故障模式及影响分析（FMEA）

SunFMEA

FMEA是一种Lean Six Sigma工具，用于根据潜在缺陷的严重性（Severity）、发生率（Occurrence）和检测（Detection）可能性来确定潜在缺陷的优先级。这三项因子实际上是评估FMEA的关键指标，可以用于定量评估FMEA。

严重性 (Severity): 失效模式的严重程度。

发生率 (Occurrence): 给定失效模式发生的可能性。

检测 (Detection): 给定失效模式在造成影响之前被检测到的可能性。

FMEA 可以在设计或工艺操作中执行，用于提示改进设计或工艺稳定性（process robustness）。FMEA 突出了当前设计或工艺中的未被发现的潜在缺陷。“失效模式和影响分析”中的失效模式（Failure Mode），是指一个产品或者工艺流程可能失败的方式。例如一款电动汽车，无法正常充电就是一种潜在的失效模式（当然你可以认为其发生可能性极低）。“影响”（Effects）是指这些失效可能导致浪费、缺陷或有害结果的方式。例如在无法正常充电的情况下，这款电动汽车可能成为了一种一次性的产品，那么它所造成的影响是制造商应该提前考虑的事情。失效模式和影响分析的目的，在于识别、区分、优先处理和限制这些失效模式。根据故障后果的严重程度、发生的频率以及检测的难易程度，对故障进行优先级排序。FMEA 的目的是采取措施消除或减少故障，从优先级最高的故障开始。

FMEA目的

FMEA的主要目的是识别产品所有可能产生的故障模式及其对产品所造成的所有可能影响，此外，还可起到以下作用:

1) 为确定严酷度为I和II类故障模式清单、单点故障模式清单和关键件清单提供定性依据。

2) 针对产品存在的薄弱环节，为改进设计、提升系统可靠性、加强可靠性管理提供支撑。

3) 故障模式的分析，为后续可靠性强化试验、可靠性增长试验和可靠性验证试验提供相关信息支撑。

4) FMEA表格中的失效信息可以作为将产品各环节的故障定位及纠正的参考数据库，可以将实际的纠正措施更新到FMEA表，实现FMEA表格和数据库的更新完善。

FMEA主要内容

以硬件FMEA分析为例，分析流程如图1所示，主要步骤如下：

1) 系统定义：包括被分析产品的功能原理、绘制功能框图和可靠性框图、划分产品的约定层次、编码体系、故障判据、严酷度定义等。在层次划分中需注意“初始约定层次”是FMEA的最高层次，也是最终影响的对象，一般定义为装备；最低约定层次是FMEA的最低层次，可能是零件，也可能是最低维修级别产品层次。

2) 故障模式分析：从被分析产品的功能描述及故障判据的要求中，找出所有可能的故障模式。其中常用元器件、零组件可以从相关标准如GJB/Z 299C等获取，现有产品可参考历史使用中发生的故障模式，以及相似产品的故障模式。

3) 故障原因分析：故障原因可以从两个方面进行，一是导致产品故障的产品自身的物理、化学变化等直接原因；二是由外部因素（如其他产品故障）引起的产品故障的间接原因。注意需要区分故障模式和故障原因，故障模式是该产品层次上可观察（检测）到的故障的表现形式，故障原因则是导致故障模式发生的机理。

4) 故障影响分析：故障影响是指产品的故障模式对自身或其他产品的使用、功能的影响。一般包括局部影响（对自身所在的约定层次的影响）、高一层次影响（对约定层次紧邻高一层次的影响）、最终影响（对初始约定层次的影响）。

5) 严酷度分析：严酷度根据每一个故障模式的最终影响的严重程度进行确定。严酷度定义可参考GJB/Z 1391，可根据实际需要进行修改。这里需要注意严酷度的划分将直接影响FMEA分析的结果，对于相同程度的故障影响应打分一致。

图1 FMEA分析流程

表1 功能及硬件FMEA表格模板

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能够把FMEA充分的发挥到我们的产品设计过程、制造过程、检验过程中去能够大大的降低过程风险的发生概率。

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形成PFEMA的良好管理是我们的重要使命和任务