可靠性工程師培訓講義可靠性工程師培訓講義1目錄可靠性根本概念可靠性模型可靠性預計可靠性分配FMEA/FTA可靠性設計準那么電路容差分析元器件降額設計 熱設計平安性設計與分析機械可靠性概述軟件可靠性可靠性試驗與評價環(huán)境應力篩選可靠性鑒定驗證試驗目錄可靠性根本概念熱設計2一、可靠性根本概念

〔含維修性、測試性、可用性、保障性〕一、可靠性根本概念

〔含維修性、測試性、可用性、保障性〕3可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃缘母怕识攘恳喾Q可靠度。產(chǎn)品指的是新版ISO9000中定義的硬件和流程性材料等有形產(chǎn)品以及軟件等無形產(chǎn)品?！耙?guī)定時間〞和產(chǎn)品可靠性關(guān)系也極為密切。“規(guī)定的功能〞指的是產(chǎn)品規(guī)格書中給出的正常工作的性能指標。1.可靠性可靠性定義：1.可靠性4產(chǎn)品的可靠性一般可分為固有可靠性和使用可靠性。產(chǎn)品固有可靠性是產(chǎn)品在設計、制造中賦予的，是產(chǎn)品的一種固有特性，也是產(chǎn)品的開發(fā)者可以控制的。而產(chǎn)品使用可靠性那么是產(chǎn)品在實際使用過程中表現(xiàn)出的一種性能的保持能力的特性，它除了考慮固有可靠性的影響因素之外，還要考慮產(chǎn)品安裝、操作使用和維修保障等方面因素的影響。產(chǎn)品的可靠性一般可分為固有可靠性和使用可靠性。5產(chǎn)品可靠性還可分為根本可靠性和任務可靠性。根本可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下無故障的持續(xù)時間或概率，它反映產(chǎn)品對維修人力的要求。因此在評定產(chǎn)品根本可靠性時應統(tǒng)計產(chǎn)品的所有壽命單位和所有故障，而不局限于發(fā)生在任務期間的故障，也不局限于是否危及任務成功的故障。任務可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的任務剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。評定產(chǎn)品任務可靠性時僅考慮在任務期間發(fā)生的影響完成任務的故障。產(chǎn)品可靠性還可分為根本可靠性和任務可靠性。6可靠度函數(shù)、累積故障分布函數(shù)如前所述，產(chǎn)品可靠度是產(chǎn)品在規(guī)定條件下規(guī)定時間完成規(guī)定功能的概率，描述的是產(chǎn)品功能隨時間保持的概率，即產(chǎn)品可靠度是時間的函數(shù)，一般用R(t)表示，產(chǎn)品的可靠度函數(shù)即：R(t)=P(T>t)式中：T——產(chǎn)品發(fā)生故障的時間；

t——規(guī)定的時間?？煽慷群瘮?shù)、累積故障分布函數(shù)7(×100h)12345678910

試驗故障統(tǒng)計表時間(小時)故障數(shù)(個)累積故障數(shù)（個）時間（小時）故障數(shù)(個)累積故障數(shù)(個)0——10000500-600610100-20011600-700313200-30012700-800215300-40013800-900016400-50014900-1000016(×100h)1238故障及其分類

故障是指產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。失效是指產(chǎn)品喪失完成規(guī)定功能能力的事件。故障模式是指產(chǎn)品故障的表現(xiàn)形式，如三極管的短路或開路、燈絲的燒斷等。故障機理是指引起產(chǎn)品故障的物理、化學或生物等變化的內(nèi)在原因。故障及其分類9

按故障的規(guī)律可分為偶然故障和耗損故障。偶然故障是由于偶然因素引起的故障，其重復出現(xiàn)的風險可以忽略不計，只能通過概率或統(tǒng)計方法來預測。耗損故障是通過事前檢測或監(jiān)測可預測到的故障，是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障可以通過預防維修，防止故障的發(fā)生，延長產(chǎn)品的使用壽命。

按故障的規(guī)律可分為偶然故障和耗損故障。偶然故障是由于10按故障引起的后果可分為致命性故障和非致命性故障。前者會使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務或可能導致人或物的重大損失、最終使任務失敗，后者不影響任務完成，但會導致非方案的維修。按故障的統(tǒng)計特性又可分為獨立故障和附屬故障。前者是指不是由于另一個產(chǎn)品故障引起的故障，后者是由另一產(chǎn)品故障引起的故障。在評價產(chǎn)品可靠性時只統(tǒng)計獨立故障。按故障引起的后果可分為致命性故障和非致命性故障。前者11可靠性常用度量參數(shù)可靠度產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為可靠度，一般用表示。假設產(chǎn)品的總數(shù)為N0，，工作到t時刻產(chǎn)品發(fā)生的故障數(shù)為r(t)，那么產(chǎn)品在時刻的可靠度的觀測值為：

可靠性常用度量參數(shù)可靠度12故障率工作到某時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率，稱之為產(chǎn)品的故障率。故障率一般用表示。一般情況下，可用下式進展工程計算：故障率13平均故障前時間（MTTF）

設個不可修復的產(chǎn)品在同樣條件下進行試驗，測得其全部故障時間為…

。其平均故障前時間（MTTF）為：

當產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時，平均故障前時間（MTTF）14平均故障間隔時間（MTBF）

一個可修產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生了次故障，每次故障修復后又重新投入使用，測得其每次工作持續(xù)時間為…。其平均故障間隔時間MTBF為：平均故障間隔時間（MTBF）15貯存壽命產(chǎn)品在規(guī)定條件下貯存時，仍能滿足規(guī)定質(zhì)量要求的時間長度。產(chǎn)品出廠后，即使不工作，在規(guī)定的條件下貯存，產(chǎn)品也有一個非工作狀態(tài)的偶然故障率，非工作的偶然故障率比工作故障率小得多，但貯存產(chǎn)品的可靠性也是在不斷下降的。因此，貯存壽命是產(chǎn)品貯存可靠性的一種度量參數(shù)。貯存壽命16維修性定義：產(chǎn)品在擬定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進展維修時，保持或恢復到規(guī)定狀態(tài)的能力。概率表示為維修度M關(guān)注焦點：維修簡便、快速、經(jīng)濟維修性是對可靠性的重要補充維修性是產(chǎn)品固有屬性、是設計出來的維修是一種活動，產(chǎn)品故障后為恢復其性能的活動2.維修性維修性定義：產(chǎn)品在擬定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)17維修的種類預防性維修：通過系統(tǒng)維修檢查、檢測和消除產(chǎn)品的故障征兆，使其保持在規(guī)定狀態(tài)進展的全部活動。包括預先維修，定時維修，視情維修和故障檢查等修復性維修：產(chǎn)品發(fā)生故障后，使其恢復到規(guī)定狀態(tài)進展的全部活動。它可以包括下述一個或多個步驟：故障定位，故障隔離，分解、更換、組裝、調(diào)校及檢測等，也稱修理。維修的種類18維修性定性定量要求定性要求：良好可達性高的標準化和互換性完善的防過失措施及識別標識良好的測試性保障維修平安符合維修的人—工程要求維修性定性定量要求19定量要求平均修復時間MTTR

最大維修時間Mmaxct給定維修度的最大維修時間M一般0.9-0.95Mmaxct約等于2-3MTTR

修復時間中值~MctM(t)=0.5的維修時間又叫中位修復時間定量要求20可用性：產(chǎn)品在任意時刻需要和開場執(zhí)行任務時，處于可工作或可使用的程度。概率度量為可用度開那么能動，召之即來固有可用度Ai:僅與工作時間和修復性時間有關(guān)的一種可用性。是設計特性MTBFAi=————————MTBF+MTTR3.可用性3.可用性21

可達可用性：僅與工作時間和修復性和預防性維修時間有關(guān)

MTBMAAa=______________MTBMA+MMT

MTBMA-平均維修活動間隔時間

MMT-平均維修時間可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件22使用可用性：與能工作時間和不能工作時間有關(guān)的一種可用性

MTBMAAo=___________________MTBMA+MDTMDT-平均停機時間使用可用性：與能工作時間和不能工作時間有關(guān)的一種可用性23系統(tǒng)效能：系統(tǒng)在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)滿足一組特定任務要求和程度。E=ADC人的效能=安康可干〔A〕*干而無病〔D〕*能力〔C〕系統(tǒng)效能=召之即來*來之能戰(zhàn)*戰(zhàn)之能勝4.系統(tǒng)效能系統(tǒng)效能：系統(tǒng)在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)滿足一組特定任務要求24

測試性：產(chǎn)品能及時并準確地確定其狀態(tài)〔可工作、不可工作或性能下降〕并隔離其內(nèi)部故障的能力。故障檢測率：產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，用規(guī)定的方法能夠準確檢測出的故障數(shù)〔No〕與所發(fā)生故障總數(shù)〔Nt〕之比：rFD=No/Nt*100%

5.測試性5.測試性25故障隔離率:

rFI:用規(guī)定的方法將檢測到的故障正確隔離到不大于規(guī)定模糊度的故障數(shù)Nl與檢測到故障總數(shù)Nd

rFI=--------*100%

NlNd故障隔離率:NlNd26虛警率：在規(guī)定的時間內(nèi)發(fā)生的虛警率數(shù)〔NFA〕與同一時期內(nèi)故障總數(shù)NF之比

rFA=____________*100%

NF+NFANFA虛警率：在規(guī)定的時間內(nèi)發(fā)生的虛警率數(shù)〔NFA〕與同一時期內(nèi)故27系統(tǒng)產(chǎn)品的設計特性和方案的保障資源滿足平時和戰(zhàn)時使用要求的能力稱為保障性。保障性也是產(chǎn)品的一種重要的固有屬性。它包含兩方面含義，即與產(chǎn)品保障有關(guān)的設計特性和保障資源的充足和適用程度。

6.保障性系統(tǒng)產(chǎn)品的設計特性和方案的保障資源滿足平時和戰(zhàn)時使用要求的28設計特性是指與保障有關(guān)的設計特性，如與可靠性和維修性有關(guān)的，以及保障資源要求產(chǎn)品所具有的設計特性。這些設計特性可以通過設計直接影響產(chǎn)品的硬件和軟件。如使設計的產(chǎn)品便于操作、檢測、維修、裝卸、運輸、消耗品〔油、水、氣、彈〕補給等設計特性。從保障性角度看，良好的保障設計特性是使產(chǎn)品具有可保障特性或者說所設計的產(chǎn)品是可保障的。設計特性是指與保障有關(guān)的設計特性，如與可靠性和維29

保障資源是保證產(chǎn)品完成平時和戰(zhàn)時使用的人力和物力。從保障性的角度看，充足的并與產(chǎn)品匹配完善的保障資源說明產(chǎn)品是能得到保障的。產(chǎn)品具有可保障的特性和能保障的特性才是具有完整保障性的產(chǎn)品?？煽啃怨こ處熍嘤栔v義2021推薦資料課件30二、可靠性建模二、可靠性建模312.1、目的--用于可靠性定量分配、預計和評價〔GJB813-90?可靠性模型的建立和可靠性預計?〕2.2、可靠性模型可靠性框圖模型可靠性數(shù)學模型2.1、目的322.3串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型串聯(lián)系統(tǒng)：系統(tǒng)的所有組成單元中任一單元的故障都會導致整個系統(tǒng)的故障．可靠性框圖:可靠性數(shù)學模型：假設單元的壽命分布為指數(shù)分布，那么：1n22.3串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型串聯(lián)系統(tǒng)：系統(tǒng)的所有組成單元中任一單33假設每個單元工作時間與系統(tǒng)時間一樣，且單元也服從指數(shù)分布，那么系統(tǒng)平均故障間隔時間MTBF假設由10個都等于0.9的單元組成串聯(lián)系統(tǒng)，那么Ｒs=0.3482.4串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型假設每個單元工作時間與系統(tǒng)時間一樣，且單元也服從34并聯(lián)系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)都發(fā)生失效系統(tǒng)才發(fā)生故障．框圖：可靠性數(shù)學模型12n并聯(lián)系統(tǒng)框圖2.5并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型并聯(lián)系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)都發(fā)生失效系統(tǒng)才發(fā)生故障．1235當系統(tǒng)各單元的壽命分布為指數(shù)分布時，對n個一樣單元的并聯(lián)系統(tǒng)，有：2.5并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型當系統(tǒng)各單元的壽命分布為指數(shù)分布時，對n個一樣單元的并聯(lián)362.6工程應用要點系統(tǒng)越復雜，產(chǎn)品可靠性越低．因此簡化設計是提高產(chǎn)品可靠性最有效的途徑．采用并聯(lián)的系統(tǒng)，可靠性明顯提高，尤其當n=2時，提高更明顯，當并聯(lián)過多，可靠度提高大為減慢．并聯(lián)系統(tǒng)提高的是任務可靠性，但并聯(lián)會使產(chǎn)品變得復雜，而產(chǎn)品根本可靠性會降低，同時并聯(lián)會使體積、重量、本錢增加．因此，是否采用并聯(lián)要綜合權(quán)衡．一般在涉及平安性和關(guān)鍵任務可靠性要求時采用．2.6工程應用要點系統(tǒng)越復雜，產(chǎn)品可靠性越低．因此簡化設計是37三、可靠性預計三、可靠性預計383.1目的大致估計整機可能的可靠性發(fā)現(xiàn)潛在薄弱環(huán)節(jié)標準：GJB813-90?可靠性模型的建立和可靠性預計?GJB/Z299B—98?電子設備可靠性預計手冊?MIL-HDBK—217F?電子設備可靠性預計?3.1目的大致估計整機可能的可靠性393.2可靠性預計-方法1方法１元器件計數(shù)法Ni─第i種元器件數(shù)量λb─第i種元器件根本失效率(1/h)Q─第i種元器件通用質(zhì)量系數(shù)n─整機所用元器件的種類數(shù)3.2可靠性預計-方法1方法１403.3可靠性預計-方法2應力分析法：如普通二極管工作失效率預計模型p=bEQACRS2p－工作失效率b－根本失效率E－環(huán)境系數(shù)Q－質(zhì)量系數(shù)：考慮不同組件的質(zhì)量水平A－應用系數(shù)：考慮對電路功能影響C－構(gòu)造系數(shù)：考慮封裝影響R－額定功率或電流系數(shù)，與最大功率或電流額定值之比S2－電壓應力系數(shù)3.3可靠性預計-方法2應力分析法：如普通二極管工作失效率413.4可靠性預計-方法3,4方法３相似產(chǎn)品預計法方法４專家評分法3.4可靠性預計-方法3,4方法３423.5可靠性預計－工程要點預計的絕對值意義不大．不同方案間預計的相對值更有意義，可比較方案的可靠性好壞．預計時，一定要找出值相對較高的組件，并對其采取措施加以預防．預計值必須大于規(guī)定的可靠性要求系統(tǒng)可靠性預計時要注意各單元的運行比影響．3.5可靠性預計－工程要點預計的絕對值意義不大．不同方案間預43任務可靠性模型只能用于任務可靠性預計，不能用于根本可靠性預計．根本可靠性預計是基于全串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預計．預計應與功能設計同步進展，功能設計改變，必須再次進展預計．任務可靠性模型只能用于任務可靠性預計，不能用于根本可靠性預計44四、可靠性分配四、可靠性分配454.1可靠性分配目的將整機可靠性要求分配到各組成單元明確設計時對各組成單元控制的重點4.1可靠性分配目的464.2可靠性分配方法評分分配法：由專家根據(jù)各組成單元影響可靠性的各種因素的水平進展打分，通過計算加以分配．因素１－復雜程度。最復雜10分，最簡單１分因素２－技術(shù)成熟度。最不成熟10分，最成熟１分因素３－工作時間。最長10分，最短１分因素４－環(huán)境條件。最惡劣10分，最不惡劣１分設整機可靠性指標MTBF，那么整機故障率s為：4.2可靠性分配方法評分分配法：由專家根據(jù)各組成單元47第i個單元的故障率為i，那么：i＝CisCi=wi/ww—整機評分數(shù)wi—第i個單元評分數(shù)rij—第i個單元第j個因素評分數(shù)

第i個單元的故障率為i，那么：48評分分配法步驟：確定待分配的可靠性指標，確定評分因素聘請盡可能多的熟悉產(chǎn)品的有經(jīng)歷的專家，至少５名義上設計人員向?qū)＜医榻B產(chǎn)品個專家獨立評分經(jīng)評分處理，給出各組成單元的指標評分分配法步驟：49單元名稱復雜程度ri1技術(shù)成熟度ri2工作時間ri3環(huán)境因素ri4各單元評分數(shù)ri5各單元評分系數(shù)Ci分配的故障率A8410412800.440.44λsB811086400.220.22λsC32841920.0660.066λsD521088000.270.27λs總計29121λs注：單元名稱復雜程度ri1技術(shù)成熟度ri2工作時間ri3環(huán)境因素504.3可靠性分配工程應用要點用于可靠性分配的整機可靠性指標應大于規(guī)定的值，留有余量，充分考慮沒有列入考慮的因素和其它的系統(tǒng)組成單元通過各單元的專家評分，如簡化設計，促進技術(shù)的成熟，采取措施減輕環(huán)境的影響等．對評分高的單元采取有針對性的控制措施4.3可靠性分配工程應用要點用于可靠性分配的整機可靠性指標51五、潛在故障模式影響分析〔FMEA〕和故障樹分析〔FTA〕五、潛在故障模式影響分析〔FMEA〕和故障樹分析〔FTA〕52FMEA可以描述為一組系統(tǒng)化的活動，目的是：

(a)發(fā)現(xiàn)和評價產(chǎn)品/過程中的潛在的失效及其失效后果；

(b)找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施；

(c)將上述整個過程文件化。

標準：

GB7826-87(IEC812-1995)《失效模式和效應分析》

GJB1391A-92《故障模式、影響及危害性分析程序》

GJB/Z1391A-2006《故障模式、影響及危害性分析指南》

QS9000（ISO16949）《潛在失效模式影響分析》5.1潛在失效模式影響分析FMEAFMEA可以描述為一組系統(tǒng)化的活動，目的是：

(a)發(fā)現(xiàn)和評53FMEA是對設計過程的更完善化，以明確必須做什么樣的設計和過程才能滿足顧客的需要。所有的FMEA的重點在于設計，無論是用在設計產(chǎn)品或工藝制造過程。

適時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個事發(fā)前的行為，而不是“后見之明”的行動。為了達到最佳效果。FMEA必須在設計或過程失效模式被無意納入產(chǎn)品或過程之前進行。事前花時間適當完成FMEA能夠更容易低成本地對產(chǎn)品/過程進行修改，從而減輕事后修改的危機。FMEA小組應有充分的溝通和整合。FMEA是對設計過程的更完善化，以明確必須做什么樣的54

FMEA是國際上公認的有效的可靠性設計分析技術(shù)，在工程實際中得到廣泛應用。目前典型的FMEA方法有兩種：一是美國軍標MIL-STD-1629和我國軍標GJB1391/Z《故障模式、影響與危害度分析》；另一種是美國QS-9000《潛在失效模式及影響分析》。

下面僅對QS-9000的FMEA作簡要說明，在QS-9000中，把FMEA分為設計的FMEA(簡稱DFMEA)和過程工藝的FMEA(簡稱PFMEA)。下面僅對設計的FMEA作介紹。FMEA是國際上公認的有效的可靠性設計分析技術(shù)，在55

設計FMEA主要是負責設計的工程師/小組采用的一種分析技術(shù)，用于保證在可能范圍內(nèi)已充分考慮到，并指明各種潛在的失效模式及其相關(guān)的起因/機理。應評估最終產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。FMEA以其嚴密的形式總結(jié)了設計一個零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)時，一個工程師和設計小組的設計思想（包括：根據(jù)以往的經(jīng)驗和教訓，對可能出現(xiàn)問題的分析）。這種系統(tǒng)化的方法體現(xiàn)工程師在任何設計過程中正常經(jīng)歷的思維過程，并使之規(guī)范化、文件化。設計FMEA主要是負責設計的工程師/小組采用的一種分析56

設計FMEA能夠通過以下幾個方面支持設計過程，以降低失效的風險。

(1)有助于對設計要求和設計方案進行客觀評價；

(2)有助于制造、裝配、服務和回收要求的最初設計；

(3)提高設計開發(fā)過程中，考慮潛在失效模式及其對產(chǎn)品可靠性影響；

(4)為全面、有效的設計實驗和開發(fā)項目的策劃，提供更多信息；

(5)根據(jù)潛在失效模式對“顧客”的影響程度進行分級，進而建立一套設計改進、開發(fā)和驗證試驗的優(yōu)先控制程序；

(6)為建議和跟蹤降低風險的措施，提供一個公開討論形式；

(7)為將來分析研究售后市場關(guān)切情況，評價設計更改及展開更先進的設計提供參考。設計FMEA能夠通過以下幾個方面支持設計過程，以降低57FMEA應該是一個小組的活動，負責設計的工程師應直接地、主動地聯(lián)系有關(guān)部門的代表，如裝配、制造、設計、分析/實驗、可靠性、材料、服務等。同時還應聯(lián)系系統(tǒng)不同層次的設計部門代表。FMEA應成為促進相關(guān)部門間充分交換意見的催化劑，從而提高整個產(chǎn)品的工作水平。除非負責設計工程師是有FMEA和小組協(xié)調(diào)的經(jīng)驗，在活動中擁有一位有經(jīng)驗的FMEA專家以協(xié)助FMEA小組工作是有一定幫助的。FMEA應該是一個小組的活動，負責設計的工程師應直接58

設計FMEA是一份動態(tài)文件，且應該在一個設計概念最終形成之時或之前就開始；在產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當設計有變更或獲得信息增加時要及時不斷修改；在最終產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部完成。

設計FMEA不是靠過程控制來克服設計中潛在的缺陷，但的確要考慮制造/裝配過程中技術(shù)的/物質(zhì)的限制。例如表面處理的限制，裝配空間，公差等設計FMEA是一份動態(tài)文件，且應該在一個設計概念59故障模式及影響分析表初始約定層次任務審核第頁共頁約定層次分析人員批準填表日期代碼產(chǎn)品或功能標志功能故障模式故障原因任務階段與工作方式局部影響高一層次影響最終影響故障檢測方法使用補償措施故障影響設計改進措施嚴酷度類別注：軟件FMEA將表中設計改進措施和使用補償措施綜合為改進措施故障模式及影響分析表代產(chǎn)品或功故障模式故障原因任務階段局部影60危害性分析表初始約定層次任務審核第頁共頁約定層次分析人員批準填表日期代碼產(chǎn)品或功能標志功能故障模式故障原因任務階段與工作方式故障模式頻數(shù)比（αj）工作時間(t)嚴酷度類別備注故障概率或故障率數(shù)據(jù)源故障率（λp）故障影響概率（βj）故障模式危害度（Cmj）產(chǎn)品危害度Cr=ΣCmj危害性分析表代產(chǎn)品或功故障模式故障原因任務階段與故障模式頻數(shù)61產(chǎn)品名稱（標識）（1）：生產(chǎn)過程（3）審核：第頁·共頁選用裝備（2）：分析人員：批準：填表日期工序名稱工序功能/要求故障模式故障原因故障影響改進前的RPN改進措施責任部門改進措施執(zhí)行情況改進措施執(zhí)行后的RPN備注下道工序影響組件影響裝備影響SODRPNSODRPN4567891011121314PFMECA表產(chǎn)品名稱（標識）（1）：生產(chǎn)過程（3）62設計故障模式是/不是相鄰連接管腳短路管腳、線寬和PCB線寬與過載電流的保護要求不一致相鄰器件未去耦不用在飛行狀態(tài)中的接插件沒有飛行鑒定合格的保護殼電源線和數(shù)據(jù)線混在一器件中火工品線與其它線混在同一接插件或器件中每個復雜的連接上有多根線接插件沒有清楚的標記元器件和節(jié)點是否有其它的冗余通路不是每一個黑盒子或集成塊外部都有一個安全接地點通風孔的尺寸不合適密封器件沒有密封好黑盒子或集成塊的附件不能很靈活的和相關(guān)工具連接PCB中的線沒有合適的降額在PCB或元器件之間過多的扇出和扇入單個的EEE元器件實現(xiàn)多個功能（如：一個IC中的冗余通路，一個多孔繼電器實現(xiàn)多種功能，集成到一個普通的多層PCB的冗余通路）在控制和監(jiān)測中都用到一個靈敏度部件相鄰器件擺放的太近不能排除短路或熱傳導在多余的器件之間沒有做好足夠的熱隔離措施在高損耗和熱感應元素間實行熱去耦措施發(fā)熱點不是所有的導體表面都是接地的金屬間的電器化學性電壓大于0.5V遙控指令與遙測數(shù)據(jù)的地址被兩個以上字節(jié)分開（關(guān)鍵遙控指令或遙測數(shù)據(jù)）表4電子設備或子設備的產(chǎn)品設計故障模式清單的例子歐洲空間標準化合作組織（ECSS）標準-空間產(chǎn)品保證（Q-30-02A-FMEA）設計故障模式是/不是相鄰連接管腳短路管腳、線寬和PCB線寬與63可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件64可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件65可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件66可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件67可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件68可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件69可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件70可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件71可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件72可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件73可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件74可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件75可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件76可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件77可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件78FMEA編號〔A〕輸入數(shù)字列以便識別FMEA文件。這用于文件控制。系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件名稱及編號〔B〕輸入需要分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或零部件的名稱及編號?！惨姶_定范圍局部〕設計責任〔C〕填入負有設計責任的OEM、組織和部門或小組。適當時，也輸入供方名稱。車型年度/工程〔D〕填入將使用和/或受所分析設計影響的預期車型年度/工程〔如果知道的話〕。FMEA編號〔A〕79關(guān)鍵日期〔E〕填入FMEA初次預定完成日期，該日期不應超過方案的量產(chǎn)設計發(fā)布的日期。FMEA日期〔F〕填入FMEA原始稿完成日期，和最新的修改日期。核心小組〔G〕填入負責開發(fā)DFMEA小組成員。聯(lián)系信息〔如：名字、組織、號碼和email〕可附在補充文件中。編制者〔H〕填入負責編制DFMEA工作的工程師姓名、和所在公司的名稱。關(guān)鍵日期〔E〕80DFMEA表的具體內(nèi)容〔a-n欄〕FMEA的具體內(nèi)容包括對潛在失效相關(guān)的風險分析和所采取的改進措施。工程/功能/要求〔a〕工程〔a1〕輸入通過方塊圖、P圖，圖表和其他圖紙以及由小組進展的其他分析所識別的工程、界面或零件。所使用的術(shù)語應該與顧客要求、使用在其他設計開發(fā)文件和分析中的一致，以確?？勺匪菪?。DFMEA表的具體內(nèi)容〔a-n欄〕81功能〔a1〕填入根據(jù)顧客要求和小組討論必須符合設計目的的那些需要進展分析的工程的功能或界面。如果工程或界面在不同的潛在失效模式下的功能超過一個以上，建議單獨列出每一個功能和相關(guān)的失效模式。如果工程和功能分開的話，那么功能變?yōu)閍2.要求(a2)填入需要分析的每一個功能的要求〔基于顧客的要求和小組的討論：如果在不同的失效模式下，功能有一個以上的要求，高度建議單獨列出每一項要求和功能。功能〔a1〕82潛在失效模式〔b〕潛在失效模式按照零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)潛在不能符合或不能交付工程欄中描述的預期功能的方式來定義。識別與功能/要求相關(guān)的潛在失效模式。潛在失效模式應用專業(yè)性的術(shù)語來描述，而不同于顧客所見的現(xiàn)象。每一種功能可能有多種失效模式。單一的一種功能被識別出大量的失效模式可能表示要求沒有得到很好的定義。假設要發(fā)生的失效模式，但不一定會發(fā)生，因此使用措辭“潛在〞。潛在失效模式〔b〕83潛在失效模式僅僅在與確定的操作條件〔如熱、冷、干、枯燥、灰塵等〕和使用條件〔如超過平均里程、不平的路段、僅在城市行駛等〕一致的情況下發(fā)生。在確定所有的失效模式后，可通過對以往運行不良的研究、關(guān)注點、問題報告以及小組的“頭腦風暴〞的來對分析的完整性進展確認。失效模式也可以是更高一級子系統(tǒng)或系統(tǒng)的要因，或低一級零部件的后果。失效模式例子，與相關(guān)的不同的要求一樣，如表Ⅲ.3所示。潛在失效模式僅僅在與確定的操作條件〔如熱、冷、干、枯燥、灰84可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件85潛在失效后果〔C〕失效的潛在后果應按顧客所覺察的功能的失效模式的后果進展規(guī)定。要根據(jù)顧客可能發(fā)現(xiàn)或經(jīng)歷的情況來描述失效的后果，要記住顧客可能是內(nèi)部顧客，也可能是外部的最終顧客。應清晰闡述失效模式是否影響平安或法律法規(guī)不符。后果應根據(jù)指定的所分析的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或部件來闡述。要記住部件、子系統(tǒng)和系統(tǒng)級別之間存在的等級關(guān)系4。例如：一個零件的破裂，可能使裝配振動，導致間隙性系統(tǒng)運作。間隙性運作會導致性能的降級和最終導致顧客不滿意。目的是以小組的知識水準預防潛在失效后果。定性的失效后果應根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)性能來闡述。表Ⅲ.4展示了從表Ⅲ.3所得失效模式的后果。潛在失效后果〔C〕86可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件87嚴重度〔S〕〔d〕嚴重度是與所給的失效模式的最嚴重后果相符的一個值。嚴重度是在單獨FMEA的范圍內(nèi)的相對排序。建議評估準那么小組在評價準那么和排序體制上意見應一致以及一貫使用，即使對單個過程分析的修改?！惨娤卤鞢r1指南準那么〕不建議修改排序值為9和10的準那么。嚴重度為1的失效模式不應再進展進一步分析。嚴重度〔S〕〔d〕88可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件89分類〔e〕這欄用于強調(diào)高優(yōu)先的失效模式和他們相關(guān)的要因。作為分析的結(jié)果，小組可使用這個信息去識別特殊特性。顧客規(guī)定要求可識別產(chǎn)品特殊特性和過程特殊特性符號以及他們用途。設計記錄指定的特殊特性在DFMEA中沒有識別出相關(guān)的設計失效是設計過程中存在弱點的一種表示.分類〔e〕90失效模式的潛在要因(s)/機理(s)(f)這些信息可以分成多欄也可以合并成一欄。在FMEA的開發(fā)中，失效模式的所有潛在要因的識別是后續(xù)分析的關(guān)鍵。盡管各類技巧〔如頭腦風暴法〕被用于確定失效模式的潛在要因，但建議小組應聚焦于對每一種失效模式的失效機理的理解上。失效模式的潛在要因(s)/機理(s)(f)91失效模式的潛在要因(f2)失效的潛在要因應按設計過程如何讓失效發(fā)生一種跡象來定義,用可糾正或可控制的情形來描述。失效要因是設計弱點的跡象，其后果就是失效模式。要因是賦予或刺激失效機理的情形。在識別失效的潛在要因時，對失效的特定要因使用簡明描述，如規(guī)定電鍍螺釘允許氫脆化。象缺乏的設計或不恰當?shù)脑O計這樣不明確的短語不應使用。要因的調(diào)查需要聚焦于失效模式上而不是聚焦于后果上。在確定要因的過程中，小組應在討論下假設要因存在，且將導致失效模式〔也即是失效模式不要求出現(xiàn)多種要因〕。失效模式的潛在要因(f2)92有代表性的情況是一種失效模式可能有多種要因?qū)е?。這使得失效模式有多欄〔要因分支〕。在可能的范圍內(nèi)，對每一種失效模式/失效機理列出每一種潛在要因。要因應盡可能簡明和完整的列出。分開列出要因會使每一種要因得到聚焦分析，可能產(chǎn)生不同的測量、控制和措施方案。表Ⅲ5.顯例如子是表Ⅲ.3中失敗模式的要因。盡管不是必需的FMEA表要素局部，表包含的失效機理顯示了失效模式、失效機理及要因之間的關(guān)系。在DFMEA編制中，應假設設計是可制造和可安裝的設計目的。當歷史資料顯示制造過程的缺乏時，小組可作為例外來排除。有代表性的情況是一種失效模式可能有多種要因?qū)е?。這使得失效模93可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件94發(fā)生率〔O〕〔g〕發(fā)生率是在設計壽命內(nèi)由特定要因/機理將導致失效模式發(fā)生的可能性。發(fā)生率可能性的排序值的比絕對值更有意義?！惨姳鞢r2.〕應使用一致的發(fā)生率排序體系以確保連貫性。發(fā)生率值是在FMEA范圍內(nèi)的相對排序，不能反映發(fā)生的實際可能性。建議評價準那么小組在評價準那么和排序系統(tǒng)應達成一致意見，并保持持續(xù)應用。即使是對個別的產(chǎn)品分析而對準那么作了修改。發(fā)生率應使用表Cr2指南中的1至10的等級刻度進展評價。發(fā)生率〔O〕〔g〕95可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件96現(xiàn)有設計控制〔h〕現(xiàn)有設計控制是那些作為已完成的設計過程的一局部而執(zhí)行的活動，將確保設計功能和可靠性要求予以充分考慮。有2類設計控制應予以考慮：預防：消除〔預防〕失效的機理的要因或失效摸的發(fā)生，或降低發(fā)生率。探測：在工程放行到生產(chǎn)前，通過解析方法或物理方法識別〔探測〕要因，失效的機理或失效模式是否存在。如果可能的話，更建議使用預防控制方法。發(fā)生率排序?qū)⑹茏鳛樵O計目的一局部綜合提供的預防控制影響。探測控制應象探測要因一樣包括識別探測失效模式的那些活動。小組應考慮分析、試驗、評價和其他活動以確保設計充分，如：現(xiàn)有設計控制〔h〕97預防控制：●基準研究●自動防故障裝置設計●設計和材料標準〔內(nèi)部的和外部的〕●文件---類似設計中最好實踐的記錄、以往的教訓等●模擬研究---確定設計要求的概念分析●防錯探測控制：●設計評審●原型試驗●驗證試驗●模擬研究---設計驗證●設計試驗，包括可靠性試驗?！袷褂妙愃屏悴考哪Ｐ皖A防控制：98對于設計控制，本手冊中設計FMEA表例子中設有兩欄〔也就是將預防控制和探測控制分開〕，有助于小組清楚區(qū)分這兩類設計控制。這可以快速直觀地確定兩類設計控制已經(jīng)得到考慮。如果使用一欄表〔對于設計控制〕，那么應使用以下方式。對于預防控制，在列出的每一個預防控制前放一個字母“P〞，對于探測控制，在列出的每一個探測控制前放一個字母“D〞。通過設計更改或設計過程更改預防失效模式的要因是降低發(fā)生率的唯一方法。表Ⅲ.6展示了表Ⅲ.5中已識別要因的預防和探測控制。對于設計控制，本手冊中設計FMEA表例子中設有兩欄〔也就是99用統(tǒng)計方法：若有N個相同的產(chǎn)品同時投入試驗，經(jīng)歷時間ｔ后有n(t)件產(chǎn)品失效。成功的設計經(jīng)歷或失敗的教訓，有針對性地應用到設計中，防止故障或設計缺陷。(a)制定并實施軟件可靠性數(shù)據(jù)采集規(guī)程；對受試產(chǎn)品的可靠性有充分的信心，能夠較快地做出接受判決的產(chǎn)品的可靠性鑒定試驗表1軟件可靠性工程與硬件可靠性工程的相似點應評估最終產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。R()=P(>)故障樹定量分析是根據(jù)底事件發(fā)生概率按故障樹的邏輯門關(guān)系，計算出頂事件發(fā)生的概率，以判斷是否滿足規(guī)定的安全性和可靠性要求。實施軟件工程是實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性工程與軟件特點相結(jié)合的根本方法9，假設當?shù)?0個產(chǎn)品發(fā)生失效時的時間為250小時，那么可靠度為0.間采集、觀測到的失效數(shù)據(jù)，以評估軟件的可靠產(chǎn)品的包裝應便于裝卸、儲運和管理，并且在正常的裝卸、儲運條件下，保證其自發(fā)貨之日起，到預定儲運期內(nèi)，不因包裝不善而致使產(chǎn)品產(chǎn)生銹蝕、霉變、失效、殘損和失散等現(xiàn)象。但此時兩個樣本量差距很大。這是成功實施軟件可靠性工程的前提。在靠近高壓處使用的工具是否有良好的電絕緣？(b)針對要求決不能發(fā)生過失的運行進展專門的〔軟件平安性〕測試；但是這些增加的可靠性特殊措施一般需要很高的代價，例如，美國航天飛機飛行軟件的開發(fā)費用比市售軟件的本錢高出百倍！即使是對個別的產(chǎn)品分析而對準那么作了修改。用統(tǒng)計方法：若有N個相同的產(chǎn)品同時投入試驗，經(jīng)歷時間ｔ后有n100探測度〔D〕〔i〕探測度是對在現(xiàn)有設計控制探測欄中列出的最好的探測控制的對應等級。當識別出一種以上控制時，建議對每種控制進展探測度排序作為控制描述的一局部包含在內(nèi)。將最低排序值記錄在探測度欄?，F(xiàn)有設計控制探測度的建議方法是假設失效已經(jīng)發(fā)生，然后評價現(xiàn)有設計控制探測失效模式的能力。探測度〔D〕〔i〕101建議評價準那么小組應在評價準那么和排序系統(tǒng)上達成一致的意見，以及持續(xù)應用它們。即使是對個別的產(chǎn)品分析而對準那么作了修改〔檢查并修改前面的〕。探測度應使用表Cr3作為指南來評價。對于通過證實的設計方案的失效預防的排序值是保存的。建議評價準那么102可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件103確定優(yōu)先措施一旦小組已經(jīng)完成了最初的失效模式和后果、要因以及控制的識別，包括對嚴重度、發(fā)生率和探測度的排序，他們必須確定是否需要進一步努力來減少風險。由于在資源、時間、技術(shù)和其他因素方面的內(nèi)在限制，小組必須選擇如何優(yōu)先這些措施。小組的最初焦點應定位于嚴重度最高等級的失效模式。當嚴重度等級為9或10時，小組必須強制確保風險通過存在的設計控制或建議措施來陳述〔在FMEA中予以文件化〕。對于嚴重度等級為8或8以下的失效模式，小組應考慮最高發(fā)生率或探測度的要因。著眼識別的信息，確定方法，確定如何將風險降低措施排序最優(yōu)化以最好的效勞于組織和顧客。確定優(yōu)先措施104風險評價：風險優(yōu)先系數(shù)〔RPN〕〔j〕使用風險優(yōu)先系數(shù)是協(xié)助把措施優(yōu)先排序的一種方法：RPN=嚴重度〔S〕X發(fā)生率〔O〕X探測度〔D〕在單獨的FMEA范圍內(nèi)，這個值可以在1到1000范圍內(nèi)。對于確定是否有措施需要，不建議使用RPN極限。應用極限假設RPN是相關(guān)風險的一種測量〔但卻常常不是的〕，持續(xù)改進是不需要的〔但實際卻是需要的〕。例如：如果顧客應用以下100為無端極限，供方將被要求對RPN值為112的特性B采取措施。風險評價：105可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件106在這個例子中，特性B的RPN較高，但是優(yōu)先措施應該為嚴重度等級較高的9的特性A工作，盡管它的RPN較低，而且90也低于極限。使用極限方法另一個關(guān)注點是沒有特定的的RPN值要求強制措施。不幸的是，建立這樣的極限會促使措施的行為導致小組成員花時間設法證明的較低的發(fā)生率或探測度等級值以降低RPN。這類行為防止闡述闡述失效要因下的真正問題，僅僅保持極限以下的RPN值。在一個理想的特定的工程里程碑〔如：車輛投放〕上，有意識確定“可承受性〞風險是重要的，應該在嚴重度、發(fā)生率和探測度的分析根底上進展，不要通過應用RPN極限來確定。在這個例子中，特性B的RPN較高，但是優(yōu)先措施應該為嚴重107建議措施〔s〕(k)一般來講，預防措施〔也就是降低發(fā)生率〕比探測措施更可取的。這個例子是在設計終止后使用已證實的設計標準或比產(chǎn)品驗證/確認更好的慣例。建議措施的目的是改善設計。在以下的順序中，識別這些措施應考慮降低級別：嚴重度、發(fā)生率和探測度。以下例子是解釋降低這些級別的方法：●降低嚴重度級別：只有設計修改才能降低嚴重度等級。高嚴重度等級的失效模式可通過設計修改來降低，設計修改可彌補或減輕失效的導致的嚴重度。例如：輪胎要求是“在使用中保持空氣壓力〞。對于一個在“跑平地〞輪胎“空氣壓力的快速損失〞失效模式的后果嚴重度是低的。自行的設計更改并不意味著嚴重度將被降低。任何設計更改小組都應該進展評審以確定對產(chǎn)品功能性和過程導致的后果。建議措施〔s〕(k)108為了到達這種方法的最好效果和最大效率，產(chǎn)品和過程的設計更改應在開發(fā)過程的早期執(zhí)行。替換材料需要在開發(fā)周期的早期進展考慮以消除腐蝕嚴重度?！窠档桶l(fā)生率等級〔O〕：發(fā)生率等級的降低可能受由設計修改消除或控制失效模式的一種或多種要因或機理的影響。以下措施應予以考慮，但不限于這些：○為消除失效模式的防錯設計○修改設計幾何尺寸和公差○修改設計以降低壓力或替代不耐用〔高失效可能性〕零部件?！鹪黾尤哂唷鹦薷牟牧蠘藴蕿榱说竭_這種方法的最好效果和最大效率，產(chǎn)品和過程的設計更改應109●降低探測級別〔D〕：推薦方法是使用防錯裝置。設計確認/驗證措施的增加僅僅導致探測度級別的降低。在一些案例中，為增加探測的可能性〔也就是降低探測度級別〕特定零部件的設計更改是必需的。此外，以下應予以考慮：○試驗設計〔特別是多種或相互作用的要因存在時〕○修改試驗方案如果對于一種特定的失效模式/要因/控制組合的評價沒有建議措施，那么應在這欄填入“無〞來指明。如果填入“無〞，這種符合根本原理的做法是有助于理解的，尤其是在高嚴重度案例中。對于設計措施考慮使用以下：●設計DOE結(jié)果或可靠性試驗●確定方案的有效性，不引進新的潛在失效模式的設計分析〔失效的可靠性、構(gòu)造或物理〕●確定目標特征物理更改的圖紙、圖表或模式●設計評審的結(jié)果●對給定的工程標準或設計指南進展更改●可靠性分析結(jié)果●降低探測級別〔D〕：推薦方法是使用防錯裝置。設計確認/驗證110表Ⅲ.7提供了要因〔f欄〕，控制〔h欄〕和建議措施〔k欄〕應用的例子。職責和目標完成日期〔I〕填入負責完成每一項建議措施的個人和組織的名字，包括目標完成日期。負有設計責任的工程師/小組領(lǐng)導有責任確保所有建議措施得到實施或充分闡述。表Ⅲ.7提供了要因〔f欄〕，控制〔h欄〕和建議措施〔k111措施結(jié)果(m-n)這個局部識別任何已完成措施的結(jié)果和他們對嚴重度、發(fā)生率、探測度排序以及RPN的影響。采取措施和完成日期〔m〕在措施執(zhí)行以后，填入采取措施的簡要描述和實際完成日期。嚴重度、發(fā)生率、探測度和RPN〔n〕在預防/糾正措施已經(jīng)執(zhí)行后，確定和記錄所導致嚴重度、發(fā)生率和探測度排序。計算和記錄措施導致的措施(風險)優(yōu)先系數(shù)〔即RPN〕。措施結(jié)果(m-n)112可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件113維護DFMEAsDFMEA是一種動態(tài)性的文件，當產(chǎn)品設計發(fā)生更改和更新時，必要時應予以評審。建議措施應該和最終結(jié)果〔什么起作用，什么不起作用〕一起包含在后續(xù)的DFMEA中。維護中DFMEAs另一個要素是應包含在DFMEA中使用排序的周期性評審。特定的重點應放在發(fā)生率和探測度排序上。這在無論是通過產(chǎn)品更改或設計控制改善都顯得尤其重要。此外，萬一發(fā)生市場使用問題，排序應由此而予以更改。維護DFMEAs114如果一個新工程或應用對與現(xiàn)有產(chǎn)品的功能相似，那么單一的DFMEA同時也可用于顧客。在開場時使用這個已有的根底的DFMEA可提供最大時機使用過去的經(jīng)歷和知識。如果存在輕微的不同，小組應識別和著重分析這些不同點的產(chǎn)生的后果。DFMEA不是一個孤立的文件。例如，DFMEA的輸出可作為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)過程的輸入。它是小組討論和分析的總結(jié)。表Ⅲ.7展示了一些公共使用文件的聯(lián)結(jié)。如果一個新工程或應用對與現(xiàn)有產(chǎn)品的功能相似，那么單一的DF115可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件116DFMEA和DVP&R有一個重要的聯(lián)接。DFMEA識別和文件化轉(zhuǎn)化為試驗描述輸入的現(xiàn)有設計預防和探測控制，包括在DVP&R.在DVP&R提供那些承受標準、程序和樣本量的同時，DFMEA識別什么是“控制〞。另一個重要聯(lián)接是DFMEA和PFMEA之間的聯(lián)接。例如，PFMEA或DFMEA可以導致一樣的失效產(chǎn)品后果。在這個案例中，設計失效模式后果應該反映在DFMEA和PFMEA的后果也嚴重度排序中。DFMEA和DVP&R有一個重要的聯(lián)接。DFMEA識別117從上述對FMEA的說明中，有幾點應特別注意：

(1)FMEA是負責設計工程師應該做的一件重要的分析工作，以便隨時尋找或發(fā)現(xiàn)潛在失效并采取措施。

(2)FMEA應該由一個有各方面代表參加的小組工作，這樣才能有效和全面地發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

(3)加強針對潛在失效模式的改進設計才能降低RPN值，才能提高產(chǎn)品可靠性。

(4)一種失效模式很有可能是由多個失效起因/機理引起的，一定要把起因/機理找準、找全。如示例中的腐蝕就有5種起因，應逐一分析透。

(5)開展FMEA時的S、O、D的數(shù)值只有相對的意義，只能比較在一個具體的FMEA時不同失效模式的相對等級和關(guān)注等級。從上述對FMEA的說明中，有幾點應特別注意：

(1)FMEA118目的：發(fā)現(xiàn)潛在故障，評價產(chǎn)品失效的概率

標準GJB768A-1998?故障樹分析指南?GB7829-1987?故障樹分析程序?5.2故障樹分析FTA目的：5.2故障樹分析FTA119

故障樹分析是通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和（或）其發(fā)生概率的一種分析技術(shù)。其目的是幫助設計師判斷潛在的故障，以便采取相應的改進設計措施，也可指導故障診斷，制定維修方案，同時FTA還能計算復雜產(chǎn)品發(fā)生故障的概率。故障樹分析是通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境120

故障樹的建立是FTA的關(guān)鍵，因為故障樹的完善程度將直接影響定性分析和定量計算的結(jié)果?，F(xiàn)以一種演繹法建樹為例，作簡要介紹。故障樹的建立是FTA的關(guān)鍵，因為故障樹的完善程度將121

首先寫出頂事件（即產(chǎn)品不希望發(fā)生的故障事件）表示符號作為第一行，在其下面并列寫出導致頂事件發(fā)生的直接原因（如硬件，軟件，環(huán)境，人為因素影響）作為第二行。把這些原因因素用相應的符號表示出來，并用適合邏輯門與頂事件相連。再將導致第二行的那些故障事件（稱為中間事件）發(fā)生的直接原因作為第三行，并用適合的邏輯門與相應的中間事件相連。按照這個線索自上而下步步深入。一直追溯到引起產(chǎn)品發(fā)生故障的全部最基本的原因（稱為底事件）為止。這樣就形成一棵以頂事件為“根”，中間事件為“節(jié)”，底事件為“葉”的倒立的故障樹。故障樹常用事件的符號見表5。首先寫出頂事件（即產(chǎn)品不希望發(fā)生的故障事件）表示符號122可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件123

故障樹中最常用的邏輯門是邏輯“與門”和邏輯“或門”。其它邏輯門在某種程度上都可以簡化為“與門”和“或門”。常用的邏輯門及符號見表6。故障樹中最常用的邏輯門是邏輯“與門”和邏輯“或門”124可靠性工程師培訓講義2021推薦資料課件125

下面以某電機控制電路為例，說明建樹過程。

某電機控制電路如圖1所示，交流電源通過線路和開關(guān)控制電機的運轉(zhuǎn)。下面以某電機控制電路為例，說明建樹過程。

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故障樹分析的頂事件選擇為“開關(guān)合上后電機不轉(zhuǎn)”，具體的建樹過程如下所述，對應的故障樹如圖2所示。故障樹分析的頂事件選擇為“開關(guān)合上后電機不轉(zhuǎn)”，127

（1）將頂事件“開關(guān)合上后電機不轉(zhuǎn)”作為輸出事件，對其原因進行分析，可能的直接原因包括“電機故障”和“開關(guān)合上后無電流”，將其作為輸入事件，并確定它們之間的邏輯關(guān)系為“或”，利用或門建立的故障樹如圖2（a）所示。其中“電機故障”作為底事件，不再展開。（1）將頂事件“開關(guān)合上后電機不轉(zhuǎn)”作為輸出事件1282.1故障樹的建立

（2）將“開關(guān)合上后無電流”作為輸出事件，對其原因進行分析，可能的直接原因包括“電源故障”和“線路故障”，將其作為輸入事件，并確定之間的邏輯關(guān)系為“或”，利用或門建立的故障樹如圖2（b）所示。其中“電源故障”和“線路故障”作為底事件，不再展開。2.1故障樹的建立（2）將“開關(guān)合上后無電流”作129

（3）對事件建立定義和表達符號，如表7所示。利用符號替換文字，得到故障樹的規(guī)范表達如圖2（c）所示。（3）對事件建立定義和表達符號，如表7所示。利130

故障樹定性分析就是尋找導致頂事件發(fā)生的原因和原因組合，即找出全部最小割集。最小割集是指一些底事件的組合。它們都發(fā)生時頂事件必然發(fā)生，而這些底事件缺一個就不會導致頂事件發(fā)生的底事件集合。求最小割集的方法有上行法和下形法兩種。故障樹定性分析就是尋找導致頂事件發(fā)生的原因和原因131

在最小割集全部求出后，當可靠性數(shù)據(jù)不足時，可對最小割集和底事件進行定性分析，首先根據(jù)每個最小割集所含底事件的數(shù)目（稱階數(shù)）排列，在各個底事件發(fā)生概率較小，且相互差別不大的條件下，可以按下列原則對最小割集和底事件進行比較：

(1)階數(shù)越小的最小割集越重要；

(2)在低階最小割集中出現(xiàn)的底事件比高階最小割集中的底事件重要。

(3)在最小割集階數(shù)相同的條件下，在不同最小割集中重復出現(xiàn)的次數(shù)越多的底事件越重要。在最小割集全部求出后，當可靠性數(shù)據(jù)不足時，可對132

故障樹定量分析是根據(jù)底事件發(fā)生概率按故障樹的邏輯門關(guān)系，計算出頂事件發(fā)生的概率，以判斷是否滿足規(guī)定的安全性和可靠性要求。定量分析的另一個重要任務是計算底事件的重要度（即它們對頂事件發(fā)生的影響程度），從而確定改進的重點。故障樹定量分析是根據(jù)底事件發(fā)生概率按故障樹的邏133

總之，建立故障樹，定性分析，定量分析是故障樹分析的三步曲。建樹是關(guān)鍵，建樹過程中，要化簡故障樹，就要運用布爾代數(shù)的運算規(guī)則，對于特殊門進行等效變換以及去除明顯復雜事件和明顯復雜門。故障樹分析，特別是復雜產(chǎn)品的故障樹分析，建樹和分析的工作是都很復雜，一般都要使用專門的故障樹分析軟件?？傊?，建立故障樹，定性分析，定量分析是故障樹分析134六、可靠性設計準那么的

制定與貫徹六、可靠性設計準那么的

制定與貫徹1356.1目的 通過制定并貫徹產(chǎn)品可靠性設計準那么，把有助于保證、提高產(chǎn)品可靠性的一系列設計要求設計到產(chǎn)品中去。6.1目的1366.2依據(jù) GJB450A-2004?產(chǎn)品可靠性工作通用要求?6.3適用對象與適用時機產(chǎn)品詳細設計階段6.2依據(jù)1376.4可靠性設計準那么的根本內(nèi)容與特點可靠性設計準那么的根本內(nèi)容概述目的適用范圍依據(jù)可靠性設計準那么6.4可靠性設計準那么的根本內(nèi)容與特點可靠性設計準那么的138〔1〕可靠性設計準那么是進展可靠性定性設計的重要依據(jù)〔2〕貫徹可靠性設計準那么可以提高產(chǎn)品的固有可靠性〔3〕貫徹可靠性設計準那么是實現(xiàn)與產(chǎn)品性能設計同步的有效方法〔4〕可靠性設計準那么是研制經(jīng)歷的總結(jié)與升華〔5〕可靠性設計準那么對產(chǎn)品的適用性和針對性強〔1〕可靠性設計準那么是進展可靠性定性設計的重要依據(jù)1396.5可靠性設計準那么的制定制定可靠性設計準那么的依據(jù)新產(chǎn)品研制開發(fā)任務書規(guī)定的可靠性設計要求；國內(nèi)外有關(guān)標準、標準和手冊中所提出的可靠性設計準那么等相關(guān)內(nèi)容；相似產(chǎn)品中制定貫徹的可靠性設計準那么中的有關(guān)條款；通過調(diào)研，了解使用人員在使用中對產(chǎn)品的可靠性方面需求，整理轉(zhuǎn)化為可靠性設計準那么；研制單位所積累的可靠性設計經(jīng)歷和失敗所取得的教訓。6.5可靠性設計準那么的制定140制定程序產(chǎn)品可靠性設計準那么的制定程序見下頁圖明確產(chǎn)品可靠性設計準那么的適用范圍制定產(chǎn)品產(chǎn)品可靠性設計準那么初稿,形成產(chǎn)品可靠性設計準那么評審稿形成產(chǎn)品可靠性設計準那么正式稿制定程序1416.6可靠性設計準那么的貫徹可靠性設計準那么是產(chǎn)品技術(shù)標準的重要組成局部，必須予以認真貫徹。可靠性設計準那么的貫徹實施流程如以下圖6.6可靠性設計準那么的貫徹142匯總分析開始總師系統(tǒng)批準問題處理與糾正措施編寫可靠性設計準則符合性報告結(jié)束總體設計單位將產(chǎn)品可靠性設計準則分發(fā)給有關(guān)研制單位各研制單位制定細化可靠性設計準則，下發(fā)到設計部門設計人員從可靠性設計準則中選擇具體設計相關(guān)條款逐條分析準則條款確定設計技術(shù)措施落實設計技術(shù)措施符合性報告評審匯總分析開始總師系統(tǒng)批準問題處理與糾正措施編寫可靠性設計準則143準則條款內(nèi)容符合采取的設計措施不符合原因、意見影響備注產(chǎn)品可靠性設計準則符合性檢查報告

對于每一條設計準則，如果在設計中采用，則在“符合”欄打“√”，并在“采取的設計措施”欄填寫具體的設計措施。如果未被采用，則在“不符合”欄打“√”，在“原因、意見”欄填寫準則條款未被采用的原因，以及準則條款調(diào)整的建議等，在“影響”欄填寫不符合該條準則造成何影響，以判斷是否要進行設計更改。

準則條款內(nèi)容符合采取的設計措施不符合原因、意見影響備注產(chǎn)品可1446.7按技術(shù)分類的通用可靠性設計準那么6.7.1.簡化設計〔a〕應對產(chǎn)品功能進展分析權(quán)衡，合并一樣或相似功能，消除不必要的功能?！瞓〕應在滿足規(guī)定功能要求的條件下，使其設計簡單，盡可能減少產(chǎn)品層次和組成單元的數(shù)量?！瞔〕盡量減少執(zhí)行同一或相近功能的零部件、元器件數(shù)量?！瞕〕應優(yōu)先選用標準化程度高的零部件、緊固件與連接件、管線、纜線等。6.7按技術(shù)分類的通用可靠性設計準那么145〔e〕最大限度地采用通用的組件、零部件、元器件，并盡量減少其品種?！瞗〕必須使故障率高、容易損壞、關(guān)鍵性的單元具有良好的互換性和通用性?！瞘〕采用不同工廠生產(chǎn)的一樣產(chǎn)品成品件必須能安裝互換和功能互換。〔h〕產(chǎn)品的修改，不應改變其安裝和聯(lián)接方式以及有關(guān)部位的尺寸，使新舊產(chǎn)品可以互換安裝?！瞖〕最大限度地采用通用的組件、零部件、元器件，并盡量減少其1466.7.2.冗余設計〔a〕當簡化設計、降額設計及選用的高可靠性的零部件、元器件仍然不能滿足任務可靠性要求時，那么應采用冗余設計?！瞓〕在重量、體積、本錢允許的條件下，選用冗余設計比其它可靠性設計方法更能滿足任務可靠性要求。〔c〕影響任務成功的關(guān)鍵部件如果具有單點故障模式，那么應考慮采用冗余設計技術(shù)。6.7.2.冗余設計147〔d〕硬件的冗余設計一般在較低層次(設備、部件)使用，功能冗余設計一般在較高層次進展(分系統(tǒng)、系統(tǒng))?！瞖〕冗余設計中應重視冗余轉(zhuǎn)換的設計。在進展切換冗余設計時，必須考慮切換系統(tǒng)的故障概率對系統(tǒng)的影響，盡量選擇高可靠的轉(zhuǎn)換器件。〔f〕冗余設計應考慮對共模／共因故障的影響?！瞕〕硬件的冗余設計一般在較低層次(設備、部件)使用，功能冗1486.7.3.熱設計(1)熱設計的主要設計方法〔a〕傳導散熱設計。如：選用導熱系數(shù)大的材料，加大與導熱零件的接觸面積，盡量縮短熱傳導的路徑，在傳導路徑中不應有絕熱或隔熱件等。〔b〕對流散熱設計。如：加大溫差，即降低周圍對流介質(zhì)的溫度；加大流體與固體間的接觸面積；加大周圍介質(zhì)的流動速度，使它帶走更多的熱量等。6.7.3.熱設計149〔c〕輻射散熱設計。如：在發(fā)熱體外表涂上散熱的涂層以增加黑度系數(shù)；加大輻射體的外表面積等?！瞕〕耐熱設計。如：接近高溫區(qū)的所有操縱組件、電線、線束和其它附件均應采取防護措施并用耐高溫材料制成；導線間應有足夠的間隙，在特定高溫源附近的導線要使用耐高溫絕緣材料?！瞔〕輻射散熱設計。如：在發(fā)熱體外表涂上散熱的涂層以增加黑度150〔2〕詳細熱設計準那么〔不限于以下條款〕〔a〕保證熱流通道盡可能短，橫截面要盡量大?！瞓〕盡量利用金屬機箱或底盤散熱。〔c〕力求使所有的接觸面都能傳熱，必要時，加一層導熱硅膠提高傳熱性能。盡量加大熱傳導面積和傳導零件之間的接觸面積，提高接觸外表的加工精度、加大接觸壓力或墊入可展性導熱材料?！?〕詳細熱設計準那么〔不限于以下條款〕151〔d〕器件的方向及安裝方式應保證最大熱對流。〔e〕將熱敏部件裝在熱源下面，或?qū)⑵涓綦x，或加上光滑的熱屏蔽涂層?！瞗〕安裝零件時，應充分考慮到周圍零件輻射出的熱，以使每一器件的溫度都不超過其最大工作溫度?！瞕〕器件的方向及安裝方式應保證最大熱對流。152〔g〕盡量確保熱源具有較好的散熱性能?！瞙〕玻璃環(huán)氧樹脂線路板是不良散熱器，不能全靠自然冷卻。假設它不能充分散發(fā)所產(chǎn)生的熱量，那么應考慮加設散熱網(wǎng)絡和金屬印制電路板?！瞚〕選用導熱系數(shù)大的材料制造熱傳導零件。例如：銀、紫銅、銅、氧化鈹陶瓷及鋁等。〔g〕盡量確保熱源具有較好的散熱性能。153〔j〕盡可能不將通風孔及排氣孔開在機箱頂部或面板上?！瞜〕盡量減低氣流噪音與振動，包括風機與設備箱間的共振。〔l〕盡量選用以無刷交流電動機驅(qū)動的風扇、風機和泵，或者適當屏蔽的直流電動機?！瞛〕盡可能不將通風孔及排氣孔開在機箱頂部或面板上。1546.7.4.環(huán)境防護設計(1)防潮濕設計〔a〕采取具有防水、防霉、防銹蝕的材料。〔b〕提供排水疏流系統(tǒng)或除濕裝置，消除濕氣聚集物。〔c〕采取枯燥裝置吸收濕氣。6.7.4.環(huán)境防護設計155〔d〕應用保護涂層以防銹蝕。〔e〕憎水處理，以降低產(chǎn)品的吸水性或改變其親水性能?！瞗〕浸漬，用高強度和絕緣性能好的涂料來填充某些絕緣材料。〔d〕應用保護涂層以防銹蝕。156(2)防鹽霧腐蝕設計 防止鹽霧導致的電化學腐蝕、電偶腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕等。(3)防霉菌設計〔a〕采用防霉劑處理零部件或設備?！瞓〕設備、部件密封，并且放進枯燥劑，保持內(nèi)部空氣枯燥?！瞔〕在密封前，材料用足夠強度的紫外線輻照，防止和抑殺霉菌。(2)防鹽霧腐蝕設計1576.7.5.抗沖擊、振動和噪聲設計〔1〕抗沖擊、振動和噪聲設計的主要方法〔a〕消源設計。如：液體火箭發(fā)動機的振動是導彈的一個主要的振源，通過消除發(fā)動機不穩(wěn)定燃燒、改變推力室頭部噴嘴的排列和流量，減小其振源，就能降低導彈振動的等級?！瞓〕隔離設計。如：采用主動隔離或者被動隔離方法將設備與振源隔離開來。6.7.5.抗沖擊、振動和噪聲設計158〔c〕減振設計。如：采用阻尼減振、動力減振、摩擦減振、沖擊減振等方法消耗或者吸收振動能量?！瞕〕抗振設計。如：改變安裝部位；提高零部件的安裝剛性；安裝緊固；采用約束阻尼處理技術(shù)；采用部件密封；防止共振等?！瞔〕減振設計。如：采用阻尼減振、動力減振、摩擦減振、沖擊減159〔2〕具體設計準那么〔不限于以下條款〕〔a〕當激振頻率很低時，應增強構(gòu)造的剛性，提高設備、零部件及元器件的固有頻率與激振頻率的比值，以使設備和元器件的固有頻率遠離共振區(qū)?！瞓〕電子元器件的引線應盡量短，以提高固有頻率?！瞔〕電子元器件應固定在底盤上或板上，以防止由于疲勞或振動而引起的斷裂?！?〕具體設計準那么〔不限于以下條款〕160〔d〕焊接到同一端頭的絞合導線必須加以固定，使其在受振動時，不致發(fā)生彎曲?！瞖〕接插頭處盡可能有支撐物。〔f〕在撓曲與振動環(huán)境條件下，盡量使用軟導線而不宜用硬導線?！瞕〕焊接到同一端頭的絞合導線必須加以固定，使其在受振動時，161〔g〕防止懸臂式安裝器件。如果采用，必須經(jīng)過仔細計算，使其強度能在使用的設備最惡劣的環(huán)境條件下滿足要求?！瞙〕模塊和印刷電路板的自然頻率應高于它們的支撐架的自然頻率。〔i〕繼電器安裝應使觸點的動作方向同銜鐵的吸合方向，盡量不要同振動方向一致?！瞛〕通過金屬孔或靠近金屬零件的導線必須另外套上防護套管〔g〕防止懸臂式安裝器件。如果采用，必須經(jīng)過仔細計算，使其強162〔k〕對于小型電阻器、電容器盡可能臥裝。在元器件與底板間用硅橡膠封裝。對大電阻器、大電容器那么需用附加緊固裝置?！瞝〕對于印刷電路板，應加固和鎖緊，以免在振動時產(chǎn)生接觸不良和脫開振壞。〔m〕對有減振要求的設備應具有減振裝置，在安裝時與系統(tǒng)周圍構(gòu)造應留有足夠的間隙?！瞜〕對于小型電阻器、電容器盡可能臥裝。在元器件與底板間用硅1636.7.6.穩(wěn)定性設計〔a〕電路設計時，要有一定功率裕量，通常應有20～30%的裕量，重要地方可用50～100%的裕量。要求穩(wěn)定性、可靠性越高的地方裕量應越大?！瞓〕要防止電路的工作點處于臨界狀態(tài)?！瞔〕應對那些隨溫度變化其參數(shù)也隨之變化的元器件進展溫度補償，使電路保持穩(wěn)定?！瞕〕正確選用電參數(shù)穩(wěn)定的元器件，防止電路產(chǎn)生漂移失效。6.7.6.穩(wěn)定性設計164〔e〕應合理放寬對輸入及輸出信號臨界值的要求?！瞗〕接插件、開關(guān)、繼電器的觸點要增加冗余接點，并聯(lián)工作。〔g〕每個接線板應有10%的接線柱或接線點作為備用?！瞙〕貯備設計應盡量采用功能冗余，當其中冗余部件失效時并不影響主要功能。〔e〕應合理放寬對輸入及輸出信號臨界值的要求。165〔i〕信息傳遞不允許中斷時，應采取工作貯備。〔j〕使用反響技術(shù)來補償(或抑制)參數(shù)變化所帶來的影響，保證電路性能穩(wěn)定。例如，由阻容網(wǎng)絡和集成運算放大器組成的各種反響放大器，可以在因元器件由于老化等原因而使性能產(chǎn)生某些變化的情況下，仍然符合最低限度的性能要求?！瞜〕冗余系統(tǒng)和主系統(tǒng)的元件不能通過同一個連接器。〔i〕信息傳遞不允許中斷時，應采取工作貯備。166〔l〕主系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)的電路不得通過同一條電源干線供電?！瞞〕與冗余系統(tǒng)有關(guān)的電線和設備在機械上、電氣上應與主系統(tǒng)的電線和設備隔開，以使其他系統(tǒng)中發(fā)生的故障不會影響冗余系統(tǒng)，反之亦然。對于冗余系統(tǒng)線路應單獨接地。〔n〕在進展非電產(chǎn)品可靠性設計過程中，應該運用穩(wěn)健性設計方法，減少產(chǎn)品質(zhì)量特性波動、提高產(chǎn)品抗干擾能力。采用正交表安排試驗方案，通過對各種試驗方案的統(tǒng)計分析，找出抗干擾能力強、調(diào)整性好、性能穩(wěn)定、可靠的設計方案?！瞝〕主系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)的電路不得通過同一條電源干線供電。167安裝設計〔a〕各零部件、元器件、組件(特別是易損件和常拆件)的安裝要簡便，安裝件周圍要有足夠的空間?！瞓〕系統(tǒng)、設備、組件的配置應根據(jù)其故障率上下、尺寸和重量以及安裝特點等統(tǒng)籌安排。盡量做到在安裝時不拆卸、不移動其它局部，在必須拆卸和移動其它局部時，要滿足操作簡便的要求。〔c〕功能一樣且對稱安裝的部、組、零件，應設計成可互換通用。修改設計時，應考慮同產(chǎn)品先后產(chǎn)品的替換性。安裝設計168〔d〕安裝人員的操作和工作應按邏輯和順序安排?！瞖〕安裝對象和安裝設備應使安裝人員經(jīng)過適當培訓即能適應安裝工作?！瞗〕安裝規(guī)程和方法應簡單、明確、有效并盡量圖解化，使安裝人員易于理解和記憶?！瞘〕應防止或消除在安裝操作時發(fā)生人為過失的可能，即使發(fā)生過失也能容易覺察。外形相近而功能不同或安裝時容易發(fā)生過失的零、部件，應從構(gòu)造上加以限制或有明顯的識別標記?！瞕〕安裝人員的操作和工作應按邏輯和順序安排。169〔h〕不允許倒裝或不允許旋轉(zhuǎn)某一部位安裝的零件，應采用非對稱安裝構(gòu)造。〔i〕左、右(或上、下)及周向?qū)ΨQ配置的零部件，應盡可能設計成能互換的；假設功能上不互換，那么應在構(gòu)造、聯(lián)接上采取措施，使之不會裝錯?！瞛〕在安裝時可能發(fā)生危險事件的部位，須設危險警告標志?！瞜〕安裝部位應提供自然或人工的適度照明條件。〔l〕應采取措施，減少系統(tǒng)、設備、機件的振動，防止安裝人員在超出有關(guān)規(guī)定標準的振動條件下工作?！瞙〕不允許倒裝或不允許旋轉(zhuǎn)某一部位安裝的零件，應采用非對稱170〔m〕防止在兩個剛性支承接頭之間安裝直導管?！瞡〕在兩個允許有相對運動的接頭之間不應采用鋁導管。〔o〕液壓管路要遠離人員所處的位置?！瞤〕液壓管路必須遠離排氣管道、熱總管、電氣線路、無