FMEA：如何帮助海神16+MW机组提升可靠性？

FMEA是什么？为什么做？怎么做？如何延伸？

(资料图)

本期“工程师说”将从这4个方面，详细阐述FMEA是如何为风机创新保驾护航的，该方法论是如何作用于电气风电全新一代海神平台16+MW全海域平台机组，电气风电又是如何基于FMEA延伸建立测试验证体系的。

01 FMEA是什么

失效模式及影响分析FMEA是由故障模式分析（FMA）和故障影响分析（FEA）组成，是重要的可靠性设计方法之一。

主要包含以下6个方面：

·针对产品（系统、子系统、组件）或制造过程

·评估产品/过程中失效的潜在技术风险

·分析潜在失效起因、失效模式以及失效后果

·识别现行的控制措施

·风险评价

·按行动优先级，制定改进措施降低风险并完成验证

02 为什么要做FMEA

随着中国风电行业的快速发展，对于风机自主创新的需求越来越高，过去借鉴国外设计，模仿与学习的做法不再可行。如何及时对产品或过程进行修正，从而避免或减少潜在失效的发生，更好地落实全流程管控，节省无谓损失，这就为引入FMEA提供了一个绝佳的时机。

03 我们怎么做FMEA

3.1 遵循最新标准

FMEA迭代至今，已由原来的“五步法”，更新为“七步法”：

3.2 团队作战

FMEA是一个团队的活动，绝对不是一个人的活动。通过FMEA协调员的角色，牵引和监督FMEA小组完成工作；FMEA协调员是公司的方法论专家，设计工程师是技术专家；方法论专家负责提问，技术专家负责答。通过群策群力，多轮评审，最终达成FMEA的顺利完成。

3.3 严密的工作流程和标准

充分识别产品功能，除了重视产品系统级的功能和要求外，还要反复思考产品的功能、理念是否有效传递到零件具体的特性上；

识别设计风险；

实用的打分标准：严重度、探测度。电气风电将探测度等级细分为10级，量化探测能力，从探测方法的成熟度出发，结合公司或产品的具体示例进行考量；

编制设计预防、检测措施，使产品得到有效的控制；

导出特殊特性CTQ，指导质量进行检查；

落实行动项。

3.4 工具支持

FMEA模板维护：结合4、5版标准进行精简，聚焦失效部位；

数据库维护：持续更新线上FMEA库。

使用FMEA软件协助展开功能网和失效网

3.5 不断选代更新的教训集

FMEA是一个持续改进的过程。随着风机的创新和发展，新的故障模式和风险也会随之产生。通过定期的FMEA分析，团队可以及时发现新的潜在问题，并及时采取措施进行改进。为了让FMEA成为一个不断完善的知识库/教训集，我们需要将质量问题的解决过程与FMEA流程形成一个有效闭环，做到以下要点：

A．当质量问题出现时，需要对FMEA进行回顾检查：以往质量问题是否已包含在FMEA系统中、是否已分析了这个失效；

B. 当质量问题最终解决时，更新FMEA，然后将新的原因或新的长期措施更新到FMEA中；

C．当以往认为已解决的问题再次出现时，需要再次根因分析：说明之前的分析和措施不彻底，或失效输入条件有变更。

3.6 运用基础FMEA快速创建项目FMEA

为应对快速迭代的风电产品开发进度，需要运用基础FMEA快速建立项目FMEA，我们遵循以下工作法则：

针对公司重要系统和部件建立标准版基础FMEA；

基于基础FMEA建立项目FMEA；高风险的部分召集技术专家进行认真分析；低风险的部分直接引用基础FMEA进行评审；

将应用项目FMEA的经验教训更新到基础FMEA中，形成闭环。

总之，将有限的资源集中在高优先度的过程和部件上。在开发周期越来越短的条件下，有效地保证风机设计质量。

04 FMEA如何向后延伸

FMEA一个重要的延伸内容是：建立测试验证体系。

首先，通过 FMEA分析选择零部件的可靠性试验类别：寿命试验、退化试验、鉴定试验、强化试验、筛选试验等；

然后，确定恰当高效的可靠性试验项目、试验参数及流程，对如何找出零部件故障根因和敏感应力给出建议；

试验完成后，将试验结果与之前的根因分析做对比，不断对测试方法进行优化调整，提高测试的效费比；

最后，根据改进前后零部件在现场故障的情况，确定试验设计的有效性以及设计本身的可靠性。

测试重点项选择：

测试项内容考虑：

05 案例

在全新一代海神平台16+MW全海域平台机组上，电气风电依据上述FMEA工作流程和标准，完成了3版FMEA迭代，对叶片、电动变桨、齿轮箱、发电机、变流器、冷却系统等10+重点部件进行多轮评审，召集设计、后市场、质量、可靠性等50多名专家充分探讨意见，吸取了以往海上机组的故障经验，优化设计内容，识别1000+条风险并采取措施进行闭环，常规测试外延伸增加了40+项特殊验证项，为16+MW机组的可靠性提升打下坚实基础。

06 总结

综上所述，FMEA作为一种风险管理工具，对于风机的创新发展具有重要的作用。通过FMEA的应用，风机设计团队可以及时识别和分析潜在的故障模式，降低故障的发生和影响，提高风机的可靠性和性能。目前，不仅限于16+MW机组，这一风险管理工具已全面应用于电气风电产品及过程的可靠性管理全流程。

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