故障类型及影响分析程序

    故障类型及影响分析的思路是，从设计功能上，按照“系统-子系统-元件”顺序分解研究故障模式，再按逆过程，即“元件-子系统－系统”顺序研究故障的影响，选择对策，改进设计。因此，其分析步骤如图1所示。

 

图1故障模式及影响分析程序框图

    （1）明确系统的情况和目的

    在分析步骤中首先应对系统的任务、功能、结构和运行条件等诸方面有一个全面的了解。如系统由哪些子系统、组件和元件组成，它们各自的特性、功能，以及它们之间的联接、输手输出的关系；系统运行方式和运行的额定参数、最低性能要求、操作和维修方式与步骤；系统与其他系统的相互关系、人机关系。以及其他环境条件的要求等。要掌握这些情况，就应了解系统的设计任务书、技术设计说明书、图纸、使用说明书、标准、规范、事故情报等资料。

    （2）确定分析的层次

    分析开始时就要根据系统的情况，决定分析到什么层次。这是一个重要的问题。图2是分析层次与故障模式及影响分析的关系。

 

图　2　分析的层次和故障摸式及影响分析

    由图2可见，不同的分析层次故障模式及影响分析应有不同的格式，在各分析层次中，由于故障所在层次不同，故障模式对上一层影响和对下一层的故障原因追究深度也不相同。

    如果分析的层次太浅，就会漏掉重要的故障模式，得不到有用的资料；反之，若分析得过深，一切都分析到元件，则会造成结果繁杂，费时太多，同时对制定措施也带来了困难。一般说来，对关键的子系统可以分析得深一些，次要的可以分析浅些，有的可以不分析。

    （3）绘制功能框图和可靠性框图

    根据对系统的分解和分析画出功能框图。

    可靠性框图是从可靠性的角度建立的模型，它把实际系统的物理、空间要素与现象表示为功能与功能之间的联系，尤其明确了它们之间的逻辑关系。图3是高压空气压缩机的可靠性框图。

 

图3　高压空气压缩机可靠性框图

    （4）建立故障模式清单、分析故障模式及影响

    这一步是实施故障模式及影响分析的核心，通过对可靠性框图所列全部项目的输出分析，根据理论知识、实践经验和有关故障资料，判明系统中所有实际可能出现的故障模式（即导致规定输出功能的异常和偏差）。分析过程的基本出发点，不是从故障已发生开始考虑，而是分析现有设计方案，会有哪种故障发生，即对每一种输出功能的偏差，预测可能发生什么故障，对部件、子系统、系统有什么影响及其程度，列出认为可能发生的全部故障模式。

    选定、判明故障模式是一项技术性很强的工作，必须细致、准确。下面介绍5W1H启发性分析方法要领。

    5W1H方法，就是指Who（谁）,When（何时）、Where（何处）,What（什么）、Why（为什么）,How（怎样、如何）的总称，以提问方式来完成对故障事故的思考。

    ① 为什么（Why）：为什么要有这个元件？为什么这个元件会发生故障？为什么不加防护装置？为什么不用机械代替人力？为什么不用特殊标志？为什么输出会出现偏差？

    ② 什么（What）：功能是什么？工作条件是什么？与什么有关系？规范、标准是什么？在什么条件下发生故障？将会发生什么样的故障？采用什么样的检查方法？制定什么样的预防措施？

    ③ 谁（Who）：谁操作？故障一旦发生谁是受害者？谁是加害者?影响到哪些功能？谁来实施安全措施？

    ④ 何时（When）：何时发生故障？何时检测安全装置？何时完成预防措施计划？

    ⑤ 何地（Where）：在什么部位发生故障？防护装置装在什么地方最好？何处有同样的装置？监测、报警装置装在什么地方最好了何地需要安全标志？

    ⑥ 如何（How)：发生故障的后果如何？影响程度如何？如何避免故障发生？安全措施控制能力如何？如何改进设计？

    在故障分析时，应根据对象的不同采取不同的分析方法。但必须注意，切勿只见现象，不见真正的原因。要从全局出发，综合各种信息采取失效物理的微观分析，一般可按下面的程序进行。

    a. 掌握全局性分析的综合调查。如果陷入过于细微的故障现象之中，往往会把原因和结果搞错，所以，首先要做全局性的调查。

    b. 从非破坏性的外部分析到解剖、破坏性的内部分析。

    c. 建立故障原因的假设，并进而求证。

    （5）研究故障检测方法

    设定故障发生后，说明故障所表现的异常状态及如何检侧，例如通过声音的变化，仪表指示量的变化进行检测。对保护装置和警报装置，要研究能被检测出的程度如何并做出评价。

    （6）确定故障等级

    由于各种故降模式所引起的子系统、系统事故有很大的差别，因而在处理措施上就要分清轻重缓急区别对待。故障等级是衡量对系统任务、人员安全造成影响的尺度。确定故障等级的方法有以下几种。

    ① 简单划分法。将故障模式对子系统或系统影响的严重程度分四个等级，见表1所示，可根据实际情况进行分级。

表1 故障类型分级表

    ② 评点法。在难于取得可靠性数据的情况下，可采用此法，它比简单划分法较精确。该方法从几个方面来考虑故障对系统的影响程度，用一定点数表示程度的大小、通过计算，求出故障等级。

    评点数由下式求得：

   

    式中，Cs- 总点数,0<Cs<10；

          Ci- 因素系数，0<Ci<10。

    评点因素和系数如表2所示。

表2评点因素和系数

    其评点因素的内容比较模糊，而且系数取值范围较大，不易评得准确。

    另一种求点数的方法列于表3，可根据评点因素求出点数，然后求和，得出总点数Cs。

表3  评点参考表

    以上两种评点方法求出的总点数 ，均可按表4评出故障等级。

表4评点数与故障等级

    （7）故障类型及影响分析表格?

    可以根据分析的目的、要求设立必要的栏目，简捷明了地显示全部分析内容。常用的分析表格见表5。

表5　故障类型的影响分析表格