基本概念

故障模式影响分析FMEA(Failure Mode Effect Analysis) ：是指在产品设计过程中，通过对各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析，并把每一种潜在故障模式按它的严酷度予以分类，提出可以采取的预防改进措施，以提高产品可靠性的一种设计方法。

故障模式影响及危害度分析FMECA：( Failure Mode Effect and Criticality Analysis )是FMEA的基础上再增加一层任务，即判断这种故障模式影响的致命程度有多大，使分析量化。

故障模式：故障的表现形式。例如电容器的开路与短路、晶体管各极间的开路与短路、机械零件断裂等。

失效机理：导致零件失效的物理、机械或热(化学)等内在原因。

危害度：对失效模式及其出现频率的严重性的相对量度。

故障模式分析：将可能发生的失效或故障分类，分析每一种模式发生的概率大小，但不一定分析发生的原因。

故障影响分析： 分析元器件、零件的故障模式对组件、部件、设备、分系统和系统的影响。

危害度分析： 将失效所产生的影响按照其后果的危害程度加以分类，并计算造成每类危害的概率（危害度），采取措施改进设计。

FMECA的列表分析法

列表分析法是根据可靠性框图将有关的故障模式、失效率、失效影响等列一明细表，以便分析计算。

FMEA的矩阵分析法

对复杂系统，应用矩阵分析法非常有利。FMECA的矩阵分析法是根据可靠性框图将有关故障模式、失效率、失效影响等列成FMECA矩阵，以便分析。

FMECA的特点

1）简单易行，基本为定性分析，也可以进行一定的定量分析。

2）适用于产品研制的全过程和各阶段。

3）可以在一定程度上反映人为因素所引起的失误。

4）实际效果大，是其它失效分析的基础之一。

5) 可以借助于计算机进行FMECA分析。

6）它是一种单因素分析，不适合多因素相互/同时作用时导致一种结果的分析。

故障树分析(FTA)

故障树是把最不希望发生的系统故障状态作为系统故障的分析目标，然后自上而下地寻找直接导致这一故障发生的全部因素，并将这些因素用符号连成图。

事件及符号

底事件：位于事故树的底端。分为:a基本事件和b未探明事件。指导致其它事件发生的原因事件，本身无须再探究。

结果事件：c结果事件是故障树分析中由其它事件或事件组合所导致的事件。结果事件分为顶事件和中间事件。顶事件位于故障树的顶端，是故障树分析中所关心的事件。中间事件是位于顶事件和底事件之间的一切事件。

特殊事件：指在故障树分析中需要用特殊符号表明其特殊性或应引起注意的事件。分为d开关事件、e条件事件和f人为事件。开关事件是在正常条件下必然发生或必然不发生的特殊事件。条件事件是描述逻辑门起作用的具体限制的特殊事件。人为事件是由于人为差错或疏忽而造成的底事件。

故障树的定性分析

故障树的定性分析主要研究导致顶事件发生的最小割集。设故障树中有n个底事件x1,x2,…,xn，C={xi ,… ,xj}(i,j≤n)为某些事件的集合。当C中全部底事件都发生时，顶事件必然发生，则称为故障树的一个割集。任意去掉其中一个底事件后就不是割集了，这样的割集成为最小割集。求最小割集的常用方法有下行法和上行法。

下行法

由上而下，遇到与门就把与门下面所有输入事件均排列于同一行，遇到或门就把或门下面的所有输入事件均排成同一列。依此类推，一直到不能分解为止。这样得到的基本事件集合是割集，但不一定是最小割集。

找出最小割集的方法：让每一个底事件依次对应一个素数； 把每个割集也对应一个数，该数是割集中底事件对应的素数的乘积；经排列后可得到一串由小到大的数列对应各个割集；这些数依次相除，例如若N2能被N1整除，则它们对应的割集即不为所求的最小割集。

上行法

这种算法由下而上进行，故称为“上行法”。每进行一步，根据故障树的逻辑关系，并用布尔代数运算规则进行运算并简化，算到最后即得到最小割集。

故障树的定量分析

故障树定量分析的任务就是要计算或估计顶事件发生的概率。它可以通过最小割集求顶事件的发生概率，也可以Monte Carlo仿真的方法进行估计。

潜在通路分析

系统发生故障，有时并非是由于元器件和部件损坏、参数漂移、电磁干扰等原因所造成的，而是由于系统的“潜在通路”作用造成的。所谓“潜在通路”，指的是在某种条件下，电路中产生的不希望有的通路，它的存在会引起功能异常或抑制正常功能。潜在通路分(Sneak Circuit Analysis 简称SCA)是在假定所有组件均正常工作的情况下，分析哪些能引起功能异常或抑制正常功能的潜在通路，为改进设计提供依据。

潜在通路的特点

(1)潜在通路并非在系统每次运行时都会起作用，在某种特定条件下才起作用，多数情况下，难以通过试验来发现。
(2)潜在通路并非一定是个不良状况。比如，当其它通路出现故障时，某些潜在通路代替故障电路完成任务。因此，在采取措施前，须对潜在通路的内涵、本质加以研究，确定它对电路功能的影响。

产生潜在通路的原因

(1)分系统设计人员对连接各分系统缺乏全面的考虑;
(2)没对设计评审完成后所做的更改，会给系统带来的影响，进行充分的审查;
(3)操作人员出差错。

潜在通路的四种表现形式

(1)潜在电路：指在某种条件下，电路中产生不希望有的通路，它会引起功能异常或抑制正常功能。

(2)潜在时间：潜在时间指某种功能在一个不希望出现的时间内存在或发生。

(3)潜在标志：指开关或控制系统上的标志不得当，会引起操作失灵。

(4)潜在指示:指会引起混淆或不正确的指示，它会造成错误的操作。

潜在通路分析方法的特点

(1)潜在通路分析时，一般不考虑环境变化的影响，不识别由于某些硬件故障、制造或对环境敏感所引起的潜在电路。

(2)潜在通路分析与可靠性大纲中通常进行的其它分析相比，侧重面有所不同。潜在通路分析只注重系统各元部件之间的相互连接、相互关系及相互影响，不注重元部件本身的可靠性。更注重系统将发生什么故障，而不注重系统如何正常工作。

(3)在确定潜在状态时，必须满足的首要条件是保证用于分析的电路能代表实际的系统电路。

(4)对于较复杂的系统，进行潜在通路分析的工作量极大，一般宜用计算机处理。