汽车零部件&总成失效模式分析概述

失效指系统(如机械系统或电气系统)或某一个部件(如齿轮或开关)的失效，工程领域方面，失效与故障具有同等概念，两者经常混用，但“失效”一般用于不可修复产品(即丧失规定功能，等待报废)，“故障”则用于可修复产品(即丧失某项可修复得功能，等待)，汽车失效也可称为汽车故障。

汽车零部件和系统总成的失效分析技术是一项涉及到众多学科的综合性工程技术，具体应定义为失效模式分析。失效涉及到了产品开发、新材料及新工艺的应用、生产制造、产品应用和售后服务等各个环节，失效模式分析也由整个汽车产品技术链上各个环节或层次的工程技术人员共同参与完成或实现的。

新能源汽车常见故障/失效问题占比

1、汽车失效分析概述

英国标准BS 4778定义“失效”为：失去完成某项工作的能力。

中国国标定义的“失效”为：指产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失其规定功能的事件。

中国汽车行业标准 QC/T 34-92 定义汽车故障的为“汽车整车、总成及其零部件在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的事件”。

一般发生下列情况之一时，可将产品描述为失效：

· 完全丧失其预定义的功能，例如锂离子电池失效。

· 丧失部分功能，仍然可以使用，但是不能良好地执行其规定的功能，例如车载多媒体失效。

· 严重受损，已失去可靠性和安全性，需要立即进行修理或更换，例如动力电池漏液。

汽车零部件或总成失效点的定义首先要考虑产品的使用功能、性能特征和耐久性目标，同时要考虑实际失效点、临界失效点以及产品设计寿命，考虑失效过程对产品“价值”和“美观”等特性的影响，考虑用户满意度等。

2、汽车零部件失效分类

在汽车工程领域，失效分析工作涉及汽车技术的各个环节，包括产品开发、新材料及新工艺的应用、生产制造、产品应用和售后服务，并在产品的可靠性提高、质量改进及技术责任划分等诸方面发挥着重要的作用。

汽车零部件的失效分析模式技术是一项涉及众多学科和工程技术的综合性工程技术。不论是对于ISO 16949标准的贯彻和认证，还是QTMS质量管理体系的运行，失效分析技术都是其中的一个重要环节，发挥着不可替代的作用。

3、汽车失效模式及影响分析

汽车拥有复杂电子电气系统，出现的故障模式会多种多样，根据其危害程度对汽车故障进行定量评价，主要从其对人身安全的危害、对完成功能的影响及造成的经济损失等方面进行衡量。

我国《汽车产品质量检验评定办法》中，对故障的分类是按其造成整车致命损伤(人身重大伤亡及汽车严重损坏)的可能性(概率)进行简单分类的。

汽车故障分级

汽车的故障会给用户、社会以及汽车制造企业带来不同程度的损失。失效模式和影响分析(FMEA)越来越常见于任何产品或流程的标准评估中。在汽车行业，IEC 61508标准改编了ISO 26262对电气和电子设备的限制。通过专注于预防失效、提高安全性和提高客户满意度，进行FMEA可以降低成本。

汽车可靠性工程通过失效模式分析，杜绝或有效地减少危害性大的故障，大力降低故障发生的可能性。导致产品失效的原因包括：设计错误、材料选择错误、材料缺陷、装配/制造缺陷、使用性能恶化、使用人员错误/误用等。

汽车的失效模式与汽车零部件的结构、材料、设计、制造、储存、使用、维护、修理和工作环境等因素密切相关。

4、失效分析方法

失效分析是提高产品质量的一种重要手段，通过对失效产品进行系统分析，判定其失效部位、失效时间、失效模式、失效机理、失效影响并进行失效后果分析，制定改进措施，防止同类失效现象再次发生，使产品获得更高的可靠性。失效分析的主要步骤如下:

· 失效调查：调查收集汽车及其零部件的失效数据并进行失效记录；

· 失效模式的鉴定：根据失效数据及失效现象的描述，分析失效原因并鉴别失效模式；

· 失效机理的推断：分析失效的规律和导致失效的内在原因，推断失效机理；

· 实验论证：实验论证失效机理的推断是否准确；

· 改进措施：拟定消除失效的各种措施，包括设计、工艺、材质、装配、公差配合、使用环境、质量控制等方面。

目前在可靠性工程上，国内外应用的失效分析方法主要有失效模式影响分析(FailureMode and Effect Analysis，FMEA)、故障树分析(Fault Tree Analysis，FTA)特性要因图法及摩擦学系统分析等。

其中，最常用的失效模式影响分析(FMEA)通过对系统各组成单元潜在的各种故障模式及其对系统功能的影响与产生后果的严重程度进行分析，提出可能采取的预防改进措施，以提高产品可靠性的一种设计分析方法。

FAME分析流程

总而言之，汽车零部件失效分析通过研究汽车零部件丧失其规定功能的原因，特征和规律，其目的在于分析零部件失效的原因并提出改进和预防措施，从而提高汽车可靠性和使用寿命。

目前，汽车行业产业链上有越来越多企业认识并重视了失效分析技术，具有规模的整车、总成、材料及零部件企业中，工作中积累了大量的失效分析档案和技术经验，并逐步地形成了专门的汽车失效模式分析的技术体系。