用FTA—FMEA联合法做电子设备可靠性设计
谭雄炽
(北京空间飞行器总体设计部)
摘要:介绍了一种以FTA和FMEA 联合进行电路失效分析的方法， 并在此基础上做可靠性设计，有效提高了星上电子设备的可靠性。文中有具体的步骤和实例，可供设计人员参照采用。
关键词：可靠性设计， 失效分析， 冗余设计。
一、基于失效分析的可靠性设计
为了使星载电子设备达到高可靠性，除了完成功能设计，还必须做好可靠性工程设计。可靠性工程设计包含了十分丰富的内容，如降额设计、余度设计、环境设计等。这些设计都是从正面考虑如何提高设备的可靠性。另外一条设计的途径是从反面考虑，即基于失效因果分析的可靠性设计。 ．失效因果分析方法主要有两种。一种是故障模式及影响分析(FMEA)，它采用 自下而上 的逻辑归纳法。对电子设备来说， 要从元器件的各种失效模式追踪到系统级， 研究它的后果，决定它对于系统的致命度。但是，随着电子设备的复杂度增加，要实际做完这样的分析，其工作量将大到难以容忍的程度，最好与另一种分析方法—— 故障树分析(FTA)结合起来做。FTA是采用 自上而下”的分析，即对各种值得重视的系统故障进行全面的
分析，列举出导致这些故障的各种可能失效事件组合。选种分析方法所要求的技术水平较高。
FMEA与FTA对于失效分析来说是等效的，但是由于做法不同，两者的优缺点可l；【互补。对于电子设备的失效困果分析，把这两种方法结合起来做，难度较小而效果较好。具体来说是先做FTA，然后利用FTA的成果进一步做FMEA，其方法步骤在后面将举例说明。在设计过程中做失效分析，其意义远比以前在卫星临射前做“故障预想 要大得多。因为后者是在设备已经研制出来后才做的工作，很难在设备内部再采取什么措施，只能针对可能发生的故障研究挽救性的预案。但是在设计过程中做好失效分析，却能及时改进设计，将提高可靠性的措施放到最关键部位，花费最少、效果最好。例如冗余设计对提高设备的可靠性是有用的，但是如果不加分析乱用冗余，使整个设备的 强度 极不均匀，只能是事倍功半。因此用科学的方法做失效分析，不但使分析严密完善，减少漏洞，更重要的是可以发现可靠性的薄弱环节， 实现最优化的可靠性设计本文所介绍的这种基于失效分析的可靠性设计，是在 ．计阶段中做分析，又在分析成果基础上改进设计， 边分析边设计。实践证明这样做对于迅速提高设计质量是有很大好处的。
二、FTA与FMEA的联合做法
在完成功能设计之后开始做可靠性分析。先绘出可靠性框图，它是在功能框图的基础上表示出各环节与系统可靠性的关系。图1是本文要举例的某卫星遥控分系统的可靠性框图。
