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故障類型和影響分析法

(1)基本概念

故障類型及影響分析(Failure Modes and Effects Analysis ,FMEA)是系統(tǒng)工程的一種方法，根據(jù)系統(tǒng)可以劃分為子系統(tǒng)、設(shè)備和元件的特點，按實際需要，將系統(tǒng)進行分割，然后分析各自可能發(fā)生的故障類型及其產(chǎn)生的影響，以便采取相應(yīng)的對策，提高系統(tǒng)的安全可靠性。

所謂故障，就是元件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)在運行時不能達到設(shè)計要求，因而達不到規(guī)定的功能或完不成預(yù)期的任務(wù)的情況。

故障類型，指系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元件發(fā)生的每一種故障形式。例如，一個閥門故障可以有4種故障類型：內(nèi)漏、外漏、打不開、關(guān)不嚴。

故障等級，指的是根據(jù)故障類型對系統(tǒng)或子系統(tǒng)影響程度的不同而劃分的等級。

FMEA的基本內(nèi)容是從系統(tǒng)中的元件故障狀態(tài)進行分析，逐次歸納到子系統(tǒng)和系統(tǒng)的狀態(tài)，主要是考慮系統(tǒng)內(nèi)會出現(xiàn)哪些故障，它們對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響，以及怎樣發(fā)現(xiàn)和消除。

(2)故障的定性分級方法

定性分級犯法按故障類型對子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴重程度分為4級(表3-2)。

劃分故障等級主要是為了分出輕重緩急以采取相應(yīng)的對策，提高系統(tǒng)的安全性。

(3)半定量故障等級劃分法

依據(jù)損失的嚴重程度、故障的影響范圍、故障的發(fā)生頻率、防止故障的難易程度和工藝設(shè)計等情況來確定半定量等級。

① 評點法

在難于取得可靠性數(shù)據(jù)的情況下，可以采用評點法，此法較簡單，劃分精確。它從幾個方面來考慮故障對系統(tǒng)的影響程度，用一定的點數(shù)表示程度的大小，通過計算，求出故障等級

風(fēng)險矩陣法

故障發(fā)生的可能性和引起的后果，綜合考慮后會得出比較準(zhǔn)確的衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們稱這個標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)險率(也稱危險度)，它代表故障概率和嚴重度的綜合評價。

首先對嚴重度進行分級。嚴重度是指故障類型對系統(tǒng)功能的影響程度，分為4個等級(

其次，對故障概率進行分級。故障概率是指在一特定時間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。時間可規(guī)定為一定的期限(如一年、一月等);或根據(jù)大修間隔期、完成一項任務(wù)的周期或其他被認為適當(dāng)?shù)钠陂g來決定。

可以使用定性和定量方法確定單個故障類型的概率

(4)故障類型及影響分析的步驟

按照預(yù)定的程序和分析表進行的，故障類型及影響分析大致可以分為以下的步驟。

① 明確分析的對象及范圍，并分析系統(tǒng)的功能、特性及運行條件，按照功能劃分為若干子系統(tǒng)，找出各個子系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)與動作上的相互聯(lián)系。收集有關(guān)資料，如設(shè)計責(zé)任書、設(shè)計說明、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工藝流程、設(shè)備圖紙以及同類系統(tǒng)和設(shè)備的事故案例等，了解故障機理。

② 確定分析的基本要求，通常應(yīng)滿足如下4個方面：a.分清系統(tǒng)主要功能和次要功能在不同階段的任務(wù);b.逐個分析易發(fā)生故障的零部件;c.關(guān)鍵部分要深入分析，次要部分分析可簡略;d.有切實可行的檢測方法和處理措施。

③ 詳細說明所分析的系統(tǒng)，包括兩部分內(nèi)容：a.系統(tǒng)的功能說明，包含各個子系統(tǒng)及其構(gòu)成要素的功能敘述;b.系統(tǒng)的功能框圖，通過圖解方式形象地表示出各個子系統(tǒng)在故障狀態(tài)時對整個系統(tǒng)的影響。

④ 分析故障類型及影響，這是實施FMEA的中心環(huán)節(jié)，通過對系統(tǒng)功能框圖所列全部項目的分析，判明系統(tǒng)中所有實際可能出現(xiàn)的故障類型。為使所有的故障不致遺漏，應(yīng)按故障類型及影響分析表逐項填列

3.變更分析方法

從該方法的名字就可以看出，該技術(shù)方法重點在于變更。為了完成事故調(diào)查，查找原因，調(diào)查人員必須尋找與標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相背離的東西，調(diào)查有非預(yù)期變更所導(dǎo)致的所有問題，對每一項變更進行分析，以便確定其發(fā)生的原因。

完成變更分析要經(jīng)過以下幾個步驟。

(1)確定問題，即發(fā)生了什么;

(2)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的確立;’

(3)辨明發(fā)生什么變更、變更的位置以及對變更的描述;即發(fā)生什么變更、在哪兒發(fā)生的變更、什么時間發(fā)生的以及變更的程度如何;

(4)影響變更的因素具體化的描述和不影響變更的因素描述;

(5)辨明變更的特點、特征及具體情況;

(6)對發(fā)生變更的可能原因做一詳細的列表;

(7)從中選擇最可能的變更原因;

(8)找出相關(guān)變更帶來的危險因素的防范措施。

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