FMEA and FMECA
故障模式及影响分析(FMEA) 和故障模式影响及危害性分析(FMECA) 是确定某个产品或工艺的潜在故障模式、评定这些故障模式所带来的风险、根据影响的重要程度予以分类并且制定和实施各种改进和补偿措施的设计方法。
尽管目的、术语和其他具体细节可以广泛根据典型( 例如，FMEA过程, FMEA设计,等等 ),但是基本的分析方法都是很相似的。本文简要的陈述了FMEA / FMECA 的分析技术和需求。
FMEA / FMECA 概述
一般来说， FMEA / FMECA 需要确定以下基本信息:
- 对象
- 功能
- 故障模式
- 故障影响
- 故障原因
- 当前控制
- 补偿措施
- 加上其他相关细节
大多数这类分析也包括评定这些故障所带来的风险的危害性分析方法 。两种常用的方法如下：
- 风险优先数(RPNs)
- 危害性分析 (FMEA with Criticality Analysis = FMECA)
出版的标准和指导方针
对需求来说有许多出版的标准和指导方针并且可推荐的 FMEA和 FMECA的报表格式。对这类分析，一些主要出版的标准包括 SAE J1739, AIAG FMEA-3 和MIL-STD-1629A。另外， 许多工业界和企业已经方展了他们自己的产品/工艺需求规范的程序。 图 1 显示了汽车工业行动组的一个FMEA的示例，单击 扩大图片 。
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FMEA 或 FMECA的基本分析程序
执行 FMEA/FMECA分析的基本步骤包括 :
- 集合队伍
- 建立分析程序
- 收集和回顾相关信息
- 确定所分析的产品或工艺
- 确定所分析的产品或工艺的功能、故障模式、故障影响，故障原因和控制等
- 估计故障模式所带来的风险
- 故障影响的分类并且制定改进措施
- 执行改进措施并且重新评估风险
- 分类，回顾并且合适的修正分析方法
风险评估方法
一个典型的FMEA方法在分析过程中加入了一些评估潜在的故障所带来的风险的方法。有两种最常用的方法，风险优先数法和危害性分析，如下所示。
风险优先数法
用风险优先数法(RPN)来估计风险，分析者必须:
- 确定每个故障影响的严酷度等级
- 确定每个故障原因的发生概率等级
- 确定每个故障原因的检测难度等级 (也就是 ,在到达最终用户或消费者之前，检测产品发生故障的可能性 )
- 通过产品的3个等级来计算 RPN :
RPN = Severity(严酷度) x Occurrence(发生率) x Detection(检测率)
RPN能用来比较各种分析结果并且可以对故障影响进行分类。
危害性分析
美国军标MIL-STD-1629A 描述了两种危害性分析的类型：定量分析方法和定性分析方法。 用定量危害性分析 方法，分析者必须:
- 在一个给定的工作时间内，确定每个产品的可靠度/不可靠度。
- 确定产品的每个潜在故障模式的频数比。
- 确定每个故障模式发生时导致严酷度等级的最终影响的条件概率。
- Calculate通过得到产品的3个因素来计算每个潜在故障模式的危害度。
Mode Criticality(模式危害度) = Item Unreliability(产品不可靠度) x Mode Ratio of Unreliability(故障模式频数比) x Probability of Loss(故障影响概率)
- 通过每个故障模式的危害度之和来计算产品的危害度。
Item Criticality = SUM of Mode Criticalities
用定性危害度分析 方法分析，分析者必须:
- 确定潜在故障影响的严酷度等级。
- Rate确定每个潜在的故障模式的发生概率等级。
- 通过危害性矩阵图(水平轴为严酷度，纵轴为发生概率)来比较故障模式。
应用和效益
FMEA / FMECA 分析方法是一种工具，它已经适用于许多行业，适用于不同的目的。它有助于提高产品和工艺的设计，导致更高的可靠性，更好的质量，提高安全性，增加消费者的满意程度和减少成本开支。该工具在可维修系统中被用来建立和优化维修性计划并且/或者有助于控制计划和其他质量保证程序。 它提供了故障模式和改进措施的基本知识，也被用来在将来的解决修理故障纷争的一个方法，同样也能作为培训新的工程师的一个工具。另外， FMEA 或FMECA经常被要求遵守安全和质量方面规定，比如 ISO 9001, QS 9000, ISO/TS 16949, Six Sigma, 美国食品药品管理局的良好作业规范 (GMPs), Process Safety Management Act (PSM), 等等。