英文名:failure rate definition 1:壹個產品組在規定使用時間內的總故障次數與該產品組在該使用時間內的總工作時間之比。應用學科:航空科學與技術(壹級學科)；飛機維修工程(兩個學科)定義2:某壹時間後，產品在單位時間內發生故障的概率。應用學科:機械工程(壹級學科)；可靠性(兩個學科)；可靠性通用術語(三級學科)的上述內容由國家科學技術術語審定委員會審定並公布。
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故障率是指在某壹時刻沒有發生故障的產品，在該時刻之後的單位時間內發生故障的概率。壹般記為λ，也是時間t的函數，所以也記為λ(t)，稱為失效率函數，有時也叫失效率函數或風險函數。
目錄
定義
分類早期故障期
意外故障期
耗盡失效期
故障率的計算
故障模式和影響分析的基本術語
歷史
實施
FMEA在設計工作中的應用
準備工作/即將開始工作
步驟1:嚴重性
第二步:發生的頻率
檢查
風險優先級數字
FMEA的時間
FMEA的目的
優勢
限制
定義
分類早期故障期
意外故障期
耗盡失效期
故障率的計算
故障模式和影響分析的基本術語
歷史
實施
FMEA在設計工作中的應用
準備工作/即將開始工作
步驟1:嚴重性
第二步:發生的頻率
步驟3:檢查
風險優先級數字
FMEA的時間
FMEA的目的
優勢
限制
展開並編輯此段落定義。
在極值理論中，失效率稱為“強度函數”；在經濟學中，它的倒數被稱為“碾磨率”；在人身保險事故中，稱為“死亡強度”。故障率是產品在壹定時間後，在單位時間內發生故障的概率。壹般寫成λ，也是時間t的函數，所以也寫成λ(t)，稱為失效率函數，有時也稱為失效率函數或風險函數。根據上面的定義，失效率是在t時刻未失效的產品在單位時間t+△t內失效的條件概率，即反映t時刻的失效率，也叫瞬時失效率。
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失效率的觀測值是某壹時刻後單位時間內發生故障的產品數量與該時刻未發生故障的產品數量之比，即失效率曲線:典型的失效率曲線失效率(或失效率)曲線反映了產品在單個生命周期內的總體失效率。該圖顯示了故障率曲線的典型情況，有時形象地稱為浴缸曲線。失效率隨時間的變化可分為三個時期:
早期失效期
在故障早期，故障率曲線是遞減的。產品提交前期，失敗率高，下降很快。主要是設計、制造、儲運等方面的缺陷，以及調試、磨合、啟動等人為因素造成的。當這些所謂的先天缺陷失效，操作逐漸正常時，故障率趨於穩定，到t0時故障率曲線已經開始趨平。T0曾被稱為早期故障期。針對早期失效期的失效原因，要盡量避免，爭取低失效率和短t0。
意外故障期
在偶然失效期間，失效率曲線是恒定的，即t0和ti之間的失效率近似恒定。故障主要是由於意外過載、誤操作、意外自然災害和壹些未知的偶然因素造成的。因為失效的原因大多是偶然的，所以稱為偶然失效期。意外失效期是有效工作的時期，稱為有效壽命。為了降低意外失效期的故障率，增加有效壽命，應註意提高產品質量，精心使用和維護。增加零件的截面尺寸可以增加抵抗意外過度磨損的能力，從而顯著降低故障率。然而，如果過度增加，產品將體積龐大，不經濟，往往是不允許的。
耗盡失效期
在故障期間，故障率在增加。t1後故障率迅速上升，這是由於產品的所謂磨損，如老化、疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等引起的，所以稱為磨損失效期。針對磨損失效的原因，要註意檢查、監測和預測磨損開始時間，提前修復，使故障率不至於上升，如圖中虛線所示，以延長使用壽命。當然，如果修復花費很大，使用壽命延長不多，也比報廢經濟。
編輯本段故障率的計算。
計算機系統的可靠度是從開始運行(t=0)到某壹時刻t能正常運行的概率，用R(t)表示。所謂失效率是指單位時間內失效元件的數量與元件總數的比值，用λ表示。當λ為常數時，可靠度與失效率的關系為:R(λ)=e-λu(λu為冪)。系統在兩次故障之間能夠正常工作的平均時間稱為平均無故障時間(MTBF)。例如，1000臺同型號計算機在指定條件下工作1000小時，其中10臺計算機發生故障。計算機故障率:λ= 10/(1000 * 1000)= 1 * 10-5(5的次方)千小時可靠度:r (t) = e-λ t = e (-65438)。
編輯本段的失效模式和影響分析。
故障模式和影響分析(FMEA)，也稱為故障模式和影響分析、故障模式和影響分析、故障模式和影響分析或故障模式和影響分析，是壹種操作程序，旨在分析系統內潛在的故障模式，以便根據嚴重程度對其進行分類或確定故障對系統的影響。FMEA廣泛應用於制造業產品生命周期的各個階段。此外，FMEA在服務業的應用也越來越多。故障原因是指加工、設計或物品本身的任何錯誤或缺陷，尤其是會影響消費者的錯誤或缺陷；失敗的原因可以分為潛在的和實際的。影響分析是指對這些故障的調查和研究。
基本術語
故障模式(又稱失效模式)觀察故障的方式；壹般指故障發生的方式。故障影響(也稱為故障後果、故障後果)故障對項目/物件的操作、功能或功能性或狀態的直接後果。協議級別(也稱為協議級別)是表示項/項目復雜性的標識符。當級數接近1時，復雜度增加。局部影響僅涉及被分析項目的故障影響。上層影響涉及之前約定的層的失效影響。終端影響涉及最高約定級別或整個系統的故障影響。失效原因(Failure cause)是失效的根本原因，或零件在設計、加工、質量或應用方面失效的後果。嚴重性考慮了故障的最壞潛在後果，由可能的損壞程度、財產損失或系統損壞決定。
歷史
從每壹次失敗/失敗中吸取教訓既費錢又費時，而FMEA是研究失敗/失敗更系統的方法。同樣，最好先做壹些思維實驗。20世紀40年代末，美國空軍正式采用了FMEA[2]。後來，FMEA被用於航天技術/火箭制造領域，以避免在小樣本情況下代價高昂的火箭技術失誤。壹個例子是阿波羅太空計劃。在20世紀60年代，當把宇航員送上月球和安全返回地球的手段被開發出來時，FMEA得到了初步的促進和發展。20世紀70年代末，在平托事件之後，出於安全和監管的原因，福特汽車公司在汽車行業采用了FMEA。同時，他們還利用FMEA來改進生產和設計工作。雖然它最初是在軍事領域建立的，但FMEA方法論已經廣泛應用於各個行業，包括半導體加工、食品服務、塑料制造、軟件和醫療保健[3][4]。在設計和加工格式方面，FMEA已經與高級產品質量策劃(APQP)相結合，提供基本的風險降低手段，實現預防策略的時機選擇。汽車工業行動小組(AIAG)要求在汽車的APQP過程中應用FMEA方法，並且還發布了如何應用該方法的詳細手冊[5]。對於每壹個潛在的原因，我們必須考慮其對產品或加工過程的影響，根據相應的風險確定要采取的行動措施，並在行動措施完成後對風險進行重新評估。【豐田】]這種方法進壹步結合了自己的基於失效模式的設計評審(DRBFM)方法。現在，這種方法也得到了美國質量協會的支持。美國質量協會為這種方法的應用提供了幾個詳細的指南。
實施
在FMEA，失敗的優先級是根據其後果的嚴重程度、出現的頻率以及被發現的難易程度來確定的。FMEA還記錄了當前對故障風險的理解和持續改進的行動措施。在設計階段，FMEA的應用旨在避免未來的失敗。此後，FMEA將用於過程控制以及相應過程的連續運行之前和期間。理想情況下，FMEA在最早的概念設計階段使用，並將繼續使用，直到貫穿產品或服務的整個生命周期。FMEA的目的是從優先級最高的故障入手，采取行動措施消除或減少故障。FMEA還可用於評估風險管理的優先級，以緩解已知會造成威脅的薄弱領域。FMEA有助於選擇補救措施，從而減少由系統故障(失效)引起的幾個生命周期後果(風險)的累積效應。目前，許多正式的質量體系也采用FMEA，如QS-9000或ISO/TS 16949。
FMEA在設計工作中的應用
在處理失效模式及其相關原因時，FMEA可以為我們提供壹種分析方法。當考慮設計中可能出現的失敗時，如安全、成本、性能、質量和可靠性，工程師可以使用FMEA獲得大量關於如何改變開發/制造過程的信息。FMEA為我們提供了壹個簡單易用的工具來確定什麽樣的風險是最令人擔憂的，因此我們需要在風險真正發生之前采取相應的行動措施來避免它。這些規範的編制將確保相應的產品能夠滿足預定的需求。
準備工作/即將開始工作
FMEA的過程簡單明了。FMEA分為三個主要階段。在這些階段，有必要確定適當的行動措施。然而，在FMEA開始之前，重要的是完成壹些準備工作，以確認分析是穩健的，並包括過去的歷史。魯棒性分析可以利用界面矩陣、邊界圖和參數圖來完成。許多故障問題通常是由噪聲因素和與其他組件和/或系統的接口引起的，因為工程師往往專註於他們直接控制的東西。首先，有必要描述壹下當前的系統及其功能。透徹的理解將簡化進壹步的分析。通過這種方式，工程師可以了解系統的哪些用途是人們需要的，而哪些不是。考慮預期用途和意外用途是很重要的。偶然使用屬於不利環境的壹種形式。接下來，您需要為系統創建壹個框圖。此圖用於概括描述主要組件或流程步驟以及它們之間的相互關系。這些就是所謂的邏輯關系，FMEA就是圍繞這些關系展開的。建立編碼系統將有助於識別不同的系統元素。上述框圖應始終包含在FMEA中。在開始實際的FMEA之前，您需要創建壹個工作表，其中包含有關當前系統的重要信息，例如修訂日期或組件名稱。在此工作表中，分析對象的所有項目或功能都應根據上述框圖以邏輯方式列出。FMEA工作表示例功能故障模式影響s
(嚴重等級)原因
(頻率分類)電流控制措施D
(檢查等級)致命壹擊
(主要功能)RPN
(風險優先級的數量)行動措施的建議責任和在目標完成日期之前采取的行動措施
註水浴缸的高水位傳感器出現錯誤。液體灑在顧客的地板上。8水位傳感器有故障。
水位傳感器已經斷開。2根據低水位傳感器註水所需時間，註水超時為5 N 80。約翰，我們對在高低水位傳感器中間增加額外的傳感器進行了成本分析。
2010 10 6月10
步驟1:嚴重性
根據功能要求及其影響確定所有故障模式。故障模式的例子有:電路短路、腐蝕或變形。重要的是要註意，壹個組件的故障模式會導致另壹個組件的故障模式。因此，對於每種故障模式，都應采用專業術語，並按功能列出。之後，需要考慮的是每種失效模式的最終影響。故障影響定義為故障模式根據用戶的認知風格影響系統功能的結果。這樣，根據用戶可能看到的或經歷的來描述這些效果是很方便的。故障影響的例子有:性能下降、噪音，甚至對用戶的傷害。對於每次撞擊，分別給出了從1(無危險)到10(嚴重)的嚴重度值。這些值有助於工程師優先考慮故障模式及其影響。如果影響的嚴重性值為9或10，我們應該考慮采取措施，通過消除故障模式或盡可能保護用戶免受其影響來更改相應的設計。嚴重等級9或10通常用於那些會對用戶造成傷害或以其他方式引起訴訟的影響。
第二步:發生的頻率
在這壹步，我們需要考慮失敗的原因及其發生的頻率。這項工作可以通過檢查類似的產品或過程以及那些已經記錄的相關故障來完成。失敗的原因被認為是設計缺陷。所有失效模式的潛在原因都應該被識別和記錄。同樣，這裏也要用專業術語來描述。原因包括:算法錯誤、電壓過高或操作/工作條件不當。類似地，每個故障模式可以被賦予範圍從1到10的概率值(O)。如果出現頻率高(指概率值>；4，步驟1的嚴重性值是9或10，概率值是>；1)，需要確定行動措施。這壹步被稱為FMEA過程的細化部分。此外，出現頻率也可以定義為百分比(%)。如果壹個不安全問題的比例小於1%，那麽可以給它壹個1的值。這取決於妳的產品和客戶的規格。
步驟3:檢查
壹旦確定了適當的行動措施，需要做的壹件事就是測試它們的有效性。同時需要進行設計驗證。此外，還需要選擇合適的檢查方法。首先，工程師應該關註當前對系統的控制措施，即那些防止故障模式發生或在故障問題影響客戶之前發現故障問題的措施。在此之後，應確定在類似系統中可以或已經用於發現故障問題的測試、分析、監控和其他技術方法。根據這些控制措施，工程師可以知道故障問題被識別或發現的可能性有多大。前兩個步驟的每個組合將獲得壹個發現索引(D)。該指標表明計劃測試或檢查工作消除缺陷或發現故障模式的能力。完成上述三個基本步驟後，應計算風險優先級數(RPN)。
風險優先級數字
RPN在選擇預防失效模式的行動措施時不發揮重要作用。在更大程度上，它們屬於評估這些行動措施的門檻。在對嚴重程度、頻率和可發現性進行分級後，我們只需要將這三個值相乘就可以得到RPN: RPN = S x O x D，這是整個流程和/或設計的必要工作。壹旦完成，就很容易確定最大關註範圍。就糾正措施而言，具有最高RPN的故障模式應獲得最高優先級。也就是說，不壹定要首先處理嚴重性值最高的故障模式。首先要處理的是嚴重程度相對較低，但發生頻率較高且不易發現的故障問題。分配這些值後，有必要記錄帶有目標、責任和實施日期的行動建議。這些措施可以包括具體的檢查、測試或質量程序、重新設計(如選擇新的部件)、增加更多的冗余以及限制環境壓力或工作範圍。壹旦在設計/流程中實施了這些措施，應檢查新的RPN以確認改進。為了便於可視化，這些測試通常以圖表的形式呈現。每當設計或過程發生變化時，FMEA就應該更新。合乎邏輯的要點是:努力消除故障模式(有些故障比其他故障更容易預防)，最大限度地降低故障的嚴重性，減少故障模式的出現頻率，提高檢查和發現能力。
FMEA的時間
FMEA只要在以下情況就應該更新:每個周期(新產品/工藝)的開始，操作條件的改變，設計的改變，新的法律或法規的制定，消費者反饋有壹些問題。
FMEA的目的
建立系統要求，最大限度地降低失敗的可能性。建立系統設計和測試方法，以確保消除相應的故障。評估消費者需求，以確保這些需求不會導致潛在的失敗。確定壹些導致故障的設計特征，並最小化或消除相應的影響。跟蹤和管理設計中的潛在風險。這將有助於在未來的項目中避免同樣的失敗。確保可能發生的任何故障不會傷害消費者或嚴重影響系統。
優勢
提高產品/流程的質量、可靠性和安全性，改善公司的形象和競爭力，提高客戶滿意度，減少系統開發的時間和成本，收集信息以減少未來的故障，獲取工程設計知識，減少報告問題的可能性，在早期發現、確定和消除潛在的故障模式，預防關鍵問題，最大限度地減少後期的更改及其相關成本，促進不同職能部門之間的團隊合作和意見交流。
限制
由於FMEA實際上依賴於負責調查產品故障的委員會成員，他們在過去故障問題上的經驗也限制了FMEA。如果無法確定某個故障模式，則需要了解許多不同類型產品故障問題的顧問提供外部幫助。因此，FMEA是壹個更大的質量控制系統的壹部分；其中，文檔在實現中起著至關重要的作用。目前在取證工程和失效分析領域都有通用的文章和詳細的出版物。FMEA在產品完整性評估中的應用現在是許多特定國家標準和國際標準的壹般要求。作為壹種自上而下的工具，FMEA可能只能找到系統中的主要故障模式。故障樹分析(FTA)更適合於自上而下的分析。作為壹種“自下而上”的工具，FMEA可以增強或補充FTA，發現和確定更多導致頂層癥狀的原因和故障模式。FMEA無法在同壹子系統中找到涉及多個故障問題的復雜故障模式，或報告特定故障模式適合上級子系統或系統的預期故障間隔。此外，嚴重程度、發生頻率和發現難度的倍增可能導致水平反轉現象，即不太嚴重的失效模式得到的RPN高於較嚴重的失效模式。之所以會出現這種現象，是因為這些等級屬於序數標度數，對於他們來說，乘法並不是壹種有效的運算方法。等級等級只是說壹個等級優於或者劣於另壹個等級，並沒有說優到什麽程度。例如，等級“2”並不意味著比等級“1”差壹倍，或者等級“8”並不意味著比等級“4”差壹倍。然而，上面的乘法只是這樣對待它們。進壹步的討論見測量水平。