失效模式和影響分析 (FMEA) 是最早進(jìn)行故障分析的高度結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的技術(shù)之一。它是由可靠性工程師在上世紀(jì)50年代末開發(fā)的，目的是研究軍事系統(tǒng)故障可能產(chǎn)生的問題。
FMEA 通常是系統(tǒng)可靠性研究的第一步，它涉及檢查盡可能多的組件和子系統(tǒng)，以確定故障模式及其原因和影響。對(duì)于每個(gè)組件，故障模式及其對(duì)系統(tǒng)其余部分的影響都記錄在特定的 FMEA 工作表中。此類工作表有許多變體。FMEA 可以是定性分析，但可以通過數(shù)學(xué)故障率模型與統(tǒng)計(jì)故障模式比率數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合建立在定量的基礎(chǔ)上。
存在幾種不同類型的 FMEA 分析，例如:
- 功能
- 設(shè)計(jì)
- 過程
有時(shí) FMEA 被擴(kuò)展到 FMECA (失效模式、影響和臨界分析)，以表明也進(jìn)行了臨界分析。
FMEA 是一種歸納推理 (正向邏輯) 單點(diǎn)失效分析，是可靠性工程、安全工程和質(zhì)量工程的核心任務(wù)。
成功的 FMEA 活動(dòng)有助于根據(jù)類似產(chǎn)品和工藝的經(jīng)驗(yàn)或基于故障邏輯的共同物理特性來識(shí)別潛在的故障模式。它被廣泛用于開發(fā)和制造行業(yè)的各個(gè)階段的產(chǎn)品生命周期。效果分析指的是研究這些故障在不同系統(tǒng)級(jí)別上的后果。
功能分析是必要的, 以確定正確的故障模式，在所有系統(tǒng)級(jí)別，無論是功能 FMEA 或分段 (硬件) FMEA。FMEA 用于降低故障 (模式) 影響嚴(yán)重性或降低故障概率或兩者兼而有之來構(gòu)建降低或緩解風(fēng)險(xiǎn)的策略。FMEA 原則上是一種完整的歸納 (正向邏輯) 分析，但只有通過了解失效機(jī)理才能估計(jì)或降低失效概率。因此 FMEA 可包括關(guān)于故障原因的信息 (演繹分析)，通過消除已查明的 (根本) 原因，減少發(fā)生的可能性。
FEMA工作表樣例1：
| FMEA Ref. | Item | Potential failure mode | Potential cause(s) / mechanism | Mission Phase | Local effects of failure | Next higher level effect | System Level End Effect | (P) Probability (estimate) | (S) Severity | (D) Detection (Indications to Operator, Maintainer) | Detection Dormancy Period | Risk Level P*S (+D) | Actions for further Investigation / evidence | Mitigation / Requirements |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.1.1.1 | Brake Manifold Ref. Designator 2b, channel A, O-ring | Internal Leakage from Channel A to B | a) O-ring Compression Set (Creep) failure b) surface damage during assembly | Landing | Decreased pressure to main brake hose | No Left Wheel Braking | Severely Reduced Aircraft deceleration on ground and side drift. Partial loss of runway position control. Risk of collision | (C) Occasional | (V) Catastrophic (this is the worst case) | (1) Flight Computer and Maintenance Computer will indicate "Left Main Brake, Pressure Low" | Built-In Test interval is 1 minute | Unacceptable | Check Dormancy Period and probability of failure | Require redundant independent brake hydraulic channels and/or Require redundant sealing and Classify O-ring as Critical Part Class 1 |
FEMA工作表樣例2：
| 功能 | 故障模式 | 后果影響 | 故障的可能性 低=1 中=3 高=9 | 后果的嚴(yán)重性 很少=1 嚴(yán)重=3 極重=9 | 故障檢測(cè)能力 容易=1 中等=3 困難=9 | 風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)匯總 | 應(yīng)對(duì)措施 | 修正好的風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)匯總 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 登陸服務(wù) | 用戶數(shù)據(jù)沒有適當(dāng)?shù)牟迦霐?shù)據(jù)庫(kù) | 用戶無法注冊(cè) | 3 | 3 | 3 | 27 | 測(cè)試所有注冊(cè)路徑（包括風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)為1的）寫一個(gè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證腳本，在發(fā)布后運(yùn)行腳本驗(yàn)證 | 3 |
