2.5故障类型、影响和危险度分析(FMEA)解读
故障模式与影响分析(FMEA)：精益风险管理
故障模式与影响分析(FMEA)：精益风险管理故障模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是一种用于系统化识别和评估潜在故障及其潜在影响的方法。
在现代制造业和服务业中，FMEA被广泛应用于产品设计阶段、生产过程和服务提供过程中，以帮助组织有效管理风险，提高产品和服务的质量，实现精益生产和管理。
FMEA的核心概念FMEA的核心概念包括故障模式、故障原因、故障影响和风险等级。
故障模式是指产品或过程可能出现的所有类型的故障。
故障原因是导致故障模式发生的根本原因。
故障影响是指故障对产品性能、安全性或可靠性造成的影响程度。
风险等级则是根据故障的可能性、严重性和检测难度来评估和分类风险。
FMEA的步骤FMEA通常包括以下步骤：1.确定分析范围：明确定义分析的范围和目标，包括产品、过程或服务的特定方面。
2.识别潜在故障模式：确定可能发生的故障模式，并对其进行描述和分类。
3.评估故障影响：分析故障的潜在影响，包括对产品性能、安全性或可靠性的影响。
4.评估风险：根据故障的可能性、严重性和检测难度等因素，评估和分类风险等级。
5.制定改进措施：制定和实施减轻或消除潜在风险的改进措施。
6.跟踪与监控：跟踪和监控已实施改进措施的效果，定期审查和更新FMEA过程。
FMEA的应用FMEA在精益风险管理中的应用具有重要意义。
通过FMEA，组织能够：•提前识别风险：通过分析潜在的故障模式和影响，组织可以提前识别可能存在的风险，从而采取预防性措施。
•优化产品设计：在产品设计阶段应用FMEA，可以帮助设计团队识别潜在故障模式，改进设计，提高产品的可靠性和质量。
•改进生产过程：在生产过程中应用FMEA，可以帮助组织识别潜在生产故障，优化生产工艺流程，减少生产中的故障率。
•提高客户满意度：通过有效的风险管理，组织可以提高产品和服务的质量和可靠性，提升客户满意度。
结语故障模式与影响分析(FMEA)作为一种精益风险管理工具，在现代企业管理中扮演着重要的角色。
质量控制的FMEA故障模式与影响分析
提供改进方向
FMEA通过分析故障模式及其影响，为企业 提供明确的改进方向和优先级排序，有助于 企业有针对性地开展改进工作，提高改进效 果。
THANKS
流程改进
在生产或服务流程中， FMEA可用来识别潜在的问 题点，优化流程，提高生产 效率和质量。
项目管理
在项目实施过程中，FMEA 可用来评估项目风险，制定 风险应对策略，确保项目顺 利进行。
服务行业
在服务行业中，FMEA可用 来评估服务流程中的潜在问 题，提高服务质量和客户满 意度。
02 FMEA的步骤
05 FMEA的改进措施
设计改进措施
优化产品设计
通过分析故障模式，对产品设计进行优化，降低产品 故障风险。
引入新设计理念
利用新技术、新材料等手段，提高产品的可靠性和性 能。
强化设计验证
增加设计验证环节，确保设计符合预期要求，降低设 计缺陷。
过程改进措施
优化生产流程
通过改进生产流程，降低生产过程中的故障风 险。
VS
矩阵横轴列出故障模式，纵轴列出产 品或过程的功能，通过评估每个故障 模式对每个功能的影响，确定故障模 式的严重度（S）、发生频率（O） 和检测难度（D），进而计算风险优 先数（RPN）。
风险优先数（RPN）
风险优先数是一个数值，用于量化潜 在故障模式的风险，通过将严重度、 发生频率和检测难度的数值相乘得到 。
04 FMEA的实践应用
产品开发过程中的FMEA应用
故障模式识别
在产品开发阶段，FMEA分析有助 于识别潜在的故障模式，包括设 计、制造、装配和使用过程中可 能出现的问题。
风险优先级排序
根据故障模式的发生概率和影响 程度，FMEA可以对风险进行优先 级排序，为后续设计和改进提供 依据。
风险评估技术-失效模式和效应分析(FMEA)及失效模式、效应和危害度分析(FMECA)
失效模式和效应分析（FMEA及失效模式、效应和危害度分析（FMECA）1 概述失效模式和效应分析（Failure Mode and Effect Analysis ，简称FMEA）是用来识别组件或系统未能达到其设计意图的方法。
FMEA 用于识别：•系统各部分所有潜在的失效模式（失效模式是被观察到的是失误或操作不当）；•这些故障对系统的影响；• 故障原因；• 如何避免故障及 /或减弱故障对系统的影响。
失效模式、效应和危害度分析（Failure Mode and Effect and Criticality Analysis ，简称 FMECA）拓展了 FMEA 的使用范围。
根据其重要性和危害程度，FMECA 可对每种被识别的失效模式进行排序。
这种分析通常是定性或半定量的，但是使用实际故障率也可以定量化。
2 用途FMEA 有几种应用：用于部件和产品的设计（或产品） FM EA ；用于系统的系统FMEA ;用于制造和组装过程的过程 FMEA ;服务FMEA和软件FMEA。
FMEA/ FMECA 可以在系统的设计、制造或运行过程中使用。
然而，为了提高可靠性，改进在设计阶段更容易实施。
FMEA/ FMECA 也适用于过程和程序。
例如，它被用来识别潜在医疗保健系统中的错误和维修程序中的失败。
FMEA/FMECA 可用来：•协助挑选具有高可靠性的替代性设计方案;•确保所有的失效模式及其对运行成功的影响得到分析;•列出潜在的故障并识别其影响的严重性;•为测试及维修工作的规划提供依据;• 为定量的可靠性及可用性分析提供依据。
它大多用于实体系统中的组件故障，但是也可以用来识别人为失效模式及影响。
FMEA 及 FMECA 可以为其他分析技术，例如定性及定量的故障树分析提供输入数据。
3 输入数据FMEA 及 FMECA 需要有关系统组件足够详细的信息，以便对各组件出现故障的方式进行有意义的分析。
信息可能包括：• 正在分析的系统及系统组件的图形，或者过程步骤的流程图；• 了解过程中每一步或系统组成部分的功能；• 可能影响运行的过程及环境参数的详细信息；• 对特定故障结果的了解；• 有关故障的历史信息，包括现有的故障率数据。
工业机器故障模式与影响分析FMEA
工业机器故障模式与影响分析FMEA 工业机器在生产过程中经常会出现各种故障，这些故障不仅会导致生产效率低下，还会带来安全隐患和经济损失。
为了有效地预防和处理机器故障，FMEA被引入到工业生产中进行故障模式与影响分析。
FMEA是故障模式和影响分析（Failure Mode and Effects Analysis）的缩写，是一种系统性的分析方法，通过识别故障模式、评估故障的可能性和影响，找出可能产生故障的原因，最后确定相应的改进措施和优化方案，从而提高机器的可靠性和工作效率。
一、故障模式在FMEA分析中，首先需要确定机器的故障模式。
故障模式指的是机器出现故障的方式或形式。
常见的故障模式有以下几种：1. 功能失效：机器某项功能无法正常运行或无法达到预期效果。
2. 部件失效：机器内部的某个部件或元件失效或损坏，导致机器无法正常运转。
3. 装置失灵：机器内部的某个装置失灵，如控制装置、传动装置等。
4. 过程失常：机器在生产过程中出现异常，如振动、冲击、温度升高等。
5. 人为因素：机器故障可能与人为操作不当或使用不当有关。
二、影响分析FMEA的第二步是进行影响分析，即对故障产生的影响进行评估。
影响分析包括以下几个方面：1. 安全影响：机器故障可能导致人员伤害、火灾或环境污染等安全风险。
2. 质量影响：机器故障可能导致产品质量问题，从而影响客户满意度和市场竞争力。
3. 生产影响：机器故障可能导致生产线停机或生产制造延误，从而影响企业的生产效率和经济效益。
4. 维修影响：机器故障可能需要维修或更换零部件，从而带来维修成本和维修时间等影响。
三、原因分析确定机器故障模式和影响之后，需要对故障产生的原因进行深入分析，找出故障的根本原因。
常用的原因分析方法有5W1H分析法和鱼骨图法。
5W1H分析法是指将问题的Who、What、When、Where、Why和How几个关键问题进行分析，找出问题发生的原因和问题解决的策略。
故障类型与影响分析(FMEA)
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.6 FMEA的基本方法
➢ 产品更改：结构更改、材料更改、参数更改 ➢ 过程更改：工艺流程、工艺方法
➢ 现有产品/过程应用于新的环境、场所时
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.2 实施FMEA的目的 ➢ FMEA 是分析某一机械设备所有可能产生的故障模式及其对
系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度 及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。 ➢ FMEA的目的是：
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.4 FMEA的特点
1）FMEA是事前行为
➢ 通过FMEA确定的措施为预防措施； ➢ 各类失效模式均为“潜在”，即可能会发生； ➢ 潜在失效模式是凭经验和对以往事故的评估获得；
2）FMEA是为各类设计/更改设计做准备的活动
➢ FMEA是对“设计策划”环节的补充活动； ➢ 在设计策划过程中，通过FMEA明确如何使顾客满意；
➢ 评价产品和过程的潜在失效模式以及该失效后果； ➢ 确定能够消除或减少潜在失效发生机会的措施； ➢ 将全部过程形成文件。
一、FMEA概述
1.3 FMEA的应用 1.3.3 FMEA的作用
1) 全面找出一切的、可能的失效模式； 2) 有助于发现设备本身的问题，给出失效模式的风险评估顺 序，提供改进的优先控制措施，从而引导资源去解决需要优先解 决的问题； 3）利于预防性维护和保养，从而避免和减少因不恰当地维修 带来的损失，降低生产运行与维护成本。
故障类型和影响分析
故障类型和影响分析（FMEA）1、故障类型影响分析的特点及优缺点：1)能够明确地表示出局部的故障讲给系统整体的影响，确定对系统安全性给予致命影响的故障部位。
因此，对组成单元或子系统可靠性的要求更加明确，并且能够提出它们的重要度。
利用FMEA也很容易从逻辑上发现设计方面遗漏和疏忽的问题。
2)能用定性分析法来判断可靠性和安全性的大小或优劣，并能提出问题和评价其重要度。
3)FMEA法不仅用于产品设计、制造、可靠性设计等方面，而且还可以把设计和质量管理、可靠性管理等活动有机连接起来。
因此，对系统规定评价是非常有利的。
4)应用时，若把重要的故障类型忽略了，则所进行的分析，特别是所进行的预测将是徒劳无用的。
所以，对重要故障类型不能忽略。
5)为定量地进行系统安全性预测、评价和其他安全性研究提供一定的数据资料。
2、FMEA基本原理：1)故障类型：运行过程中的故障；过早地启动；规定的时间内不能启动；规定的时间内不能停车；运行能力降低、超量或受阻。
2)造成原件发生故障的原因：设计上的缺点；制造上的确定；质量管理方面的缺点；使用上的缺点；维修方面的缺点。
3)故障等级：A简单划分时利用下表故障类型分级表故障等级影响程度可能造成的危害或损坏Ⅰ级致命性可能造成死亡或系统损坏Ⅱ级严重性可能造成严重伤害、严重职业病或主要系统损坏Ⅲ级临界性可造成轻伤、轻职业病或次要系统损坏Ⅳ级可忽略性不会造成伤害和职业病，系统也不会损坏B评点法上述方法中的每一项有经验来判断，也可用下面的公式来算：评点参考表评点因素内容点数故障影响大小F1造成生命损失 5.0造成相当素食 3.0功能损失 1.0对系统造成的影响F2对系统造成二个以上的重大影响 2.0对系统造成一个以上的重大影响 1.0对系统无太大影响0.5故障发生的概率F3易于发生 1.5能够发生 1.不太发生0.7防止故障的可能性F4不能 1.3严重度的等级与内容I级：故障概率很低，元件操作期间出现机会可以忽略。
故障类型和影响分析
故障类型和影响分析内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）故障类型和影响分析（FMEA）1、故障类型影响分析的特点及优缺点：1)能够明确地表示出局部的故障讲给系统整体的影响，确定对系统安全性给予致命影响的故障部位。
因此，对组成单元或子系统可靠性的要求更加明确，并且能够提出它们的重要度。
利用FMEA也很容易从逻辑上发现设计方面遗漏和疏忽的问题。
2)能用定性分析法来判断可靠性和安全性的大小或优劣，并能提出问题和评价其重要度。
3)FMEA法不仅用于产品设计、制造、可靠性设计等方面，而且还可以把设计和质量管理、可靠性管理等活动有机连接起来。
因此，对系统规定评价是非常有利的。
4)应用时，若把重要的故障类型忽略了，则所进行的分析，特别是所进行的预测将是徒劳无用的。
所以，对重要故障类型不能忽略。
5)为定量地进行系统安全性预测、评价和其他安全性研究提供一定的数据资料。
2、FMEA基本原理：1)故障类型：运行过程中的故障；过早地启动；规定的时间内不能启动；规定的时间内不能停车；运行能力降低、超量或受阻。
2)造成原件发生故障的原因：设计上的缺点；制造上的确定；质量管理方面的缺点；使用上的缺点；维修方面的缺点。
3)故障等级：A简单划分时利用下表故障类型分级表i(0~10)B评点法C S=√C1?C2?…?C i上述方法中的每一项有经验来判断，也可用下面的公式来算：C S=F1+F2+F3+F4+F5评点参考表C风险矩阵法严重度的等级与内容用定性方法给故障概率分类的原则是：I级：故障概率很低，元件操作期间出现机会可以忽略。
II级：故障概率低，元件操作期间不易出现。
III级：故障概率中等，元件操作期间出现机会可达到50%。
IV级：故障概率高，元件操作期间易出现。
用定量方法给故障概率分类的原则是：I级：在元件工作期间，任何单个故障类型出现的概率少于全部故障概率的。
II级：在元件工作期间，任何单个故障类型出现的概率多于全部故障概率的，而少于。
故障模式与影响分析(FMEA)
故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA）是一种常用的系统性风险管理工具，用于预测和评估产品或过程中的故障模式及其对可靠性和安全性的影响。
本文将介绍FMEA的基本原理、应用步骤和优点。
一、FMEA的基本原理FMEA是一种基于预防性思维的方法，旨在通过识别和分析潜在故障模式，预测其影响，并提出相应的措施进行改进。
其基本原理如下：1. 识别故障模式：通过分析产品或过程的各个组成部分，确定可能存在的故障模式。
这些故障模式可以是机械、电气、软件、人为等方面引起的。
2. 评估故障后果：对于每个故障模式，评估其对产品或过程功能、性能、安全性和可靠性的影响。
这包括了故障的概率、持续时间、可检测性等指标。
3. 确定风险优先级：根据故障发生的概率和影响的严重程度，为每个故障模式分配风险优先级。
这有助于确定哪些风险需要优先考虑和解决。
4. 提出改进措施：针对高风险的故障模式，制定相应的改进措施，以降低其发生的概率或减小其影响。
这包括了工艺改进、设计优化、培训提升等方面的措施。
5. 追踪和监控：实施改进措施后，需要进行追踪和监控，以确保其有效性，并及时进行修正和改进。
二、FMEA的应用步骤进行FMEA分析时，一般可以按照以下步骤进行：1. 确定分析范围：明确要进行FMEA分析的产品或过程的范围，并明确参与分析的团队成员和责任。
2. 组织分析团队：组建一个跨职能的分析团队，包括设计、工艺、质量、安全等相关岗位的专业人员，以确保全面性和全局性的分析。
3. 识别故障模式：对于每个组成部分，识别可能存在的故障模式，并编制故障模式清单。
4. 评估故障后果：对每个故障模式，评估其对功能、性能、安全性和可靠性的影响，并确定相应的评分。
5. 确定风险优先级：根据故障发生的概率和影响的严重程度，计算每个故障模式的风险优先级。
6. 制定改进措施：根据高风险故障模式，制定相应的改进措施，并明确实施的责任人和时间节点。
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一个系统或产品从正常发展成事故有一个过程:正常~异常~征兆状态~故障
~事故。对产品、设备、元件的故障类型、产生原因及其影响应及时了解和掌 握，才能正确地采取相应措施。若忽略了某些故障类型，就可能因为没有采取
防止措施而发生事故。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤
FMEA分析步骤
一般说来,对关键的子系统可以分析得深些 ,次要的可以分析得浅些 ,有 的可以不分析。 对于复杂的系统,为了说明系统各部分之间功能的传输情况 ,以便于应用FMEA,通常 采用可靠性框图加以表示。 可靠性框图是从可靠性的角度建立的模型,它把实际系统的物理、空间要素与现象 表示为功能与功能之间的联系,尤其明确 了它们之间的逻辑关系,如图2-3所示。
分析对象
确定 分析层次
建立故障类型清单、分析故障 原因 及其影响
确定 故障等级
编制 分析文件
(1)了解分析对象，明确系统任务和组成 分析时首先要熟悉有关资料，从中了解系统的组成、任务、工艺流程等情况。查
出系统设备元件及其性能、运行条件以及正常和故障的条件，从每个硬件的故障类型
出发，研究它们对系统产生的影响。要熟悉子系统的性能及各子系统之间的相互关系， 并准备一些必要的资料: ①设计任务书及技术设计说明; ②有关此类生产的法令、标准、规范、制度; ③工艺流程，主要设备图纸及说明; ④同类系统的事故事例，预先危险性分析、图表及可靠性数据等。
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、维修等多个环节，每一个环节都有可能出现 缺陷、失误、偏差与损伤，这就有可能使产品存在隐患，即处于一种可能发生
故障的状态。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)
1.分析内容(2/2)
故障类型:就是故障出现的状态，也就是故障的表现形式，一般可以从以 下几方面考虑: (1)运行过程中的故障; (2)过早地启动; (3)规定时间不能启动; (4)规定时间不能停车; (5)运行能力降级超量或受阻。 从安全角度来说，事故、灾害是指“故障引起的人身伤亡和物质财产的损 失”。也就是说，故障是事故、灾害的原因。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA)
1.分析内容(1/2)
故障模式和影响分析用于分析系统发生影响的所有单元的故障,并且研究 这些故障的影响，进而指明每种故障发生的模式及其对系统运行所产生的影响 程度。 这种方法的特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的 对策。其基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障类型及其对人 员、操作及整个系统的影响。 故障:就是元件、组件、子系统、系统某种功能失效和损失，在运行时不 能达到预期要求，因而完不成任务。 系统或产品发生故障有多方面原因，以机电产品为例，从其制造、产出和
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(1/3) 系统根据一定的方式从高到底进一步划分为子系统、单元、组件、元件等层次，系 统的复杂程度不同，需要进行分析的精确程度也不同，则将要进行分析的层次也就不 同。分析开始时就要次的故障类型及影响分析(以汽车系统为例)。
2.5 故障类型、影响和危险度分析
2.5.1基本原理 故障类型及影响分析(Failure Modsl & Effects Analysis,FMEA)是对系统的各组成部分、 元素进行的分析。系统的组成部分或元素在运行过程中往往可能发生不同类型的故障 ,对系 统产生不同的影响。 这种分析方法首先找出系统中各组成部分及元素可能发生的故障及其类型,查明各种类 型故障对邻近部分或元素的影响以及最终对系统的影响 ,然后提出避免或减少这些影响的措 施。 故障类型和影响分析最初只能做定性分析 ,后来在分析中包括了故障发生难易程度的评 价或发生的概率。更进一步地把它与危险度分析(Critical Analysis)结合起来,构成故障类型和 影响、危险度分析(Failure Modes,Effects and Criticality Analysis,FMECA)。这样,如 果确定了每个元素故障发生概率,就可以确定设备、系统或装置的故障发生概率,从而定量地 描述故障的影响。 1957年美国开始在飞机发动机设计中使用 FMEA法。2O世纪 60年代这种方法被广泛用于 航天产业的研发,为登月计划起到了不可估量的作用。后来美国航空航天局和陆军在确定工 程项目时,都要求承包方提供故障类型和危险度分析资料,航空航天局还把FMECA作为保证宇 宙飞船硬件可靠性的基本方法。 尽管该方法是由可靠性发展起来的 ,但目前已在核电站、动力工业、仪器仪表工业中得 到广泛应用,在化学工业应用也有明显的效果。
2.5 故障类型、影响和危险度分析
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤 (2)确定分析的层次(3/3)
该可靠性框图说明了以下问题: ①主系统分成了三个子系统，即10,20,30，每一个子系统发生故障都会对主系统发生影响。 ②子系统10包括三个组件:11,12,13。 ③组件11受元件01A,01B,02,03,04,05和06的影响，它们在串联的情况下进行工作。 ④元件01A和01B相同，是冗余系统。 ⑤元件02由两个零件a和b组成。 ⑥从功能上看，元件03受元件07和其他系统的影响。 ⑦虚线所包含的零件04在特定情况下发生作用。 ⑧元件05和06是备件，在某些特定情况下，05发生故障时，06起作用。 ⑨元件07在正常运转时不发生作用。 从框图可以明确看出分析系统、子系统、元件间的分析层次。
2.5.2故障类型和影响分析 (FMEA) 2.分析步骤
(2)确定分析的层次(2/3)
由图2-2可以看出,在各分析层次中,由于故障所在层次不同,故障类型对上一层影响 和对下一层的故障原因追究深度也不相同。
如果分析的层次太浅,就会漏掉重要的故障类型,得不到有用的资料;反之,若分析得
过深,一切都分析到元件 ,则会造成结果繁杂,费时太多 ,同时对制定措施也带来了困难。