系统安全分析故障类型和影响分析
2.4 故障类型和影响分析故障类型和影响分析FMEA（Failure Model and Effects Analysis）是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。
系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障，而且往往可能发生不同类型的故障。
例如，电气开关可能发生接触不良或接点粘连等类型故障。
不同类型的故障对系统的影响是不同的。
这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型，查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除或控制这些影响的措施。
故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。
早期的故障类型和影响分析只能做定性分析，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。
从而把它与致命度分析（Critical Analysis）结合起来，构成故障类型和影响、危险度分析（FMECA）。
这样，若确定了每个元件的故障发生概率，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。
2.4.1 故障类型系统、子系统或元件在运行过程中，由于性能低劣，不能完成规定的功能时，则称为故障发生。
系统或元件发生故障的机理十分复杂，故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。
因此，一个系统或一个元件往往有多种故障类型。
表2-6 为一般机电产品、设备常见故障类型。
表 2-6 常见故障类型对产品、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，这些类型故障可能因为没有采取防止措施而发生事故。
例如，美国在研制NASA 卫星系统时，仅考虑了旋转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障，结果由于天线汇流环短路故障使发射失败，造成1亿多美元的损失。
掌握产品、设备、元件的故障类型需要积累大量的实际工作经验，特别是通过故障类型和影响分析来积累经验。
2.4.2 分析程序故障类型和影响分析通常包括以下四方面：（1）掌握和了解对象系统；（2）对系统元件的故障类型和产生原因进行分析；（3）故障类型对系统和元件的影响；（4）汇总结果和提出改正措施。
1．掌握和了解对象系统对故障类型和影响进行分析之前，必须掌握被分析对象系统的有关资料，以确定分析的详细程度。
确定对象系统的边界条件包括以下内容：（1）了解作为分析对象的系统、装置或设备；（2）确定分析系统的物理边界。
划清对象系统、装置、设备与子系统、设备的界线，圈定所属的元素（设备、元件）；（3）确定系统分析的边界，应明确两方面的问题：①分析时不需考虑的故障类型、运行结果、原因或防护装置等。
如分析故障原因时不考虑飞机坠落到系统外和地震、龙卷风等对系统的影响；②最初的运行条件或元素状态等，例如对于初始运行条件，在正常情况下阀门是开启还是关闭的必须清楚；（4）收集元素的最新资料，包括其功能、与其它元素之间的功能关系等。
分析的详细程度取决于被分析系统的规模和层次。
例如，选定一座化工厂作为对象系统时，故障类型和影响分析应着眼于组成工厂的各个生产系统，如供料系统、间歇混合系统、氧化系统、产品分离系统和其它辅助系统等，对这些系统的故障类型及其对工厂的影响进行分析。
当把某个生产系统作为对象系统时，应对构成该系统的设备的故障类型及其影响进行分析。
当以某一台设备为分析对象时，则应对设备的各部件的故障类型及其对设备的影响进行分析。
当然，分析各层次故障类型和影响时最终都要考虑它们对整个工厂的影响。
2．对系统元素的故障类型进行分析在对系统元素的故障类型进行分析时，要将其看作是故障原因产生的结果。
首先，找出所有可能的故障类型，同时尽可能找出每种故障类型的所有原因，然后确定系统元素的故障类型。
故障类型的确定，可依据以下两方面：（1）若分析对象是已有元素，则可以根据以往运行经验或试验情况确定元素的故障类型；（2）若分析对象是设计中的新元素，则可以参考其它类似元素的故障类型，或者对元素进行可靠性分析来确定元素的故障类型。
一般来说，一个元素至少有4种可能的故障类型：①意外运行；②运行不准时；③停止不及时；④运行期间故障。
为了区分故障类型和故障原因，必须明确元素的故障是故障原因对元素功能影响的结果。
故障原因可以从内部原因和外部原因两个方面来分析。
在分析时要把元素进一步分解为若干组成部分，如机械部分、电气部分等，然后研究这些部分的故障类型（内部原因）和这些部分与外界环境之间的功能关系，找出可能的外部原因。
一般来说，外部原因主要是元素运行的外部条件方面的问题，同时也包括邻近的其它元素的故障。
根据故障原因分析，最后确定元素的故障类型。
图2-1 为确定元素故障类型的程序。
图2-1 确定元素故障类型的程序3．故障类型的影响故障类型的影响是指系统正常运行的状态下，详细地分析一个元素各种故障类型对系统的影响。
分析故障类型的影响，通过研究系统主要的参数及其变化来确定故障类型对系统功能的影响，也可以根据故障后果的物理模型或经验来研究故障类型的影响。
故障类型的影响可以从下面三种情况来分析：（1）元素故障类型对相邻元素的影响，该元素可能是其它元素故障的原因。
（2）元素故障类型对整个系统的影响。
该元素可能是导致重大故障或事故的原因。
（3）元素故障类型对子系统及周围环境的影响。
4．列出故障类型和影响分析表根据故障类型和影响分析表，系统地、全面和有序地进行分析。
最后将分析结果汇总于表中，可以一目了然地显示全部分析内容。
根据研究对象和分析的目的，故障类型和影响分析表可设置成多种形式。
2.4.3 应用实例1．电机运行系统故障类型和影响分析一电机运行系统如图2-2 所示，该系统是一种短时运行系统，如果运行时间过长则可能引起电线过热或者电机过热、短路。
对系统中主要元素进行故障类型和影响分析，结果列于表2-7。
图 2-2 电机运行系统示意图表 2-7 电机运行系统故障类型和影响分析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2-8。
表2-8 储气罐的故障类型和影响分析2.4.4 故障类型和影响、危险度分析把故障类型和影响分析从定性分析发展到定量分析，则形成了故障类型和影响、危险度分析FMECA （Failure Modes Effects and Criticality Analysis ）。
故障类型和影响、危险度分析包括两个方面的分析： （1）故障类型和影响分析； （2）危险度分析。
例如，起重机制动装置和钢丝绳的部分故障类型和影响、危险度分析见表2-9。
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－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）。
表 2-9 起重机的故障类型和影响、危险度分析（部分）注：①危险程度分为： 大：危险； 中：临界； 小：安全。
②应急措施： 立即停止作业； 及时检修； 注意。
③发生概率： 非常容易发生： 1Х10-1容易发生： 1Х10-2 偶尔发生： 1Х10-3 不常发生： 1Х10-4 几乎不发生： 1Х10-5 很难发生： 1Х10-6当用危险度一个指标来评价时，可按下式计算危险度：∑==ni t k k C 121)(λαβ (2-1)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； λ—元素的基本故障率；t—元素的运行时间；a—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；β—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。
表2-10 列出了供参考的β值。
表 2-10 参考的β值1.4 FMEA 过程详解1.4.1 故障模式分析1、故障：故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态（对某些产品如电子元器件、弹药等称为失效）。
2、故障模式：故障模式是故障的表现形式，如短路、开路、断裂、过度耗损等。
故障模式是FMECA分析的基础，同时也是进行其它故障分析（如故障树分析、事件树分析等）的基础之一。
在进行故障模式分析时，应注意区分两类不同性质的故障，即功能故障和潜在故障。
3、功能故障：功能故障是指产品或产品的一部分不能完成预定功能的事件或状态。
即产品或产品的一部分突然、彻底地丧失了规定的功能。
4、潜在故障是指产品或产品的一部分将不能完成预定功能的事件或状态。
潜在故障是一种指示功能故障将要发生的一种可鉴别（人工观察或仪器检测）的状态。
例如，轮胎磨损到一定程度（可鉴别的状态），即发生爆胎故障（功能故障）。
图1-2中给出了某金属材料的功能故障与潜在故障的示例。
图 1-2 功能故障与潜在故障的关系需要指出的是并不是所有的故障都经历潜在故障再到功能故障这一变化过程。
在进行故障模式分析时，区分潜在故障模式与功能故障模式是十分必要的（如潜在故障模式可用于产品的故障监控与检测）。
在进行故障模式分析时还应注意，应确定和描述产品在每一种功能下的可能的故障模式。
一个产品可能具有多种功能，而每一种功能又可能具有多种故障模式，分析人员的任务就是找出产品每一种功能的全部可能的故障模式。
从表1-1中可知，在系统的寿命周期内，分析人员经过各种目的 FMECA即可掌握系统的全部故障模式，但首先遇到的问题是在系统研制初期如何分析各产品可能的故障模式。
一般来说，可通过统计、试验或分析预测来解决，即可遵循如下原则：◆对系统中直接采用的现有产品，可以以该产品在过去的使用中所发生的故障模式为基础，再根据该产品使用环境条件的异同进行分析修正，得到该产品的故障模式；◆对系统中的新产品，可根据该产品的功能原理进行分析预测，得到该产品的故障模式，或以与该产品具有相似功能的产品所发生的故障模式作为基础，分析判断该产品的故障模式。
表1-1 产品寿命周期各阶段的FMEA方法1.4.2 故障原因分析故障模式分析只说明了产品将以什么模式发生故障，并未说明产品为何发生故障的问题。
因此，为了提高产品的可靠性，还必须分析产生每一故障模式的所有可能原因。
分析故障原因一般从两个方面着手，一方面是导致产品功能故障或潜在故障的产品自身的那些物理、化学或生物变化过程等直接原因；另一方面是由于其他产品的故障、环境因素和人为因素等引起的间接故障原因。
直接故障原因又称为故障机理。
正确区分故障模式与故障原因是非常重要的。
故障模式是可观察到的故障表现形式，而直接故障原因描述的是由于设计缺陷、质量缺陷、元部件误用和其他故障过程而导致故障的机理。
3故障类型和影响分析方法
①Ⅰ级：在元件操作期间，任何单个故障的概率少于全部故障概率的 0.01； ②Ⅱ级：在元件操作期间，任何单个故障的概率，多于全部故障概率的 0.01而少于0.10； ③Ⅲ级：在元件操作期间，任何单个故障的概率，多于全部故障概率的 0.10而少于0.20； ④Ⅳ级：在元件操作期间，任何单个故障的概率，大于全部的故障概率 的0.20。
因此对这类元件要特别注意，可采用致命度的分析方法 （CA）进一步分析。
美国汽车工程师学会(SAE)把故障致命度分成表19-11中的 4个等级。
致命度分析一般都和故障类型影响分析合用。
使用下式计算出致命度指数Cr，它表示元件运行 106h(次)发生的故障次数。
致命度分析所用表格见表19-13。
作业
7、故障类型及影响分析的制表
使用FMEA方法的特点之一就是制表。
由于表格便于编码、分类、查阅、保存，所以很多部门根 据自己情况拟出不同表格（表19-8,表19-9,表19-10）,但 基本内容相似。
8、故障类型和影响分析方法分析步骤
按照下述步骤进行FMEA分析。
(1)明确系统本身的情况
分析时首先要熟悉有关资料，从设计说明书等资 料中了解系统的组成、任务等，查出系统含有多 少子系统，各子系统含有多少单元或元件，了解 它们之间如何接合，熟悉它们之间的相互关系、 相互干扰以及输人、输出等情况。
(2)故障概率 故障概率是指在一特定时间，故障类型所出现的 次数。 时间可规定为一定的期限（如一年、一月等）； 或根据大修间隔期、完成一项任务的周期或其他 被认为适当的期间来决定。
可以使用定性和定量方法确定单个故障类型的概率。兹分述 如下：
用定性方法故障概率可分为4级：
①I级：故障概率很低，元件操作期间出现的机会可忽略； ②Ⅱ级：故障概率低，元件操作期间不易出现； ③Ⅲ级：故障概率中等，元件操作期间出现的机会为50%； ④Ⅳ级：故障概率高，元件操作期间易于出现故障。
故障类型和影响分析方法
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。
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%。
❖ ③故障影响(failure effect)或称故障后果。是某种故障类型对系统、子 系统、单元操作、功能或状态所造成的影响。
❖ ④故障检测机制：指由操作人员在正常操作过程中或由维修人员在检修 活动中发现故障的方法或手段。
❖ ⑤故障原因：导致系统、产品产生故障的内部因素和外部因素的总和。 ❖ ⑥故障严重度：故障所能导致的最严重的潜在后果，以伤害程度、财产
图4-3 危害性矩阵示例
③ 将产品或故障模式编码参照其严酷度类别及故障模式发生 概率或产品的危害度标在矩阵的相应位置，这样绘制的矩阵 图可以表明产品各故障模式危害性的分布情况。如图4-3所 示，所记录的故障模式分布点在对角线上的投影点距离原点 越远，其危害性越大，越需尽快采取改进措施。如图中故障 模式B 的投影距离OB′比故障模式A 的投影距离OA′长，所 以故障模式B 的危害性大。绘制好的危害性矩阵图应作为 FMECA 报告的一部分。
一、故障类型及影响分析(FMEA)
分析及评价方法-故障类型和影响分析(FMEA)
分析及评价方法-故障类型和影响分析(FMEA) FMEA是一种归纳分析法，主要是在设计阶段对系统的各个组成部分，即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的重要度，以便采取措施予以防止和消除。
FMEA也是一种自下而上的分析方法。
如果对某些可能造成特别严重后果的故障类型单独拿出来分析，称为致命度分析(CA)。
FMEA与CA合称为FMECA。
FMECA通常也是采用安全分析表的形式分析故障类型、故障严重度、故障发生频率、控制事故措施等内容。
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。
开始，这种方法主要用于设计阶段。
目前，在核电站、化工、机械、电子及仪表工业中都广泛使用了这种方法。
FMEA通常按预定的分析表逐项进行。
分析表如下所示。
故障类型及影响分析表见表元件名称故障类型运转阶段故障的影响危险严重度检测方法备注子系统系统功能人员按故障可能产生后果的严重程度(故障类型的影响程度)，可采用如下定性等级：1．安全的(一级)，不需要采取措施；2．临界的(二级)，有可能造成较轻的伤害和损坏，应采取措施；3．危险的(三级)，会造成人员伤亡和系统破坏，要立即采取措施；4．破坏性的(四级)，会造成灾难性事故，必须立即排除。
九、作业条件危险性评价法这是一种简单易行的评价人们在具有潜在危险性环境中作业时的危险性半定量评价方法。
它是用与系统风险率有关的三种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险大小的，这三种因素是：L-发生事故的可能性大小；E--人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C-一旦发生事故会造成的损失后果。
但是，要取得这三种因素的科学准确的数据，却是相当繁琐的过程。
为了简化评价过程，可采取半定量计值法，给三种因素的不同等级分别确定不同的分值，再以三个分值的乘积D来评价危险性的大小。
故障类型和影响分析方法
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对业务的影响
业务中断
故障可能导致业务中断，影响正常的运营和服务。
业务效率降低
故障可能导致业务处理效率降低，增加运营成本。
业务数据丢失
故障可能导致业务数据丢失，对分析和决策造成影响。
对用户的影响
服务质量下降
故障可能导致服务质量下降，用 户满意度降低。
用户利益受损
故障可能导致用户利益受损，如 交易失败、信息泄露等。
01
冗余设计
为了确保系统的稳定运行，可以采用冗余设计来避免单点故障。例如
，使用多个电源或多个网络接口。
02
故障预测和监控
通过定期检查硬件设备的状态和使用情况，以及实施故障预测和监控
策略，可以提前发现并解决潜在的硬件故障。
03
备份和恢复策略
为了应对硬件故障，需要制定备份和恢复策略。定期备份关键数据，
并确保有足够的资源和技术支持来恢复数据和系统。
应对策略
银行应建立多层级的故障应对体 系，包括技术救援、业务切换和 应急预案等。对于关键业务系统 ，应进行定期的演练和测试，确 保故障发生时能够及时响应。
案例二：电商平台的故障应对策略
故障类型
电商平台常见的故障类型包括网站崩溃、支付系统故障、库存管理系统故障等。
影响分析
这些故障可能导致用户无法正常浏览和购买商品、订单处理延迟或错误、客户投诉等问题，对电商业务和用户体验造成不 利影响。
自动化测试和监控
定期进行自动化测试和监控，以发现并解决潜在的软件 故障。同时，可以集成错误报告和反馈机制，以便快速 响应和处理故障。
数据故障应对策略
数据备份和恢复
数据容错和冗余
制定定期的数据备份和恢复策 略，以防止数据丢失或损坏。 同时，确保有足够的备份数据 来恢复系统和数据的一致性。
故障类型及影响分析
故障 等级
影响 程度
Ⅰ级 可忽略的 Ⅱ级 临界的 Ⅲ级 危险的
Ⅳ级 破坏性的
可能造成的伤害和损失
不会造成人身伤害和职业病，系统也不会 受损，不需要采取措施 可能致人轻伤成轻度职业病，次要系统损 坏，应采取措施 会造成人员伤亡和系统破坏，应立即采取 措施
会造成灾害性事故，整个系统损坏，必须 立即排除
2.3.3 分析步骤
定为一年或一个月，有的用大修为间隔期
• 故障概率的分类有定量和定性两种方法
故障概率等级
故障出现的机会
Ⅰ级 概率很低 Ⅱ级 概率低 Ⅲ级 概率中等 Ⅳ级 概率高
元件操作期间故障出现的机会可以忽略 元件操作期间故障不易出现 元件操作期间故障出现的机会为中等 元件操作期间故障容易出现
故障率等级的划分
故障概率定量分级原则：
5W1H 方 法 ： Who 、 When 、 Where 、 What 、 Why、How，以提问的方式来完成对故障的思考
五、研究故障检测方法
设定故障后，检测故障表征的异常状态 例如：设备声音的变化、保护装置、状态监 测等
六、确定故障等级
1、简单划分，见前述“故障等级”的内容 2、评点法 3、风险矩阵法
二、确定分析的层次
• 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 因追究深度不相同
三、绘制功能和可靠性框图
• 可靠性框图是把实 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，明确相互 关系
四、建立故障类型清单、分析故障类型与影响
分析过程的基本出发点，不是从故障已发生开始考虑，而 是分析现有设计方案，会有哪种故障发生，即对每一种输 出功能的偏差，预测可能发生什么故障，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 类型
系统安全——故障类型及影响分析
-71-.
征兆状态是指，即使判断为异常，但还未达到故障以至事故与灾害的状态。通过观测、检测、 监视这种征兆状态可收集到征兆信息，利用征兆信息，可以诊断、预测故障与事故的发展动态。
讨论故障时不能离开功能、时间、条件和故障概率四个因素。 ① 功能。系统或产品发生故障，可能部分或全部丧失功能。其原因就是下级发生故障或不正常 （其症状或现象称为故障模式）。上级和下级的层次概念，除考虑原对象的物理意义、空间关系外， 应主要考虑功能联系及其重要性方面的问题。 故障模式若从可靠性定义来说，一般可从五个方面来考虑：运行过程中的故障、提前动作、在 规定的时间不动作、在规定的时间不停止、运行能力降低与超量或受阻。 ② 条件。在研究系统或产品的故障时，首先应了解其具有的功能及内部状态如何，是否有内部 缺陷和劣化的因素，是否由于环境条件或所受应力的作用正在劣化或损伤扩展。故障原因分为为： a. 诱发故障的内因 ---- 内部原因、缺陷等； b. 直接造成故障的外因---- 外部应力、人员差错、环境条件、使用条件变化等。 ③ 时间 考虑到故障对功能的影响时，必然要提出系统或产品的保证期是多少？故障大概在什么时间发 生？在 t=0 时，功能当然正常，但在某个时间以后就可能出现问题。而且，故障发生的难易程度也 是随时间变化的。故障模式及影响分析不是按时间序列进行分析的，这是它的不足之处。 ④ 概率 在故障模式及影响分析中，一般要评定相对发生频率等级。如果有过去的各种数据，在故障模 式、影响及致命度分析中利用故障率数据，可以对故障后果做出客观的评价。 （3）故障模式、原因、机理及效应 ① 故障模式。故障模式是从不同表现形态来描述故障的，是故障现象的一种表征，即由故障机 理发生的结果 - 故障状态。表 5-1 列出了一些故障模式。但产品不同，故障模式也不同。如机床、 汽车、起动设备等机械产品的故障模式表现为磨损、疲劳、折断、冲击、变形、破裂等。 某些机电产品的故障模式举例如下： 水泵、涡轮机、发电机的故障模式有：误起动、误停机、速度过快、反转、异常的负荷振动、 发热、线圈漏电、运转部分破损等。 a. 容器的故障模式有： 泄漏、不能降温、加热、断热、冷却过分等。 b. 热交换器、配管类的故障模式有： 堵塞、流路过大、泄漏、变形、振动等。 c. 阀门、流量调节装置的故障模式有： 不能开启或不能闭合、开关错误、泄漏、堵塞、破损等。 d. 电力设备的故障模式有： 电阻变化、放电、接地不良、短路、漏电、断开等。 e. 计测装置的故障模式有： 信号异常、劣化、示值不准、损坏等。 f. 支承结构的故障模式有： 变形、松动、缺损、脱落等。 齿轮的故障模式有：断裂、压坏、熔触、烧结、磨耗（损等）。 g. 滚动抽承的故障模式有： 滚动体轧碎、磨损、压坏、腐蚀、烧结、裂纹、保持架损坏等。 h. 滑动轴承的故障模式有： 腐蚀、变形、疲劳、磨损、胶合、破裂等。 i. 电动机的故障模式有：
4故障类型和影响分析07
GJB299给出的失效模式分布
1)FMEA是通过原因来分析系统故障。
• 即用系统工程方法，从元件的故障开始，由下向 上逐次分析其可能发生的问题，预测整个系统的
故障，利用表格形式，找出不希望的初始原因 事件。
2)系统发生故障可能丧失其功能，FMEA除考虑系 统中组成部分上下级的层次概念，如物理，时间 空间关系，还主要考虑功能关系。从可靠性的角 度看，则侧重于建立上级和下级的逻辑关系，因 此FMEA是以功能为中心，以逻辑推理为重点的 分析方法。
等级。这种划分标准称为风险率（或危险度）
风险率：是表示单位时间内事故造成损失的 大小。 是故障概率和严重度综合评定的。）
l 其方法是将故障概率和严重度都分为四个等级， 划分原则如下：
21
风险矩阵法
• a严重度：是指故障类型对系统功能的影响程度。
• 严重度分析
严重度等级
内容
Ⅰ低的 Ⅱ主要的
1）对系统任务无影响 2）对子系统造成的影响可 忽略不计 3）通过调整故障易于消除
元器件
雷n
天线 A3
显示器 A4(1)
显示器 A4(2)
混频 器
B3
中频放大 器
B4
电源 A5
来自舰艇电源的 输入
探测 器
B5
电视 B6
36
Hale Waihona Puke FMECA的一般方法• 第二步 • 确定被分析单元的（前置放大器内每一个元器
件）失效模式频数比，即某一种失效模式出现的 次数与单元出现的全部故障次数之比。α • 可依据GJB299给出的典型电子设备用元器件的 失效模式及其频数比，这个比值应根据具体元器 件和使用人员的实际经验加以修正，也可以统计 获得。
故障类型和影响分析
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)。
2)确定分析程度和水平
根据所了解的系统情况，一开始要决定分析到什么 水平，这是—个很重要的问题。如果分析程度太浅， 就会漏掉重要的故障类型，得不到有用的数据；如 果分析的程度过深，一切都分析到元件甚至零部件， 则会造成分析程序复杂，措施很难实施。通常，经 过对系统的初步，就会知道哪些子系统关键，哪些 子系统次要。对关键的子系统可以分析得深一些， 不重要的分析得浅一些，甚至可以不进行分析。 对一些功能像继电器、开关、阀门、贮罐、泵等， 都可当做元件对待，不必进一步分析
故障分类
故障类型分级方法
二.
影响分析
掌握和了解 对象系统
故障类型对 系统和元件 的影响
汇总结果和 提出改正措 施
对系统元件 的故障类型 和产生原因 进行分析
分析步骤
1) 明确系统本身的情况 分析时首先要熟悉有关资料，从设计说明书 等资料中了解系统的组成、任务等，查出系 统含有多少子系统，各子系统含有多少单元 或元件，了解它们之间如何接合，熟悉它们 之间的相互关系、相互干扰以及输入、输出 等情况。
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; λ---元素的基本故障率; t ---元素的运行时间; α---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; β---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, 其参考值见表 2-10; 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。
第二章 系统安全分析-故障类型和影响分析
2.4 故障类型和影响分析故障类型和影响分析FMEA（Failure Model and Effects Analysis）是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。
系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障，而且往往可能发生不同类型的故障。
例如，电气开关可能发生接触不良或接点粘连等类型故障。
不同类型的故障对系统的影响是不同的。
这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型，查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除或控制这些影响的措施。
故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。
早期的故障类型和影响分析只能做定性分析，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。
从而把它与致命度分析（Critical Analysis）结合起来，构成故障类型和影响、危险度分析（FMECA）。
这样，若确定了每个元件的故障发生概率，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。
2.4.1 故障类型系统、子系统或元件在运行过程中，由于性能低劣，不能完成规定的功能时，则称为故障发生。
系统或元件发生故障的机理十分复杂，故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。
因此，一个系统或一个元件往往有多种故障类型。
表2-6 为一般机电产品、设备常见故障类型。
表 2-6 常见故障类型对产品、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，这些类型故障可能因为没有采取防止措施而发生事故。
例如，美国在研制NASA 卫星系统时，仅考虑了旋转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障，结果由于天线汇流环短路故障使发射失败，造成1亿多美元的损失。
掌握产品、设备、元件的故障类型需要积累大量的实际工作经验，特别是通过故障类型和影响分析来积累经验。
2.4.2 分析程序故障类型和影响分析通常包括以下四方面：（1）掌握和了解对象系统；（2）对系统元件的故障类型和产生原因进行分析；（3）故障类型对系统和元件的影响；（4）汇总结果和提出改正措施。
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。