故障模式与影响分析
故障模式与影响分析的步骤和实施
故障模式与影响分析的步骤和实施故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA）是一种系统性的方法，用于识别和评估系统、过程或产品中的潜在故障模式及其对系统性能的影响。
通过FMEA分析，可以帮助我们在设计和生产早期阶段识别并预防潜在的故障，以提高系统的可靠性和性能。
本文将介绍FMEA的步骤和实施方法。
一、确定分析范围在进行FMEA之前，首先需要明确分析的范围。
可以从整体系统开始，也可以从具体的子系统或关键环节开始。
确定分析范围有助于集中精力开展分析工作，并准确评估潜在故障对系统的影响。
二、制定团队FMEA需要多个专业领域的人员参与，以确保对系统各个方面进行全面分析。
制定一个跨部门的团队，包括设计工程师、生产工程师、质量控制专家等，以确保每个方面都得到充分的考虑和分析。
三、识别潜在故障模式在这一步骤中，团队成员应该全面检视系统或过程，识别可能发生的各种故障模式。
可以根据以往的经验和现有的技术资料来确定潜在故障模式。
通过头脑风暴等方法，团队成员可以提出各种可能的故障模式，包括机械故障、电子故障、人为错误等。
四、评估故障后果一旦潜在故障模式被确定，接下来需要对每个故障模式的后果进行评估。
这包括对系统的性能、安全性、可靠性等方面的影响进行定量或定性的评估。
对于后果严重的故障模式，应该给予更高的评估权重。
五、确定故障原因在分析故障后果的基础上，团队成员需要分析故障的根本原因。
这可以通过故障树分析、鱼骨图等方法来实现。
确定故障原因有助于我们找到预防故障的方法和策略。
六、制定改进措施根据故障原因的分析结果，团队成员需要制定相应的改进措施，以防止故障的再次发生。
这可能包括改进设计、增加备件储备、优化生产工艺等。
改进措施应该根据潜在故障的影响程度和发生概率来确定优先级。
七、实施改进措施在制定改进措施后，需要将其付诸实施。
这需要由相关的工程师和技术人员一起合作，确保改进措施得到有效地实施。
汽车发动机故障模式与影响分析FMEA
汽车发动机故障模式与影响分析FMEA文章正文：随着汽车行业的迅速发展，汽车的性能与可靠性要求也越来越高。
发动机作为汽车的核心部件之一，其故障对汽车的正常运行和驾驶安全产生重大影响。
因此，对汽车发动机故障模式与影响进行分析是至关重要的。
一、发动机故障模式的分类发动机故障模式可以根据故障的性质和发生的位置进行分类。
根据性质可以分为机械故障、电气故障、电子故障等；根据位置可以分为发动机内部故障和外部故障。
这些故障模式会导致发动机的停止工作、性能下降、燃油效率降低等问题。
二、发动机故障模式的原因分析发动机故障模式的出现通常会有多种原因。
可能是设计缺陷、零部件的制造问题、使用不当、环境因素等。
针对不同的故障模式，需要通过分析原因来找到解决方法，提高发动机的可靠性。
三、影响分析方法为了准确评估发动机故障模式的影响，可以采用故障模式与影响分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）的方法。
该方法通过分析每个故障模式，确定其对发动机性能和可靠性的影响程度，然后制定相应的对策。
FMEA分析一般包括以下几个步骤：1. 识别故障模式：通过文献调研、现场观察、实验数据等方式，收集和识别发动机可能存在的故障模式。
2. 确定影响指标：根据发动机的设计要求和性能参数，确定影响指标，如功率输出、燃油消耗、排放等。
3. 评估影响程度：根据影响指标，评估每个故障模式对发动机性能和可靠性的影响程度，如高、中、低。
4. 制定对策：根据故障模式的影响程度，制定相应的对策，如改进设计、优化制造工艺、增加保护装置等。
5. 实施和验证：将制定的对策实施到发动机生产和使用过程中，并进行验证，以确保对策的有效性。
四、FMEA的优势与应用FMEA方法可以帮助汽车制造企业更好地了解发动机故障模式的影响，保证汽车的性能和可靠性。
FMEA的应用不仅可以用于新产品开发阶段，还可以用于现有发动机的维修和改进。
优势：1. 预防故障：通过分析故障模式，可以提前采取对策，预防故障的发生。
fmea分析
FMEA分析什么是FMEA分析？FMEA即“故障模式与影响分析”（Failure Mode and Effects Analysis）的缩写，是一种常用的风险管理工具。
通过系统地对产品或过程的潜在故障模式及其潜在影响进行分析，旨在提前识别潜在风险，并采取相应的预防措施来减少其潜在影响。
FMEA的目的FMEA在产品或过程的设计、开发和生产阶段可以起到以下几个方面的作用：1.识别潜在风险：通过对产品或过程进行细致的分解和分析，可以识别出可能存在的潜在故障模式和潜在的影响。
2.评估风险的严重程度：根据故障的潜在影响和发生的可能性，对潜在风险进行定量或定性评估，以便确定应对措施的优先级。
3.确定风险控制措施：基于评估的风险严重程度，制定相应的风险控制计划，包括预防措施、检测措施和修正措施，以减少故障发生的可能性和减轻其影响。
4.提高产品和过程可靠性：通过对潜在故障模式和影响的深入分析，可以发现设计或工艺上的问题，并提出相应的改进措施，以提高产品和过程的可靠性。
FMEA的应用步骤FMEA分析一般由以下步骤组成：1.确定FMEA的范围和对象：明确FMEA的应用范围，确定要分析的产品或过程，以及需要参与FMEA分析的团队成员和相关专家。
2.创建FMEA分析表：根据产品或过程的特征和结构，创建FMEA分析表，包括列出可能出现的故障模式、故障后果、故障发生的可能性、目前的控制措施等信息。
3.评估故障的潜在影响和可能性：对每个故障模式进行评估，确定故障的潜在影响和发生的可能性，并进行定量或定性的风险评估。
4.制定风险控制措施：根据风险评估的结果，确定相应的风险控制措施，包括预防措施、检测措施和修正措施，以减少故障的潜在影响和发生的可能性。
5.实施风险控制措施：根据制定的措施，执行相应的行动计划，包括改进设计、制定工艺规范、加强检测和监控等。
6.监控和更新FMEA分析：定期监控和评估已实施的风险控制措施的效果，及时更新FMEA分析表，以反馈和改进措施。
机械系统的故障模式与影响分析
机械系统的故障模式与影响分析引言机械系统是现代工业中不可或缺的一部分，它们广泛应用于各个领域，包括制造业、交通运输、能源等等。
然而，由于使用环境的复杂性和长时间运行的需求，机械系统难免会遇到故障。
了解机械系统的故障模式以及这些故障对系统的影响是非常重要的，只有这样，我们才能采取适当的维护和修复措施，保证机械系统的可靠性和安全性。
一、故障模式的分类在分析机械系统的故障模式时，我们可以将其分为几个主要类别：1. 功能故障：这是最常见的机械故障，指的是机械系统无法执行其设计功能。
例如，一台汽车的发动机无法启动或者工作不正常，就是一种功能故障。
2. 结构故障：这种故障涉及到机械系统的物理结构，例如材料疲劳、裂纹、变形等。
结构故障可能导致机械部件的失效或者破坏。
3. 运动故障：机械系统的运动故障通常指的是运动元件之间的失配或者卡住。
例如，一个机械传动系统中的齿轮因为磨损或者误差，导致运动不顺畅或者完全停止。
4. 传感器故障：现代机械系统通常配备了各种传感器，用于检测和控制系统的状态。
传感器故障可以导致系统得不到准确的反馈信号，进而影响系统的正常运行。
二、故障对机械系统的影响了解故障模式之后，我们还需要分析这些故障对机械系统的影响。
这些影响可以分为以下几个方面：1. 生产效率：机械系统的故障会导致生产线的停止或者延误，进而影响整个生产过程的效率。
如果机械系统是关键设备，这种影响可能会导致巨大的经济损失。
2. 安全性：一些机械系统的故障可能会威胁到工作人员的安全。
例如，一台起重机的故障可能导致重物坠落，造成严重的伤害甚至死亡。
因此，对于这类机械系统，及时发现和修复故障尤为重要。
3. 设备寿命：机械系统的故障可能导致零部件的破坏和失效，进而缩短整个系统的寿命。
长期以来，这种情况可能增加维护和修复的成本，甚至需要更换整个系统，增加了投资和资源的浪费。
4. 环境影响：一些机械系统的故障可能对环境产生负面影响。
例如，一台污水处理设备的故障可能导致排放水质污染，威胁附近的生态环境和居民的健康。
故障类型和影响分析方法
概率——严重度分析法：
危险度分析的目的在于评价每种故障类型的危险程度。通 常,采用概率一严重度来评价故障类型的危险度。概率是指故 障类型发生的概率,严重度是指故障后果的严重程度。采用该 方法进行危险度分析时,通常把概率和严重度分别划分为若干 等级。例如,美国的杜邦公司把概率划分为6 等级,危险程度划 分为3个等级(见表2-9中注)。
➢ 致命度分析一般是与故障类型影响分析合用。 ➢ 目的：给出某种故障类型的发生概率及故障严重度
的综合度量。
CA 分析方法
❖ 危害性分析有定性分析和定量分析两种方法。究竟 选择哪种方法，应根据具体情况决定。
❖ 在不能获得产品技术状态数据或故障率数据的情况 下，可选择定性的分析方法。若可以获得产品的这 些数据，则应以定量的方法计算并分析危害度。
⑤ 它可以在一定程度上反映人的因素（如操作上）所 引起的失误等；
⑥ 它是其他失效分析的基础之一，它既可以独立使用， 也可作为可靠性定量分析方法的补充和保证。若与其他失效 分析法综合使用，其收获会更大。
1）定性分析法。 在得不到产品技术状态数据或故障率数据的情况下，可以按 故障模式发生的概率来评价FMEA 中确定的故障模式。此时， 将各故障模式的发生概率按一定的规定分成不同的等级。故 障模式的发生概率等级按如下规定：
❖ A 级(经常发生)——在产品工作期间内某一故障模式的发生 概率大于产品在该期间内总的故障概率的20%。
损伤人员和
设备
接口不严、弹簧疲劳
能耗增加、压力 下降
弹簧疲劳、折断 锈蚀物堵住阀口
压力迅速下降
超压时失去安全 功能、系统 压力迅速增 高
听漏气噪声、 空气压缩 机频繁打 压
压力表度数下 降
压力表度数下 降
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
故障模式：
一、故障模式：
1、硬件故障：由于计算机硬件的损坏或磨损，导致计算机无法正常
运行。
这种故障可以分为主板、内存、CPU、显示卡、显示器、硬盘、电
源等多个部分。
2、软件故障：由于软件的损坏、病毒感染或操作不当，导致计算机
无法正常运行。
3、网络故障：由于网络设备、传输介质及网络信号和路由而有诸多
问题，从而影响计算机网络的正常运行。
二、故障效应：
1、硬件故障：一旦发生硬件故障，计算机将无法正常运行，甚至无
法开机。
2、软件故障：一旦发生软件故障，计算机将出现软件异常，病毒感
染和操作不当等问题，使计算机无法正常运行。
3、网络故障：发生网络故障将导致计算机网络中断，无法在计算机
网络中进行数据交换和资源共享，从而使计算机无法正常工作。
三、危害性分析：
1、硬件故障：硬件故障会导致计算机无法正常运行，影响用户使用，严重的可能会使计算机无法开机，且经济损失较大；
2、软件故障：软件故障会使计算机出现软件异常，病毒感染和操作不当等问题，使计算机无法正常运行，影响用户使用，且经济损失较大；
3、网络故障：当发生网络故障时。
故障模式及影响分析
1 FMEA 简介
FMEA（故障模式及影响分析）是英文“Failure Mode and Effects Analysis”的缩写，也 译为失效模式与影响分析，是用于分析当前产品设计/过程设计可能导致的故障及后果的一 种技术方法，其充分利用员工的知识和创造能力，以规范化和文件化的 FMEA 分析表格来 辨认和评价可能发生的故障，并通过设计变更等措施防止这些故障的出现，或至少减少故障 的数量。20 世纪 50 年代中期，美国 Grumman 公司在生产一种新型飞机时，因为工程重大， 工程人员采用了一种故障分析的方法，来降低设计、生产的风险性，这就是今天 FMEA 的 雏形。随着 FMEA 在航空航天工业的成功运用，其他行业纷纷效仿，将 FMEA 移植到各自 的领域中，FMEA 技术得到了进一步的发展和完善。70 年代中期，美国发布了 FMEA 的军 用标准 MIL-STD-1629。80 年代，美国汽车业的三大巨头 FORD、GM、CRYSLER 将 FMEA 纳入 QS-9000 的行业标准中，并要求其供货商将使用 FMEA 作为质量管理的一部分。今天， FMEA 已经在全球得到了广泛应用。
1
FMEA 按实施阶段的不同一般可细分为概念 FMEA、设计 FMEA 和过程 FMEA。概念 FMEA 在产品设计的早期阶段进行，用来分析产品系统和子系统的有关概念问题，关注与某 类概念提议的功能有关的潜在故障模式。概念 FMEA 分析包括多重系统的相互作用，以及 在产品概念阶段，一个系统中各要素间的相互作用。设计 FMEA 在产品投入生产之前进行， 分析系统零部件的设计问题，关注设计不足引起的潜在故障模式。过程 FMEA 用来分析制 造和安装过程中的问题，关注制造或安装过程的不足引起的潜在产品故障模式。
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。
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故障模式及影响分析(FMEA)原理主要体现在美国三大汽车制造公司制定的《潜在失效模式 和后果分析》表格中。该表的内容包括： （1）功能要求：填写被分析过程（或工序）的简要说明; （2）潜在故障模式：记录可能会出现的问题点; （3）潜在故障后果：推测问题点可能会引发的不良影响; （4）严重度（S）：评价上述故障后果并赋予分值（1－10 分，不良影响愈严重分值愈高）; （5）潜在故障起因或机理：潜在问题点可能出现的原因或产生机理; （6）频度（O）：上述潜在故障起因或机理出现的几率（1－10 分，出现的几率愈大分值愈 高）; （7）现行控制：列出目前本企业对潜在问题点的控制方法; （8）探测度（D）：在采用现行的控制方法实施控制时，潜在问题可被查出的难易程度（1 －10，查出难度愈大分值愈高）; （9）风险顺序数（RPN）：严重度、频度、探测度三者得分之积，其数值愈大说明潜在问题 愈严重，应及时采取预防措施; （10）建议措施：列出“风险顺序数”较高的潜在问题点，并制定相应预防措施，以防止潜 在问题的发生; （11）责任及目标完成日期：制定实施预防措施的计划案; （12）措施结果：对预防措施计划案实施状况的确认。
潜在产品故障模式。
2.3 故障模式的定义
对于故障模式的定义根据产品的不同有不同的具体定义，但是对于故障模式的定义一般 都有如下共同特征： 在规定条件下(环境、操作、时间)不能完成既定功能； 在规定条件下产品参数值不能维持在规定的上下限之间； 产品在工作范围內导致零组件的破裂、断裂、卡死、损坏现象；
车辆耐久性 3
测试
考虑使用紧固 输入结构 4 192 研究备用的输 入结构
没有确定的措 10 160
施
使用光纤电缆 传递输出信号 8 192 使用多元配线 传递输出信号
1、将机械开/关设 计 变 为 压 电 压 力 8 3 4 96 装置 2、反对使用，因 为空间有限
不考虑使用光纤 电缆，无法与压电 装置兼容 选择多元配线，消
严重度(S)：为潜在故障模式发生，对零件、子系统、系统或用户影响程度的评价指标；
后果
评测标准
等级
无警告的严重后果
发生的缺陷非常严重，危及安全，
10
并违反政府法令，问题随机发生
Байду номын сангаас
有警告的严重后果
发生的缺陷非常严重，危及安全，
9
并违反政府法令，问题发生规律
很高
缺陷发生后丧失基本功能
8
高
缺陷发生后，性能明显下降，用户 7
严 频探 重 度 测 RPN 度 数度
前照 灯系 统/产 生光 线
系统：前灯 系统无法满 足基本功能
（S=8） 无法产生 其它系统：
8 光线 无 车辆：
无 客户：无法 在夜间行车
（S=8）
1、输入结 构失效
2、用户输 入无法进 入输入机 构
3、输出缺 失
实验测试不 同压力下的 6 控制板的有
效性
2 未知
1 障原因
3 如何实施故障模式及影响分析
FMEA 实施一般流程如下：
以上流程可以简单总结为：
5
下表是某汽车公司的前照明系统部分的 FMEA 分析：
严 潜在失效 频
项目/ 潜在失效 潜在失效后
重 原因/机 度
功能 模式
果
度
理
数
现行设计控 制
探 测 RPN 度
推荐措施
责任及 完成日
期
采取的措施
措施结果
被检测可能度（D）：使用现行设计控制方法探测出潜在故障原因的可能性；
被检测的可能性
评测标准
等级
几乎不可能 很微小 微乎其微 很低 低 中等
现行方法无法找出潜在原因，或根本
没有现行的控制方法
10
现行方法只有极低的概率可以探测
出潜在故障原因
9
现行方法只有非常小的概率可以探
测出潜在故障原因
8
现行方法只有很少的机会可以找出
从上述内容不难看出，FMEA 原理的核心是对故障模式的严重度、频度和可探测度进行 风险评估，通过量化指标确定高风险的故障模式，并制定预防措施加以控制，从而将风险完 全消除或减小到可接受的水平。
2.2 FMEA 的分类
FMEA 根据实施阶段的不同一般分为：概念 FMEA（CFMEA）、设计 FMEA（DFMEA）、过程 FMEA （PFMEA）。
8 1 8 64 除多余配线
6
4 结束语
故障模式分析及影响分析方法不仅适用于汽车零配件生产企业的质量管理体系，也可应 用于其他类似管理体系。它是一种“未雨绸缪”，而不是“亡羊补牢”，可以在项目早期确定 潜在的风险，提高生产能力和效率，缩短产品的面市时间。
参考文献
[1]URL: /view/268503.htm [2]URL: /view/1537574.htm
使用不便
中等
缺陷发生后，性能下降，用户略感
6
3
不便，引起用户轻微不满
低
缺陷发生后，性能略有下降，用户
可以感到不便，引起用户略微不满
很低
性能基本正常，用户偶然发觉异常 现象
轻微
性能基本正常，用户几乎不会发觉 异常现象
很轻微
性能基本正常，一般用户不会发觉
无影响
几近苛求的用户通常甚难发觉
发生频率(O)：为故障模式预期发生的可能性；
2.4 故障影响效果的定义
故障的影响效果通常使用风险顺序数来表示，风险顺序数(RPN：risk priority number)是 严重度(S)、发生频率(O)和被检测可能度（D）的加权值。即 RPN=(S)×(O)×(D)，其中严重 度、发生度与难检度的计分介于 1~10 之间 。
概念 FMEA、设计 FMEA、过程 FMEA 在实施阶段及实施内容方面存在差异，但是实施过程 基本相同，这里仅以设计 FMEA 为例进行展开分析。
故障发生的可能性
评测标准
很高：几乎不可避免 高：反复发生的失效 中度：偶尔发生的失效 低：相对很少发生的失效 很低：失效不太可能发生
≥1/2 1/3 1/8 1/20 1/80 1/400 1/2000 1/15000 1/150000 ≤1/1500000
5
4
3 2 1
等级
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
那我们能否在缺陷现象出现前以较小的代价将其发现并进行改善呢？这就是故障模式 及影响分析方法所需要进行的工作。
2 什么是故障模式及影响分析
故障模式及影响分析是一种用来确定潜在故障模式并对其影响范围进行分析的方法，可 在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的缺陷，并可在原形样机阶段或在大批量生产
1
之前发现产品缺陷，大大降低改善问题的成本。
2
FMEA 分 类
概念 FMEA
设计 FMEA 过程 FMEA
实施阶段
实施目的
产品概念企划阶段 产品设计阶段
产品制造过程阶段
对产品有关概念进行分析，寻找与产品概 念有关的故障模式，此类故障模式通常是
由产品设计决策导致的。 对产品设计进行分析，以找到设计关联的 故障模式，此类故障模式通常是由设计者
由于经验的不足等原因引入的。 分析产品制造或安装过程的不足引起的
7
故障模式及影响分析
摘 要 FMEA（故障模式及影响分析）于 1960 年首次应用于航空工业中的阿波罗任务 (Apollo)，并于 80 年代被美国军方确认为军方规范(MIL-STD-1629A)，是一种系统化之工程 设计辅助工具，主要是利用表格方式协助工程师进行工程分析。其目的在于改善产品和制造 的可靠性，指出在设计阶段就可提升设计的可靠性，从而提升产品质量，降低成本损失。目 前世界许多汽车生产商（美国福特、通用和克莱斯勒）和电子制造服务商(EMS)都已经采用 这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
潜在故障原因
7
现行方法只有较少的机会可以找出 6
潜在故障原因
现行方法有中等的机会可以找出潜
5
4
一般高 高
很高 几乎肯定
在故障原因 现行方法有中上的机会可以找出潜
4 在故障原因 现行方法有较多的机会可以找出潜
3 在故障原因 现行方法有很多的机会可以找出潜
2 在故障原因 现行方法几乎肯定可以找出潜在故
关键词 故障模式及影响分析--FMEA（Failure Mode and Effect Analysis，也有译作失 效模式和效应分析）
1引 言
一个产品从概念企划到后续的设计、测试、生产，在整个项目周期模型中各个阶段难免 引入各种缺陷，在每个里程碑结束后进行出现问题的原因分析以避免相同问题在后续阶段出 现，这称为缺陷预防，但是缺陷预防是在问题出现后进行的原因分析，并且问题发现越晚进 行改善所花费的成本就会越高。 一个业界公认的数据为企划阶段和产品上市两个阶段进行 缺陷改善所消耗的的资源比例为 1:1000。下图列出了一个缺陷在各不同阶段进行改善所消 耗的成本比例。