故障類型和影響分析（FMEA）－分析步驟

2005-11-04 來源:安全文化網熱度: 收藏發(fā)表評論 0

（1）明確和熟悉系統(tǒng)

　　在進行分析之前首先要明確分析對象及范圍，熟悉系統(tǒng)有關的各種資料，了解系統(tǒng)各部分的功能和相互關系。

　　（2）確定分析的深度

　　一個系統(tǒng)由苦干個子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)可能由更小的子系統(tǒng)或功能件（由若干個元件組成，具有獨立功能的組合部分）組成，功能件又包含許多元件。分析到哪一層，要根據分析目的在一開始就確定下來。如果是用于系統(tǒng)的安全設計，要求分析得詳細，應該盡量分析的深一些，特別是關鍵部位，要分析到元件為止。如果是用于安全管理，則可以分析得粗淺一些。

　　（3）繪制系統(tǒng)的功能框圖和可靠性框圖

　　在分析之前首先要詳細的說明系統(tǒng)，并根據系統(tǒng)的構成要素依次畫出所包含的子系統(tǒng)、元件及相互關系的的框圖，對簡單系統(tǒng)可以用流程圖代替系統(tǒng)圖。

　　由系統(tǒng)圖可進一步畫出可靠性框圖，亦即表示各子系統(tǒng)（或元件）之間串聯或并聯、輸入或輸出的系統(tǒng)圖。如果有幾個元件共同完成一項功能時用串聯表示，元件如有備品時則是并聯關系。串聯表示構成一個系統(tǒng)的子系統(tǒng)都正常運行。系統(tǒng)才能正常運行；而并聯關系只要構成系統(tǒng)的任何一個子系統(tǒng)正常，系統(tǒng)就能保持正常。

　　（4）分析故障類型和影響

　　按照可靠性框圖有關的子系統(tǒng)、功能件或元件，詳細查明可能出現的故障類型、產生的原因，并進一步分析其對子系統(tǒng)、系統(tǒng)對人的影響，然后根據故障類型的影響的程度劃分故障類型等級，以便分別輕、重、緩、急，采取相應的安全措施。

　　故障類型等級的劃分方法有幾種，此外只介紹直接判斷法和風險矩陣法。

　　① 直接判斷法。這種方法是根據故障類型對系統(tǒng)功能、人員及財產損失影響的嚴重程度來劃分的。其劃分原則如表1所示。

故障等級	影響程度	可能造成的后果
Ⅰ級	可忽略的	不會造成人身傷害和職業(yè)病，系統(tǒng)也不會受損
Ⅱ級	臨界的	可能致人輕傷或輕度職業(yè)病，次要系統(tǒng)損壞
Ⅲ級	嚴重的	可能造成人員嚴重傷害，嚴重職業(yè)病，主系統(tǒng)損壞
Ⅳ級	致命的	可能造成人員傷亡，整個系統(tǒng)損失

　　表1 故障等級的劃分

　　這是一種粗略的分級法，它基本上是根據嚴重度來確定的，有一定的偏面性。為了更全面的劃分故障等級，可采用風險矩陣法。

　　② 風險矩陣法。風險矩陣法是綜合考慮故障發(fā)生的可能性和發(fā)生后引起后果嚴重度兩個方面的因素來確定故障的等級。這種劃分標準稱風險率（或危險度）。其方法是將故障概率和嚴重度都分為四個等級，劃分原則如下：

　　a．嚴重度是指故障類型對系統(tǒng)功能的影響程度，分級如表2。

嚴重度等級

內容

嚴重度等級

內容

Ⅰ低的

1）對系統(tǒng)任務無影響

2）對子系統(tǒng)造成的影響可忽略不計

3）通過調整故障易于消除

Ⅲ關鍵的

1）系統(tǒng)的功能有所下降

2）子系統(tǒng)功能嚴重下降

3）出現的故障不能立即通過檢修予以修復

Ⅱ主要的

1）對系統(tǒng)的任務雖有影響但可忽略

2）導致子系統(tǒng)的功能下降

3）出現的故障能夠立即修復

Ⅳ災難性的

1）系統(tǒng)功能嚴重下降

2）子系統(tǒng)功能全部喪失

3）出現的故障需經徹底修理才能消除

　　表2 嚴重度分析

　　b．故障概率表示在一定時間內故障類型出現的次數。時間單位規(guī)定為一年或一個月，有的用大修的間隔期。故障概率的分類有定量和定性兩種方法，分述如下：

　　定性分析如表3所示。

故障概率等級

故障類型出現的機會

Ⅰ級概率很低

Ⅱ級概率低

Ⅲ級概率中等

Ⅳ級概率高

元件操作期間故障出現的機會可以忽略

元件操作期間故障不易出現

元件操作期間故障出現的機會為50%

元件操作期間故障容易出現

　　表3 故障概率等級的劃分

　　故障概率定量分級原則如下：

　　Ⅰ級：元件工作期間，任何單個故障類型出現的概率少于全部故障概率的0.01。

　　Ⅱ級：元件工作期間任何單個故障類型出現的概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10。

　　Ⅲ級：元件工作期間任何單個故障類型出現的概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20。

　　Ⅳ級：元件工作期間任何單個故障類型出現的概率多于全部故障概率的0.20。

　　故障概率和嚴重等級確定后，以故障概率為縱坐標，嚴重度為橫坐標，畫出風險矩陣圖。如圖1所示。沿矩陣原點到右上角畫一條對角線，以對角線為軸線，軸線兩邊是對稱的。如果知道了某一故障類型的概率和嚴重度等級，將其填入矩陣圖中，就可以確定故障類型風險率或等級的大小。處在右上角方塊內的故障類型風險率最大，這是因為該故障類型發(fā)生的概率高且后果嚴重。依次左移，風險率逐漸降低，因為故障類型發(fā)生的概率雖然高，但造成后果的嚴重度卻逐漸降低；同樣從右上方依次下移，風險率也逐漸降低，雖然故障類型造成的后果嚴重，但因為發(fā)生的概率很少，綜合兩方面因素風險率也就降低了。