如何理解失效模式與影響分析(FMEA)

什麼是FMEA?

FMEA是Failure Modes and Effects Analysis的縮寫,中文含義爲失效模式與影響分析。

故障模式和影響分析(FMEA)是一種 “自下而上”的可靠性分析工具,從分析系統中所有組件的詳細列表開始,通過一次一個部件的分析整個系統。系統可以有層次的劃分爲子系統,根據分析的目標,可以對層次結構中的每個分組進行FMEA。

在模塊/單元級別中,只需列出該級別的功能失效模式即可。FMEA可以非常有效地識別設備內潛在的嚴重失效。這樣做可以改變設計以消除嚴重失效。基於這種原因,做FMEA的最佳時間是在項目的設計階段。FMEA應該在不改變整個項目的情況下進行設計更改。理想情況下,完成的FMEA將沒有發現嚴重失效。 (所以,我們說安全是設計出來的。)

FMEA基本步驟

列出所有組件。
對於每個組件,列出所有已知的失效模式。
對於每個組件/失效模式,列出其對更高層次上的影響。
對於每個組件/失效模式,列出影響的嚴重程度。

FMEA的侷限性

由於每個組件都單獨進行分析,因此導致嚴重問題的組合所產生的複合失效未得到辨識。
在容錯系統中,共因失效很少被識別出來。
在FMEA期間,操作和維護錯誤也很難分析,(除非辨識人員熟練掌握人的可靠性分析,並認識到由於人爲交互而導致的部件失效模式)。
辨識人員的技能和態度對於FMEA的質量非常重要。
組件的所有故障模式都必須已知,否則會被忽略。

FEMA應用

在數據分類整理時使用此方法。

FMEA練習
在這裏插入圖片描述

FMEA練習
該系統由重力給水箱,控制閥(VALVE1),反應器冷卻夾套,冷卻夾套排水管,溫度開關(TSH1)和電源組成。 在正常運行中,反應器溫度低於危險極限,因此溫度開關處於關閉狀態。溫度開關信號給控制閥,閥門處於關閉。反應器內部溫度過高,溫度開關動作,溫度開關信號作用於控制閥,使得控制閥打開。冷卻水從水箱、控制閥、冷卻水夾套、冷卻夾套排水管流出。冷卻水流經反應器夾套,對反應器進行降溫。對於這個簡單的迴路,我們來做一個FMEA練習。

FMEA時我們爲每個系統組件創建一個包含所有失效模式列表。 然後,我們填寫列表中每個失效的相關項。(如下圖所示)
在這裏插入圖片描述

FMEA分析表
FMEA已經確定了六個關鍵項目,應對其進行審查以確定是否需要更正。我們可以考慮安裝具有自動診斷功能的、經過認證的溫度變送器。我們可以安裝並聯的兩根排水管,防止單個排水管堵塞導致嚴重失效。 水箱上的液位計可以對液位進行監測並進行報警。可以進行設計更改,以減輕嚴重失效或減少假行程的次數。

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