FMEA在某型紅外攝像機(jī)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

李澤宇 馮杰

摘要 FMEA是當(dāng)今工程應(yīng)用中最常見的可靠性分析方法之一，是一種針對(duì)產(chǎn)品和過程開發(fā)中對(duì)潛在問題進(jìn)行分析、推斷、提出預(yù)防措施的技術(shù);現(xiàn)代質(zhì)量管理研究表明，產(chǎn)品質(zhì)量首先是設(shè)計(jì)出來的，F(xiàn)MEA正是基于“事前預(yù)防”的思想，與全面質(zhì)量管理（TQM）中強(qiáng)調(diào)以“預(yù)防為主”的思想相吻合，文章重點(diǎn)介紹了FMEA在某型紅外攝像機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】FMEA 失效模式 紅外攝像機(jī) SRU級(jí) LRU級(jí)

1 引言

FMEA是使用系統(tǒng)分析方法對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)等過程進(jìn)行有效地分析，找出過程中潛在的質(zhì)量問題（或稱為失效模式），分析、評(píng)價(jià)這些潛在的質(zhì)量問題發(fā)生的可能性及其帶來的影響和嚴(yán)重程度，及時(shí)采取有效的預(yù)防措施，以避免或減少這些質(zhì)量問題發(fā)生的有效方法。

2 某型紅外攝像機(jī)FM臥分析

2.1 產(chǎn)品功能及組成

某型紅外攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)功能：響應(yīng)外部指令開啟/關(guān)閉;全天候監(jiān)視場(chǎng)所行為;將監(jiān)視畫面實(shí)時(shí)輸出。某型紅外攝像機(jī)組成：某型紅外攝像機(jī)本身為一個(gè)LRU，由電源板、控制板、預(yù)處理板、圖像處理板和光學(xué)鏡頭以及結(jié)構(gòu)件和內(nèi)部布線組成，內(nèi)部功能關(guān)系圖如圖1所示，可靠性框圖如圖2。

2.2 產(chǎn)品層次劃分

按照更換的場(chǎng)所，可分為外場(chǎng)可更換單元（LRU）、外場(chǎng)可更換模塊（LRM）、車間可更換單元（SRU），此產(chǎn)品層次劃分為4個(gè)層次，初始約定層次為LRU層，下分SRU層、功能電路層和元器件層，最終約定層次為元器件層，如圖3所示。

2.3 設(shè)備嚴(yán)酷度定義

產(chǎn)品嚴(yán)酷度定義：

（1）攝像機(jī)對(duì)周圍設(shè)備或人員造成危害;

（2）攝像機(jī)無圖像;

（3）攝像機(jī)圖像質(zhì)量不好，疊加橫紋、縱紋等異?，F(xiàn)象、但圖像可以使用;

（4）攝像機(jī)成像正常，圖像噪聲等效溫差較差，但不影響觀察目標(biāo)。

2.4 建立FMEA分析表

采用硬件法進(jìn)行FMEA分析，從零件開始分析質(zhì)量問題，再擴(kuò)展到功能電路級(jí)、SRU級(jí)、LRU級(jí)。分級(jí)模式如下：

2.4.1 器件級(jí)FMEA分析

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，將器件的印制電路板、連接線、連接件作為獨(dú)立的器件在本級(jí)進(jìn)行分析，對(duì)產(chǎn)品樣機(jī)637個(gè)器件的1886個(gè)故障模式進(jìn)行分析，形成器件級(jí)FMEA分析表。

2.4.2 功能電路級(jí)FMEA分析

功能電路級(jí)任務(wù)可靠性模型均為所有組成器件的串聯(lián)模式，所有功能電路的故障均為單點(diǎn)故障模式，內(nèi)部沒有備份電路。

對(duì)器件級(jí)FMEA的結(jié)果進(jìn)行匯總和分析，形成功能電路級(jí)FMEA分析表，其中預(yù)處理板6個(gè)功能電路90個(gè)故障模式，圖像處理板5個(gè)功能電路109個(gè)故障模式，溫控板5個(gè)功能電路22個(gè)故障模式和電源板6個(gè)功能電路12個(gè)故障模式。

2.4.3 SRU級(jí)FMEA分析

整機(jī)電路包含4個(gè)SRU，分別為預(yù)處理板、圖像處理板、控制板和電源板，預(yù)處理板是某型紅外攝像機(jī)的重要部件，預(yù)處理板主要圍繞紅外探測(cè)器的正常工作所需的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括探測(cè)器驅(qū)動(dòng)（包括探測(cè)器的控制信號(hào)配給和偏壓提供）、阻抗變換、隔離、信號(hào)調(diào)理、濾波等任務(wù)。圖像處理板主要完成攝像機(jī)對(duì)目標(biāo)探測(cè)時(shí)所需的時(shí)序信號(hào)、探測(cè)器控制信號(hào)、非均勻性校正、盲元檢測(cè)與補(bǔ)償、圖像增強(qiáng)處理和通信等各種要求。最終將紅外探測(cè)器得到的目標(biāo)、背景和噪聲混為一體的無序的不可觀察的紅外圖像信號(hào)處理轉(zhuǎn)換成可實(shí)時(shí)觀察的與CCIR制式兼容的模擬全電視信號(hào)。溫控板主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)校正電機(jī)。電源板主要包括浪電源變換模塊，輸入為外部供電，輸出為內(nèi)部5V和6V。

2.4.4 LRU級(jí)FMEA分析

某型紅外攝像機(jī)本身為一個(gè)單獨(dú)的LRU，經(jīng)過對(duì)SRU級(jí)FMEA分析的結(jié)果進(jìn)行匯總和分析，最終形成7個(gè)故障模式，其中3個(gè)為嚴(yán)酷度等級(jí)為I、II級(jí)的故障模式。

3 結(jié)論

進(jìn)行了某型紅外攝像機(jī)在潛在失效模式的分析研究，對(duì)潛在失效模式進(jìn)行了深入的分析和判斷，具體細(xì)化到元器件級(jí)，通過FMEA分析，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)初期采取有針對(duì)性的預(yù)防措施，同時(shí)列出產(chǎn)品的故障模式便于對(duì)產(chǎn)品的故障定位和排查，可以有效縮減維修時(shí)間，提高產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]孫立力.FMEA在研發(fā)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用[J].中國質(zhì)量，2010 （06）： 93-94.