機械(jīxiè)系統可靠性分析方法東北大學機械工程與自動化學院現代(xiàndài)設計與分析研究所何雪浤聯系方式-mail:xhhe@精品資料有關機械(jīxiè)系統可靠性的一些問題系統可靠性建模問題系統可靠性預計問題系統可靠性分配問題系統失效分析問題系統故障樹建立與分析問題可靠性綜合管理問題機械系統可靠性理論(lǐlùn)和應用中的問題精品資料機械(jīxiè)系統可靠性分析方法1.機械系統可靠性模型(móxíng)的建立2.系統的可靠性分析方法3.系統的可靠性分配方法4.機械系統的失效分析5.其他精品資料1.1系統的定義及分類系統：為了完成某一特定功能，由若干個彼此有聯系的而且又能相互協調工作的單元所組成的綜合體。系統按修復與否分兩類。不可(bùkě)修復系統：指系統或其組成單元一旦發生失效，不再修復，系統處于報廢狀態。可修復系統：通過維修而恢復其功能的系統。1.機械系統可靠性模型(móxíng)的建立精品資料1.2系統可靠性功能(gōngnéng)邏輯框圖系統的各種特性可以采用多種模型來加以描述。原理圖功能(gōngnéng)流程圖可靠性模型：描述了系統及其組成單元之間的故障邏輯關系。精品資料收音機原理圖精品資料收音機可靠性框圖(kuàngtú)精品資料系統的原理圖、功能框圖和功能流程圖是建立系統可靠性模型的基礎。建立系統邏輯框圖時絕不能從結構(jiégòu)上判定系統類型，而應從功能上研究系統類型。即：同一系統，根據不同的功能，建立不同的模型。雙開關(kāiguān)系統原理圖及可靠性框圖(b)功能：導電(c)功能：斷開精品資料兩個串聯閥系統不同功能(gōngnéng)下的可靠性模型(a)流通(liútōng)(b)截流精品資料可靠性模型可分為兩類基本可靠性模型：用以估計產品及其組成單元可能發生的故障引起的維修及保障要求的可靠性模型。是一個全串聯模型。任務可靠性模型：用以估計產品在執行(zhíxíng)任務過程中完成規定功能的概率，描述完成任務過程中產品各單元的預定作用并度量工作有效性的一種可靠性模型。在建立(jiànlì)可靠性模型時，應根據建模目的不同，正確地區分基本可靠性模型與任務可靠性模型。精品資料F/A-18基本(jīběn)可靠性框圖精品資料F/A-18任務(rènwu)可靠性框圖精品資料1.3機械(jīxiè)系統可靠性模型分類

精品資料2.系統(xìtǒng)的可靠性分析方法2.1串聯系統2.2并聯系統2.3混聯系統2.4表決(biǎojué)系統2.5旁聯系統2.6復雜系統精品資料2.1串聯(chuànlián)系統特征：只有組成系統的n個相互獨立單元都正常工作時，系統才正常工作。其中任一功能失效，則系統功能失效。如錨鏈就是這樣的組合形式，如果其中一個(yīɡè)環節斷裂，整個鏈條就失效。精品資料2.1串聯(chuànlián)系統假定串聯系統(xìtǒng)中各單元是獨立的，則該系統(xìtǒng)可靠度是所有單元的可靠度的連乘積。

在串聯系統中，單元數越多，系統可靠度越低。

精品資料2.1串聯(chuànlián)系統分析：假定各單元壽命均服從指數分布，幾個(jǐɡè)單元失效都屬于偶然失效，令單元失效率為λi（常數），單元可靠度為則系統可靠度為：上式表明串聯系統的壽命也服從指數分布，即系統失效率也為常數，且精品資料2.1串聯(chuànlián)系統串聯系統(xìtǒng)的平均壽命為若則精品資料例1計算由兩個單元(dānyuán)組成的串聯系統可靠度、失效率和平均壽命。已知兩個單元(dānyuán)的失效率分別為1=0.00005(1/h)，2=0.00001(1/h)，工作時間t=1000h。精品資料2.2并聯(bìnglián)系統特征：只要(zhǐyào)其中任一個單元正常工作，系統就能正常工作，只有n個單元全部失效時，系統才失效。精品資料2.2并聯(bìnglián)系統并聯(bìnglián)系統是所有單元都失效時系統才失效的系統，因此該系統故障率是所有單元故障率的連乘積。

并聯系統可靠度大于單元可靠度最大的值。

精品資料2.2并聯(bìnglián)系統n=2時的并聯系統，假設其單元(dānyuán)壽命分布均是失效率為常數的指數分布，則：精品資料2.2并聯(bìnglián)系統當n個相同(xiānɡtónɡ)系統并聯時，其可靠性特征量為：精品資料2.2并聯(bìnglián)系統2個相同系統(xìtǒng)并聯時精品資料例2已知條件和數據同例1，即已知兩個單元的失效率分別為1=0.00005(1/h)，2=0.00001(1/h)，工作時間t=1000h。求2個單元并聯(bìnglián)系統的可靠度、平均壽命及失效率。精品資料2.3混聯系統(xìtǒng)特征：由串聯和并聯混合組成(zǔchénɡ)的系統。精品資料2.3混聯系統(xìtǒng)對于一般混聯系統，可用串聯和并聯原理，將混聯系統中的串聯和并聯部分簡化成等效單元—子系統（圖中（b）和（c））。利用串聯和并聯系統可靠性特征(tèzhēng)量求出子系統的可靠性特征(tèzhēng)量。把每一個子系統作為一個等效單元，得到一個與混聯系統等效的串聯或并聯系統，即可求得全系統的可靠性特征(tèzhēng)量。混聯系統可靠度計算步驟與方法精品資料2.3混聯系統(xìtǒng)例：求圖示系統(xìtǒng)的可靠度精品資料兩個(liǎnɡɡè)典型的混聯系統串—并聯(bìnglián)系統并—串聯系統注意：R相同時！精品資料例3若在m=n=5的串－并聯系統與并－串聯系統中，單元可靠度均為R=0.75，試分別(fēnbié)求出這兩個系統的可靠度。結論：在單元數目(shùmù)及單元可靠度相同的情況下，串－并聯系統可靠度高于并－串聯系統可靠度。串—并聯系統并—串聯系統精品資料混聯系統分析中要注意的問題確保各單元或子系統的相互獨立性簡化(jiǎnhuà)系統的可靠性框圖精品資料2.4表決(biǎojué)系統特征：組成系統的n個單元中，至少k個單元正常工作，系統才能正常工作；大于（n-k）個單元失效，系統就失效。這樣(zhèyàng)的系統稱為k/n表決系統。精品資料2/3表決(biǎojué)系統精品資料如果(rúguǒ)各單元壽命服從指數分布，則精品資料若各單元(dānyuán)的失效率均為λ時，則精品資料單元(dānyuán)可靠度相等時的k/n表決系統k=1時，即為n個相同單元的并聯系統(xìtǒng)；k=n時，即為n個相同單元的串聯系統(xìtǒng)。精品資料例4某3/6表決系統，各單元(dānyuán)壽命均服從指數分布，失效率均為=4×10-5(1/h)，若工作時間t=7200h，求系統的可靠度及平均壽命。精品資料2.5旁聯系統(xìtǒng)特征：其中一個單元(dānyuán)工作，其余單元(dānyuán)處于非工作狀態的貯備，當工作單元(dānyuán)發生故障時，通過轉換裝置使貯備的單元(dānyuán)逐個地去替換，直到所有單元(dānyuán)都發生故障時，系統即失效。精品資料貯備系統應該有監測裝置及轉換裝置。監測裝置的作用是當工作單元一旦失效時，監測裝置及時(jíshí)發現這一故障并發出信號，使轉換裝置及時(jíshí)工作。轉換裝置的作用就是及時(jíshí)使貯備單元逐個地去頂替失效單元，保證系統正常工作。旁聯系統實例飛機的正常放起落架和應急放起落架系統；車輛的正常剎車與應急剎車；備用輪胎；人工操縱與自動操縱等各種情況均為旁聯系統。精品資料旁聯系統的最低組成工作單元、貯備單元、監測裝置(zhuāngzhì)、轉換裝置(zhuāngzhì)旁聯系統中貯備單元常有兩種情況貯備單元在貯備期間失效率為零；貯備單元在貯備期間也可能失效。精品資料2.5.1貯備(zhùbèi)單元完全可靠的旁聯系統貯備單元完全可靠的旁聯系統，還存在監測裝置及轉換(zhuǎnhuàn)裝置可靠與不完全可靠的兩種情況。為了分析簡便，略去監測裝置不可靠的影響。轉換(zhuǎnhuàn)裝置對系統的影響將分別進行討論。考慮幾種可能的情況轉換(zhuǎnhuàn)裝置完全可靠轉換(zhuǎnhuàn)裝置不完全可靠轉換(zhuǎnhuàn)裝置失效率恒定，可靠度為指數函數轉換(zhuǎnhuàn)裝置可靠度為一個定值精品資料（1）轉換(zhuǎnhuàn)裝置完全可靠當系統由n個單元組成，設系統n個單元的壽命分別為隨機變量T1，T2，T3，…，Tn，且兩兩相互獨立。則系統的壽命為隨機變量Ts＝T1+T2+…+Tn，系統可靠(kěkào)度為系統的平均壽命為精品資料假定：系統由兩個單元組成，單元的壽命都服從指數分布，失效率分別為λ1，λ2。則：系統的壽命為單元壽命之和，即隨機變量Ts＝T1+T2若單元壽命分布的分布密度函數分別為f1(t)及f2(t)，系統壽命分布的分布密度函數fs(t)，則利用卷積公式及拉普拉斯變換可求系統的可靠(kěkào)度Rs(t)和平均壽命分別為：精品資料精品資料若則精品資料當系統(xìtǒng)由n個單元組成，單元的壽命均為指數分布，其失效率為λi，i=1，2，…，n，且兩兩相互獨立時，可利用數學歸納法證明系統(xìtǒng)可靠度和系統(xìtǒng)平均壽命分別為：精品資料當失效率時精品資料例5試比較均由兩個相同(xiānɡtónɡ)的單元組成的串聯系統、并聯系統、旁聯系統（轉換裝置完全可靠及貯備單元完全可靠）的可靠度。假定單元壽命服從指數分布，失效率為λ，單元可靠度一般講，當認為轉換裝置可靠度為1時，旁聯系統(xìtǒng)的可靠度大于并聯系統(xìtǒng)的可靠度。這是因為旁聯系統(xìtǒng)中貯備單元在頂替前不參加工作的緣故。精品資料2.5.1貯備(zhùbèi)單元完全可靠的旁聯系統（2）轉換裝置不完全可靠以兩個單元組成(zǔchénɡ)的旁聯系統為例，說明轉換裝置不完全可靠的旁聯系統可靠度問題。（a）轉換裝置可靠度時若轉換裝置的失效率為λ0，單元的失效率為λ1，λ2，而且兩兩相互獨立，設兩個單元壽命為隨機變量T1及T2，相應的系統壽命為精品資料系統的可靠度和平均壽命(pínɡjūnshòumìnɡ)分別為精品資料當兩個(liǎnɡɡè)單元失效率均相同，系統的可靠度和平均壽命分別為精品資料2.5.1貯備單元(dānyuán)完全可靠的旁聯系統（2）轉換裝置不完全可靠（b）轉換裝置使用前失效率為0，使用時的可靠度為常數R0時設：組成系統的兩個單元失效率仍然(réngrán)為λ1，λ2，轉換裝置在使用中失效時，不可靠度F0＝1-R0，系統壽命為T1，轉換裝置使用不失效時，可靠度為R0，系統壽命為T1+T2，則系統的可靠度及平均壽命分別為精品資料當兩個(liǎnɡɡè)單元失效率均相同，系統的可靠度和平均壽命分別為精品資料例6由兩個相同單元組成的旁聯系統(xìtǒng)，單元壽命服從指數分布，且1=2=0.0001/h，0=0.000025/h，求在t=2000h情況下的Rs(t)及θs。精品資料考慮貯備單元在貯備期為恒定失效率h仍然考慮幾種可能(kěnéng)的情況轉換裝置完全可靠轉換裝置不完全可靠轉換裝置失效率恒定轉換裝置可靠度為一個定值2.5.2貯備單元(dānyuán)不完全可靠的旁聯系統精品資料2.5.2貯備單元不完全(wánquán)可靠的旁聯系統（1）轉換裝置完全可靠(kěkào)的情況當兩個單元失效率相同精品資料2.5.2貯備單元不完全可靠(kěkào)的旁聯系統（2）轉換裝置不完全(wánquán)可靠的情況a）轉換裝置可靠度時精品資料2.5.2貯備(zhùbèi)單元不完全可靠的旁聯系統（2）轉換裝置不完全可靠的情況(qíngkuàng)（b）轉換裝置的可靠度為常數R0精品資料例7數據同例5-6，只是單元2在貯備期中的失效率為h=0.00001/h，求系統的可靠度及平均(píngjūn)工作時間。精品資料2.6復雜(fùzá)系統如圖所示的像電橋一樣的系統，不能簡化為串聯、并聯或串并聯等上述典型的數學模型而加以計算，只能用分析其“正常”與“失效”的各種狀態的布爾真值表法來計算其可靠度，故此法又稱為狀態窮舉法。它是一種比較(bǐjiào)直觀的、用于復雜系統可靠度計算的方法。精品資料橋式系統(xìtǒng)設系統由n個單元組成，且各單元均有“正常”（用“1”表示）與“失效”（用“0”表示）兩種狀態(zhuàngtài)，這樣，該系統的狀態(zhuàngtài)就有2n種。對這2n種狀態(zhuàngtài)作逐一分析，即可得出該系統可正常工作的狀態(zhuàngtài)有哪幾種，并可分別計算其正常工作的概率。然后，將該系統所有正常工作的概率相加，即可得到該系統的可靠度。這一過程可借助于布爾真值表進行。精品資料布爾真值表精品資料例8由1、2、3、4和D等子系統構成的系統可靠性框圖如圖所示，各子系統的可靠度分別(fēnbié)用R1、R2、R3、R4和RD表示。試寫出系統可靠度的表達式。精品資料例8解以單元D為中樞單元對系統進行分解。當單元D處于正常工作狀態(zhuàngtài)時，原系統成為如下圖所示的分系統S1:當中樞單元D失效時，原系統成為如下圖所示的分系統S2：因此，原系統的可靠度為：精品資料3系統(xìtǒng)的可靠性分配3.1概述3.2等同(děngtóng)分配法3.3按相對比例因子的分配法3.4AGREE分配法3.5花費最小的分配法精品資料3.1概述(ɡàishù)3.1.1系統的可靠性分配在規定(guīdìng)條件下合理確定系統中各單元的可靠度3.1.2系統可靠性分配的目的合理地確定系統中每個單元的可靠度指標，以便在單元設計、制造、試驗、驗收時切實地加以保證。反過來又將促進設計、制造、試驗、驗收方法和技術的改進和提高。精品資料3.1概述(ɡàishù)3.1.2系統可靠性分配的目的通過可靠性分配，幫助設計者了解零件、單元(子系統)、系統(整體)間的可靠度相互關系，做到心中有數，減少盲目性，明確設計的基本問題。通過可靠性分配，使設計者更加全面地權衡(quánhéng)系統的性能、功能、重量、費用及有效性等與時間的關系，以期獲得更為合理地系統設計，提高產品的設計質量。通過分配，使系統所獲得的可靠度值比分配前更加切合實際，可節省制造的時間及費用。精品資料3.1概述(ɡàishù)3.1.3系統可靠性分配的原則技術水平。對技術成熟的單元，能夠保證(bǎozhèng)實現較高的可靠性，或預期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，則可分配給較高的可靠度。復雜程度。對較簡單的單元，組成該單元的零部件數量少，組裝容易保證(bǎozhèng)質量或故障后易于修復，則可分配給較高的可靠度。重要程度。對重要的單元，該單元失效將產生嚴重的后果，或該單元失效常會導致全系統失效，則應分配給較高的可靠度。任務情況。對整個任務時間內均需連續工作及工作條件嚴酷，難以保證(bǎozhèng)很高可靠性的單元，則應分配給較低的可靠度。精品資料3.1概述(ɡàishù)3.1.4系統可靠性分配時應考慮的因素市場上同類產品的可靠性指標產品的年利用率：故障率、維修度工廠現有(xiànyǒu)的制造條件用戶和市場需求精品資料3.2等同(děngtóng)分配法對系統中所有單元分配(fēnpèi)相等的可靠度串聯系統并聯系統混聯系統先將串并聯系統化簡為等效串聯系統和等效單元，再給同級等效單元分配以相同的可靠度。精品資料例：請按等同分配法分配圖示混聯系統(xìtǒng)各單元的可靠度精品資料3.3按相對(xiāngduì)比例因子的分配法對系統中每個單元(dānyuán)所分配的故障率（或失效概率）與預測的故障率（或失效概率）（該單元(dānyuán)現有可靠性水平）成正比——用于系統可靠性指標的再分配精品資料3.3按相對比例(bǐlì)因子的分配法方法1—相對失效率法：如果已知系統的故障率為λs，而設計要求系統達到的故障率為[λs]，若出現λs>[λs]，則在可靠性指標再分配時，可將各元件容許的失效率按比例(bǐlì)縮小，即該方法適用于失效率為常數的串聯系統精品資料例9一個串聯系統由3個單元組成，各單元的預計失效率分別為要求系統容許失效率為[s]=0.001。試問應給各單元分配(fēnpèi)的失效率各為何值?（1）確定(quèdìng)系統失效率的預計值是否滿足要求（2）重新分配各單元失效率精品資料3.3按相對比例因子(yīnzǐ)的分配法方法2—相對失效概率法：如果已知系統的失效概率為Fs，而設計要求系統達到的失效概率為[Fs]，若出現Fs>[Fs]，則在可靠性指標再分配時，可將各單元容許(róngxǔ)的失效概率按比例縮小，即精品資料3.3按相對比例(bǐlì)因子的分配法對于串聯(chuànlián)系統非串聯系統：見實例精品資料例10圖示系統由3個單元組成，已知它們的預計失效(shīxiào)概率分別為F1=0.04，F2=0.06，F3=0.12，如果系統的容許失效(shīxiào)概率為[Fs]=0.005，試計算該系統中各單元所容許的失效(shīxiào)概率值。精品資料例10（1）確定系統(xìtǒng)失效概率的預計值是否滿足要求精品資料例10（2）重新分配各單元(dānyuán)失效概率(b)(a)精品資料3.4AGREE分配(fēnpèi)法考慮(kǎolǜ)了系統的各單元或各子系統的復雜度、重要度、工作時間以及它們與系統之間的失效關系，故又稱為按單元的復雜度及重要度的分配法。適用于各單元工作期間的失效率為常數的串聯系統。精品資料3.4AGREE分配(fēnpèi)法復雜度：單元(dānyuán)中所含的重要零、組件(其失效會引起單元(dānyuán)失效)的數目Ni，i＝1，2，…，n，與系統中重要零、組件的總數N之比精品資料3.4AGREE分配(fēnpèi)法重要(zhòngyào)度：因該單元的失效而引起系統失效的概率。精品資料3.4AGREE分配(fēnpèi)法考慮(kǎolǜ)復雜度考慮重要度考慮工作時間精品資料例11一個(yīɡè)4單元的串聯系統，要求在連續工作48h期間內系統的可靠度Rs(t)＝0.96。而單元1，單元2的重要度E1＝E2＝1；單元3工作時間為l0h，重要度E3＝0.90；單元4的工作時間為12h，重要度E4=0.85。已知它們的零件、組件數分別為10，20，40，50。問應怎樣分配它們的可靠度?精品資料3.5花費(huāfèi)最小的分配法若串聯系統(xìtǒng)n個單元的預計可靠度(現在可靠度水平)按遞增序列排列為Rl，R2，…，Rn，則系統(xìtǒng)的預計可靠度為如果要求的系統可靠度指標[Rs]>Rs，則系統中至少有一個單元的可靠度必須提高，即單元的分配可靠度[Ri]大于單元的預計可靠度Ri。為此，必須花費一定的研制開發費用。顯然應從可靠度最低的單元開始提高其可靠度。精品資料3.5花費(huāfèi)最小的分配法以費用函數相同為例將各單元的可靠度預計(yùjì)值按由小到大的次序排列，則有尋找m，使精品資料例12汽車(qìchē)驅動橋雙級主減速器第一級螺旋錐齒輪主從動齒輪的預計可靠度為RA＝0.85，RB＝0.85；第二級斜齒圓柱齒輪的預計可靠度為RC＝0.96，RD＝0.97，若它們的費用函數相同，要求齒輪系統的可靠度指標為[Rs]＝0.80。試用花費最小的原則對4個齒輪作可靠度分配。精品資料4.機械系統的失效(shīxiào)分析4.1失效(shīxiào)與失效(shīxiào)分析中的一些基本概念4.2失效(shīxiào)模式影響分析（FMEA）4.3失效(shīxiào)模式、影響及致命度分析（FMECA）4.4故障樹分析法（FTA）精品資料4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念1.失效（故障）產品(chǎnpǐn)喪失規定功能（失效、故障）產品(chǎnpǐn)在規定條件下，不能完成其規定的功能；產品(chǎnpǐn)在規定條件下，一個或幾個性能參數不能保持在規定的界限（上、下限值）之內；產品(chǎnpǐn)在規定的應力范圍內工作時，導致系統不能完成其功能的機械零件、結構件或元器件的失效（破裂、斷裂、卡死等損壞狀態）；由于環境應力變化，導致產品(chǎnpǐn)功能失效；即使產品(chǎnpǐn)在規定條件下具有完成規定功能的能力，但因操作者的失誤而造成產品(chǎnpǐn)功能失效。SJ2166—82精品資料4.1失效(shīxiào)與失效(shīxiào)分析中的一些基本概念2.失效的分類有多種分類方法，按產品具體情況進行。3.失效等級的劃分在進行失效定性與定量分析時，要區分故障的危害程度，以便進行可靠性評價和失效模式及影響分析。依具體設備、具體使用場合而定。原則：考慮人員、設備和經濟損失。4.失效的判據失效判定標準。根據(gēnjù)具體情況，由不同產品，不同工況訂出失效判據。精品資料失效(shīxiào)分類精品資料常見汽車故障(gùzhàng)分類精品資料常見的失效等級(děngjí)劃分精品資料常見的汽車故障等級(děngjí)劃分精品資料美國空軍AIRl27—4號條例對飛行事故等級(děngjí)劃分精品資料4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念5.失效(shīxiào)模式故障的表現形式，是可靠性研究的基礎。故障模式的不確定性：與材質、設計、制造、儲存、使用、維修、工作條件、負荷情況等因素有關。要考慮各個環節的影響因素，作為分析信息。故障模式的非單一性：要根據不同產品和使用條件，確定該產品的故障模式，研究其發生頻數及故障模式比率，使故障分析定量化。分析原則：在描述系統的故障模式時，要盡量以零、部件故障模式來表征，只有在難于用零、部件故障模式進行描述或無法確認是某一零、部件發生故障時，才可以用子系統或系統本身的故障模式進行描述。精品資料6.失效模式的分類損壞型（強度：拉、彎、扭、變形、溫度、摩擦、…）退化型（時間）松脫型（聯接）失調型（需調整部分）堵塞型（通路處）滲漏型（密封）功能型（動作）其他型（潤滑不良、汽車沒油、駕駛室悶熱、缺油、缺水、排冒黑煙，等等(děnɡděnɡ)。）要根據不同產品及其使用條件，確定該產品的失效模式。4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念精品資料7.失效機理(jīlǐ)引起故障的物理、化學變化等內在原因。研究失效機理(jīlǐ)目的在于從本質上研究對策，以減少失效。8.失效分析對發生失效的產品進行分析內容：失效模式、失效機理(jīlǐ)等目的：分析產品的薄弱環節，找出其潛在的弱點。4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念精品資料4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念9.失效分析的分類按時機分：事前分析、事后分析、事中分析按連續性分：間歇分析、連續分析按分析方式分：個別分析、統計分析按產品管理階段分：設計(shèjì)中的故障分析、制造重的故障分析、使用中的故障分析精品資料4.1失效(shīxiào)與失效(shīxiào)分析中的一些基本概念10.失效分析的一般(yībān)過程掌握原始資料及數據。判斷失效模式。研究失效機理。證實分析。提出預防措施。注意觀察新的失效因子。精品資料11.常用的失效分析方法圖示法直方圖法(túfǎ)、因果圖法(túfǎ)、主次圖法(túfǎ)按故障模式及其影響進行分析的方法FMEA、FEMCA、FTA、ETA綜合分析法FEMCA+FTA、FTA+ETA4.1失效與失效分析(fēnxī)中的一些基本概念精品資料精品資料4.2失效模式影響(yǐngxiǎng)分析（FMEA）1.任務找出零(元)、部件或系統可能發生何種故失效模式，鑒別或推斷(tuīduàn)其失效的機理，研究該失效模式對系統可能產生什么影響，以及分析這些影響是否是致命性的(即影響和后果分析)。精品資料4.2失效模式影響(yǐngxiǎng)分析（FMEA）2.分析方法和步驟（1）明確系統的組成，弄清系統、子系統及零、部件的結構、功能，并繪出產品功能及結構層次框圖。（2）畫出系統可靠性功能邏輯框圖，明確各單元間及單元與系統間的功能邏輯關系，便于進行(jìnxíng)可靠度及失效率計算。（3）按單元列出每個組成零件可能發生的(明顯的和潛在的)失效模式。（4）分析失效的原因。設計（結構）、制造、使用（環境、維護、人為）（5）指出失效的后果。對其他單元、子系統、系統的影響；人員、環境、經濟…精品資料4.2失效模式影響(yǐngxiǎng)分析（FMEA）（6）統計（估計）失效發生的頻數(pínshù)及頻率。（失效模式發生概率評分準則：1-10）（7）估計失效的嚴重程度。（失效模式嚴酷度評分準則：1-10）（8）估計失效被發觀的難易性。（失效模式檢測難度評分準則：不易測數1-10）（9）計算風險順序數。（6）（7）（8），按風險順序數由大到小排定失效重要程度的相對次序。（10）提出改進的建議和措施。對于那些潛在的且風險順序數大的失效模式，應提出改進和減少其發生的建議和措施，這是FMEA方法成功與否的關鍵。2.分析方法和步驟精品資料4.2失效模式(móshì)影響分析（FMEA）3.FMEA的成果表達列FMEA表FMEA分析所用表格的形式、內容應隨分析的對象(duìxiàng)不同而有所差異，實施FMEA的人可根據情況適當增減項目。精品資料發射接收顯示供電通訊話筒線圈天線耳機蜂鳴器電池頭套機匣步話機產品的功能(gōngnéng)層次關系產品(chǎnpǐn)的結構層次關系精品資料故障模式(móshì)發生概率評分準則精品資料故障模式嚴酷(yánkù)度評分準則精品資料故障模式檢測難度評分(píngfēn)準則精品資料薦用的FMFA表的格式(géshi)精品資料4.3失效模式、影響(yǐngxiǎng)及致命度分析（FMECA）1.致命度：指各失效模式產生后果的嚴重程度，進行致命度分析，可指出哪種零、部件，哪種失效模式需采取的預防措施或改進設計。2.FMECA：FMEA的發展。一般(yībān)FMEA只進行定性分析，而FMECA可以進行定量分析。FMECA的結果也應當作為設計綜合評審、安全性工程、維修性工程中重要技術文件。3.FMECA是在FMEA基礎上進行工作。填寫FMECA表進行致命度分析：利用致命度網絡圖分析或用解析法。精品資料供參考的一種(yīzhǒnɡ)FMECA表的格式失效（故障）效應分為局部效應及最終效應。局部效應是指零部件失效模式對該單元(dānyuán)功能的影響后果；最終效應是指所研究失效模式對系統功能的影響后果。失效模式概率可以用失效（故障）模式頻率比估計。這可以通過試驗、現場調查，統計分析或由有經驗的人員一起依經驗初步估計。第i種零、部件出現第j種失效模式的失效模式概率第i種零、部件出現第j種失效模式的頻數第i種零、部件全部失效模式發生的總頻數精品資料致命(zhìmìng)度網絡圖O該失效模式(móshì)致命度高，必須采取措施降低致命度。精品資料4.4故障(gùzhàng)樹分析法（FTA）1.故障樹用各種事件的代表符號(fúhào)和描述事件間邏輯因果關系的邏輯門符號(fúhào)組成的倒立樹狀邏輯因果關系圖。實例2.故障樹分析法以故障樹為工具對系統的失效進行分析的方法。研究系統的故障(或人們不希望發生的事件)與產生該故障的原因之間的因果關系。3.故障樹分析法的一般步驟建立故障樹；建立故障樹的數學模型；進行系統可靠性的定性分析；進行系統可靠性的定量分析。精品資料4.4故障(gùzhàng)樹分析法（FTA）故障事件：所研究(yánjiū)系統的各種故障狀態或不正常情況成功事件：各種完好狀態或正常情況頂事件：人們關心的結果即系統故障(或不希望發生的事件)，位于故障樹之頂它是故障樹分析之目標。底事件：位于“樹”底的事件，亦稱為基本事件，是導致事件發生的基本原因或人們不希望或不需要進一步分析的原因。中間事件：位于頂事件與底事件之間的中間過渡事件稱為，是需要進一步分析其發生的原因的事件。4.故障樹分析中的事件精品資料4.4故障(gùzhàng)樹分析法（FTA）5.故障樹分析(fēnxī)中的符號（1）事件符號：分為底事件、結果事件和特殊事件。基本事件：在特定的故障樹分析中無須探明其發生原因的底事件未探明事件：原則上應進一步探明其原因但暫時不必或暫時不能探明其原因的底事件

結果事件：故障樹分析中由其他事件或事件組合所導致的事件。分為頂事件和中間事件開關事件：在正常條件下必然發生或必然不發生的特殊事件

條件事件：描述邏輯門起作用的具體限制的特殊事件

精品資料4.4故障(gùzhàng)樹分析法（FTA）5.故障樹分析(fēnxī)中的符號（2）邏輯門符號：邏輯門描述事件間的邏輯因果關系，包括與門、或門、非門和特殊門。與門或門非門精品資料特殊門：表示輸出(shūchū)事件的發生是有一定條件的順序與門：表示僅當輸入事件按規定的順序發生(fāshēng)時，輸出事件才發生(fāshēng)。表決門：表示僅當n個輸入事件中至少有r個事件發生時，輸出事件才發生

異或門：表示僅當單個輸入事件發生時，輸出事件才發生禁門：表示僅當條件事件發生時，輸入事件的發生方導致輸出事件發生精品資料4.4故障(gùzhàng)樹分析法（FTA）5.故障樹分析中的符號（3）轉移符號：為了避免畫圖時重復、轉頁和使圖形簡明而設置的符號。分為(fēnwéi)相同轉移符號和相似轉移符號。相同轉移符號

a—轉向符號；b—轉此符號

相似轉移符號

a—相似轉向；b—相