失效模式和影响分析 (FMEA) 是最早进行故障分析的高度结构化、系统化的技术之一。它是由可靠性工程师在上世纪50年代末开发的，目的是研究军事系统故障可能产生的问题。
FMEA 通常是系统可靠性研究的第一步，它涉及检查尽可能多的组件和子系统，以确定故障模式及其原因和影响。对于每个组件，故障模式及其对系统其余部分的影响都记录在特定的 FMEA 工作表中。此类工作表有许多变体。FMEA 可以是定性分析，但可以通过数学故障率模型与统计故障模式比率数据库相结合建立在定量的基础上。
存在几种不同类型的 FMEA 分析，例如:
- 功能
- 设计
- 过程
有时 FMEA 被扩展到 FMECA (失效模式、影响和临界分析)，以表明也进行了临界分析。
FMEA 是一种归纳推理 (正向逻辑) 单点失效分析，是可靠性工程、安全工程和质量工程的核心任务。
成功的 FMEA 活动有助于根据类似产品和工艺的经验或基于故障逻辑的共同物理特性来识别潜在的故障模式。它被广泛用于开发和制造行业的各个阶段的产品生命周期。效果分析指的是研究这些故障在不同系统级别上的后果。
功能分析是必要的, 以确定正确的故障模式，在所有系统级别，无论是功能 FMEA 或分段 (硬件) FMEA。FMEA 用于降低故障 (模式) 影响严重性或降低故障概率或两者兼而有之来构建降低或缓解风险的策略。FMEA 原则上是一种完整的归纳 (正向逻辑) 分析，但只有通过了解失效机理才能估计或降低失效概率。因此 FMEA 可包括关于故障原因的信息 (演绎分析)，通过消除已查明的 (根本) 原因，减少发生的可能性。
FEMA工作表样例1：
| FMEA Ref. | Item | Potential failure mode | Potential cause(s) / mechanism | Mission Phase | Local effects of failure | Next higher level effect | System Level End Effect | (P) Probability (estimate) | (S) Severity | (D) Detection (Indications to Operator, Maintainer) | Detection Dormancy Period | Risk Level P*S (+D) | Actions for further Investigation / evidence | Mitigation / Requirements |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.1.1.1 | Brake Manifold Ref. Designator 2b, channel A, O-ring | Internal Leakage from Channel A to B | a) O-ring Compression Set (Creep) failure b) surface damage during assembly | Landing | Decreased pressure to main brake hose | No Left Wheel Braking | Severely Reduced Aircraft deceleration on ground and side drift. Partial loss of runway position control. Risk of collision | (C) Occasional | (V) Catastrophic (this is the worst case) | (1) Flight Computer and Maintenance Computer will indicate "Left Main Brake, Pressure Low" | Built-In Test interval is 1 minute | Unacceptable | Check Dormancy Period and probability of failure | Require redundant independent brake hydraulic channels and/or Require redundant sealing and Classify O-ring as Critical Part Class 1 |
FEMA工作表样例2：
| 功能 | 故障模式 | 后果影响 | 故障的可能性 低=1 中=3 高=9 | 后果的严重性 很少=1 严重=3 极重=9 | 故障检测能力 容易=1 中等=3 困难=9 | 风险分数汇总 | 应对措施 | 修正好的风险分数汇总 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 登陆服务 | 用户数据没有适当的插入数据库 | 用户无法注册 | 3 | 3 | 3 | 27 | 测试所有注册路径（包括风险分数为1的）写一个数据验证脚本，在发布后运行脚本验证 | 3 |
