风险评估技术-失效模式和效应分析(FMEA)及失效模式、效应和危害度分析(FMECA)

FMEA管理模式(Failure Mode and Effect Analysis，失效模式及效应分析)什么是FMEA？FMEA(Failure Mode and Effect Analysis，失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法.具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。

FMEA最早是由美国国家宇航局（NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解決问题的方法,可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS）都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。

FMEA的具体内容FMEA有三种类型，分別是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，1）确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进;在新的应用中或新的环境下,对以前的设计和工艺的保留使用；形成FMEA团队。

理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。

2)记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情況变化的实时现场记录，需要强调的是,FMEA文件必须包括创建和更新的日期。

3）创建工艺流程图。

工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情況下工艺流程图不要轻易变动。

4)列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：对于工艺流程中的每一项工艺,应确定可能发生的失效模式.如就表面贴装工艺（SMT）而言,涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盤图形设计等.对于每一种失效模式,应列出一种或多种可能的失效影响，例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。

失效模式及影响分析失效模式及影响分析（Failure mode and effects analysis，简称FMEA）是一种用于系统故障预防和可靠性改进的方法。

通过对系统的各个组成部分及其可能的失效模式和影响进行分析，能够帮助识别和消除潜在的故障点，提高系统的可靠性和安全性。

失效模式（Failure mode）是指系统、产品或组件在正常条件下未能按预期执行其功能或要求的方式，即失效的特定表现形式。

常见的失效模式包括：停止工作、性能下降、产生误差、漏水/泄露、短路、断裂等。

影响（Effects）是指失效模式对系统、用户、环境或企业造成的潜在危害或负面影响。

影响的级别可以从事故、严重故障、中度故障、轻微故障、降低可靠性等方面来评估。

FMEA通过对失效模式和其影响进行分析，可以进行以下几个方面的评估：1. 严重性评估（Severity Evaluation）：根据失效模式对系统、用户或环境的影响程度，评估其严重性级别。

将影响分为高、中、低等级，并确定具体的损失程度。

2. 发生频率评估（Occurrence Evaluation）：根据失效模式发生的概率或频率，评估其出现的可能性。

通过对设备或系统历史数据的统计分析，可确定每年失效次数或概率。

3. 检测能力评估（Detection Evaluation）：根据可用的检测手段和方法，评估对失效模式的检测能力。

检测能力可以通过验证和验证手段的准确性和可靠性来评估。

通过对这三个因素进行综合评价，可以计算出风险优先数（Risk Priority Number, RPN）。

RPN是一个综合评估指标，用于确定优先改进的失效模式。

FMEA的主要目的是帮助预防失效，减少系统故障，并且在设计或改进产品或过程时识别并降低风险。

通过FMEA分析，可以及早发现和解决潜在问题，提高系统可靠性，减少维修和停机时间，降低成本和提高用户满意度。

FMEA可以应用于各个领域，如制造业、软件开发、航空航天等。

失效模式和效应分析（FMEA及失效模式、效应和危害度分析（FMECA）1 概述失效模式和效应分析（Failure Mode and Effect Analysis ，简称FMEA）是用来识别组件或系统未能达到其设计意图的方法。

FMEA 用于识别：•系统各部分所有潜在的失效模式（失效模式是被观察到的是失误或操作不当）；•这些故障对系统的影响；• 故障原因；• 如何避免故障及 /或减弱故障对系统的影响。

失效模式、效应和危害度分析（Failure Mode and Effect and Criticality Analysis ，简称 FMECA）拓展了 FMEA 的使用范围。

根据其重要性和危害程度，FMECA 可对每种被识别的失效模式进行排序。

这种分析通常是定性或半定量的，但是使用实际故障率也可以定量化。

2 用途FMEA 有几种应用：用于部件和产品的设计（或产品） FM EA ；用于系统的系统FMEA ;用于制造和组装过程的过程 FMEA ;服务FMEA和软件FMEA。

FMEA/ FMECA 可以在系统的设计、制造或运行过程中使用。

然而，为了提高可靠性，改进在设计阶段更容易实施。

FMEA/ FMECA 也适用于过程和程序。

例如，它被用来识别潜在医疗保健系统中的错误和维修程序中的失败。

FMEA/FMECA 可用来：•协助挑选具有高可靠性的替代性设计方案;•确保所有的失效模式及其对运行成功的影响得到分析;•列出潜在的故障并识别其影响的严重性;•为测试及维修工作的规划提供依据;• 为定量的可靠性及可用性分析提供依据。

它大多用于实体系统中的组件故障，但是也可以用来识别人为失效模式及影响。

FMEA 及 FMECA 可以为其他分析技术，例如定性及定量的故障树分析提供输入数据。

3 输入数据FMEA 及 FMECA 需要有关系统组件足够详细的信息，以便对各组件出现故障的方式进行有意义的分析。

信息可能包括：• 正在分析的系统及系统组件的图形，或者过程步骤的流程图；• 了解过程中每一步或系统组成部分的功能；• 可能影响运行的过程及环境参数的详细信息；• 对特定故障结果的了解；• 有关故障的历史信息，包括现有的故障率数据。

fmea评级标准及示例FMEA（Failure Mode and Effects Analysis，失效模式与影响分析）是一种阶段性的、有系统的、数据驱动的方法，用于通过系统地识别、评估和减轻潜在的风险。

它在工程、制造、医疗保健等领域广泛应用。

FMEA评级标准用于衡量风险的严重程度，以便确定适当的控制措施和优先级。

在FMEA评级标准中，通常使用以下三个标度来量化风险的严重程度：1.严重度（Severity）：定义了潜在故障模式的可能影响，即故障发生时对产品或过程性能的影响程度，通常按照严重性分为1~10个等级。

2.发生可能性（Occurrence）：定义了潜在故障模式的发生概率，即故障发生的可能性。

通常按照概率分为1~10个等级。

3.发现能力（Detection）：定义了检测或识别故障模式的能力，即故障在发生前是否能被有效地检测到。

通常按照能力分为1~10个等级。

以上三个标度的乘积（Severity × Occurrence × Detection）被称为风险优先级数（Risk Priority Number，简称RPN）。

使用RPN可以对潜在故障模式进行优先级排序，从而确定需要采取的控制措施。

以下是一个关于汽车制造业的FMEA评级标准和示例：1.制动系统故障严重度：8发生可能性：5发现能力：7RPN：2802.气囊系统故障严重度：6发生可能性：4发现能力：8RPN：1923.发动机故障严重度：9发生可能性：6发现能力：6RPN：3244.转向系统故障严重度：7发生可能性：5发现能力：8RPN：280根据以上示例，可以看出不同故障模式的风险优先级，从而决定需要采取的控制措施。

比如，发动机故障的风险优先级最高，需要采取更严格的检测和控制措施。

而制动系统故障和转向系统故障的风险优先级较高，也需要采取相应的控制措施来降低风险。

FMEA评级标准可以根据不同行业和应用进行调整，以更好地适应特定的需求。