第1-3可靠性分析概述ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5 1.5 可靠性分析可靠性分析 可靠性分析是可靠性设计重要组成部分。可靠性分析是可靠性设计重要组成部分。表表1313 可靠性分析的主要工作项目可靠性分析的主要工作项目 1 1故障模式、影响及危害性分析故障模式、影响及危害性分析故障模式、影响及危害性分析故障模式、影响及危害性分析(FMECAFMECA)2 2故障树分析故障树分析故障树分析故障树分析(FTAFTA)3 3潜在通路分析潜在通路分析潜在通路分析潜在通路分析 4 4电路容差分析电路容差分析电路容差分析电路容差分析 5 5耐久性分析耐久性分析耐久性分析耐久性分析可靠性分析可靠性分析下面简要介绍前两项前两项可靠性分析工作具体内容1.5 可靠性分析 1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5.1 1.5.1 故障模式、影响及危害性分析故障模式、影响及危害性分析 (FMECA)(1)目的目的 通过系统地分析，确定元器件、零部件、设备、软件通过系统地分析，确定元器件、零部件、设备、软件在设计和制造过程中每一个在设计和制造过程中每一个产品层次产品层次所有可能的故障模所有可能的故障模式，以及每一故障模式的原因及影响程度，式，以及每一故障模式的原因及影响程度，以便找出潜以便找出潜在的薄弱环节，并提出在的薄弱环节，并提出改进改进措施以措施以提高提高产品的产品的可靠性可靠性。(2)组成组成 故障模式、影响及危害性分析（以下简称故障模式、影响及危害性分析（以下简称FMECA）由故障模式及影响分析（由故障模式及影响分析（FMEA）和危害性分析（）和危害性分析（CA）两部分组成两部分组成，只有在进行只有在进行FMEA基础上，才能进行基础上，才能进行CA。1.5.1 故障模式、影响及危害性分析 (FMECA)2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物FMECA方法分类方法分类设计设计FMECA过程过程FMECA功能功能FMECA硬件硬件FMECA软件软件FMECA损坏模式及影响分析损坏模式及影响分析DMEA(3)FMECA分类及适用情况分类及适用情况(a)FMECA分类分类图图 FMECA方法的分类方法的分类统计统计FMECAFMECA方法分类设计FMECA过程FMECA功能硬件软件损3我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(b)(b)在产品寿命周期各阶段的在产品寿命周期各阶段的FMECAFMECA方法的应用目的方法的应用目的(表表14)14)表表表表14141414 FMECAFMECA方法的应用目方法的应用目方法的应用目方法的应用目的的的的(b)在产品寿命周期各阶段的FMECA方法的应用目的(表144我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物FMECAFMECAFMEAFMEACACA目目的的分析分析产品中所有可能品中所有可能产生的故障模式及生的故障模式及其其对产品所造成的所有可能影响品所造成的所有可能影响,并按每并按每一个故障模式的一个故障模式的严酷度及其酷度及其发生概率予生概率予以分以分类的一种自下而上的一种自下而上进行行归纳的分析的分析技技术分析分析产品中所有可能品中所有可能产生的故生的故障模式及其障模式及其对产品所造成的所品所造成的所有可能影响有可能影响,并按每一个故障模并按每一个故障模式的式的严酷度予以分酷度予以分类的一种自的一种自下而上下而上进行行归纳的分析技的分析技术按每一个故障按每一个故障模式的模式的严酷度酷度及其及其发生的概生的概率所率所产生的生的综合影响合影响进行划行划等分等分类用用途途（1 1）找出）找出产品的所有可能的故障模式及品的所有可能的故障模式及其影响，并其影响，并进行定性、定量的分析，行定性、定量的分析，进而采取相而采取相应措施，并确措施，并确认风险低于可接低于可接受水平受水平（2 2）为确定确定严酷度酷度为、类故障模式故障模式清清单和和单点故障模式清点故障模式清单提供定性、定提供定性、定量依据量依据（3 3）作）作为维修性（修性（M M）、安全性（）、安全性（S S）、）、测试性（性（T T）、保障性（）、保障性（S S）设计与分析与分析的的输入入（4 4）为确定可靠性确定可靠性试验、寿命、寿命试验的的产品品项目清目清单提供依据提供依据（5 5）为确定关确定关键、重要件清、重要件清单提供定性、提供定性、定量信息定量信息（1 1）找出）找出产品的所有可能的故品的所有可能的故障模式及其影响，并障模式及其影响，并进行定性行定性分析，分析，进而采取相而采取相应的措施的措施（2 2）为确定确定严酷度酷度为、类故障模式清故障模式清单和和单点故障模式点故障模式清清单提供定性依据提供定性依据（3 3）作）作为维修性（修性（M M）、安全）、安全性（性（S S）、）、测试性（性（T T）、保障）、保障性（性（S S）设计与分析的与分析的输入入（4 4）为确定可靠性确定可靠性试验、寿命、寿命试验的的产品品项目清目清单提供依据提供依据（5 5）为确定关确定关键、重要件清、重要件清单提供定性信息提供定性信息主要从主要从风险分分析的角度析的角度对FMEAFMEA进行行补充、充、扩展展表表15 15 FMECA、FMEA和和CA的目的、用途的目的、用途FMECAFMEACA目的分析产品中所有可能产生的故障模式及5我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(b)FMECA实施的步骤实施的步骤:(b)FMECA实施的步骤:6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物初始约定层次产品初始约定层次产品 任任 务务 审核审核 第第 页页共共 页页约定层次产品约定层次产品 分析人员分析人员 批准批准 填表日期填表日期代代码码产品产品或或功能功能标志标志功功能能故障故障模式模式故障故障原因原因任务阶段任务阶段与与工作方式工作方式故障影响故障影响严酷度严酷度类别类别故障故障检测检测方法方法设计设计改进改进措施措施使用使用补偿补偿措施措施备注备注局部局部影响影响高一层高一层次影响次影响最终最终影响影响（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）（6 6）（7 7）（8 8）（9 9）（1010）（1111）（1212）（1313）（1414）对每对每一产一产品采品采用一用一种编种编码体码体系进系进行标行标识识记录记录被分被分析产析产品或品或功能功能的名的名称与称与标志标志简简要要描描述述产产品品所所具具有有的的主主要要功功能能根据根据故障故障模式模式分析分析的结的结果，果，依次依次填写填写每一每一产品产品的所的所有故有故障模障模式式根据根据故障故障原因原因分析分析结果，结果，依次依次填写填写每一每一故障故障模式模式的所的所有故有故障原障原因因根据任务根据任务剖面依次剖面依次填写发生填写发生故障的的故障的的任务阶段任务阶段与该阶段与该阶段内产品的内产品的工作方式工作方式 根据故障影响根据故障影响分析的结果，依次分析的结果，依次填写每一个故障模填写每一个故障模式的局部、高一层式的局部、高一层次和最终影响并分次和最终影响并分别填入第（别填入第（7 7）栏）栏-（9 9）栏）栏根据最根据最终影响终影响分析的分析的结果，结果，按每个按每个故障模故障模式确定式确定其严酷其严酷度类别度类别根据根据产品产品故障故障模式模式原因、原因、影响影响等分等分析结析结果，果，依次依次填写填写故障故障检测检测方法方法 根据故障根据故障影响、故障影响、故障检测等分析检测等分析结果依次填结果依次填写设计改进写设计改进与使用补偿与使用补偿措施措施简要简要记录记录对其对其它栏它栏的注的注释和释和补充补充说明说明表表16 故障模式及影响分析故障模式及影响分析(FMEA)表表初始约定层次产品 任 务7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 表表17 17 危害性分析（危害性分析（CACA）表）表初始约定层次产品初始约定层次产品 任任 务务 审核审核 第第 页页共共 页页约定层次产品约定层次产品 分析人员分析人员 批准批准 填表日期填表日期代代码产品品 或功或功能能标志志功功能能故障故障模式模式故障故障原因原因任任务阶段段与工与工作方作方式式严酷酷度度类别故障故障模式模式概率概率等等级或故或故障数障数据源据源故故障障率率p p故障故障模式模式频数数比比故障故障影响影响概率概率工作工作时间t t故障故障模式模式危害危害度度C Cm m(j)(j)产品危品危害度害度C Cr r（j j）备注注(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7)(8)(8)(9)(9)(10)(10)(11)(11)(12)(12)(13)(13)(14)(14)(15(15)代产品 或功能标志功故障模式故障原因任务阶段与工作方式严酷度8我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物a.FMECA方法中各约定层次的定义方法中各约定层次的定义（1）约定层次）约定层次根据分析的需要，按产品的功能关系或根据分析的需要，按产品的功能关系或复杂程度划分的产品功能层次或结构层次。这些层次一般从比复杂程度划分的产品功能层次或结构层次。这些层次一般从比较复杂的系统到比较简单的零件进行划分；较复杂的系统到比较简单的零件进行划分；（2）初始约定层次）初始约定层次进行进行FMECAFMECA总的完整的产品所在的层总的完整的产品所在的层次，它是约定的产品第一分析层次；次，它是约定的产品第一分析层次；（3）其他约定层次）其他约定层次相继的约定层次（第二、第三、第相继的约定层次（第二、第三、第四等）、这些层次表明了直至较简单的组成部分的有顺序的排四等）、这些层次表明了直至较简单的组成部分的有顺序的排列；列；（4）最低约定层次）最低约定层次约定层次中最低层的产品所在层次。约定层次中最低层的产品所在层次。它决定了它决定了FMECAFMECA工作深入、细致的程度。工作深入、细致的程度。a.FMECA方法中各约定层次的定义9我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物液压系统液压系统451000451000其他系统其他系统主主液液压压分分系系统统451100451100辅辅助助液液压压分分系系统统 451200451200缓冲瓶缓冲瓶451110451110液压油箱液压油箱451120451120柱塞液压柱塞液压泵泵ZB-34ZB-34451130451130泵轴泵轴451131451131轴承组件轴承组件451132451132柱塞柱塞451133451133飞机飞机450000初始约定层次初始约定层次约定层次约定层次最低约定层次最低约定层次系统系统分系统分系统装备装备设备设备零组件零组件图图 某型战斗机液压系统约定层次示例图某型战斗机液压系统约定层次示例图液压系统451000其他系统主液压分系统451100辅助液10我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物c.定义严酷度类别严酷度是指产品故障模式所产生的最终影响的严重程度。应对产品故障模严酷度是指产品故障模式所产生的最终影响的严重程度。应对产品故障模式的严酷度进行定义，进而对每一个故障模式按严酷度类别进行排序。式的严酷度进行定义，进而对每一个故障模式按严酷度类别进行排序。严酷度类别是依据产品每个故障模式造成最终可能出现的人员伤亡、严酷度类别是依据产品每个故障模式造成最终可能出现的人员伤亡、“初初始约定层次始约定层次”产品损坏和环境损害等方面的影响程度而确定的。产品损坏和环境损害等方面的影响程度而确定的。表表18 18 产品常用的严酷度等级划分产品常用的严酷度等级划分严酷度等酷度等级严 重重 程程 度度 定定 义类（灾难的灾难的）引起人引起人员死亡或死亡或产品（如品（如飞机、机、导弹、坦克及、坦克及舰船等）船等）毁毁坏及坏及重大重大环境境损害害类（致命的致命的）引起人引起人员严重重伤害、或重大害、或重大经济损失或失或导致任致任务失失败、产品品严重重毁毁坏及坏及严重重环境境损害害类（中等的中等的）引起人引起人员中等程度中等程度伤害、或中等程度的害、或中等程度的经济损失，或失，或导致任致任务延延误或降或降级、产品中等程度品中等程度损坏或中等程度的坏或中等程度的环境境损害害类（轻度的轻度的）不足以不足以导致人致人员伤害、或害、或轻度度经济损失或失或产品品轻度度损坏及坏及环境境损害，但它会害，但它会导致非致非计划性划性维护或修理或修理c.定义严酷度类别严酷度等级严 重 程 度 定 义11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5.2 故障树分析故障树分析(FTA)(1)(1)目的目的 通过对可能造成产品故障的各种因素进行析，通过对可能造成产品故障的各种因素进行析，能能定性地定性地确定产品故障发生的所有确定产品故障发生的所有原因和原因组合原因和原因组合，并并定量地定量地确定产品确定产品故障的发生概率故障的发生概率。通过故障树分析，通过故障树分析，能够透彻了解系统，找出薄能够透彻了解系统，找出薄弱环节，改进产品设计、弱环节，改进产品设计、使用环境、维修方式等使用环境、维修方式等，提高产品可靠性，同时验证重大故障的发生概率是提高产品可靠性，同时验证重大故障的发生概率是否能满足可靠性要求。否能满足可靠性要求。1.5.2 故障树分析(FTA)12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(2)(2)适用对象和情况适用对象和情况 FTA适用于电子、机电、机械，或者新研产品、老适用于电子、机电、机械，或者新研产品、老品、老品改进等各类产品。品、老品改进等各类产品。FTA适用于系统寿命周期的适用于系统寿命周期的任何阶段任何阶段，包括从设计，包括从设计阶段早期直至批生产前的各个设计阶段，以及生产和阶段早期直至批生产前的各个设计阶段，以及生产和使用阶段。使用阶段。在设计阶段在设计阶段，FTAFTA可帮助查找可帮助查找潜在的产品故障模式潜在的产品故障模式和和灾难性危险因素灾难性危险因素，发现可靠性和安全性薄弱环节，改，发现可靠性和安全性薄弱环节，改进设计；进设计；在生产和使用阶段在生产和使用阶段，可以帮助对，可以帮助对故障事件开展调查故障事件开展调查分析分析，更改设计或改进生产手段和使用维修方案。，更改设计或改进生产手段和使用维修方案。(2)适用对象和情况13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(3)(3)主要内容主要内容(A)(A)方法方法:FTA是将一个不希望的产品故障事件或灾难性的产品是将一个不希望的产品故障事件或灾难性的产品危险事件做为危险事件做为顶事件顶事件，通过，通过由上向下由上向下的严格的严格按层次的故按层次的故障因果逻辑分析障因果逻辑分析，建立故障树建立故障树。逐层找出对上一层事件必要而充分的直接原因，最终逐层找出对上一层事件必要而充分的直接原因，最终找出导致顶事件发生的所有找出导致顶事件发生的所有原因原因（包括硬件、软件、环（包括硬件、软件、环境、人为因素等）境、人为因素等）和原因组合和原因组合，即各个底事件即各个底事件。在具有在具有基础数据时基础数据时计算出计算出顶事件发生概率顶事件发生概率和和底事件重底事件重要度要度等等定量指标定量指标。下面介绍下面介绍建立故障树概念和具体建立故障树概念和具体实施实施。(3)主要内容14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 故障树示例故障树示例图 故障树示例15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(B)(B)选择顶事件选择顶事件顶事件是建立故障树的基础，选择的顶事件不同，则建立顶事件是建立故障树的基础，选择的顶事件不同，则建立的故障树也不同。的故障树也不同。在进行故障树分析时，选择顶事件的方法如下：在进行故障树分析时，选择顶事件的方法如下：（a a）在设计过程中进行）在设计过程中进行FTAFTA时，一般从那些时，一般从那些显著影响产品技显著影响产品技术性能、经济性、可靠性和安全性的故障中选择术性能、经济性、可靠性和安全性的故障中选择确定顶事件。确定顶事件。（b b）在）在FTAFTA之前若已进行了之前若已进行了FME(C)AFME(C)A，则可以从故障，则可以从故障严酷度严酷度为为、类的系统故障模式类的系统故障模式中选择其中一个故障模式确定为顶中选择其中一个故障模式确定为顶事件。事件。（c c）发生）发生重大故障或者事故后重大故障或者事故后，可以将，可以将此类事件此类事件作为顶事作为顶事件，通过故障树分析为故障归零提供依据。件，通过故障树分析为故障归零提供依据。对于顶事件必须严格选择，否则建出的故障树将达不到预期的目的。大对于顶事件必须严格选择，否则建出的故障树将达不到预期的目的。大多数情况下，产品会有多个不希望事件，应对它们一一确定，分别作为顶多数情况下，产品会有多个不希望事件，应对它们一一确定，分别作为顶事件建立故障树并进行分析（见下面事件建立故障树并进行分析（见下面示例图示例图）。）。(B)选择顶事件16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(C)建造故障树建造故障树故障树的建立故障树的建立 故障树是一种特殊的故障树是一种特殊的倒立树状倒立树状因果关系逻辑图因果关系逻辑图。它用事件它用事件符号、逻辑门符号符号、逻辑门符号和转移符号和转移符号(子树子树转移符号转移符号)描述系统中各种事件之间的因果关系。描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的逻辑门的输入事件是输出事件的“因因”，逻辑，逻辑门的输出事件是输入事件的门的输出事件是输入事件的“果果”。(C)建造故障树故障树的建立17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物序号序号符号符号名称名称说明说明1基本事件基本事件（底事件底事件）在特定的故障树分析中无须探明其发生原因的底事在特定的故障树分析中无须探明其发生原因的底事件。件。2未探明事件未探明事件原则上应进一步探明其原因但暂时原则上应进一步探明其原因但暂时不必或者不能不必或者不能探探明其原因的明其原因的底事件底事件。3结果事件结果事件（中间事件中间事件或或顶顶事件事件）故障树分析中由其他事件或者事件组合所导致的事故障树分析中由其他事件或者事件组合所导致的事件。其中，位于故障树顶端的结果事件为顶事件，件。其中，位于故障树顶端的结果事件为顶事件，位于顶事件和底事件之间的结果事件为中间事件。位于顶事件和底事件之间的结果事件为中间事件。a.故障树常用事件及其符号故障树常用事件及其符号 序号序号符符 号号名名 称称说说 明明1与门与门表示仅当所有输入事件发生时，输出事件才发生。表示仅当所有输入事件发生时，输出事件才发生。2或门或门表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生。表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生。b.故障树常用逻辑门及其符号故障树常用逻辑门及其符号 序号符号名称说明1基本事件在特定的故障树分析中无须探明其发生18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物故故障障树树c.c.故障树分析图的组成故障树分析图的组成:基本事件：是无需探明其发生基本事件：是无需探明其发生原因的底事件原因的底事件底事件是故障树中仅导致其他事件的原因底事件是故障树中仅导致其他事件的原因事件。它位于所讨论的故障树底端，总是事件。它位于所讨论的故障树底端，总是某个逻辑门的输入事件而不是输出事件某个逻辑门的输入事件而不是输出事件未未探探明明事事件件：是是原原则则上上应应进进一一步步探探明明其其原原因因但但暂暂时时不不必必或或者者不能探明其原因的底事件不能探明其原因的底事件顶事件：是故障树分析中所关顶事件：是故障树分析中所关心的最后结果事件。它位于故心的最后结果事件。它位于故障树的顶端，代表了系统不希障树的顶端，代表了系统不希望发生的事件望发生的事件中间事件是位于底事件和顶事中间事件是位于底事件和顶事件之间的结果事件件之间的结果事件E0E23E1E2E3故c.故障树分析图的组成:基本事件：是无需探明其发生原因的底19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物故故障障树树d.d.故障树分析图的组成故障树分析图的组成:E0E23E1E2E3或门：当输入事件中至少有一或门：当输入事件中至少有一个发生时，则输出事件发生，个发生时，则输出事件发生，这种关系称为事件并这种关系称为事件并,用逻辑用逻辑“或门或门”描述描述与门：门的输入事件同时发生与门：门的输入事件同时发生时，输出事件必然发生，这种时，输出事件必然发生，这种逻辑关系称为事件交，用逻辑逻辑关系称为事件交，用逻辑“与门与门”描述描述E0E23E1E2E3故d.故障树分析图的组成:E0E23E1E2E3或门：当输入20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物e.建故障树示例不同顶事件电路开关合上后电路开关合上后电动机不转电动机不转开关合上后开关合上后线路上无电流线路上无电流 电动机电动机故障故障 电源电源 故障故障 线路线路 故障故障e.建故障树示例不同顶事件电路开关合上后开关合上后电动机21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物f.建故障树示例不同顶事件电动机不转电动机不转 开关合上后开关合上后线路上无电流线路上无电流 电动机电动机故障故障电电 源源故故 障障线线 路路故故 障障开关未合开关未合 人误人误使开关使开关未合未合开关故障开关故障合不上合不上f.建故障树示例不同顶事件电动机不转 开关合上后电动机电22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(6)FTA与FMECA的对比(见下表见下表见下表见下表22)22)22)22)对比项目对比项目FMECAFTA目的目的分析设计，识别缺陷分析设计，识别缺陷识别导致重要故障的路径识别导致重要故障的路径对象对象预想的所有可能的故障预想的所有可能的故障预想的产品某个或某些重大事故预想的产品某个或某些重大事故范围范围硬件为主的单因素分析硬件为主的单因素分析硬件、软件、人因等多因素分析硬件、软件、人因等多因素分析方法方法归纳法填表归纳法填表演绎法建树演绎法建树输入输入设计资料，经验数据设计资料，经验数据设计数据、经验数据设计数据、经验数据输出输出FMECA报告，项目清单报告，项目清单故障树分析及报告故障树分析及报告用途用途保证固有可靠性、支持维修性、保证固有可靠性、支持维修性、安全性分析和质量保证安全性分析和质量保证保证安全性、可靠性、指导设计改进保证安全性、可靠性、指导设计改进特点特点全面分析普遍进行全面分析普遍进行重点分析重点分析责任人责任人工程设计人员做，可靠性人员审工程设计人员做，可靠性人员审查查工程设计人员与可靠性人员共同做工程设计人员与可靠性人员共同做FMECA的结果可为的结果可为FTA提供顶事件提供顶事件(6)FTA与FMECA的对比(见下表22)对比项目FMEC23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5.3 1.5.3 潜在电路分析潜在电路分析（SCASCA）a.a.目的目的 潜在分析可分为针对电路的潜在电路分析、软件的潜在分析潜在分析可分为针对电路的潜在电路分析、软件的潜在分析和液、气管路系统的潜在分析。此处和液、气管路系统的潜在分析。此处仅介绍潜在电路分析仅介绍潜在电路分析。潜在电路是电子潜在电路是电子/电气系统中电气系统中的一种设计意图之外的状态，的一种设计意图之外的状态，在一定的条件下，在一定的条件下，导致产品产生非期望功能或抑制期望功能。导致产品产生非期望功能或抑制期望功能。它具有潜藏性它具有潜藏性，而一旦激励条件得以满足，表现出，而一旦激励条件得以满足，表现出“突然突然发生发生”、“出人意料出人意料”、“巨大破坏性巨大破坏性”等特点。对电子等特点。对电子/电气电气系统的危害是巨大的，系统的危害是巨大的，由于产品规模较大、复杂、设计人员对由于产品规模较大、复杂、设计人员对设计要求理解不一致等原因，很容易在设计中引进潜在电路。设计要求理解不一致等原因，很容易在设计中引进潜在电路。特定条件下才会被激发，一般很难通过试验或仿真手段予以特定条件下才会被激发，一般很难通过试验或仿真手段予以发现发现。潜在电路分析的目的就是在假设所有元器件及部件均未。潜在电路分析的目的就是在假设所有元器件及部件均未失效的情况下，发现电路中在一定的激励条件下可能产生非期失效的情况下，发现电路中在一定的激励条件下可能产生非期望功能或抑制期望功能的潜在状态，以保证电路安全可靠。望功能或抑制期望功能的潜在状态，以保证电路安全可靠。1.5.3 潜在电路分析（SCA）24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物b.b.基本概念基本概念(1)(1)潜在电路：潜在电路：属于非失效相关的设计问题。潜在电路包括四属于非失效相关的设计问题。潜在电路包括四种表现形式：潜在路径、种表现形式：潜在路径、潜在时序、潜在指示和潜在标志。潜在时序、潜在指示和潜在标志。(2)(2)潜在路径：潜在路径：电流所流经的非期望路径。电流所流经的非期望路径。(3)(3)潜在时序：潜在时序：数据或逻辑信号以非期望或矛盾的时间顺序、数据或逻辑信号以非期望或矛盾的时间顺序、或在非期望的时刻、或延续一个非期望的时间段发生，从而使系或在非期望的时刻、或延续一个非期望的时间段发生，从而使系统出现的异常状态。统出现的异常状态。(4)(4)潜在指示：潜在指示：系统运行状况的模糊或错误的指示。潜在指示系统运行状况的模糊或错误的指示。潜在指示可能误导系统或操作人员做出非期望的反应。可能误导系统或操作人员做出非期望的反应。(5)(5)潜在标志：潜在标志：系统功能的错误或不确切的标志。潜在标志可系统功能的错误或不确切的标志。潜在标志可能会误导操作人员。能会误导操作人员。(6)(6)网络树：网络树：对电路系统进行划分和简化后获得的树状网络示对电路系统进行划分和简化后获得的树状网络示意图。该图能简明地表达相互连通的元器件之间的连接关系。意图。该图能简明地表达相互连通的元器件之间的连接关系。b.基本概念25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(8)(8)网络森林：网络森林：网络树的集合。网络树的集合。(9)(9)功能网络森林：功能网络森林：与某电路功能有关的网络森林。与某电路功能有关的网络森林。(10)(10)线索：线索：一种分析用的问题提示，根据该提示，分析者一种分析用的问题提示，根据该提示，分析者易于识别电路系统是否具有该线索所提示的运行状态，并判定易于识别电路系统是否具有该线索所提示的运行状态，并判定其是否属于设计意图之外的状态，即潜在状态。其是否属于设计意图之外的状态，即潜在状态。(11)(11)线索表：线索表：由一系列线索组成并按一定的规则进行组织由一系列线索组成并按一定的规则进行组织的线索清单。的线索清单。(12)(12)源：源：电路系统实现其预期功能的信号和数据的源头，电路系统实现其预期功能的信号和数据的源头，在潜在电路分析中通常作为路径追踪的起点。在潜在电路分析中通常作为路径追踪的起点。(13)(13)目标：目标：电路系统实现其预期功能的执行部件或关键部电路系统实现其预期功能的执行部件或关键部件，如功能信号执行部件等，非期望地激活或抑制它将引发一件，如功能信号执行部件等，非期望地激活或抑制它将引发一个非期望事件，在潜在电路分析中通常作为路径追踪的终点。个非期望事件，在潜在电路分析中通常作为路径追踪的终点。(8)网络森林：网络树的集合。26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物类似电路拓扑模式表现出类似电路行为的原理类似电路拓扑模式表现出类似电路行为的原理 所有的电路都可归纳为由五种基本的电路拓扑模式组成，这所有的电路都可归纳为由五种基本的电路拓扑模式组成，这五种电路拓扑模式如图所示，五种电路拓扑模式如图所示，它们是：直线形、电源拱形、接地拱形、组合拱形及它们是：直线形、电源拱形、接地拱形、组合拱形及H H形。形。直线形直线形 电源拱形电源拱形 接地拱形接地拱形 组合拱形组合拱形 H 形形图图 五种基本电路拓扑模式五种基本电路拓扑模式 由于每个基本电路拓扑模式所有可能的电路行为是易于掌握的，因由于每个基本电路拓扑模式所有可能的电路行为是易于掌握的，因此识别出一个电路中存在哪些电路拓扑模式就能使分析人员易于识别此识别出一个电路中存在哪些电路拓扑模式就能使分析人员易于识别该电路的全部行为，从而识别出系统中的潜在电路。该电路的全部行为，从而识别出系统中的潜在电路。类似电路拓扑模式表现出类似电路行为的原理 27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物网络树示例网络树示例 分析网络树，结合范例电路系统的实际运行情况，确认在树上的元器件确分析网络树，结合范例电路系统的实际运行情况，确认在树上的元器件确实承受双向电流的情况，如果确认这是设计所不允许的，即可判定它为潜实承受双向电流的情况，如果确认这是设计所不允许的，即可判定它为潜在电路。其他网络树分析相同。在电路。其他网络树分析相同。分析人员要将发现的潜在电路与设计人员进行交流确认，即对初步分析分析人员要将发现的潜在电路与设计人员进行交流确认，即对初步分析结论进行反馈交流，最后双方对结论达成一致意见后，组织对分析报告进结论进行反馈交流，最后双方对结论达成一致意见后，组织对分析报告进行评审验收。具体过程略。行评审验收。具体过程略。网络树示例 分析网络树，结合范例电路系统的实际运行情况，确认28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5.4 1.5.4 电路容差分析电路容差分析a a.目的目的 分析电路的组成部分在规定的使用温度范围内其参数偏差和寄生参分析电路的组成部分在规定的使用温度范围内其参数偏差和寄生参数对电路性能容差的影响，并根据分析结果提出相应的改进措施。数对电路性能容差的影响，并根据分析结果提出相应的改进措施。电路性能参数发生变化原因电路性能参数发生变化原因 电路性能参数发生变化的主要现象有：电路性能参数发生变化的主要现象有：性能不稳定、参数发生漂移、性能不稳定、参数发生漂移、退化退化等，造成这些现象的原因有以下三种：等，造成这些现象的原因有以下三种：（1）组成电路的元器件参数存在着公差组成电路的元器件参数存在着公差 电路设计时通常只采用元器件参数的标称值进行设计计算，忽略了参电路设计时通常只采用元器件参数的标称值进行设计计算，忽略了参数的公差。标称值确定的电路性能参数会出现参数偏差。这种原因产生的数的公差。标称值确定的电路性能参数会出现参数偏差。这种原因产生的参数偏差是固定的参数偏差是固定的;（2）环境条件的变化产生参数漂移环境条件的变化产生参数漂移 环境温度、相对湿度的变化，电应力的波动，会使电子元器件参数发生环境温度、相对湿度的变化，电应力的波动，会使电子元器件参数发生变化变化;（3）退化效应退化效应 很多电子产品在长期的使用过程中，随着时间的积累，元器件参数会很多电子产品在长期的使用过程中，随着时间的积累，元器件参数会发生变化。这种原因产生的偏差是不可逆的。发生变化。这种原因产生的偏差是不可逆的。1.5.4 电路容差分析29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物电路容差分析程序电路容差分析的流程如图所示，其主要步骤如下：电路容差分析的流程如图所示，其主要步骤如下：图图 电路容差分析流程电路容差分析流程电路容差分析程序图 电路容差分析流程30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物b.b.容差分析容差分析容差分析包括：容差分析包括：（a a）根据已确定的待分析电路的具体要求和条件，适当选择一种具体分析方法；）根据已确定的待分析电路的具体要求和条件，适当选择一种具体分析方法；（b b）根据已明确的电路设计的有关基线按选定的方法对电路进行容差分析，求出）根据已明确的电路设计的有关基线按选定的方法对电路进行容差分析，求出电路性能参数的偏差范围，找出对电路性能影响敏感度较大的参数并进行控制，使电电路性能参数的偏差范围，找出对电路性能影响敏感度较大的参数并进行控制，使电路满足要求。路满足要求。c.c.电路容差分析方法电路容差分析方法在工程中常用的容差分析方法包括阶矩法、最坏情况分析法、仿真法等。在工程中常用的容差分析方法包括阶矩法、最坏情况分析法、仿真法等。阶矩法阶矩法 阶矩法是一种概率统计方法。该方法根据电路组成部分参数的均值和方差，求阶矩法是一种概率统计方法。该方法根据电路组成部分参数的均值和方差，求出电路性能参数的均值和方差。出电路性能参数的均值和方差。最坏情况分析法最坏情况分析法 最坏情况分析法是分析在电路组成部分参数最坏组合情况下的电路性能参数偏最坏情况分析法是分析在电路组成部分参数最坏组合情况下的电路性能参数偏差的一种非概率统计方法。它利用已知元器件参数的变化极限来预计电路性能参数变差的一种非概率统计方法。它利用已知元器件参数的变化极限来预计电路性能参数变化是否超过了允许范围化是否超过了允许范围。仿真方法仿真方法 目前很多目前很多EDAEDA（电子设计自动化）软件都具有仿真计算和容差分析功能。（电子设计自动化）软件都具有仿真计算和容差分析功能。b.容差分析31我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物表表24 24 各种容差分析方法的优缺点和适用范围各种容差分析方法的优缺点和适用范围方法方法应用方式用方式分析分析结果果优点点缺点缺点适用范适用范围手工手工计算算软件仿真件仿真阶矩法矩法电路性能参数均路性能参数均值、方差方差计算原理算原理简单计算算过程复程复杂模模拟电路路最坏情况分析法最坏情况分析法电路性能参数偏差路性能参数偏差可以得到灵敏可以得到灵敏度数度数值分析分析结果偏于果偏于保守保守模模拟电路路蒙特卡蒙特卡罗分析法分析法电路性能参数的分路性能参数的分布特性布特性最接近最接近实际情情况况计算算过程程费时模模拟电路路环境温度影响分析法境温度影响分析法不同温度下的不同温度下的电路路性能参数性能参数值可以可以检验电路路的温度适的温度适应性性计算算过程程费时模模拟电路路表24 各种容差分析方法的优缺点和适用范围方法应用方式分析32