinedinfluenceofseverityandprobabilityofoccurrence.,第四节致命度分析,第四节致命度分析,致命度分析的目的1、尽量消除致命度高的故障模式2、当无法消除故障模式时，应尽量从设计、制造、维修和使用等方面去降低其致命度和减少其发生的概率。

3、根据故障模式不同的致命度，对零件、部件或产品提出相应的不同质量要求，以提高其安全性和可靠性。

4、根据不同情况可采取对产品或部件的有关部位增设保护措施、监测预报系统等措施。

第四节致命度分析,致命度指数计算当用危险度一个指标来评价时,可按下式计算危险度:

式中C-系统的危险度;

n-导致系统重大故障或事故的故障类型数目;

-元素的基本故障率;

t-元素的运行时间;

-导致系统重大故障或事故的故障类型数目占全部故障类型数目的比例;

-导致系统重大故障或事故的故障类型出现时,系统发生重大故障或事故的概率,k1-实际运行状态的修正系数;

k2-实际运行环境条件的修正系数。

第四节致命度分析,致命度分析表格,FMECA-应用实例,现以柴油机燃料系统为例进行FMECA分析。

柴油机燃料系统可分为5个子系统，即燃料供应子系统、燃料压送子系统、燃料喷射子系统、驱动装置、调速装置。

下图为其可靠性框图。

作为示例，仅就燃料压送子系统进行故障类型影响分析。

这个子系统的分析材料下表所示。

第四节致命度分析,故障类型影响、致命度分析应用,有趣的安全警语,1、马来西亚佛州的交通安全标语：

“阁下，驾驶汽车时速不超过30英里，您可以饱览本地美丽的景色；

超过60英里，请到法庭作客；

超过80英里，欢迎光顾本地设备最选进的医院；

超过100英里，请君安息吧！

”2、三思而后行“一辆耀武扬威的大卡车上挂着一块大木牌，上书：

“本车与它车相撞17次，其中15次大胜，1次平局，只有一次失利。

请君在撞我之前要三思而后行。

”3、墨西哥城的告示：

“请驾驶员小心，切勿超速行驶-本城一无医院二无医生三无药品。

”,4、我只喜欢开慢车的浪漫的美国人在一处公路上的转弯处树立了一块新颖的标志牌-画面上一位美丽的姑娘的微笑着说：

“我只喜欢开慢车的。

”5、令人费解的路牌在美国宾夕法尼亚州兰开斯特地区的一处公路旁树立着一块令人费解的路牌：

“请您注意，裸体主义者*道。

”过往的驾驶员因不解其意，不由自主地放慢了车速。

其实，这块路牌并非警察所立，只是当地的一位农场主所立，他的目的也只是利用费解的内容引起驾驶员注意，使其降低车速，从而保证他的4个孩子能安全地穿过马路。

6、您愿意做第4个吗美国一处高速公路的拐弯处的文字令人触目惊心：

“此处已摔死3个，您愿意做第4个吗？

作业,1、FMEA与CA的基本含义2、什么是故障、故障类型、故障原因、故障机理？

3、故障类型、故障原因、故障机理三者间的关系？

4、故障等级确定方法？

5、故障类型影响分析的程序？