電子工程中實施FMEA的作用和技術途徑

房磊

摘 要：隨著科技的進步，成本、交付以及質量逐漸成為影響企業正常發展的關鍵因素，為了有效地解決上述問題，電氣工程企業必須要加強自身管理，并通過應用先進的管理工具提升質量管理。而FMEA模式的應用則可以有效地緩解電氣工程中設計問題，并做到前期預防確保產品設計質量。

關鍵詞：電子工程;FMEA;技術途徑;作用

引 言

為了更好地發揮FMEA的優勢作用，必須要明確其針對性，同時要以此為基礎，由被分析對象失效模式的全面排列和正確表達所決定，這也是FMEA模式自身所具備的前提和關鍵所在。隨即通過仔細分析判斷發生效應，以達到最初預想的結果。一般來說，相關從業人員為了降低產品的潛在風險隱患，在操作FMEA時都是以相關技術標準作為指導基礎，這就會檢測和評估電子工程中各個零部件，為電子產品的質量和安全保駕護航。

1 正確列出各種失效模式是FMEA的前提

在電子工程中應用FMEA，要認真分析實際工況中具體電路的各個失效模式，也就是說要正確地分析判斷和表達電路失效時有可能會發生的各種現象，而這是不同于電路失效條件下的失效分析的。一般來說，如果已經發生失效的電路，想要追溯其發生失效的原因，往往是需要判斷其是零部件的隨機失效還是由于電路結構或者工藝設計故障所出現的失效，進而才能采取有針對性的處理措施，提升產品的設計的可靠性以及實用性。而通過TMEA在電子工程中的應用則首先要對電氣工程故障進行預設，從而才能在此基礎上羅列出電子工程在適應使用過程中可能遇到的失效模式。

在電子工程實施FMEA模式的過程中必須要準確的對失效模式進行表達，否則將無法發揮FMEA的優勢作用。譬如，某些工作人員會由于外部輸入錯誤而導致被分析的對象所出現的故障表達為一種失效模式，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對被分析電路失效分析而產生任何影響，其并不是由于被分析對象自身原因而形成的失效模式;或者某些人員會將電子器件內部的結構、元件等問題作為某種失效模式進行分析，而正確的失效模式分析則是在這些元件或者部件發生某種失效的情況下，進而導致被分析對象出現同樣的不良反應時才能被看做是被分析對象的一種失效模式等等。總之，對于電子工程的失效模式分析而言，由于電氣產品結構較為復雜所涉及的元器件種類繁多，所以經常出現不正確或者不清晰的失效模式表達方式，進而導致失效模式檢驗效率降低。一般情況下，最為常見的判斷失效模式的因素主要是依據參數的退化情況，如果被檢測的電路模塊參數以及相位的變化不明確，勢必會導致錯誤的判斷失效模式，進而帶來一些列的不良影響，嚴重制約了電子工程的發展。

2 電子工程實施FMEA的技術途徑與應用

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對象內部的單元的失效模式為基礎，進而分析出每一個單元所具有的每一種失效模式，對于不同單元而言其所造成的失效模式有可能會給被分析對象帶來不同的失效模式，也有可能會存在不同組成的單元所造成同樣的失效模式，進而總結分析出被分析對象所存在的所有失效模式，以便對關聯電路或者整個系統由上至下所能引發的不良效應。由于硬件分析法主要是對元器件逐層向上進行分析，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行分析，而是直接對被分析對象可能出現的失效模式進行分析，該分析結果的可信度主要受到設計師的工作經驗、專業素質以及分析力度等方面的影響，所以該方式必須要由專業人員進行分析。然后在通過確定各種失效模式的頻數比來對電子工程出現的失效模式進行歸納分析。該方式在應用過程中可以有效的降低工作量，所以在應用FMEA法進行失效模式的分析時必須要從必要性、可能性等多方面進行權衡，進而選擇合適的分析方式。

2.3電子工程實施FMEA的重點

對于電子工程而言，應用FMEA的工作量較大，所以在應用過程中必須要依托于電子工程的特點對重點工作進行把控，譬如，設備的安全性、故障監測隔離的有效性以及冗余配置連接的正確性等。第一，FMEA對于人身以及設備的安全性。對于電子工程而言，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生幾率，尤其是對于電真空器件的發射管設備，必須要加強對高電壓的安全性。為此，在應用FMEA過程中，首先要對人身、設備產生的點擊失效模式進行揭示。而對于航天器或者航空器控制部位或者關鍵電子設備中的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生概率控制在一定范圍內。

第二，FMEA的一個重點則是對故障檢測率以及故障隔離的正確分析。為了滿足電子工程故障檢測以及隔離需求，并不能將對被一待測電發生故障后馬上進行檢測和隔離，也就是說即便應用相關技術也不一定能做到對故障檢測率以及隔離率達到百分之百。那是因為，BITE并不會對被測單元所有的故障均會發生響應。基于此，通過FMEA則可以有效的分析各種失效模式以及所出現的頻率，進而計算出該檢測單元的故障檢測率以及隔離率。但需注意的是，并不是電子工程所有項目均可以采用FMEA，譬如對于航空產品而言，其可以通過FMEA來確定維修級別，但是對于電子模塊的維修級別并不是受失效模式影響的，為了，譬如無信號輸出、短路失效、邏輯信號混亂以及信號畸變等失效模式均與維修級別沒有關系。對于電子工程而言其維修級別主要受到電子模塊結構以及自身維修級別設置所影響。

第三，冗余配置連接的正確性作為FMEA的另一個重點其對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方式進行連接，則必須要預先以及預防發生短路的失效模式進行估計，而如果采用的是串聯模式那么則是要預先以及預防發生開路之后的失效模式進行分析。如果不這樣操作不僅僅會導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，為了更為精準的判斷電子工程中與其相關模塊、電子設備對系統所引發的效應，必須要對失效模式進行準確的表達，必須要清楚的對被分析對象輸出端所發射的信號特征進行準確的表達。為此，通過FMEA的應用，可以有效的對電子工程失效模式進行分析，從而提升電子工程的高質量運行。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，在實施過程中要加強對人身設備安全、冗余配置連接的正確性以及故障檢測率以及故障隔離的正確分析等，進而確保電子工程系統的正常、高效的運行。

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