【干货】FMEA分析验证技术的一般应用流程!

【干货】FMEA分析验证技术的一般应用流程!
图1 FMEA分析验证基本流程


1、定义待分析系统

包括确定内部和接口功能,系统在每个约定层次的性能和故障条件。

2、划分系统和构造系统框图

将系统按功能或系统组成进行划分,构造体现系统使用、各功能实体的相互关系及相互依赖的功能框图。

3、确定系统元器件故障模式

在进行仿真分析时可将这种故障模式扩展,如“短路”、“开路”、“参数漂移”等。对于二极管、三极管类具有开关特性的元器件,可以根据它们的工作环境和特性,对器件的电特性进行等效。

4、建立仿真模型(正常状态模型、故障状态模型或故障注入)

建立系统正常状态下的仿真模型,首要问题是根据待分析系统的元器件清单,来确定仿真中所用的元器件模型。对于元器件库中不存在的元器件,可以寻找EDA工具元器件库中可以用来替换的器件替换使用,或者自己编写该元器件的模型。该模型的建模精度是对故障进行准确分析的基础。

在正常状态仿真模型的基础上,完成系统元器件的故障定义,并将其反映到分析模型中,须进行故障状态模型建模或故障注入。例如,可通过在仿真电路图中增加部分器件或改变电路局部结构来模拟故障,如电路运行时,某器件“突然短路”、“突然开路”、“时断时续”等;还可通过改变元器件的参数或参数组合(不改变模型本身)来表征故障,如“接触电阻增大”、“电容容值漂移”等。

5、进行故障仿真

充分利用EDA提供的各种仿真工具,根据系统(电路)的性质,安排各种仿真项目,以考察故障模式对系统的影响。

由于仿真项目的安排与具体的电路类型、待考察的指标紧密相关,因此无法给出关于故障仿真的通用方案。但时间域的仿真分析,一般是最常用、也是最直观的一种仿真分析方式。如对于电源类系统,由于关心的指标为输出电压品质(如电压稳定度、负载能力、保护功能等),通常可以仿真一个典型的工作周期,根据电路分析经验,观察系统内局部点的波形,以评估各种故障对系统输出的影响。

6、进行故障影响评估

根据FMEA的要求,故障影响的分析应分局部影响、上一层次影响、最终层次影响3个层次进行描述。在具体的应用场合下,应根据FMEA约定层次的规定,决定各个层次的故障影响所采用的评估方法。

7、仿真验证结果的FMEA工作表

描述仿真验证结果的FMEA工作表有“序号”、“项目名称/功能”、“故障模式”、“故障原因”、“严重性”、“故障影响(本级、上一级)”、“故障检测方法”、“纠正措施”、“严酷度等级”、“建议和说明”等多项内容。



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