專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)雜產(chǎn)品可靠性維修性保障性測(cè)試性安全性(以下簡(jiǎn)稱(chēng)RMS)設(shè)計(jì)過(guò)程，尤其是在有限的研制周期內(nèi)和有限的研制經(jīng)費(fèi)下，一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員快速、有序、高效地針對(duì)問(wèn)題根源，有計(jì)劃分步驟采取有效措施實(shí)施改迸，進(jìn)而提高復(fù)雜產(chǎn)品RMS水平。本發(fā)明屬于可靠性工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
RMS是復(fù)雜產(chǎn)品性能發(fā)揮和保持的重要影響因素，因此在復(fù)雜產(chǎn)品RMS設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循相關(guān)RMS設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展RMS工作項(xiàng)目，通過(guò)不斷分析發(fā)現(xiàn)潛在故障模式，進(jìn)而采取改進(jìn)措施加以消除或減少，同時(shí)緊抓安全保證措施、配套維修保障資源
以及測(cè)試手段的設(shè)計(jì)，最終確保在盡可能短的時(shí)間內(nèi)、以盡可能少的資源消耗使RMS指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。然而，現(xiàn)階段企業(yè)單位在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員主要以完成規(guī)定的工作項(xiàng)目為主，RMS設(shè)計(jì)分析工作之間始終缺乏ー個(gè)核心貫穿其中，RMS設(shè)計(jì)分析工作內(nèi)部之間關(guān)聯(lián)性較弱，致使RMS設(shè)計(jì)分析工作浮于表面，難以在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分發(fā)揮RMS設(shè)計(jì)分析技術(shù)的作用。鑒于此，本發(fā)明提出了一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中以其潛在故障模式為核心，逐一發(fā)現(xiàn)并解決維修性、保障性、測(cè)試性和安全性設(shè)計(jì)方面的缺陷，從而消除或減少故障模式，快速有效提高RMS水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員以故障模式為中心，規(guī)劃安排和執(zhí)行相關(guān)的RMS設(shè)計(jì)分析工作項(xiàng)目，逐步消除和減少產(chǎn)品潛在的故障模式，大大縮短研制周期，降低研制成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出了故障模式消減閉合過(guò)程模型。故障模式消減是指根據(jù)故障模式產(chǎn)生的原因及其造成的后果嚴(yán)重程度，采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施、使用補(bǔ)償措施、預(yù)測(cè)診斷等手段，進(jìn)而使其消除或降低其發(fā)生可能性，以及使故障能夠快速恢復(fù)的ー個(gè)過(guò)程。該過(guò)程起始于產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期引入故障，直到采取措施實(shí)現(xiàn)消減并驗(yàn)證有效，是ー個(gè)閉合過(guò)程，見(jiàn)圖I。本發(fā)明ー種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，按照以下四個(gè)步驟進(jìn)行步驟一開(kāi)展FMECA分析根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，選擇適合的故障模式影響及危害性分析方法，制定相應(yīng)的表格(表I為硬件FMECA分析表示例)，分析產(chǎn)品各組成部分的潛在故障模式及其故障原因、故障影響等，并進(jìn)一歩根據(jù)嚴(yán)酷度等級(jí)、故障模式危害度或風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)等標(biāo)準(zhǔn)將所有故障模式分析記錄進(jìn)行分類(lèi)，如分為I、II類(lèi)故障模式集和III、IV類(lèi)故障模式集。表I硬件故障模式影響及危害性分析表(示例)LiL功故障鵬局部「ロ汝「最終55嚴(yán)酷度「是否影廠￡盂「使用補(bǔ)f維修保能模式原因影響2 影響等級(jí)響安全償措施障資源步驟ニ 確定故障模式消減方案針對(duì)已歸類(lèi)的特定故障模式集合中的每一條故障模式記錄，分析該故障模式消減后對(duì)RMS指標(biāo)的影響。然后基于計(jì)算得到的RMS指標(biāo)，結(jié)合RMS指標(biāo)的目標(biāo)值，運(yùn)用粗糙集理論確定故障模式消減次序方案。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下第I步計(jì)算故障模式消減對(duì)RMS指標(biāo)的影響在分析故障模式消減對(duì)RMS指標(biāo)的影響時(shí)，首先給出如下假設(shè)條件1)故障模式消減措施都是合理有效的；2)各類(lèi)故障模式相互獨(dú)立；3)消減過(guò)程中沒(méi)有引入新的故障模式；4)故障邏輯關(guān)系是單調(diào)的。I)計(jì)算對(duì)可靠性指標(biāo)的影響模型針對(duì)不同產(chǎn)品類(lèi)型，所使用的可靠性指標(biāo)可能不同。在不影響說(shuō)明故障模式消減對(duì)可靠性指標(biāo)影響的情況下，在此選用產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中最常用的可靠性指標(biāo)平均故障間隔時(shí)間(MTBF)，加以說(shuō)明。不妨設(shè)，產(chǎn)品i的I、II類(lèi)故障模式集合為{fn，fi2，…，fin}，n為I、II類(lèi)故障模式總數(shù)，已消減的1、11類(lèi)故障模式集合為隊(duì)ム,...ふ},...,ふ}，不妨記前ml個(gè)故障模式被完全消除，其余m2 = m-ml個(gè)故障模式的頻數(shù)比a u得到了降低，記降低后的頻數(shù)比為a ' ij (j = tml+l,tml+2,…，tm)。當(dāng){fitl，fit2，…，fitJ =小時(shí)，表示無(wú)故障模式被消減。因此，經(jīng)過(guò)ー輪的故障模式消減后，產(chǎn)品i的MTBFi變?yōu)镸TBF,，其表達(dá)式如下
腫ト卜一⑴
go m=n易見(jiàn)，隨著消減數(shù)量m的増大，.和Zニ1+1(%不變或増大，MTBF；■也隨
之増大。如果產(chǎn)品i的失效分布類(lèi)型為指數(shù)分布，則其故障率和可靠度可表示為
A* = Y ,(2)
! /MTBF；v J
R: = e-ゃ(3)2)計(jì)算對(duì)安全性指標(biāo)的影響模型同理，在此以產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中最常用的安全性指標(biāo)事故率(Pa)，加以說(shuō)明。假設(shè)產(chǎn)品i可能造成安全性事故的故障模式集合為{^,知,...知},...,ふ}。當(dāng){fm，fii2，…，fnJ =小時(shí)，表示無(wú)災(zāi)難性或致命性故障模式。再設(shè)，前:Tl (0彡rl彡h)個(gè)可能造成安全性事故的故障模式已消除，后r2 = h-rl個(gè)可能造成安全性事故的故障模式頻數(shù)比a u得到降低，記為a ' iJO經(jīng)過(guò)ー輪消減后，產(chǎn)品i的Pa變?yōu)镚，其表達(dá)式如下權(quán)利要求
1.一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，其特征在于該方法具體步驟如下 步驟一開(kāi)展FMECA分析 根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，選擇適合的故障模式影響及危害性分析方法，制定相應(yīng)的表格，分析產(chǎn)品各組成部分的潛在故障模式及其故障原因、故障影響，并進(jìn)一步根據(jù)嚴(yán)酷度等級(jí)、故障模式危害度或風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)標(biāo)準(zhǔn)將所有故障模式分析記錄進(jìn)行分類(lèi)，如分為I、II類(lèi)故障模式集和III、IV類(lèi)故障模式集； 表I硬件故障模式影響及危害性分析表 ?！軎?功故障故障局部1S;最終SS嚴(yán)酷度是否影 SS 使用補(bǔ)維修保 ^能模式原因影響影響等級(jí)響安全償措施障資源 步驟二 確定故障模式消減方案 針對(duì)已歸類(lèi)的特定故障模式集合中的每一條故障模式記錄，分析該故障模式消減后對(duì)RMS指標(biāo)的影響，然后基于計(jì)算得到的RMS指標(biāo)，結(jié)合RMS指標(biāo)的目標(biāo)值，運(yùn)用粗糙集理論確定故障模式消減次序方案；其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下 第I步計(jì)算故障模式消減對(duì)RMS指標(biāo)的影響 在分析故障模式消減對(duì)RMS指標(biāo)的影響時(shí)，首先給出如下假設(shè)條件1)故障模式消減措施都是合理有效的；2)各類(lèi)故障模式相互獨(dú)立；3)消減過(guò)程中沒(méi)有引入新的故障模式；4)故障邏輯關(guān)系是單調(diào)的； 1)計(jì)算對(duì)可靠性指標(biāo)的影響模型 針對(duì)不同產(chǎn)品類(lèi)型，所使用的可靠性指標(biāo)可能不同，在不影響說(shuō)明故障模式消減對(duì)可靠性指標(biāo)影響的情況下，在此選用產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中最常用的可靠性指標(biāo)平均故障間隔時(shí)間即MTBF，加以說(shuō)明； 設(shè)產(chǎn)品i的Ι、Π類(lèi)故障模式集合為
全文摘要
一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，包含四個(gè)步驟步驟一開(kāi)展FMECA分析并將結(jié)果按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類(lèi)；步驟二以歸類(lèi)的故障模式集合為對(duì)象，計(jì)算故障模式消減對(duì)RMS指標(biāo)的影響，并基于粗糙集理論計(jì)算確定最優(yōu)故障模式消減方案；步驟三實(shí)施故障模式消減；步驟四實(shí)施有效性驗(yàn)證。本發(fā)明使設(shè)計(jì)人員能以故障模式為中心，系統(tǒng)地考慮定性設(shè)計(jì)與定量指標(biāo)實(shí)現(xiàn)之間的關(guān)系，同時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)相關(guān)的可靠性、維修性、保障性、測(cè)試性和安全性設(shè)計(jì)情況，逐一解決這些設(shè)計(jì)中存在的缺陷和不足，從而快速、有效地實(shí)現(xiàn)RMS指標(biāo)要求，進(jìn)而縮短研制周期，降低研制成本。
文檔編號(hào)G06Q10/06GK102663542SQ20121007749
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者任羿, 劉林林, 楊德真, 王自力 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)