FMECA工程实施中几个常见问题——SunFMEA

发布日期:2023-08-22 13:44:16   浏览量 :285
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故障模式影响及危害性分析(FMECA)是可靠性工程中一种十分有效的可靠性分析方法,也是目前工程中普遍采用并得到广泛认可的方法。该方法通过“预想”产品可能发生的故障模式,从该故障模式发生的原因、产生的影响等方面展开分析,并提出切实可行的设计改进措施,从而尽可能将故障消除在设计阶段,或将故障影响降到可接受范围内。它是一种逻辑推理法,原理清晰,无需高深的理论,方便操作。

1、关于FMECA实施的时机

 在产品方案阶段就应展开FMECA工作,在相关资料不完整、不详细的方案阶段,可采用功能法由上而下展开分析,随着研制阶段的不断深入,产品设计逐渐明确的情况下,应采取硬件法由下至上反复开展FMECA,不断跟踪设计情况,同时不断为产品设计改进提供相应的信息。

就目前工程实际情况,FMECA实施的时机掌握得不理想,由于在型号顶层文件中产品设计评审要求未将方案阶段FMECA作为必要评审内容,大部分产品在方案阶段未开展FMECA,在技术设计阶段才将FMECA纳入设计计划,而这一状况衍生出1个非常棘手的问题,那就是很多承研单位没有及时开展FMECA,没有及时体会到FMECA在不同设计阶段给产品带来的卓越效果,从而将其简单的作为技术设计阶段应提交评审的一份资料,只是编写一份报告提交,甚至到了所有文件已齐全、独缺该分析报告,进行事后补充编写的程度,这就失去了FMECA的真正意义,不能对产品设计提供有价值的改进措施。

针对这种情况,一方面需要研制单位的管理人员和工程人员提高可靠性意识,另一方面同时要从顶层要求等规定中进行明确,在方案阶段将该工作项目也列入计划要求,并要进行评审,从制度方面推动研制单位和工程人员对该问题加深认识。

2、关于FMECA的约定层次与故障影响问题

FMECA约定层次一般分为初始约定层次、中间约定层次与最低约定层次,初始约定层次是要进行FMECA总的、完整的产品所在约定层次中的最高层次,是FMECA最终影响的对象;中间约定层次即为初始约定层次与最低中间的分析层次,根据产品的复杂程度和分析的深入程度可分为若干层;最低约定层次是分析对象的最低层产品所在层次,该层次决定了FMECA工作的深入和细致程度。

当采用硬件法自下而上进行分析时,应按约定层次从低开始逐层进行分析。然而在工程实施中,部分产品的分析人员对约定层次概念比较模糊,不能正确理解分析层次的划分和分层分析的作用,所分析对象不是从最低约定层次开始逐层分析,而跳跃式地时而按最低约定层次分析,时而又跳到其他层次。

如某雷达初始约定层次为总体,约定层次为分机,最低约定层次为组件,在分析过程中分析所列对象有时为组件,有时未按组件分析而直接分析分机,在分机明显可继续分解为组件时,该分析显而易见是不深入的,达不到应有的效果。

FMECA表格中故障影响一般分为局部影响,高一层次影响及最终影响,其与约定层次相对应,即局部影响对应最低约定层次,是故障模式对所分析对象最直接的影响,高一层次影响对应中间约定层次,是所分析对象故障对上一层次产品可能产生的影响,而最终影响则针对初始约定层次而言,其影响程度是判定严酷度最直接的依据。

初始约定层次为总体,约定层次为分机,最低约定层次为组件,在分析时针对所有组件展开分析,其局部影响就是对组件本身的影响,高一层次针对分机而言,最终影响就是对整个雷达的最终影响,这样的分析过程体现了逻辑推理的思想,本质是为引导工程人员循序渐进开展分析,使条理更清晰,分析更到位,确保最终影响不会分析失误。

在工程实践中,最终影响发生层次错误的情况比较少见,但在分析其他2层次影响时,经常出现与最终影响混为一谈,分析层次发生跳跃的情况,这对产品FMECA非常不利,尤其是对继承性较小的新研产品。

当工程人员对产品本身了解不十分透彻时,不经过循序渐进的分析,可能会发生由于影响分析不到位或错误从而影响严酷度的判定,如果将严酷度等级高的故障模式误判为低的严酷度等级,可能不会引起足够的重视,未采取相应措施,从而带来巨大的损失甚至发生灾难性故障的风险;反之,如果将严酷度低的故障模式误判为高等级,设计人员采取了一系列设计改进措施,可能给人力、物力均带来不必要的浪费,对产品本身可靠性也未必起到相应的作用,因此在分析时,一定要深刻认识该问题的重要性,按照规定的方法规范开展相关分析,避免发生上述问题,从而为后续分析奠定基础。

FMECA——SunFMEA
3、关于FMECA中的设计改进措施与使用补偿措施

设计改进措施与使用补偿措施是产品开展FMECA最核心的成果,其提出的相应措施是要直接反映到设计中,从而最终消除故障或控制故障影响、降低故障发生概率,在工程实践中,一部分系统设备承研单位对该项内容理解不透彻,设计改进措施中经常出现“采取冗余设计”、“进行降额设计”等内容,这样的措施不符合要求及实际需求,因为这些往往只是一些设计原则,并未提出针对性的具体设计改进措施建议,不能真正指导设计工作如何修改,也就起不到FMECA工作相应的作用。

该项内容要求填写的非常具体,设计师可据此直接对产品进行设计改进,如“采取冗余措施”应明确针对哪个部件、组件或设备进行冗余,并在必要时应明确指出采取措施前后效果有何不同;再如“进行降额设计”应明确针对哪个产品进行降额设计,之前的降额系数是多少,设计改进采取什么降额系数,同样在必要时明确采取措施后会有什么效果等。

总的指导思想是设计改进措施一定要具体,能够切实指导工程人员设计工作的开展。相比设计改进措施,使用补偿措施在实际工作中有相当一部分工程人员理解可能有偏差,具体分析时该项内容常见“更换备件”“维修性设计现场可迅速修复”等维修性内容,实际并不属使用补偿措施范畴,该内容的实际涵义是指为了尽量避免或预防故障的发生,在使用和维护规程中规定的使用维护措施;一旦出现某故障后,操作人员应采取的最恰当的补救措施等,因此该内容包括2方面:一方面可填写使用维护措施,如具体的定期更换、如期保养措施等,以避免或预防故障的发生;另一方面更主要的是填写故障发生后的补救措施,这里强调“补救”是为了补救故障所产生的影响,而不是指影响已造成情况下常规的维修措施,因此这里应填写故障发生后能够挽回或控制影响的措施,如“由自动切换到半自动或手动方式”类似措施,虽故障发生但通过工作模式转换任务可继续,可挽回或控制故障的影响,这才是真正的使用补偿措施。

FMECA虽然受到了管理层的重视,但由于各层次产品承研单位可行性水平与认识程度参差不齐,FMECA工程应用还远没有达到成熟的程度,还需要工程人员进一步提高可靠性意识与认识,加深对该分析方法的理解和熟练运用,切实将FMECA工作与产品设计有机结合,及时开展可靠性分析,针对薄弱环节提出有效的改进措施,提高产品可靠性。


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