電子工程中實(shí)施FMEA的作用和技術(shù)途徑

房磊

摘 要：隨著科技的進(jìn)步，成本、交付以及質(zhì)量逐漸成為影響企業(yè)正常發(fā)展的關(guān)鍵因素，為了有效地解決上述問題，電氣工程企業(yè)必須要加強(qiáng)自身管理，并通過應(yīng)用先進(jìn)的管理工具提升質(zhì)量管理。而FMEA模式的應(yīng)用則可以有效地緩解電氣工程中設(shè)計(jì)問題，并做到前期預(yù)防確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電子工程;FMEA;技術(shù)途徑;作用

引 言

為了更好地發(fā)揮FMEA的優(yōu)勢(shì)作用，必須要明確其針對(duì)性，同時(shí)要以此為基礎(chǔ)，由被分析對(duì)象失效模式的全面排列和正確表達(dá)所決定，這也是FMEA模式自身所具備的前提和關(guān)鍵所在。隨即通過仔細(xì)分析判斷發(fā)生效應(yīng)，以達(dá)到最初預(yù)想的結(jié)果。一般來說，相關(guān)從業(yè)人員為了降低產(chǎn)品的潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患，在操作FMEA時(shí)都是以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)基礎(chǔ)，這就會(huì)檢測(cè)和評(píng)估電子工程中各個(gè)零部件，為電子產(chǎn)品的質(zhì)量和安全保駕護(hù)航。

1 正確列出各種失效模式是FMEA的前提

在電子工程中應(yīng)用FMEA，要認(rèn)真分析實(shí)際工況中具體電路的各個(gè)失效模式，也就是說要正確地分析判斷和表達(dá)電路失效時(shí)有可能會(huì)發(fā)生的各種現(xiàn)象，而這是不同于電路失效條件下的失效分析的。一般來說，如果已經(jīng)發(fā)生失效的電路，想要追溯其發(fā)生失效的原因，往往是需要判斷其是零部件的隨機(jī)失效還是由于電路結(jié)構(gòu)或者工藝設(shè)計(jì)故障所出現(xiàn)的失效，進(jìn)而才能采取有針對(duì)性的處理措施，提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的可靠性以及實(shí)用性。而通過TMEA在電子工程中的應(yīng)用則首先要對(duì)電氣工程故障進(jìn)行預(yù)設(shè)，從而才能在此基礎(chǔ)上羅列出電子工程在適應(yīng)使用過程中可能遇到的失效模式。

在電子工程實(shí)施FMEA模式的過程中必須要準(zhǔn)確的對(duì)失效模式進(jìn)行表達(dá)，否則將無法發(fā)揮FMEA的優(yōu)勢(shì)作用。譬如，某些工作人員會(huì)由于外部輸入錯(cuò)誤而導(dǎo)致被分析的對(duì)象所出現(xiàn)的故障表達(dá)為一種失效模式，但是此種外部輸入電路模塊所形成的某種失效模式并不會(huì)對(duì)被分析電路失效分析而產(chǎn)生任何影響，其并不是由于被分析對(duì)象自身原因而形成的失效模式;或者某些人員會(huì)將電子器件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、元件等問題作為某種失效模式進(jìn)行分析，而正確的失效模式分析則是在這些元件或者部件發(fā)生某種失效的情況下，進(jìn)而導(dǎo)致被分析對(duì)象出現(xiàn)同樣的不良反應(yīng)時(shí)才能被看做是被分析對(duì)象的一種失效模式等等?？傊瑢?duì)于電子工程的失效模式分析而言，由于電氣產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜所涉及的元器件種類繁多，所以經(jīng)常出現(xiàn)不正確或者不清晰的失效模式表達(dá)方式，進(jìn)而導(dǎo)致失效模式檢驗(yàn)效率降低。一般情況下，最為常見的判斷失效模式的因素主要是依據(jù)參數(shù)的退化情況，如果被檢測(cè)的電路模塊參數(shù)以及相位的變化不明確，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷失效模式，進(jìn)而帶來一些列的不良影響，嚴(yán)重制約了電子工程的發(fā)展。

2 電子工程實(shí)施FMEA的技術(shù)途徑與應(yīng)用

2.1硬件分析法

所謂的硬件分析法，主要是通過以分析被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的單元的失效模式為基礎(chǔ)，進(jìn)而分析出每一個(gè)單元所具有的每一種失效模式，對(duì)于不同單元而言其所造成的失效模式有可能會(huì)給被分析對(duì)象帶來不同的失效模式，也有可能會(huì)存在不同組成的單元所造成同樣的失效模式，進(jìn)而總結(jié)分析出被分析對(duì)象所存在的所有失效模式，以便對(duì)關(guān)聯(lián)電路或者整個(gè)系統(tǒng)由上至下所能引發(fā)的不良效應(yīng)。由于硬件分析法主要是對(duì)元器件逐層向上進(jìn)行分析，所以該方法又被稱作自下而上分析方法，雖然此種方法精準(zhǔn)的較高，但是具有較大的工作量。

2.2功能分析法

功能分析法與硬件分析方式不同，其并不是由下逐層進(jìn)行分析，而是直接對(duì)被分析對(duì)象可能出現(xiàn)的失效模式進(jìn)行分析，該分析結(jié)果的可信度主要受到設(shè)計(jì)師的工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)素質(zhì)以及分析力度等方面的影響，所以該方式必須要由專業(yè)人員進(jìn)行分析。然后在通過確定各種失效模式的頻數(shù)比來對(duì)電子工程出現(xiàn)的失效模式進(jìn)行歸納分析。該方式在應(yīng)用過程中可以有效的降低工作量，所以在應(yīng)用FMEA法進(jìn)行失效模式的分析時(shí)必須要從必要性、可能性等多方面進(jìn)行權(quán)衡，進(jìn)而選擇合適的分析方式。

2.3電子工程實(shí)施FMEA的重點(diǎn)

對(duì)于電子工程而言，應(yīng)用FMEA的工作量較大，所以在應(yīng)用過程中必須要依托于電子工程的特點(diǎn)對(duì)重點(diǎn)工作進(jìn)行把控，譬如，設(shè)備的安全性、故障監(jiān)測(cè)隔離的有效性以及冗余配置連接的正確性等。第一，F(xiàn)MEA對(duì)于人身以及設(shè)備的安全性。對(duì)于電子工程而言，為了確保人身安全則必須要采取合理的措施來有效的防止電擊事故的發(fā)生幾率，尤其是對(duì)于電真空器件的發(fā)射管設(shè)備，必須要加強(qiáng)對(duì)高電壓的安全性。為此，在應(yīng)用FMEA過程中，首先要對(duì)人身、設(shè)備產(chǎn)生的點(diǎn)擊失效模式進(jìn)行揭示。而對(duì)于航天器或者航空器控制部位或者關(guān)鍵電子設(shè)備中的FMEA，其安全性并非是由于電擊而造成的，而是一切可能引起飛行安全的失效模式，為此，必須要采用硬件分析法來消除或者降低所有安全事故的發(fā)生概率控制在一定范圍內(nèi)。

第二，F(xiàn)MEA的一個(gè)重點(diǎn)則是對(duì)故障檢測(cè)率以及故障隔離的正確分析。為了滿足電子工程故障檢測(cè)以及隔離需求，并不能將對(duì)被一待測(cè)電發(fā)生故障后馬上進(jìn)行檢測(cè)和隔離，也就是說即便應(yīng)用相關(guān)技術(shù)也不一定能做到對(duì)故障檢測(cè)率以及隔離率達(dá)到百分之百。那是因?yàn)椋珺ITE并不會(huì)對(duì)被測(cè)單元所有的故障均會(huì)發(fā)生響應(yīng)?；诖耍ㄟ^FMEA則可以有效的分析各種失效模式以及所出現(xiàn)的頻率，進(jìn)而計(jì)算出該檢測(cè)單元的故障檢測(cè)率以及隔離率。但需注意的是，并不是電子工程所有項(xiàng)目均可以采用FMEA，譬如對(duì)于航空產(chǎn)品而言，其可以通過FMEA來確定維修級(jí)別，但是對(duì)于電子模塊的維修級(jí)別并不是受失效模式影響的，為了，譬如無信號(hào)輸出、短路失效、邏輯信號(hào)混亂以及信號(hào)畸變等失效模式均與維修級(jí)別沒有關(guān)系。對(duì)于電子工程而言其維修級(jí)別主要受到電子模塊結(jié)構(gòu)以及自身維修級(jí)別設(shè)置所影響。

第三，冗余配置連接的正確性作為FMEA的另一個(gè)重點(diǎn)其對(duì)于電子工程失效模式的分析具有重要影響。如果冗余單元采用并聯(lián)方式進(jìn)行連接，則必須要預(yù)先以及預(yù)防發(fā)生短路的失效模式進(jìn)行估計(jì)，而如果采用的是串聯(lián)模式那么則是要預(yù)先以及預(yù)防發(fā)生開路之后的失效模式進(jìn)行分析。如果不這樣操作不僅僅會(huì)導(dǎo)致冗余配置適得其反的作用，而且還降低了電子單元的可靠性。

總而言之，為了更為精準(zhǔn)的判斷電子工程中與其相關(guān)模塊、電子設(shè)備對(duì)系統(tǒng)所引發(fā)的效應(yīng)，必須要對(duì)失效模式進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)，必須要清楚的對(duì)被分析對(duì)象輸出端所發(fā)射的信號(hào)特征進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)。為此，通過FMEA的應(yīng)用，可以有效的對(duì)電子工程失效模式進(jìn)行分析，從而提升電子工程的高質(zhì)量運(yùn)行。但是由于FMEA并不是適用于所有的電子工程失效模式分析，為此，在實(shí)施過程中要加強(qiáng)對(duì)人身設(shè)備安全、冗余配置連接的正確性以及故障檢測(cè)率以及故障隔離的正確分析等，進(jìn)而確保電子工程系統(tǒng)的正常、高效的運(yùn)行。

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