故障模式_效应及危害性分析故障树分析

故障模式、效应及危害性分析 故障树分析

信息产业部电子五所

内容介绍1 概述 FMECA同FTA的的概念、相互区别及应用 2 FMECA的一般方法 FMECA分析方法 FMECA分析实例 3 FTA的方法基础 4 FTA的一般方法 FT的建立和简化、 FT的定量分析、定性分析

概述

FMEA、FMECA 失效模式、影响与危害分析(FMECA),或失 效模式与效应分析( FMEA ),是一种可靠性 分析技术，在工程设计(可以是整个的也可以 是局部的)完成后供检查和分析设计图纸(就 电子设备来说，是对电路的设计图纸)用。 这种分析方法能对被研究对象具体指明单元可 能发生的失效模式(例如，对电路来说，是发 生开路失效或短路失效，饱和阻塞，还是参数 漂移等)、产生的效应和后果，因而有助于获 得供改进可靠性用的具体工程方案。

FMECA是在FMEA基础上扩展出来的， 它是 FMA( 故障模式分析 ) 、 FEA (失效 影响分析)、FCA(失效后果分析)三种方 法的总称。它使定性分析的 FMEA 增加 了定量分析的特点。 失效模式、效应与危害度分析又是维修 性设计特别是故障安全设计的基础，也 是PLP(产品责任预防)分析的代表性方法。 70 年代末期，美国发生的几起重大事故 均与未周密地进行失效模式、效应与危 害度分析有关 。例如：概述

概述

NASA 卫星系统，在发射情况下，由于对旋转 天线汇流环进行失效模式、效应与危害分析时 只考虑开路失效模式，忽略了短路失效效应， 结果因天线汇流环发生短路而使发射失效，损 失了九千至一亿五千万美元。 美国 DC-10 商用飞机，在变更发动机维修方法 时，因未进行失效模式、效应与危害度分析， 终于在芝加哥上空坠毁。 1979 年 3 月 28 日，美 国的三里岛 2 号反应堆发生的举世瞩目的重大 安全事故，也是因未对控保系统中增压安全阀 及其监示电路的失效模式进行详细分析的结果。

概述

失效树分析 失效树分析法(Fault Tree Analysis)简 称 FTA 。 1961 年 美 国 贝 尔 实 验 室 沃 森 ( Watson )等人在民兵导弹发射控制系 统中开始应用，其后波音公司对 FTA 作 了修改使其能用计算机进行处理，推动 了 FTA 技术的迅速发展。 FTA 现已成为 分析各种复杂系统可靠性的重要方法之 一。

概述

失效树分析，是把系统不希望发生的失 效状态作为失效分析的目标，这一目标 在失效树分析中定义为“ 顶事件”。在 分析中要求寻找出导致这一失效发生的 所有可能的直接原因，这些原因在失效 树分析中称之为“ 中间事件”。再跟踪 追迹找出导致每一个中间事件发生的所 有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到 对被分析对象来说是一种

基本原因为止。 这种基本原因，失效树分析中定义为 “ 底事件”。

概述

失效树建造是失效树分析的关键

失效树建造是失效树分析的关键，也是 工作量最大的部分。由于建树工作量大， 因而这种方法在新的复杂系统上使用受 到局限。例如，美国原子能委员会发表 的WASH-1400核电站风险评价分析报告 指出，为了建造失效树，60名专家用了 将近三年时间，消耗了大量资金

概述

FMECA同FTA的相互区别方法 按层 次的 分析 方 向 方 FMEA、FMECA 自原因——单一故障模式 (错误模式)方面向结果— —上级系统的故障方面分 析，自下而上，顺向 在表格内填写故障模式对装 置、系统的影响，对故障模 式的评价，改进措施，并将 致命项目(模式)列表 FTA 自结果——不希望发生的顶事件 (上级事件)向原因方面(下级 事件) 做树形图分解， 自上而下， 逆向 由顶事件起经过中间事件至最下 级的基本事件用逻辑符号联结， 形成树形图， 再计算不可靠度 (不 安全概率)

法

定性 与定 量分 析的 功 能

是定性的、归纳性的方法， 特别是不需要计算。但 FMECA 需要根据故障率数 据定量地计算致命度

特点 (优 点与 缺 点)

利用表格，简单列举系统构 成零部件的所有故障模式， 并假定其发生，可找出系统 可能发生的故障。缺点是只 输入硬件的单一故障模式， 因而是孤立的分析。在某种 程度上也可考虑与人员差 错、软件错误有关系统的部 件。对于含大量部件，具有 多重功能的工作模式和维修 措施的复杂系统，以及环境 影响大的系统，在应用上均 有困难

应用布尔代数等按树形图逻辑符 号将树形图简化， 求最小割集 (最 重要致命原因事件的组合)并计 算顶 事 件 发 生 概 率 。 若 是 定 量 的、逻辑的、演绎的方法，还可 对事件发生频率、费用及工时损 失等做出相对(定性)的评价 以某个特定的不希望发生的故障 (不正常)为顶事件，可以进行 更深入的分析。与 FMEA 相比， 不仅可以分析部件错误，还可以 分析由于人员差错、软件错误、 控制错误、环境应力等引起的故 障、 ,及进行多重故障分析。可 以从逻辑上明确故障的发生过程 定量计算顶事件的发生概率。其 不利的一面是还有人力熟悉布尔 代数与最小割集等知识。

概述

应用注意事项 FMECA、FTA都是可靠性分析方法，但 是并非万能。FMECA、FTA不能代替全 部可靠性分析。这两种方法不仅要相辅 相成地应用，还要重视与其它分析方法、 管理方法及数据的结合。尤其，FMECA、 FTA都是重视功能型的静态分析方法， 在考虑时间序列与外部因素等共同原因 方面，即动 …… 此处隐藏：1204字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……