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技術(shù)專題
FMEA與FTA：印刷電路板組裝方法的分析
無論您是從事電子，PCB設(shè)計(jì)或PCB制造領(lǐng)域的工作，還是當(dāng)您的公司制造計(jì)算機(jī)時(shí)，您都必須能夠減輕產(chǎn)品故障的風(fēng)險(xiǎn)。故障模式和影響分析（FMEA）的使用對(duì)于全面降低產(chǎn)品中系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。
但是，還有另一種工具在評(píng)估和減輕與系統(tǒng)故障相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)中同樣重要。此特定工具稱為故障樹分析（FTA）。在接下來的幾段中，我們將對(duì)FMEA與FTA進(jìn)行批判性比較分析，以確定它們之間的差異以及各自的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。
FMEA是一種用于查明特定系統(tǒng)或機(jī)器可能發(fā)生故障的地方的方法。這種評(píng)估的明顯好處是，它使公司具有主動(dòng)性。能夠查看您的組件和子系統(tǒng)，同時(shí)識(shí)別潛在的系統(tǒng)故障模式，是一種寶貴的工具。
FMEA的系統(tǒng)方法使您可以預(yù)測(cè)潛在的故障，無論它們是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段還是在制造階段。FMEA的整個(gè)過程分為兩大類：設(shè)計(jì)FMEA（DFMEA）和過程FMEA（PFMEA）。
在DFMEA和PFMEA中，分為三類。這些類別的得分矩陣范圍是1到10，以量化威脅級(jí)別。它們?nèi)缦拢?/span>
嚴(yán)重性：此類別表示最終客戶的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，其中1表示最終客戶的風(fēng)險(xiǎn)低，而10表示最終客戶的風(fēng)險(xiǎn)高。
發(fā)生：這里我們顯示風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率；1表示發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性很小，而10表示發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性很高。
檢測(cè)：最后，我們對(duì)是否會(huì)檢測(cè)到故障的可能性進(jìn)行評(píng)分。與以前的分?jǐn)?shù)相反，這是成反比的。這里的1表示可能會(huì)檢測(cè)到故障的進(jìn)程，而10表示該進(jìn)程可能不會(huì)發(fā)現(xiàn)故障。
在為每個(gè)類別的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分時(shí)，將三個(gè)分?jǐn)?shù)相乘（嚴(yán)重度*發(fā)生*檢測(cè)）。結(jié)果分?jǐn)?shù)就是所謂的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)數(shù)字（RPN）。之后，您可以按降序?qū)?/span>RPN進(jìn)行排序，然后可以對(duì)最高風(fēng)險(xiǎn)采取措施以降低總體風(fēng)險(xiǎn)。
注意：一般來說，您不能降低嚴(yán)重性，因此最好找到減輕這種情況或增加檢測(cè)率的方法。完成所有操作后，您現(xiàn)在可以重新計(jì)算RPN并確定新的風(fēng)險(xiǎn)。
總而言之，故障是錯(cuò)誤或缺陷，可能是潛在的或?qū)嶋H的。而我們將故障模式定義為設(shè)備或進(jìn)程的故障方式。關(guān)于故障影響，這描述了這些故障可能導(dǎo)致缺陷，浪費(fèi)或有害結(jié)果的方式。這包括設(shè)備或過程故障，人身傷害或產(chǎn)品質(zhì)量下降。這些系統(tǒng)故障也會(huì)影響其他系統(tǒng)。如您所見，效果分析是對(duì)故障如何影響各種系統(tǒng)組件的研究。
我們認(rèn)為FTA是自上而下的故障分析方法。FTA的主要目的是在故障發(fā)生之前幫助識(shí)別潛在的系統(tǒng)故障原因。通過使用統(tǒng)計(jì)或分析方法，它還用于評(píng)估可能發(fā)生的重大事件（系統(tǒng)級(jí)故障）。
從科學(xué)上講，FTA是一種圖形工具，可用于檢查和探索系統(tǒng)級(jí)故障的根源。FTA使用布爾邏輯將一系列低級(jí)事件及其自上而下的方法結(jié)合起來，以檢測(cè)導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)故障（最高事件）發(fā)生的組件級(jí)故障（基本事件）。
FTA由兩個(gè)元素組成：事件和連接事件以識(shí)別最主要事件（系統(tǒng)級(jí)故障）的原因的邏輯門。通常，與FMEA相比，FTA是一種更直接的方法，因?yàn)樗鼘Ｗ⒂诓涣柬斒录乃锌赡艿南到y(tǒng)故障。但是，使用FMEA，它會(huì)進(jìn)行分析以查找所有可能的系統(tǒng)故障模式，無論其嚴(yán)重程度如何。
比較FMEA與FTA流程的步驟
將FMEA流程與FTA流程的步驟進(jìn)行并排比較是了解該方法的異同的好方法。
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FMEA |
自由貿(mào)易協(xié)定 |
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組隊(duì) |
定義系統(tǒng) |
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列出故障模式和影響 |
定義頂級(jí)故障 |
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等級(jí)嚴(yán)重性 |
確定頂級(jí)事件的原因 |
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列出潛在原因 |
確定下一個(gè)事件級(jí)別 |
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排名可能性（發(fā)生） |
找出根本原因 |
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列出過程控制 |
為事件添加概率 |
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排名檢測(cè) |
分析故障樹 |
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計(jì)算RPN |
記錄自由貿(mào)易協(xié)定 |
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對(duì)高優(yōu)先級(jí)RPN采取行動(dòng) |
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重新計(jì)算RPN |
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FMEA和FTA的使用在整個(gè)設(shè)計(jì)過程，制造過程以及產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)使用中都對(duì)公司有利。總體而言，這兩種方法可提高成本效益，減少浪費(fèi)，減少停機(jī)時(shí)間，提高質(zhì)量并改善設(shè)計(jì)。盡管它們的方法不同，但是它們?cè)谑构井a(chǎn)品更好方面都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。