失效模式与影响分析FMEA

失效模式与影响分析（英文：Failure mode and effects analysis，FMEA），又称为失效模式与后果分析、失效模式与效应分析、故障模式与后果分析或故障模式与效应分析等，是一种操作规程，旨在对系统范围内潜在的失效模式加以分析，以便按照严重程度加以分类，或者确定失效对于该系统的影响。FMEA广泛应用于制造业产品生命周期的各个阶段；而且，FMEA在服务行业的应用也在日益增多。失效原因是指加工处理、设计过程中或项目/物品（英文：item）本身存在的任何错误或缺陷，尤其是那些将会对消费者造成影响的错误或缺陷；失效原因可分为潜在的和实际的。影响分析指的是对于这些失效之处的调查研究。

基本术语

失效模式（又称为故障模式）
观察失效时所采取的方式；一般指的是失效的发生方式。
失效影响（又称为失效后果、故障后果）
失效对于某物品/项目（英文：item）之操作、功能或功能性，或者状态所造成的直接后果。
约定级别（又称为约定级）
代表物品/项目复杂性的一种标识符。复杂性随级数接近于1而增加。
局部影响：仅仅累及所分析物品/项目的失效影响。
上阶影响：累及上一约定级别的失效影响。
终末影响：累及最高约定级别或整个系统的失效影响。
失效原因（又称为故障原因）
作为失效之根本原因的，或者启动导致失效的某一过程的，设计、加工处理、质量或零部件应用方面所存在的缺陷
严重程度（又称为严重度）
失效的后果。严重程度考虑的是最终可能出现的损伤程度、财产损失或系统损坏所决定的，失效最为糟糕的潜在后果。

历史

从每次的失效/故障之中习得经验和教训，是一件代价高昂而又耗费时间的事情，而FMEA则是一种用来研究失效/故障的，更为系统的方法。同样，最好首先进行一些思维实验。

二十世纪40年代后期，美国空军正式采用了FMEA。后来，航天技术/火箭制造领域将FMEA用于在小样本情况下避免代价高昂的火箭技术发生差错。其中的一个例子就是阿波罗太空计划。二十世纪60年代，在开发出将宇航员送上月球并安全返回地球的手段的同时，FMEA得到了初步的推动和发展。二十世纪70年代后期，福特汽车公司在平托事件之后，出于安全和法规方面的考虑，在汽车行业采用了FMEA。同时，他们还利用FMEA来改进生产和设计工作。

尽管最初是由军事领域所建立的方法，但FMEA方法学现在已广泛应用于各种各样的行业，包括半导体加工、饮食服务、塑料制造、软件以及医疗保健行业。在设计和加工处理格式方面，FMEA已经结合到了产品质量先期策划（APQP），以便提供基本的风险化减手段以及实现对于预防策略的时机选择。汽车行业行动工作组（AIAG）要求在汽车的APQP过程中运用FMEA方法，并且还发布了详细的一份关于如何应用这一方法的手册。对于每种潜在的原因，都必须针对其对于产品或加工处理过程的影响而加以考虑，并根据相应的风险，确定所要采取的行动措施，并在行动措施完成之后对风险重新加以评估。Toyota已经进一步将这种方法与自己的基于失效模式的设计审核（DRBFM）方法结合在一起。现在，这一方法还同时得到了美国质量协会的支持。美国质量协会针对应用这种方法而提供有若干的详细指南。

实施

在FMEA之中，失效之优先级别的确定依据的是它们的后果到底有多么严重，它们究竟出现得有多么频繁以及可被发现究竟有多么容易。FMEA同时还记载当前对于失效风险的了解和行动措施，以便用于持续改进。在设计阶段，FMEA的应用旨在避免将来发生失效。之后，在制程控制当中以及在相应过程的不断运行之前和过程当中，都会用到FMEA。在理想情况下，在最早的概念设计阶段就开始使用FMEA，并且继续加以使用，直至贯穿产品或服务的整个生命周期。

FMEA的目的在于从优先级别最高的失效着手，采取行动措施，从而消除或减少失效。FMEA还可以用于评价风险管理优先级别，以便缓和已知形成威胁的薄弱部位。FMEA有助于选择补救措施，从而减少因为系统失效（故障）所造成的若干生命周期后果（风险）的累积效应。

目前，许多正规的质量体系也在采用FMEA，比如QS-9000或ISO/TS 16949。

FMEA在设计工作中的应用
在处理失效模式及与其相关的原因的时候，FMEA可以为我们提供一种分析手段。在考虑设计之中可能存在的失效之时，比如安全、成本、性能、质量和可靠性，为了避免这些失效的发生，工程师可以利用FMEA，获得大量关于如何变更开发/制造过程的信息。FMEA为我们提供的是一种简便易用的，用来确定究竟哪种风险最令人担心的工具，从而需要我们在问题真正发生之前，采取相应的行动措施，避免它的发生。这些规格说明的编制，将会保证相应的产品能够满足预定的需求。

准备工作

FMEA的过程简单明了。FMEA分为三个主要阶段。在这些阶段之中，需要确定合适的行动措施。但是，在FMEA开始之前，重要的一点就是，要完成一些前期准备工作，以便确认此次分析具有稳健性，且其中包括了既往的历史。

稳健性分析可以利用接口矩阵（Interface Matrix）、边界图（Boundary Diagram）以及参数图来完成。许多失效问题往往是由于噪声因素以及与其他零部件和/或系统之间共享的接口所造成的，因为工程师倾向于集中关注他们所直接控制的东西。

首先，有必要对当前系统及其功能加以描述。透彻的理解将会简化进一步的分析工作。这样，工程师就能够明白，到底系统的哪些用法是人们所需要的，而哪些并非如此。重要的是要同时考虑到预期和意外用法。意外用法属于是不利环境的一种形式。

接下来，需要为系统创建一幅框图。该图用于概括描述主要组件或过程步骤以及它们之间是如何彼此关联起来的。这些就是所谓的逻辑关系，而FMEA正是围绕这些关系而进行下去的。建立一个编码系统将有助于标识不同的系统要素。FMEA之中应当始终包括有上述框图。

在开始进行实际的FMEA之前，还需要创建一份工作表，其中包含的是有关当前系统的重要信息，如修订日期或组件名称。在这张工作表中，应当依据上述框图，按合乎逻辑的方式，列出分析对象的所有项目或功能。