由世界著名的可靠性公司一一美國RELEX公司推出的FRACAS(故障報告、分析和糾正措施，F(xiàn)ailure Report Analysis and Corrective Action System，縮寫為FRACAS)專業(yè)系統(tǒng)軟件，通過報告產(chǎn)品的故障，分析故障原因，制定和實施有效的糾正措施，以防止故障的再現(xiàn)，同時把故障根本原因和糾正措施信息反饋到設計過程中，改善和促進產(chǎn)品的可靠性增長。

1980年頒布的美軍標MIL-STD-785B (《系統(tǒng)和設備研制生產(chǎn)的可靠性大綱 要求軍用系統(tǒng)承包商建立FRACAS，以有效地開展、監(jiān)督和控制研制過程中的故障報告、分析和糾正活動。為使這一工作更加規(guī)范化，1985年美國國防部又頒發(fā)了軍用標準MIL—STD．2155(AS)《失效報告、分析和糾正措施系統(tǒng)》，對故障報告、分析和糾正活動規(guī)定了統(tǒng)一的要求和準則。我國早在1986年由原國防科工委頒布的《軍工產(chǎn)品質(zhì)量管理條例》中，就提出了承制單位應當制定質(zhì)量、可靠性信息的收集、傳遞、處理、貯存和使用的管理辦法，并同使用單位建立質(zhì)量信息反饋網(wǎng)絡、故障報告制度和采取糾正措施制度。之后，為滿足在我國軍工領域推行可靠性工程的需要，參照美軍標先后于1988年頒布了國軍標GJB450．88《裝備研制和生產(chǎn)的可靠性通用大綱 ，1990年頒布了GJB841-90《故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)》，明確要求承制單位在軍工產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)階段建立FRACAS，并規(guī)定了該系統(tǒng)建立及運行的程序、方法和要求。

按GJB450要求,研制、生產(chǎn)單位要建立一個閉環(huán)故障報告系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:

(1)對故障進行報告和分析的程序;

(2)將糾正措施反饋到設計、生產(chǎn)、試驗過程中去的程序;

(3)跟蹤、評審故障分析及糾正措施狀況的制度;

(4)有關故障的文件記錄的規(guī)定。

GJB841為如何實現(xiàn)GJB450上述要求提供了指導。

由于產(chǎn)品研制涉及許多外購、外協(xié)產(chǎn)品,因此,對于協(xié)作配套產(chǎn)品的故障信息應納入主承制單位的信息收集系統(tǒng),以利于跟蹤故障。同時要把有關故障信息納入相應的故障文件內(nèi)。對于產(chǎn)品使用過程中的故障信息,也應疏通渠道,及時加以收集,以利于改進產(chǎn)品。

對于像航天系統(tǒng)這樣復雜、昂貴、重要的產(chǎn)品,為使故障報告、分析和糾正措施的各項活動得到控制,設立一個故障審查組織是非常必要的。其目的在于控制FRACAS的運行并增加管理的透明度。圖1表示了故障報告閉環(huán)系統(tǒng)工作流程及其與故障審查組織的關系。

目前一些單位建立了信息系統(tǒng),應當把FRACAS作為本單位信息系統(tǒng)的組成部分,并根據(jù)FRACAS要求來完善現(xiàn)有的信息系統(tǒng)。

對所有故障、故障原因的調(diào)查和分析、采取的糾正措施及效果以及故障評審活動等均應記錄并保存,將這些記錄編制成為有統(tǒng)一編號的故障文件,以便于檢索、查閱。它也為信息交換提供了基礎。

FRACAS應在研制階段的早期就建立并運行。這是由于在研制的初期,允許設計作較大的更改來解決故障問題。而等到研制后期,雖然仍可提出糾正措施,但受到很大的約束,付諸實現(xiàn)就很困難。

GJB450-88和GJB841—90中規(guī)定，“建立FRACAS的目的是要及時報告產(chǎn)品的故障，分析故障原因，制定和實施有效的糾正措施，以防止故障再現(xiàn)，改善其可靠性和維修性”。

“FRACAS應由承制方(包括轉(zhuǎn)承制方)盡早建立，并在訂購(使用)方的協(xié)同下加以實現(xiàn)。該系統(tǒng)應保證對合同規(guī)定層次的產(chǎn)品在研制階段和生產(chǎn)階段所發(fā)生的故障及時報告、分析和糾正”。從上述要求可以看出建立FRACAS的目的，是為了對產(chǎn)品在研制和生產(chǎn)階段所發(fā)生的故障進行嚴格的“歸零”管理，做到及時報告、查清原因、正確糾正，防止再現(xiàn)，從而實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性增長，以保證達到對產(chǎn)品可靠性和維修性的要求?？梢?，F(xiàn)RACAS的建立與運行是開展可靠性工程活動的重要組成部分?？煽啃怨こ痰闹饕蝿站驮谟诩m正己發(fā)生的故障，防止故障的發(fā)生，控制和減少故障發(fā)生的概率。而FRACAS正是利用“信息反饋、閉環(huán)控制”的原理，并通過一套規(guī)范化的管理程序，使分散發(fā)生的產(chǎn)品故障，得到及時的解決，并防止故障的重復發(fā)生。建立FRACAS是實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性增長、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。它既有糾正己有故障的現(xiàn)實意義，又能對未來新品發(fā)生類似的故障起到積極預防的作用。通過FRACAS的運行， 可以積累大量處理故障的實踐經(jīng)驗，對類似產(chǎn)品的改進與設計提供可供參考的信息，起到舉一反三，防止其他產(chǎn)品出現(xiàn)類似問題的作用。FRACAS的建立與運行主要適用于產(chǎn)品的研制階段和產(chǎn)品的早期使用階段，因為在研制階段采取糾正措施方案的選擇靈活性最大，最易于實施，效果也最為明顯。

Relex FRACAS系統(tǒng)不僅是一個強大的可靠性軟件，還是一個質(zhì)量追蹤和管理系統(tǒng)，實施和應用FRACAS技術將能為企業(yè)成功實現(xiàn)6σ、ISO9000、AS9000、QS9000和TL9000等質(zhì)量目標提供保障。同時，F(xiàn)RACAS系統(tǒng)也能幫助企業(yè)提升ERP、PDM、SCM和CRM 的投資價值。

FRACAS與流行的8D管理思想相同， 主要針對實際發(fā)生的故障信息進行閉環(huán)管理，F(xiàn)RACAS是構建可靠性工程平臺的基礎。Relex FRACAS系統(tǒng)基于局域網(wǎng)和Web技術，將產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)積存到數(shù)據(jù)庫中，通過完整的閉環(huán)管理流程對各種信息進行過濾、統(tǒng)計、分析和計算，同時對可靠度、可用度、失效率、MTBF等進行計算，進行可靠性增長和費用的分析。系統(tǒng)可為不同規(guī)模的企業(yè)進行定制，為每一位使用者量身定做各種界面、流程、計算、圖形、報表、報警等內(nèi)容。

故障信息傳遞和故障件處理的流程圖見圖：

圖：故障信息傳遞和故障件處理流程

一、故障報告

(1)故障報告的范圍

軍工產(chǎn)品在研制過程中發(fā)生的所有故障和重大質(zhì)量問題等(以下簡稱為故障)都應及時記錄，并填寫故障報告表。

(2)故障報告的內(nèi)容

故障報告的內(nèi)容應能完整、真實地反映故障發(fā)生時的一切情況，一般包括：

a．產(chǎn)品發(fā)生故障的時間、地點及何種試驗；

b．發(fā)生故障時產(chǎn)品所處的工作狀態(tài)及環(huán)境條件等；

c．故障產(chǎn)品的詳細描述；

d．故障現(xiàn)象和特征的詳細描述；

e．故障的觀測者及觀測故障時的環(huán)境條件

(3)故障報告的要求

故障報告一般應滿足如下要求：

a．各產(chǎn)品研制單位應根據(jù)實際情況，制定統(tǒng)一的故障報告的表格，以便對故障報告進行傳遞、統(tǒng)計處理和儲存(推薦使用G．IB841—90所列各表)；

b．產(chǎn)品的故障報告應按不同的層次(如總體、系統(tǒng)、設備、部組件等)和故障的嚴重等級規(guī)定故障報告應報告到哪一級；

c．故障報告應規(guī)定報告的時限，如重大故障應在多少小時內(nèi)報到最高管理級，一般故障應在多少小時內(nèi)報告到規(guī)定的管理級等；

d．供方在產(chǎn)品研制過程中出現(xiàn)的一般故障由各單位自行處理，但應經(jīng)常與總體單位保持聯(lián)系，通報故障的處理情況。

(4)故障的核實

有關職能部門接到故障報告后，應根據(jù)故障等級和故障報告的詳細程度，對故障情況進行調(diào)查，對故障報告的準確性進行核實。一般應做以下工作：

a．重新證實初次觀測故障的真實性，進一步錄取故障信息；

b．查找故障的部位，一直到最低一級可更換的故障件；

c．用相同合格件更換、代替故障件后，重新進行測試和試驗，以確定故障是否被糾正；

d．對更換下來的故障件進行測試，以核實該可疑故障件是否確有故障，初步確定故障的范圍；

e．對于不可重復試驗的故障件，可以通過對故障影響和后果(如泄露、斷裂、損壞等)的詳細觀察來證實。

二、故障分析

故障分析是由故障現(xiàn)象、后果去查明故障的原因和故障機理的過程，追查故障原因，應一直查出根本原因，并能構造出反映故障因果邏輯關系的故障鏈，確定造成故障的責任方。對于特別重大故障應成立故障分析工作組，負責故障的調(diào)查、分析工作，給出分析結(jié)論，完成故障分析報告，提出改進措施的建議。故障分析工作組組長一般由與該故障無直接責任關系的專家擔任；故障分析工作組成員應由各方面、各專業(yè)的代表組成。

(1)故障分析的步驟

對故障進行分析的一般步驟為：

a．分析有關產(chǎn)品及其故障的資料(如產(chǎn)品的設計資料、試驗程序、FMEA報告、故障報告等)；

b．分析故障產(chǎn)品的全部工作歷史和故障歷史；

c．分析可能導致產(chǎn)品發(fā)生故障的外部因素(如試驗測試設備、測試方法、操作環(huán)境及人為因素等)；

d．對故障件進行檢查或測試；

e．提出故障原因和故障機理的假設，并用試驗或理論分析的方法進行驗證；

f.根據(jù)試驗或理論分析的結(jié)果，給出故障分析結(jié)論，完成故障分析報告；

g．提出糾正措施建議；

h．整理各種資料、工作記錄、試驗數(shù)據(jù)，編成檔案及時歸檔。

(2)故障分析的方法

對報告的故障進行徹底的分析，以確定故障的根本原因。故障分析的方法一般分為以下3種：

a．工程分析

根據(jù)工程原理和工程經(jīng)驗，對故障產(chǎn)生的原因和機理進行分析，可以通過理論分析計算、故障模擬試驗或?qū)收霞M行分解等方法。應充分利用FMECA分析結(jié)果提供的信息，運用故障樹分析方法來幫助查明故障模式和原因之間的邏輯關系。

b．失效機理分析

利用觀察、測試、理化分析、解剖、X光檢查、電子掃描顯微鏡觀測等方法，去研究物質(zhì)結(jié)構、工藝過程可能產(chǎn)生的缺陷，分析導致這種缺陷的機理和過程。該方法主要適用于元器件、零部件和材料等硬件。

c．統(tǒng)計分析

通過對故障產(chǎn)品累計工作時間、次數(shù)和出故障次數(shù)，對該故障模式在類似產(chǎn)品出現(xiàn)的次數(shù)加以系統(tǒng)的整理，以估計該故障模式的性質(zhì)和出現(xiàn)的概率。

(3)對故障分析的要求

無論采用上述哪一種故障分析方法，其分析的結(jié)果都應能判明以下問題：

a．該故障是相關故障，還是非相關故障?以便估計產(chǎn)品在未來使用環(huán)境中是否會發(fā)生類似的故障；

b．該故障是責任故障還是非責任故障?以便在估計產(chǎn)品可靠性時考慮是否記入該故障，同時也利于分清故障產(chǎn)品是故障源還是受害者；

c．確定引起故障的責任方面，如是設計、制造的原因，還是元器件、原材料、外購件的缺陷；是設備的問題還是人為操作的錯誤，或是其他未查明的原因等；

d．該故障是初次發(fā)現(xiàn)，還是類似產(chǎn)品中早已出現(xiàn)過的故障；

e．該故障是需要糾正的系統(tǒng)性問題引起的，還是偶然性問題引起的，如果是偶然性故障，它出現(xiàn)的概率是多少?是否需要糾正。

(4)故障分析報告

一般故障的分析報告可參照故障分析報告表，完成對故障的分析和擬采取糾正措施的建議。

重大故障應由相關職能部門或故障分析工作組完成故障分析報告。

故障分析報告是對整個故障分析處理過程的總結(jié)，是確定和實施糾正措施的依據(jù)。重大故障的分析結(jié)論應由有關方面組織評審，確認后方可提出糾正措施的建議。

故障分析報告一般包括以下內(nèi)容：

a、對產(chǎn)品工作的歷史和對故障件的故障現(xiàn)象、特征的描述；

b．故障調(diào)查和分析過程；

C．故障原因和機理的分析、論證；

d．建議的糾正措施和需說明的問題建議等。

如故障原因一時難以查清，應在故障分析報告中，說明理由，經(jīng)故障審查委員會主任或主管技術的領導批準后，可暫時結(jié)束故障分析工作；如已查明故障原因，但未采取糾正措施的故障，也應編寫故障分析總結(jié)報告。報告中應申述不采取或無法采取糾正措施的理由，經(jīng)審批后可暫時結(jié)束故障分析工作。

在產(chǎn)品定型前，對上述暫時結(jié)束的故障分析報告工作應重新組織審查，才能最后結(jié)案。故障分析報告必須按規(guī)定的程序進行會簽和審批。

(5)故障件的管理

對所有的故障件應做明顯的標識，以便于識別和控制，確保按要求進行處置。為了便于對故障的調(diào)查和分析，在完成故障分析之后到糾正措施實施之前，應對現(xiàn)場加以保護，對故障件要妥善保管，不應隨意處理。故障調(diào)查和分析完成后，對于典型的、重要的故障產(chǎn)品也應妥善管理。

三、故障糾正

對于已查明原因的故障，責任單位的有關部門應依據(jù)對故障分析的結(jié)論制定糾正措施，防止故障的再發(fā)生。故障的糾正按以下程序進行：

(1)糾正措施的確認

糾正措施必須通過試驗來驗證其有效性。同時應分析糾正措施實施的可行性，是否會帶來新的故障模式或附加的不可靠性。所以在對提出的重大故障或質(zhì)量問題糾正措施正式批準前，應組織有關專家和部門的代表對糾正措施進行評審，經(jīng)故障審查委員會批準后實施，以確保糾正措施的有效性、可行性，并與其它相關部分接口相協(xié)調(diào)。

(2)故障糾正措施的報告

故障單位的有關部門在進行故障分析和制定糾正措施后，應及時按規(guī)定的要求準確、規(guī)范的填寫糾正措施實施報告表；在特殊情況下，如查不出故障原因或不能采取糾正措施，應在表中說明原因，做為遺留問題備查；對于早期使用中發(fā)生的偶然性非重大故障或質(zhì)量問題可暫不填寫此表。

表中故障審查組織意見欄，對于重大故障或質(zhì)量問題，由該組織的故障審查委員會填寫；一般故障由該故障單位的質(zhì)量管理部門負責人填寫，做為對故障及其糾正措施的確認，并發(fā)給有關部門貫徹實施。

(3)糾正措施的實施

批準的糾正措施反饋到設計、生產(chǎn)、試驗過程中，要通過技術狀態(tài)管理系統(tǒng)完成相應的文件和產(chǎn)品的更改。

對于可能出現(xiàn)相同的故障模式的類似產(chǎn)品，應本著“舉一反三” 的原則，研究是否需要采取措施；

對于與故障有關聯(lián)的其它可疑產(chǎn)品，應進行必要的分析或試驗，證明其可靠性并未降低，壽命未受損。

故障審查委員會辦公室負責跟蹤檢查糾正措施的落實情況。

(4)糾正措施效果的驗證

對于已采取糾正措施的故障產(chǎn)品，有關部門應通過試驗、試用等方法，驗證糾正措施的有效性，如達不到預期的效果，則需進一步分析故障的原因或采取其它的糾正措施，直到故障得到徹底解決。最后將糾正措施納入有關技術文件，并落實到所有產(chǎn)品上。

(5)管理改進

通過分析產(chǎn)品的故障原因，還應進一步從管理上、質(zhì)量管理體系上等多方面人手查找需要解決的問題，以進一步完善制度，改善體系，促進產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的不斷提高。

步驟一：制定目標和成功要素

制定適當初級目標是成功實施FRACAS的基礎。項目組中的負責不同工作的成員都必須明確自己在FRACAS實施過程中的具體目標。具體目標包括降低維修成本、提高整體可靠性，改進下一代產(chǎn)品設計。目標一旦制定，各小組的代表和執(zhí)行人應召開專門的會議針對這些目標進行評價、調(diào)整，并賦予這些目標一定的優(yōu)先權。

同時在會議期間，應針對上述已經(jīng)制定的各個目標確定出實際、可量化的成功要素。例如：如果目標是降低維修成本，那么量化的成功要素就是將隨后12個月的維修成本降低10%。目標和成功要素確認后，必須將具體內(nèi)容和細則下發(fā)到FRACAS小組的所有成員。

步驟二：定義輸出

依照目標，各小組必須確定FRACAS所需要的輸出，從而評估是否能實現(xiàn)分配給他們的成功要素。通常情況下，輸出可以是計算結(jié)果、圖、表，或報告等。為了方便對輸出的管理，每個輸出都應該和目標和成功要素相對應。

步驟三：繪制過程/工作流程

通過與使用者的一系列走訪和會談，確定各小組的工作流程，繪制統(tǒng)一的流程圖，這個流程圖最好能簡化整個FRACAS過程，以便及時生成所需的輸出。過多的步驟會給實施過程帶來消極影響，因此必須將工作流程減到最簡，從而降低實施過程的復雜度。

步驟四：設置數(shù)據(jù)限制和輸入方法

利用輸出要求和統(tǒng)一的流程圖，確定設置數(shù)據(jù)限制。目的是過濾那些重要數(shù)據(jù)，減少對無用數(shù)據(jù)的收集。數(shù)據(jù)限制確定后，接下來是如何收集這些數(shù)據(jù)，故障報告人員通過什么形式來報告。收集方法包括早期的手工填寫、從選擇表中挑選、直接數(shù)據(jù)輸入或是計算機條碼的錄入。同時必須制定數(shù)據(jù)輸入規(guī)則（例如：故障信息的那些數(shù)據(jù)必須要求輸入）以及如何保證數(shù)據(jù)的準確性和一致性。

步驟五：實施FRACAS基本原型

上述四個步驟即實施FRACAS的前期準備工作，完成之后可以開始實施基本原型。目前實施FRACAS的工具有三個層次：Excel或者Access等通用工具或者自開發(fā)的實施工具滿足基本需要，缺點是無法滿足多用戶共同使用，數(shù)據(jù)處理能力有限，數(shù)據(jù)安全性差。

部門級的應用工具，能包括基本的FRACAS功能，適合用戶較少的部門應用。

企業(yè)級應用工具（例如后面介紹的RelexFRACAS等專業(yè)軟件工具），提供全部FRACAS功能，支持大規(guī)模數(shù)據(jù)和多用戶，采用WEB技術，與企業(yè)信息化管理軟件（ERP、PDM等）有接口，便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與傳遞。

項目組根據(jù)當前的實際情況采用不同的應用工具來實施FRACAS。

步驟六：接受反饋和修改FRACAS

FRACAS基本原型建立好之后，讓使用者參與進來，確定其輸出是否能夠達到預定的目標要求，是否滿足成功要素。同時尋找需要改進的工作區(qū)域，通過收集建設性的反饋意見，來進行適當?shù)男薷摹Ｔ谶M行系統(tǒng)演示前,要得到小組代表和執(zhí)行人或負責人的認同和支持。

步驟七：演示和培訓

確定是將系統(tǒng)立即展示給所有使用者，還是采用逐步推開的方式。如果時間充裕，那么逐步推進的方式會更好一些。

在培訓過程中，擔當不同角色的使用者可能出現(xiàn)不同的問題，我們可以對這些暴露出來的問題進行有針對性的解決，從中總結(jié)經(jīng)驗。

步驟八：持續(xù)改進

根據(jù)使用者的反饋，對FRACAS進行持續(xù)的改進。如果商業(yè)目標和流程發(fā)生了變化，那么也需要對FRACAS做適當?shù)男薷?。在這個過程中有一點需要注意，即要保證所有改動并不違背最初制定的整體目標。

采用專業(yè)的應用工具可幫助實施者建立科學嚴謹?shù)拈]環(huán)流程，下面介紹美國RELEX公司推出的Relex FRACAS系統(tǒng)。

• 通過FRACAS的成功運行，能夠建立比較完善的產(chǎn)品零部件的故障信息和可靠性信息數(shù)據(jù)庫，利用該數(shù)據(jù)庫，可以為本型產(chǎn)品的可靠性改進和后續(xù)產(chǎn)品的可靠性設計提供數(shù)據(jù)基礎；

• 通過FRACAS的成功運行，能夠得到產(chǎn)品整機及其組成成件的可靠性評價參數(shù)值，以此作為制定備件支持和維修保障策略的重要參考；

• 通過FRACAS可以建立以可靠性為中心的故障信息管理和控制系統(tǒng)。