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2024-02-02

《故障模式分析》课件

目录

故障模式分析基本概念

产品故障模式识别技术

系统级故障模式分析技术

复杂系统可靠性建模与评估方法

维修性设计与验证技术

总结与展望

01

故障模式分析基本概念

Part

故障是指产品不能执行规定功能的状态。未满足与预期或规定用途有关的要求，即称为故障。

故障定义

根据故障发生的后果，故障可分为致命性故障、严重故障、一般故障和轻微故障。根据故障发生的规律，可分为早期故障、偶发故障和耗损故障。

故障分类

故障模式

故障模式是故障的表现形式。如短路、断路、开裂、过度磨损等。

影响分析

分析故障模式对产品功能、性能、安全性、可靠性等方面的影响。通过影响分析，可以确定故障模式的严重程度和优先级，为故障预防和维修提供依据。

故障树

故障树是一种逻辑图，用来表示产品特定故障模式与其直接和间接原因之间的逻辑关系。

分析方法

从故障树的顶事件（即故障模式）开始，逐步分析导致顶事件发生的所有可能原因及其组合。通过故障树分析，可以找出导致故障的根本原因和潜在因素，为故障预防和维修提供指导。

可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

可靠性定义

可靠性工程是一门研究产品可靠性设计、试验、生产和管理的综合性工程学科。其目的是提高产品的可靠性水平，降低故障率，提高产品的质量和竞争力。

可靠性工程

02

产品故障模式识别技术

Part

现场调查流程

明确调查目的、确定调查对象、制定调查计划、实施现场调查、收集故障数据。

数据收集方法

通过传感器监测、用户反馈、维修记录等途径收集产品故障数据。

数据处理与分析

对收集到的数据进行整理、筛选、分类和分析，提取故障特征信息。

1

2

3

依靠专家经验和知识库进行故障模式识别。

基于经验的故障模式识别

通过建立产品故障模型，利用模型进行故障模式识别。

基于模型的故障模式识别

利用机器学习、深度学习等算法对大量故障数据进行分析和学习，实现故障模式的自动识别。

基于数据驱动的故障模式识别

STEP01

STEP02

STEP03

案例一

某型号汽车刹车系统失灵故障模式分析。

案例二

案例三

某型号电梯控制系统故障模式分析。

某型号飞机发动机叶片断裂故障模式分析。

设计阶段的预防措施

采用成熟的设计方案、进行充分的可靠性设计和试验验证。

生产阶段的预防措施

加强生产工艺控制、严格质量检验和测试。

使用阶段的预防措施

加强产品维护和保养、定期检查和维修、及时更换易损件。

03

系统级故障模式分析技术

Part

包括各子系统、部件及其之间的连接关系。

系统组成

明确系统及各子系统的功能，包括输入、输出及处理过程。

功能描述

描述系统运行的物理环境、电磁环境及机械环境等。

运行环境

制定改进措施

针对每种故障模式，制定相应的预防、检测和排除措施。

故障原因及机理分析

探究每种故障模式的产生原因及机理，为故障预防和排除提供依据。

故障影响分析

分析每种故障模式对系统性能、安全性及可靠性的影响。

明确分析目标

确定要分析的系统、子系统或部件，明确分析的目的和要求。

功能与故障分析

分析系统及各子系统的功能，列出可能的故障模式。

03

优先级划分

对关键部件和重要功能进行优先级划分，为后续的分析和改进提供指导。

01

关键部件识别

根据系统结构、功能及运行环境，识别对系统性能、安全性及可靠性有重要影响的部件。

02

重要功能识别

明确系统及各子系统中对整体性能、安全性及可靠性起关键作用的功能。

示例选择

选择一个典型的系统级故障案例作为分析对象。

改进措施建议

根据FTA分析结果，提出针对性的改进措施建议，以提高系统的可靠性。

FTA分析

利用故障树分析（FTA）方法，对选定的案例进行深入分析，包括故障树的建立、简化及定性定量分析。

结果展示

将FTA分析结果以图表或报告的形式展示出来，包括故障树图、最小割集、重要度分析等。

04

复杂系统可靠性建模与评估方法

Part

确定要评估的可靠性指标，如平均无故障时间、故障率等。

明确评估目标

数据收集与处理

评估方法选择

收集系统运行过程中的相关数据，进行统计分析和处理。

根据评估目标和数据类型，选择合适的评估方法，如概率统计法、模糊综合评判法等。

03

02

01

针对评估结果中发现的问题，提出具体的改进策略和优化建议。

建立完善的故障应急预案和处理机制，确保系统在发生故障时能够及时恢复正常运行。

对系统进行重新设计或优化，提高系统的可靠性水平。

加强系统运行过程中的监测和维护，及时发现并处理潜在故障。

05

维修性设计与验证技术

Part

可达性要求

确保维修人员能够方便、安全地接近需要维修的部位。

安全性原则

在维修过程中应确保人员和设备的安全。

标准化与模块化设计

采用通用件和标准件，降低