【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是設(shè)計(jì)審查中必須重視的資料之一，是美國(guó)在 20世紀(jì) 50年代為評(píng)價(jià)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障而開發(fā)的一種方法，目前 運(yùn)用范圍較廣 。其目的是識(shí)別單一設(shè)備和系統(tǒng)的故障及每種故障模式對(duì)系統(tǒng)或裝置造成的影響。 故障模式、影響及致命度分析（ Failure Mode， Effect And Criticality Analysis, FMECA）是在故障模式及影響分析的基礎(chǔ)上增加一層工作，即計(jì)算出故障模式影響的致命度有多大，使其分析量化。 安全系統(tǒng)工程 38 故障類型和影響分析 2）幾個(gè)概念 故障模式 故障的表現(xiàn)形式，對(duì)產(chǎn)品發(fā)生的、能被觀測(cè)或測(cè)量到的故障現(xiàn)象的規(guī)范描述。 安全系統(tǒng)工程 39 故障類型和影響分析 故障機(jī)理 引起故障的物理的、化學(xué)的、生物的或其他的過程。 故障影響 故障模式對(duì)產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)所導(dǎo)致的結(jié)果。 故障等級(jí) 衡量故障對(duì)系統(tǒng)任務(wù)、人員和財(cái)產(chǎn)安全造成影響的尺度。 安全系統(tǒng)工程 40 故障類型和影響分析 3）分析步驟 明確系統(tǒng)的情況和目的 確定分析的層次 繪制功能框圖 和可靠性框圖 建立故障模式清單 分析故障模式和影響 評(píng)定故障等級(jí) 研究故障檢測(cè)方法 提出預(yù)防措施 填寫 FMEA表 圖 26故障模式及影響分析步驟 安全系統(tǒng)工程 41 故障類型和影響分析 Step明確系統(tǒng)的情況和目的 電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)說明： 該系統(tǒng)是一種 短時(shí)運(yùn)行系統(tǒng) ，如果運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)則可能引起電線過熱或者電機(jī)過熱。 組成： 控制系統(tǒng)：電源、按鈕、繼電器 運(yùn)行系統(tǒng)：電源、繼電器、保險(xiǎn)絲、電機(jī) 邊界： 功能： 狀態(tài)： 按鈕關(guān)閉，電機(jī)停止 目的：系統(tǒng)不能短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的原因，及故障對(duì)系統(tǒng)的影響。 電機(jī) 繼電器 按鈕 保險(xiǎn)絲 安全系統(tǒng)工程 42 故障類型和影響分析 Step確定分析的層次 向上：至整個(gè)系統(tǒng) 向下：至系統(tǒng)組成部件 Step繪制功能框圖和可靠性框圖 將實(shí)際系統(tǒng)的物理、空間要素與現(xiàn)象表示為功能與功能之間的聯(lián)系，明確它們之間的邏輯關(guān)系。 按鈕 繼電器 電機(jī) 保險(xiǎn)絲 控制系統(tǒng) 運(yùn)行系統(tǒng) 安全系統(tǒng)工程 43 故障類型和影響分析 Step建立故障模式清單、分析故障模式及影響 該步是分析的核心。 分析從設(shè)計(jì)方案考慮，會(huì)有哪種故障發(fā)生，即對(duì)每一種輸出功能的偏差，預(yù)測(cè)可能發(fā)生什么故障。 如何分析？ 5W1H方法。 Why、 what、 who、 when、 where、 how 安全系統(tǒng)工程 44 故障類型和影響分析 電機(jī) 繼電器 按鈕 保險(xiǎn)絲 系統(tǒng)組成部分 故障類型 可能的原因 對(duì)系統(tǒng)影響 按鈕 卡住 接點(diǎn)斷不開 1）機(jī)械故障 1）機(jī)械故障 2）人員沒有放開按鈕 電機(jī)不轉(zhuǎn) 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng) 短路會(huì)燒毀保險(xiǎn)絲 繼電器 接點(diǎn)不閉合 接點(diǎn)不斷開 1）機(jī)械故障 1）機(jī)械故障 2）經(jīng)過接點(diǎn)電流過大 電機(jī)不轉(zhuǎn) 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng) 短路會(huì)燒毀保險(xiǎn)絲 保險(xiǎn)絲 不熔斷 1）質(zhì)量問題 2）保險(xiǎn)絲過粗 短路時(shí)不能斷開電路 電機(jī) 不轉(zhuǎn) 短路 1）質(zhì)量問題 2）按鈕卡住 3）繼電器接點(diǎn)不閉合 1）質(zhì)量問題 2）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng) 傷失系統(tǒng)功能 電路電流過大燒毀保險(xiǎn)絲 使繼電器接點(diǎn)粘連 安全系統(tǒng)工程 45 故障類型和影響分析 Step確定故障等級(jí) 由于各種故障模式所引起的子系統(tǒng)、系統(tǒng)事故有很大的差別，因而在處理措施上就要分清輕重緩急區(qū)別對(duì)待。 故障等級(jí) 影響程度 可能造成的危害或損失 Ⅰ 致命性的 可能造成死亡或系統(tǒng)損失 Ⅱ 嚴(yán)重的 可能造成嚴(yán)重傷害、嚴(yán)重職業(yè)病或主要系統(tǒng)損壞 Ⅲ 臨界的 可能造成輕傷、職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞 Ⅳ 可忽略的 不會(huì)造成傷害和職業(yè)病，系統(tǒng)也不會(huì)受損 安全系統(tǒng)工程 46 故障類型和影響分析 故障等級(jí)的確定方法： （ 1）評(píng)點(diǎn)法 在難以取得可靠性數(shù)據(jù)的情況下，可采用此方法。 它從幾個(gè)方面來考慮故障對(duì)系統(tǒng)的影響程度，用一定的點(diǎn)數(shù)表示程度的大小，通過計(jì)算求出故障等級(jí)。 評(píng)點(diǎn)因素從： 故障影響程度 、 對(duì)系統(tǒng)影響程度 、 發(fā)生故障頻度 、防止故障的難易程度 、 是否新設(shè)計(jì)的工藝 這幾個(gè)方面考慮。 iis cccC ?21?安全系統(tǒng)工程 47 故障類型和影響分析 德菲爾法（函詢調(diào)查法）（ Delphi Technique） ：將提出的問題和必要的背景材料用信件的方式向有經(jīng)驗(yàn)的專家提出，然后將他們的回復(fù)進(jìn)行綜合，再反饋給他們，如此反復(fù)多次，直到認(rèn)為合適。 專家評(píng)議 信件交流 頭腦風(fēng)暴法（ Brain Storming）： 由 3~5位專家座談、討論，發(fā)揮每個(gè)人的聰明才智，確定評(píng)點(diǎn)因素的點(diǎn)數(shù)。 現(xiàn)場(chǎng)座談 安全系統(tǒng)工程 48 故障類型和影響分析 評(píng)點(diǎn)因素 內(nèi)容 點(diǎn)數(shù) 故障影響程度 造成生命損失 造成相當(dāng)程度的損失 元件功能有損失 無功能損失 對(duì)系統(tǒng)影響程度 對(duì)系統(tǒng)造成兩處以上的重大影響 對(duì)系統(tǒng)造成一處以上的重大影響 對(duì)系統(tǒng)無過大影響 發(fā)生故障頻度 容易發(fā)生 能夠發(fā)生 不易發(fā)生 防止故障的難易程度 不能防止 能夠防止 易于防止 是否新設(shè)計(jì)的工藝 內(nèi)容相當(dāng)新的設(shè)計(jì) 內(nèi)容和過去相類似的設(shè)計(jì) 內(nèi)容和過去同樣的設(shè)計(jì) （２）查表法 54321 CCCCCC S ?????安全系統(tǒng)工程 49 故障類型和影響分析 評(píng)點(diǎn)數(shù)與故障等級(jí) 故障等級(jí) 評(píng)點(diǎn)數(shù) 內(nèi)容 應(yīng)采取的措施 致命 Ⅰ 7~10 完不成任務(wù)，人員傷亡 變更設(shè)計(jì) 重大 Ⅱ 4~7 大部分任務(wù)完不成 重新討論，也可變更設(shè)計(jì) 輕微 Ⅲ 2~4 一部分任務(wù)完不成 不必變更設(shè)計(jì) 小 Ⅳ 2 無影響 無 安全系統(tǒng)工程 50 故障類型和影響分析 Step研究故障檢測(cè)方法 設(shè)定故障發(fā)生后，說明故障所表現(xiàn)的異常狀態(tài)及如何檢測(cè)。對(duì)保護(hù)裝置和警報(bào)裝置，要研究能被檢測(cè)出的程度如何并做出評(píng)價(jià)。 Step填寫故障模式及分析表 表 213是故障類型及影響分析范表，針對(duì)不同的系統(tǒng)可作適當(dāng)修改使用。 安全系統(tǒng)工程 51 故障類型和影響分析 4）危險(xiǎn)度分析 目的： 給出某種故障類型的發(fā)生概率和故障嚴(yán)重度的綜合度量。 分析方法： 1）概率 —嚴(yán)重度分析法 故障等級(jí) 以狀態(tài)點(diǎn)投影在對(duì)角線上距離原點(diǎn)距離判斷危險(xiǎn)度。 安全系統(tǒng)工程 52 故障類型和影響分析 2）危險(xiǎn)度指數(shù)法 ????????? niGEAr tkkC16 )10( ???安全系統(tǒng)工程 53 故障類型和影響分析 5）應(yīng)用特點(diǎn) （ 1）通過原因來分析系統(tǒng)故障（結(jié)果） 利用系統(tǒng)工程方法，從元件（或組件）的故障開始，從下往上逐次分析其可能發(fā)生的問題，預(yù)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的故障。 （ 2）以功能為中心，以邏輯推理為重點(diǎn)進(jìn)行分析 分析過程中除了考慮系統(tǒng)中各組件的上下層次結(jié)構(gòu)、空間關(guān)系外，還要從功能上考慮系統(tǒng)組件的相互聯(lián)系。 （ 3）可應(yīng)用于簡(jiǎn)單系統(tǒng)也可應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng) （ 4）該方法適用于設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修等各個(gè)環(huán)節(jié) 安全系統(tǒng)工程 54 預(yù)先危險(xiǎn)性分析 1）概述 預(yù)先危險(xiǎn)性分析 （ Preliminary Hazard Analysis， PHA）又稱初步危險(xiǎn)分析，是在工程項(xiàng)目（包括設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)）活動(dòng)之前 ，對(duì)系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)類別、出現(xiàn)條件及可能造成的結(jié)果，進(jìn)行宏觀概略分析的一種方法。是一種定性的方法。 項(xiàng)目發(fā)展初期使用 PHA具有如下 特點(diǎn) ： （ 1）它能識(shí)別可能的危險(xiǎn)，用較少的費(fèi)用或時(shí)間就能進(jìn)行改正； （ 2）它能幫助項(xiàng)目開發(fā)組分析和（或）設(shè)計(jì)操作指南； （ 3）方法簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)、有效。 適用條件 ：項(xiàng)目進(jìn)行初期，系統(tǒng)中采用了新操作方法、接觸新的危險(xiǎn)性物質(zhì)、工具和設(shè)備時(shí)可采用 PHA方法。 安全系統(tǒng)工程 55 2）分析內(nèi)容 分析時(shí)，對(duì)偶然事件、不可避免事件、不可知事件進(jìn)行剖析，將其看作必然事件進(jìn)行分析，確保分析中不出現(xiàn)遺漏。分析內(nèi)容包括： （ 1）危險(xiǎn)設(shè)備、場(chǎng)所、物質(zhì)； （ 2）有關(guān)設(shè)備、物質(zhì)的交接面及其相互關(guān)系與影響，如火災(zāi)爆炸發(fā)生及傳播，控制系統(tǒng)等； （ 3）對(duì)設(shè)備、物質(zhì)有影響的環(huán)境因素，如地震、洪水、高（低）溫、潮濕、振動(dòng)等； （ 4）分析工藝過程及其工藝參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)； （ 5）運(yùn)行、試驗(yàn)、維修、應(yīng)急程序，如人失誤后果的嚴(yán)重性，操作者的任務(wù)，設(shè)備布置及通道情況，人員防護(hù)等； （ 6）輔助設(shè)施，如物質(zhì)、產(chǎn)品的貯存，試驗(yàn)設(shè)備，人員訓(xùn)練，動(dòng)力供應(yīng)等； （ 7）用于保證安全的設(shè)備、防護(hù)裝置等。 預(yù)先危險(xiǎn)性分析 安全系統(tǒng)工程 56 確定系統(tǒng) 調(diào)查收集資料 分析、識(shí)別系統(tǒng)危險(xiǎn)性 系統(tǒng)功能分解 確定危險(xiǎn)等級(jí) 制定措施 編制、填寫分析表 圖 23 預(yù)先危險(xiǎn)性分析步驟 準(zhǔn)備階段 審查階段 結(jié)果匯總階段 3）分析步驟 預(yù)先危險(xiǎn)性分析 安全系統(tǒng)工程 57 4）危險(xiǎn)性識(shí)別 危險(xiǎn)是指某一系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備或操作的內(nèi)部和外部的一切潛在的狀態(tài)，其發(fā)生可能造成人員傷害、職業(yè)病、財(cái)產(chǎn)損失、作業(yè)環(huán)境破壞的狀態(tài)。 GB/T 138612023《生產(chǎn)過程危險(xiǎn)和有害因素分類與代碼》將危險(xiǎn)有害因素分為四類： 1）人的因素 心理、生理 行為 2）物的因素 物理 化學(xué) 生物 3）環(huán)境因素 室內(nèi) 室外 地下（水下） 其他 4）管理因素 預(yù)先危險(xiǎn)性分析 安全系統(tǒng)工程 58 5）危險(xiǎn)性等級(jí) 為了衡量危險(xiǎn)性的大小，以便排定次序，分別輕重緩解。 表 27 危險(xiǎn)等級(jí)劃分表 級(jí)別 危險(xiǎn)程度 可能導(dǎo)致的結(jié)果