第五章：失效模式影响分析

用于质量和可靠性分析的工具之一是FMEA。FMEA是一种工具，旨在系统地评估产品或过程可能失败的潜在方式，评估这些失败发生的风险，并最终尝试优先考虑需要纠正措施的领域，以减轻这些失效模式，并记录因FMEA而实施的纠正措施及其结果(美国质量协会，2014；汽车工业行动小组，2014)。

FMEA通常分为几个不同的领域：概念FMEA(CFMEA)，设计FMEA（DFMEA）和过程FMEA（PFMEA）。它们之间的区别只是基于重点领域和开发过程中的时间。CFMEA侧重于在定义实际硬件之前识别概念中的潜在故障模式。更常见的是DFMEA，它专注于产品本身，并确定产品可能失败的潜在领域。例如，电池系统的DFMEA可能包括一个项目，如“振动期间紧固件松动的可能性”，这可能导致潜在的故障，取决于紧固件的位置，功率降低，产生外部短路的可能性，以及由于连接松动而产生的热量和阻抗的增加（这些都假设紧固件在这种情况下用于连接母线到电池）。然后，DFMEA将评估这种情况发生的可能性，预期发生的频率，以及这种失败的结果。然后可能会围绕设计进行讨论，这可能导致母线和电池被重新设计为使用焊接端子（从而消除了紧固件松动的可能性）。这只是一个简化的例子，以帮助说明DFEMA及其工作原理。

相反，过程和装配fmea完全关注用于制造产品的过程。虽然这个PFMEA可以驱动产品团队进行设计更改的请求，但它真正关注的是确保流程到位，以确保产品（在我们的案例中是一个储能系统）正确组装，并以这样一种方式完成，以最大限度地减少组装过程中发生错误的可能性。在这种情况下，该示例可能包括紧固件未完全驱动或坐稳的潜在故障模式。这种效果可能类似于上面的DFMEA示例；如果是用于电气连接，一个松动的紧固件可能会减少母线和电池终端之间的接触，导致“连接不良”，并有可能缩短寿命。在这种情况下，建议采取的措施可能更侧重于过程，例如在安装过程中增加扭矩检测功能，以确保紧固件完全入座。但它也可能包括在设计中添加功能，以便在装配过程中防止错误。图2显示了行业标准FMEA表单。汽车工业行动小组（AIAG）和美国质量协会（ASQ）等组织提供标准的FMEA工具，甚至提供使用该工具的培训和认证。

图2样本失效模式效应分析。

当FMEA基于市场上已经存在的产品时，它是最有效的。通过这种方式，您已经对可能发生或已经发生的故障类型有了很好的了解。然而，对于锂离子储能系统，对于大型应用来说，几乎没有历史可以作为评估的基础，因此必须基于相关工程团队的“专家”判断。

关于fmea，我要提到的最后一点是，这是一个需要时间、奉献精神和知识的过程。例如，典型的DMFEA可能需要几周或更长时间才能完成，并且可能与设计和工程过程并行进行。通常他们也由质量工程师领导，他是设计团队的一员，是执行fmea的专家，可能由我前面提到的某个组织认证。