第四章失效模式、后果与严重度分析

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1、1第四章 失效模式、后果与严重度分析（FMECA） 4-1 概 述4-2 失效模式与后果分析 ( FMEA和FMECA )一、FMEA及FMECA的概念 二、建立FMEA（FMECA）的一般方法三、FMEA的应用实例4-3 失 效 严 重 度 分 析一、定性分析二、定量分析三、严重度矩阵四、严重度分析的用途2 前面我们学习了可靠性方面的知识和理论，掌握了在产品设计阶段进行可靠性预计和分配的基本方法，可以讲大家能保证所设计的产品具有一定的可靠性（较高的可靠性）。 但该产品的可靠性再高也不能杜绝该产品在不能杜绝该产品在使用中出现故障使用中出现故障，其中还可能包括一些后果极其严重的故障。 因此，为了

2、保证产品的可靠性，还应该学会在产品设计阶段产品设计阶段，用科学的方法去分析计算故障（失效）和故障的产生情况，即用科学的方法去预防和预防和控制产品失效（故障）控制产品失效（故障），从而保证产品的可靠性。3 研究产品失效的方法研究产品失效的方法，当前世界上主要使用两种两种： (1) 故障（失效）模式、后果与严重度分析故障（失效）模式、后果与严重度分析 （FMECA） 失效模式与后果分析失效模式与后果分析（FMEA） Failure Mode and Effect Analysis 失失 效效 严严 重重 度度 分分 析析（CA） Catastrophic Analysis(2) 故障树分析故障树分

3、析 (FTA ) Failure Tree Analysis44-1 概 述 1. 失效失效（故障）： 产品丧失规定的功能。 例如，半球牌远红外线自动电烤箱（组成：电源线、控温器、电热器、定时器、指示灯等) 为例说明。 2.失效模式失效模式：失效或故障的形式。按产品说明书整理，有以下故障模式按产品说明书整理，有以下故障模式 5电源线故障电源线故障 (1) 电源线插头与屋内插座接触不良；电源线插头与屋内插座接触不良； (2) 电源线内部断开；电源线内部断开； (3) (3) 控温器触点烧坏（断路）；控温器触点烧坏（断路）； (4) (4) 控温器触点熔接一起（短路）；控温器触点熔接一起（短路）；

4、 (5) (5) 控温器触点接触不良；控温器触点接触不良； (6) (6)控温器控温旋钮紧固螺钉松开；控温器控温旋钮紧固螺钉松开； 控温器故障控温器故障(7) (7) 电热器烧断（断路）；电热器烧断（断路）； (8) (8) 电热器接触不良（断路）；电热器接触不良（断路）； (9)(9)电热器转换开关无弹性（断路）；电热器转换开关无弹性（断路）； 电热器电热器 故障故障(10) (10) 定时器机械装置有病；定时器机械装置有病； 定时故障定时故障(11) (11) 指示灯灯泡坏了；指示灯灯泡坏了； (12) (12) 指示器接线坏了等。指示器接线坏了等。 显示故障显示故障63. 失效（故障）模

5、式的分类失效（故障）模式的分类1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等7、其它类型故障模式：润滑不良等、其它类型故障模式：润滑不良等4.

6、 失效（故障）模式的比率失效（故障）模式的比率故障模式比率故障模式比率产品出现失效模式的百分比。产品出现失效模式的百分比。进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据7轴承轴承离合器离合器连接器连接器齿轮齿轮发电机发电机电位器电位器继电器继电器腐蚀腐蚀18.7-6.3-6.327.512.3蠕变蠕变-形变形变2.56.623.7202.1-0.4侵蚀侵蚀3.1-疲劳疲劳4.4-1.7-2.3摩擦摩擦10.6-1.5-2.6氧化氧化-绝缘绝缘-1.6-12.31012.3裂痕裂痕0.5-磨损磨损60.283.48.16025.1252.4断裂断裂-10.0

7、47.1204.61517.5其它其它-11.5-16.122.511.9例如：几种机械零部件的失效模式及其比率例如：几种机械零部件的失效模式及其比率8 失效后果失效后果是指一个部件失效时对整机所产生的影响。是指一个部件失效时对整机所产生的影响。 如上述电烤箱的失效模式产生以下后果：如上述电烤箱的失效模式产生以下后果： (读产品说明书最后一页读产品说明书最后一页) 烤箱不发热，指示灯不亮烤箱不发热，指示灯不亮 ( II ), (2) 烤箱不发热，指示灯亮烤箱不发热，指示灯亮 ( II ),5. 失效后果失效后果 (3) (3) 烤箱发热，指示类不亮烤箱发热，指示类不亮 ( (III) , (4

8、) (4) 烤箱发热，控温器失灵烤箱发热，控温器失灵 ( (III) , (5) 烤箱发热，定时器失灵烤箱发热，定时器失灵 ( IV )。96. 严重度（危害度）：失效后果的严重程度严重度（危害度）：失效后果的严重程度 严重度与故障等级有较大的关系，故障等级分为严重度与故障等级有较大的关系，故障等级分为四级四级: IV 次要的。可用其他方法（或计划外维修）保证系统的次要的。可用其他方法（或计划外维修）保证系统的 性能不变。性能不变。I 灾难性的。造成机毁人亡后果；灾难性的。造成机毁人亡后果；II 严重的。系统工作失效；严重的。系统工作失效；III 一般的。系统性能下降；一般的。系统性能下降；可

9、见电烤箱失效后果的严重度为可见电烤箱失效后果的严重度为 :IV 用表计时代之可很好工作用表计时代之可很好工作工作不好工作不好 III、III、 不能工作不能工作II、 II、 10失效等级：失效等级：故障类型故障类型 分类原则分类原则 1 致命故障致命故障 导致人身伤亡、 重要总成报废、 重大经济损失或对导致人身伤亡、 重要总成报废、 重大经济损失或对环境造成重大危害。环境造成重大危害。 2 严重故障严重故障 导致重要总成、 零部件损坏， 且不可能在短时间内导致重要总成、 零部件损坏， 且不可能在短时间内修复。修复。 3 一般故障一般故障 导致性能下降，在短时间内修复导致性能下降，在短时间内修

10、复 4 轻微故障轻微故障 一般随车工具在短时间可以修复一般随车工具在短时间可以修复 失失效效等等级级严严重重程程度度I导导致致系系统统功功能能失失效效，造造成成系系统统或或环环境境重重大大损损失失，导导致致人人员员伤伤亡亡。II能能导导致致系系统统功功能能失失效效，造造成成系系统统或或环环境境重重大大损损失失，不不导导致致人人员员伤伤亡亡。II导导致致系系统统功功能能下下降降，对对系系统统或或环环境境均均无无显显著著损损害害。IV导导致致系系统统功功能能下下降降，对对系系统统或或环环境境均均无无害害。11故故 障障 类类 别别IIIIIIIV故故 障障 分分 级级12345678910故故 障

11、障 损损 失失(元元)14507261450361725181360911804690244512237116汽车故障等级划分汽车故障等级划分美国空军对飞行事故的等级划分美国空军对飞行事故的等级划分等等级级对对人人员员要要求求对对飞飞机机要要求求对对费费用用要要求求备备注注A人人员员伤伤亡亡全全毁毁或或损损伤伤而而无无法法修修理理20 万万元元以以上上的的人人身身损损伤伤、职职业业病病和和财财产产损损失失1892 年年提提高高到到 50 万万B520 万万元元以以上上的的人人身身损损伤伤、职职业业病病和和财财产产损损1892 年年提提高高到到 550 万万C 1、费费用用 3005 万万以以下