5.故障分析

1. 故障分析的涵义

产品形成过程中的高故障率导致返工和废品费用增加，从而提高了生产成本。产品质量是故障变化量的函数，即故障种类数量越多，质量越低，反之亦然。缺少一个有效的故障信息早期报警系统，不但会增加生产成本，而

且也会降低产品在使用中的性能。

所谓故障分析，就是为了预防产品缺陷发生，防止发生类似影响产品性能、可靠性、安全性的故障，对可能发生的故障和潜在的因素进行系统地分析研究，提前预防和消除隐患。通常，故障分析可以分为早期故障分析和失效分析两类，其涵义如表 4.1.7 所示。

1. 故障分析的要点

1. 应用固有技术和经验；

2. 一个不漏地列出所有构成产品系统的各个部件可能发生的故障模式，

   并进行分析；

3. 分析这些故障发生后将会造成什么影响；

4. 测算故障发生的概率；

5. 比较故障影响的权重；

6. 分析故障检出的难易程度；

7. 找出重点；

8. 提出设计中重点改进的项目。

早期故障分析的主要内容详见有关可靠性工程等方面的参考资料，不再赘述。

1. 故障分析的方法

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图 4.1.11 FMEA 法系统图示意

1. 故障模式和影响分析法 FMEA（failure mode and effect analysis） FMEA 是企业实用有效的设计分析方法，方法实施要点如下：

·从实际需要出发，将产品系统按功能适当分解成子系统和部件，绘制成系统图，如图 4.1.11 所示；

·按于系统和部件列出可能发生的故障模式，例如，短路等等；

·找出关键模式（涉及安全、损失费用大等方面）作为 FMEA 的目标；

·由下至上逐一分析对系统功能的影响程度；

·分析故障原因；

·故障排序，对故障综合评价（发生概率，严重程度、检出力等）；

·对高级故障提出预防对策，责任部门和完成时间。

1. 失效分析法——故障树状分析法 FTA（fault tree analysis） FTA 法就是一种系统图法，它从某个故障出现开始，以树状形式按

因果关系对一切可能导致故障的原因一层一层地展开分析，直到找出存在于某个零部件上的故障根源，并且能够直接采取纠正措施为止。其实施要点如下：

·将故障看作事件，FTA 是从最高层事件向下逐层分析；

·直到能够直接采取措施加以预防和纠正为止；FTA 应用简例如图 4.1.12所示（FTA 常用符号参见图 4.1.13）；

·绘制 FT 图；

·根据布尔代数的基本法则简化 FT 图，例如，图 4.1.12 的简化 FT 图如图 4.1. 14 所示（布尔代数的基本法则参考表 4.1.8）；

·计算上层事件发生的概率（根据事件间的关系和基本事件发生的概率）；